DE2953386T1 - Apparatus for creating high pressure - Google Patents
Apparatus for creating high pressureInfo
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Description
EINRICHTUNG ZUP HOCHORUCKEPJSIiUGUNG
Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Maschinenbau, insbesondere auf Einrichtungen zur Hochdruck-.
erzeugung.
Bisheriger Stand der Technik
Es ist eine Einrichtung zur Hochdruckerzeugung vom Belt-Typ bekannt, die zwei Kolben enthält, deren abgeschnittene
Stirnflächen von einem Metallring umgeben sind (siehe z.B. US-PS Nr. 3075245, Klasse 425-77,
veroff. am 29.1.1963).
In der genannten Einrichtung befindet sich im Raum zwischen dem Metallgürtel und den Kolben ein festes, unter
Druck elastisches Medium vom Typ Pyrophyllit oder Katlinit CLithografiestein). Die abgeschnittenen Stirnflächen
der Kolben und der Metallgürtel bilden eine Hochdruckkammer, in der sich ein festes, unter Druck plastisches
Medium vom Typ Pyrophillit oder Katlinit befindet, welches eine Probe umgibt und den Druck auf diese überträgt.
Die entgegengesetzten Stirnflächen der Kolben sind einem Mittel zu ihrer Verschiebung zugekehrt. Unter der
Wirkung einer Kraft seitens des Verschiebungsmittels bewegen sich die Kolben auf das Zentrum der Hochdruckkammer
zu und drücken das die Probe umgebende feste Medium sowie das zwischen den Kolben und dem Metallring befindliche
feste Medium zusammen. Ein Teil des festen Mediums fließt in den Spalt zwischen den Kolben und dem Metallring
aus. Dadurch können sich die Kolben einander nähern. Der zurückbleibende Teil des festen Mediums erfährt ein
Zusammendrücken und in ihm entsteht ein Druck. Ein bestimmtes Gleichgewicht zwischen dem nach außen ausfließenden
festen Medium und dem festen Medium, das dem Zusammendrücken unterworfen wird, gestattet es, gegenläufige Bewegung
der Kolben sicherzustellen und einen hohen Druck in dem die Probe umgebenden festen Medium zu erzielen. Je
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nach der Annäherung der Kolben wird der Spalt zwischen den Kolben und dem Metallring immer kleiner, und immer weniger
festes Medium fließt durch diesen Spalt aus.
Bei ihrer gegenläufigen Bewegung hören die Kolben ;_
!schließlich mit der gegenseitigen Annäherung auf, weil "..;;
trotz der Möglichkeit einer weiteren Vergrößerung der *--' Kraft, die an den äußeren Stirnflächen der Kolben seitens--des
Mittels zu ihrer Verschiebung angreift, der Spalt zwischen ihnen und dem Metallring derart klein wird, daß das
in ihm befindliche feste Medium mit dem Fließen aufhört. '.
Die hierbei erzielte Kraft der Zusammendrückung des die -
Probe umgebenden festen Mediums bestimmt gerade die Er-:
zeugung des maximalen Drucks in diesem festen Medium und in der Probe.
Die Größe des erreichbaren Drucks hängt vom Spalt zwischen den Kolben und dem Metallring ab, was es nicht
erlaubt, einen Druck über 70 kbar zu erhalten.
Bei der genannten Einrichtung zur Hochdruckerzeugung erfahren die abgeschnittenen Stirnflächen der Kolben eine
große Verformung entlang ihrer Längsachse unter der Wirkung des seitens des die Probe umgebenden festen Mediums
auf sie ausgeübten Drucks. Die genannte Verformung kann zur Zerstörung der Stirnflächen der Kolben führen. Das
Vorhandensein dieser Verformung der Kolben vermindert die Größe des erreichbaren Drucks in dem die Probe umgebenden
festen Medium. Die Ursache für die Verformung der Kolbenstirnflächen liegt in der Konstruktion der Kolben, bei deren
Ausführung der Flächeninhalt der zum Zentrum der Hochdruckkammer
gekehrten Kolbenstirnfläche um ein Mehrfaches (in einigen Fällen um das Zehnfache) kleiner als der Flächeninhalt
der dem Mittel zur Verschiebung der Kolben zugekehrten Kolbenstirnfläche, ist. Infolgedessen werden in
dem Kolbenteil, der an dem die Probe umgebenden festen Medium anliegt, viel größere Normalspannungen entlang
der Längsachse des Kolbens im Vergleich mit Normalspannungen entwickelt, welche in dem Kolbenteil wirken, der
am Mittel zur Verschiebung der Kolben anliegt und auf der
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Stützfläche des Kolbens die Einwirkung einer gleichverteilten
Kraft seitens des Kolbenverschiebungsmittels erfährt
.
Teilweise kann die Verformung der Kolbenstirnflächen
entlang der Längsachsen der Kolben bei einer anderen-.
konstruktiven Kolbenausführung gemäß einer anderen bekannten Einrichtung zur Hochdruckerzeugung vermindert werden
(siehe z.B. die US-PS Nr. 3854854, Kl. 425-77, veröff.
am 17. Dezember 1974).
Gemäß dieser Einriebtung ist jeder Kolben in Riehtung
seiner Längsachse zusammengesetzt aus zwei Teilen :
ausgeführt, von denen der eine ein Arbeitskörper ist, des-' sen eine Stirnfläche mit einem festen, unter Druck plastischen Medium unmittelbar kontaktiert, das eine Probe um-
gibt, welche einen von diesem Medium übertragenen Druck erfährt, während der andere Teil einen Grundkörper darstellt,
dessen eine Stirnfläche zu einem für alle Kolben gemeinsamen Mittel zu ihrer Verschiebung gekehrt ist und
sich die andere Stirnfläche gegenüber der anderen Stirnfläche des Arbeitskörpers in einem gewissen Abstand von
ihr befindet. Der Raum zwischen diesen Stirnflächen ist mit einem festen, unter Druck plastischen Medium gefüllt,
und auf den Oberflächen der Stirnflächen selbst sind ähnliche ringförmige Nuten ausgeführt, deren Achsen mit der
Längsachse des Kolbens zusammenfallen, deren innere Ränder die zentralen Abschnitte der Stirnflächen jeweils des
Arbeitskörpers und des Grundkörpers begrenzen und deren Hohlraum zumindest teilweise mit einem festen, unter Druck
plastischen Medium gefüllt ist.
Auf den zentralen Abschnitt der Stirnfläche des ArbeitskÖrpers
wird ein Druck einwirken, der gleich oder größer als der Druck ist, der auf die Stirnfläche des Arbeitskorpers
des Kolbens einwirkt, welche an dem die Probe umgebenden festen Medium anliegt. Normalspannungen,
die sich im Arbeitskörper des Kolbens entlang der Kolbenlängsachse unter der Wirkung des Drucks in dem die Probe
umgebenden festen Medium entwickeln, werden durch Normal-
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spannungen kompensiert, die sich im Arbeitskörper des Kolbens entlang der Kolbenlängsachse unter der Wirkung
des Drucks entwickeln, welcher an dem zum Grundkörper des Kolbens gekehrten zentralen Abschnitt des Arbeitskörpers
angreift. Dies vermindert beträchtlich die Verform- ;; ung der Stirnfläche des Arbeitskörpers des Kolbens, die "-"
an dem die Probe umgebenden festen Mediumjanliegt, und ge-- -
stattet dadurch, einen höheren Druck in dem die Probe um
gebenden festen Medium zu erreichen. Aber bei dieser
konstruktiven Lösung erfährt der Arbeitskörper des KoI- ."
bens keine allseitige Zusammendrückung, was es nicht erlaubt, einen hohen Druck über 150 kbar zu erzielen. -
Es wurde eine Einrichtung zur Hochdruckerzeugung vom "Kugel"-Typ vorgeschlagen, die ein Mehrkolbensystem in
Form eines festen Körpers regelmäßiger geometrischer Form (Kugel, Zylinder) enthält, welcher durch Ebenen geteilt
ist, die durch das Symmetrieζentrum gehen (siehe z.B. die
GB-PS Nr. 1200934, Kl. B 01 j 3/00, veröff. am 5.August
1970).
^O Die Kolben dieser Einrichtung sind an den zur Probe
gekehrten Stirnseiten abgeschnitten und bilden bei der Annäherung eine Hochdruckkammer, in der sich ein festes,
unter Druck plastisches Medium vom Typ Katlinit oder Pyrophyllit befindet, das die Probe umgibt. Die entgegenge-
^5 setzten Stirnflächen der Kolben sind einem für sie gemeinsamen
Verschiebungsmittel zugewandt. Zwischen den Seitenflächen der Kolben befindet sich teilweise ein festes,
unter Druck plastisches Medium vom Typ Katlinit oder Pyrophyllit.
Unter der Druckeinwirkung auf die Stirnflächen der Kolben seitens des Verschiebungsmittels (im vorliegenden
Fall ist die Flüssigkeit Kerosin, in der mit Hilfe eines Verdichters ein Druck erzeugt ist) bewegen sich die Kolben
in Richtung der Probe und drücken das feste Medium, das die Probe umgibt, sowie das feste Medium, das sich
zwischen den Seitenflächen der Kolben befindet, zusammen. Ein Teil jedes festen Mediums fließt in den Spalt zwischen
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den Seitenflächen der Kolben aus, was die weitere Annäherung
der Kolben zum Zentrum der Hochdruckkammer hin gewährleistet. Das in der Hochdruckkammer zurückgebliebene
feste Medium erfährt ein Zusammendrücken und in ihm . wird ein Druck erzeugt.
In ihrer gegenläufigen Bewegung halten die Kolben " ;
im Endergebnis mit der gegenseitigen Annäherung ein, weil trotz der Möglichkeit einer weiteren Vergrößerung —
der Kraft, die an den äußeren Stirnflächen der Kolben seitens des Mittels zu ihrer Verschiebung angreift, der
Spalt zwischen den Seitenflächen der Kolben derart klein...
wird, daß das in ihm befindliche feste Medium mit dem Fließen aufhört. Die hierbei erzielte Kraft der Zusammendrückung
des die Probe umgebenden festen Mediums bestimmt gerade den maximalen Druck in diesem festen Medium und in
der Probe. Der Flächeninhalt der Kolbenstirnfläche, die
dem Mittel zur Kolbenverschiebung zugekehrt ist, ist um ein Mehrfaches größer als die Kolbenstirnfläche, an welcher
das die Probe umgebende feste Medium anliegt. Auf diese Kolbenstirnflächen wirken Drücke, deren Verhältnis
zueinander dem Verhältnis ihrer Flächeninhalte umgekehrt proportional ist.
Beim Fehlen der gleichmäßigen allseitigen Zusammendrückung in dem Kolbenteil, der an das die Probe umgebende
feste Medium angrenzt, entwickeln sich maximale Spannungen, und der Kolben erfährt eine große Verformung entlang
der Längsachse in Richtung vom Zentrum der Hochdruckkammer aus zur äußeren Stirnfläche des Kolbens hin. Dies
ist eine der Schwierigkeiten beim Erreichen eines höheren Drucks.
Um eine gleichmäßigere Verteilung der Spannungen in dem Kolbenteil herbeizuführen, der an das die Probe umgebende
feste Medium angrenzt, werden die Kolben gemäß der oben beschriebenen Einrichtung zur Hochdruckerzeugung
ausgeführt (US-PS Nr. 3854854, Kl. 425-77, veröff. am 17.
Dezember 1974).
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Die auf diese Weise geschaffene Einrichtung zur Hochdruckerzeugung vom "Kugel"-Typ mit den in Richtung
ihrer Längsachse zusammengesetzten Kolben "bietet die Möglichkeit,
einen hohen Druck (über 300 kbar) in dem die Probe umgebenden festen Medium zu erzielen. Jedoch wer- .
den diese Einrichtungen ein kleines Volumen der Hochdruck-' kammer besitzen.
Die obenbeschriebene bekannte Einrichtung zur Hochdruckerzeugung QUS-PS Nr. 3854854, Kl. 425-77, veröff-..
am 17. Dezember 1974) enthält ein Mehrkolbensystem, dessen jeder Kolben, wie bereits beschrieben, in Richtung
seiner Längsachse zusammengesetzt aus zwei Teilen ausgeführt ist, von denen der eine ein Arbeitskörper ist, dessen
eine Stirnfläche mit einem festen, unter Druck plastischen Medium, das die Probe umgibt, welche einen durch
dieses Medium übertragenen Druck erfährt, bei der gegenseitigen Annäherung der Kolben unmittelbar kontaktiert,
während der andere Teil einen Grundkörper darstellt, dessen eine Stirnfläche zu einem für alle Kolben gemeinsamen
Mittel zu ihrer Verschiebung gekehrt ist und sich die andere Stirnfläche gegenüber der anderen Stirnfläche des
Arbeitskörpers in einem gewissen Abstand von ihr befindet,
wobei der Raum zwischen diesen Stirnflächen mit einem festen, unter Druck plastischen Medium gefüllt ist und auf
den Oberflächen der Stirnflächen selbst ähnliche ringförmige Nuten ausgeführt sind, deren Achsen mit der Längsachse
des Kolbens zusammenfallen, deren innere Ränder die zentralen Abschnitte der Stirnflächen jeweils des Arbeitskörpers
und des Grundkörpers begrenzen und deren Hohlraum zu-
■* mindest teilweise mit einem festen, unter Druck plastischen
Medium gefüllt ist.
Auf den zentralen Abschnitt der Stirnfläche des Arbeitskörpers wird ein Druck einwirken, der gleich oder
größer als der Druck ist, der auf die Stirnfläche des Ar-
JJ beitskorpers des Kolbens einwirkt, welche an dem die Probe
umgebenden festen Medium anliegt. Normalspannungen, die sich im Arbeitskörper des Kolbens entlang der Kolbenlängs-
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achse unter der Wirkung des Drucks in dem die Probe umgebenden festen Medium entwickeln, werden durch Normalspannungen
kompensiert, die sich im Arbeitskörper des Kolbens entlang der Kolbenlängsachse unter der Wirkung
des Drucks entwickeln, welcher an dem zum Grundkörper des Kolbens gekehrten zentralen Abschnitt des Arbeitskörpers angreift. Dies vermindert beträchtlich die Verformung
der Stirnfläche des Arbeitskörpers des Kolbens, . die an dem die Probe umgebenden festen Medium anliegt,
und gestattet dadurch, einen höheren Druck in dem die Probe umgebenden festen Medium zu erreichen.
In der genannten Einrichtung zur Hochdruckerzeugung,
gestattet die Konstruktion des Arbeitskörpers des Kolbens nicht, die Kraft auszunutzen, die auf den zentralen Abschnitt
der zum Grundkörper gekehrten Stirnfläche des Arbeitskörpers wirkt und die Kraft übersteigt, welche auf
die Kolbenstirnfläche wirkt, an der das die Probe umgebende feste Medium anliegt.
Offenbarung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Hochdruckerzeugung zu schaffen,
bei der der Arbeitskörper eines jeden Kolbens so ausgeführt wäre, daß er es gestatten würde, die Kraft effektiv
auszunutzen, die auf den zum Grundkörper des Kolbens gekehrten zentralen Abschnitt der Stirnfläche des Arbeitskörpers wirkt, sowie ein zusätzliches Zusammendrücken des
die Probe umgebenden festen Mediums gewährleisten würde, wodurch der Druck in diesem Medium und in der Probe erhöht
werden könnte.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Einrichtung zur Hochdruckerzeugung, die ein IVehrkolbensystem
enthält, dessen jeder Kolben in Richtung seiner Längsachse zusammengesetzt aus zwei Teilen ausgeführt ist, von
denen der eine Teil ein Arbeitskörper ist, dessen eine Stirnfläche mit einem festen, unter Druck plastischen Medium,
das eine Probe umgibt, welche einen durch dieses
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Medium bei der gegenseitigen Annäherung der Kolben übe rtragenen Druck erfährt, unmittelbar kontaktiert, während
der andere Teil einen Grundkörper darstellt, dessen eine Stirnfläche einem für alle Kolben gemeinsamen Mittel zu
ihrer Verschiebung zugekehrt ist und sich die andere Stirnfläche gegenüber der anderen Stirnfläche des Arbeitskörpers in einem gewissen Abstand von ihr befindet, wobei;
der Raum zwischen diesen Stirnflächen mit einem festen, unter Druck plastischen Medium gefüllt ist und auf den Oberflächen
der Stirnflächen selbst ähnliche ringförmige Nuten ausgeführt sind, deren Achsen mit der Längsachse des
Kolbens zusammenfallen, deren innere Ränder die zentralen
Abschnitte der Stirnflächen jeweils des Arbeitskörpers
und des Grundkörpers begrenzen und deren Hohlraum zumindest teilweise mit einem festen, unter Druck plastischen
Medium gefüllt ist, erfindungsgemäß der Arbeitskörper jedes Kolbens in der zur Kolbenlängsachse senkrechten
Richtung zusammengesetzt aus,koaxial angeordnet , einem
Zentraleinsatz und einem diesen umgebenden Ring ausgeführt ist, die nach der Seite der Probe relativ verschiebbar
sind, wobei der Flächeninhalt der Stirnfläche des Zentraleinsatzes, die der Stirnfläche des Arbeitskörpers
mit der ringförmigenNut zugeordnet ist, ungefähr gleich oder kleiner als der Flächeninhalt
des zentralen Abschnitts dieser Stirnfläche ist. Dank einer solchen Ausführung des Arbeitskörpers
eines jeden Kolbens wird die Kraft effektiv ausgenutzt, die auf die Stirnfläche des dem Grundkörper des Kolbens
zugekehrten Zentraleinsatzes wirkt. Unter der Wirkung dieser Kraft, die größenmäßig die Kraft übersteigt, die
auf den Zentraleinsatz seitens des die Probe umgebenden festen Mediums wirkt, erfährt der Zentraleinsatz erstens
die allseitige Zusammendrückung, was zur Verringerung der Komponenten des Gradienten der Spannungen in seinem
Körper führt, erfährt zweitens eine ohne Zerstörung erfolgende
Verformung entlang der Längsachse und bewegt sieb drittens zur Probe relativ zu dem ihn
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umgebenden Ring, was zum zusätzlichen Zusammendrücken des die Probe umgebenden festen Mediums und zur Drucksteigerung
in diesem Medium und in der Probe führt.
Der Zentraleinsatz des Arbeitskörpers kann in Form eines geraden Zylinders ausgebildet oder als gerader :
Kegelstumpf gestaltet sein, dessen größere Grundfläche mit dem die Probe umgebenden festen, unter Druck
plastischen Medium unmittelbar kontaktiert.
Es ist zweckmäßig, zwischen dem Zentraleinsatz und dem ihn umgebenden Ring eine Zwischenlage anzuordnen,
die aus einem Material besteht, das die Reibung zwischen ihnen vermindert.
Es ist sinnvoll, als festes, unter Druck plastisches Medium, das sich im Raum zwischen den zentralen Abscnnitten
der Stirnflächen des Arbeitskörpers und des Grundkörpers befindet, einen Explosivstoff zu verwenden, der bei
der Explosion eine zusatzliche Verschiebung des Zentraleinsatzes des Arbeitskörpers zur ■ Probe gewährleistet.
Es ist wünschenswert, in der Einrichtung ein Piezoelement
vorzusehen, das mit der Stirnfläche des Zentraleinsatzes des Arbeitskörpers, die der Stirnfläche des Arbeitskörpers
zugeordnet ist, auf der die ringförmige Hut eingearbeitet ist, kontaktiert und zur Verminderung der
^ 5 Reibung zwischen dem Zentraleinsatz und dem diesen umgebenden Ring beiträgt.
Es ist durchaus sinnvoll, daß der Arbeitskörper des Kolbens zusätzlich mindestens einen Ring enthält, der koaxial
zu dem Ring angeordnet ist, welcher den Zentraleinsatz des Arbeitskörpers umgibt.
Zwischen den koaxial angeordneten Ringen kann eine
Zwischenlage untergebracht sein, die aus einem Material besteht, das die Reibung zwischen ihnen vermindert.
Eine solche konstruktive Ausführung der erfindunpsgemäßen
Einrichtung zur Hochdruckerzeugung gestattet es, den Hochdruckbereich zu erhöhen und. das Volumen des die
Probe umgebenden festen, unter Druck plastischen Mediums
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zu vergrößern . Dies erweitert das Anwendungsgebiet der
erfindungsgemäßen Einrichtung in wissenschaftlichen Forschungen
und in der Industrie.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen ;
Im folgenden wird die Erfindung durch Beschreibung konkreter Beispiele ihrer Ausführung und anhand derlei- '
gefügten Zeichnungen erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Hochdruckerzeugung vom "Kugel"-Typ (Längsschnitt);
Fig. 2 eine andere Ausführungsvariante, der erfin- ^_.
dungsgemäßen Einrichtung vom "BeIt"-Typ (Längsschnitt);" —
Fig. 3 eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Einrichtung, die zwei Kolben enthält (Längsschnitt)
;
Fig. 4 eine andere Ausführungsvariante der Einrichtung
nach Fig. 3 (Längsschnitt).
Die besten Ausführungsvarianten der Erfindung
Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Hochdruckerzeugung
vom "Kugel"-Typ enthält ein Mehrkolbensystem 1 (Fig.
1), das in der hier geschilderten Variante der Einrichtung ein Sechskolbensystem ist. Je zwei Kolben 2 dieses
Systems sind entlang einer für diese Kolben 2 gemeinsamen Längsachse 3 mit Abstand voneinander angeordnet, befinden
sich einander gegenüber und haben die Form von Sektoren, die gemeinsam mit den Sektoren der vier anderen Kolben 2
eine Kugel bilden.
Jeder Kolben 2 dieses Systems 1 ist in Richtung seiner Längsachse 3 zusammengesetzt aus zwei Teilen ausgeführt
.
Der eine Teil des Kolbens 2 stellt einen Arbeitskörper 4 dar, dessen eine Stirnfläche mit einem festen,
unter Druck plastischen Medium 6 unmittelbar kontaktiert, das eine Probe 7 umgibt, welche den durch dieses Medium
6 bei der gegenseitigen Annäherung der Kolben 2 über-
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tragenen Druck erfährt. In der beschriebenen Variante der Einrichtung kommt als dieses Fedium 6 der Lithografiestein
(Katlinit) zur Anwendung.
Der andere Teil des Kolbens 2 stellt einen Grundkörper
8 dar, dessen eine Stirnfläche 9 einem für alle Kolben 2 gemeinsamen Mittel 10 zu ihrer Verschiebung zugekehrt
ist.
Die anderen Stirnflächen 11 und 12 des Arbeitskörpers 4 bzw. des Grundkörpers 8 liegen in einem bestimmter.
Abstand voneinander. Der Raum zwischen den Stirnflächen
11 und 12 ist mit einem festen, unter Druck plastischen Medium 13 gefüllt, beispielsweise mit einem ebensolchen
festen Medium wie auch zur Druckübertragung auf die Probe 7, welches in der hier beschriebenen Ausführungsvariante
ein Explosivstoff, beispielsweise eine Legierung von 36 Masse-% Trotyl und 64 Masse-% Hexogen ist. Mit Erfolg
kann Trotyl oder Hexogen verwendet werden. Auf den Oberflächen der Stirnflächen 11 und 12 sind ähnliche ringförmige
Nuten 14 bzw. 15 eingearbeitet, deren Achsen mit der Längsachse 3 des Kolbens 2 zusammenfallen. Die inneren
Ränder 16 und 17 der Nuten 14 bzw. 15 begrenzen die zentralen Abschnitte 18 und 19 der Stirnflächen 11 und
12 jeweils des Arbeitskörpers 4 und des Grundkörpers 8. Der Hohlraum der Nuten 14 und 15 ist mit einem festen,
unter Druck plastischen Medium 20 gefüllt, als welches in der beschriebenen Variante der Litographiestein (Katlinit)
zur Anwendung kommt. Der Hohlraum der Nuten kann mit diesem Medium teilweise gefüllt sein.
Der Arbeitskörper 4 eines jeden Kolbens 2 ist in der zur Längsachse 3 des Kolbens 2 senkrechten Richtung zusammengesetzt
aus.koaxial angeordnet, einem Zentraleinsatz 21 und einem diesen umgebenden Ring 22 ausgeführt,
die nach der Seite der Probe 7 relativ verschiebbar sind. Der Zentraleinsatz 21 des Arbeitskörpers ist in Form
eines geraden Zylinders ausgebildet. Der Flächeninhalt der Stirnfläche 23 des Zentralennsatzes 21 ist kleiner
als der Flächeninhalt des zentralen Abschnittes 18 der
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Stirnfläche 11 des Arbeitskörpers 4. Das feste Medium 13
gewährleistet bei der Explosion eine zusätzliche Verschiebung des zentralen Einsatzes 21 nach der Seite der
Probe 7.
Zwischen dem Zentraleinsatz 21 und dem ihn umgebenden
Ring 22 ist eine Zwischenlage 24 untergebracht, die' aus einem Material besteht, das die Reibung zwischen
ihnen vermindert. Im vorliegenden Fall ist die Zwischenlage 24 aus Blei ausgeführt. Jedoch können auch andere
Werkstoffe, solche wie Kupfer, Zinn oder Fluorkunststoff, verwendet werden.
Mit der Stirnfläche 23 des Einsatzes 21 steht in :
unmittelbarem Kontakt ein Piezoelement 25» das ebenfalls zur Verminderung der Reibung zwischen dem Einsatz 21 und
dem diesen umgebenden Ring 22 beiträgt.
In der hier beschriebenen Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Einrichtung stellt das Mittel 10 zur
Verschiebung der Kolben 2 eine Flüssigkeit 26 (im vorliegenden Fall Kerosin) dar, die unter Druck durch eine
Kapillare 27 einem Hohlraum zugeführt wird, der von einer
Kugelhülle 28 aus elastischem Material., u.zw. Gummi, die mit den Grundkörpern 8 der Kolben 2 unmittelbar kontaktjert,
und von einer Kugelhülle 29 aus Metall, u.zw. Stahl, gebildet ist.
Die Arbeitskörper 4 der Kolben 2 sind voneinander mit Hilfe eines festen, unter Druck plastischen Mediums
30, im vorliegenden Fall Pyro-obyllit, getrennt.
Die Kolben 2 sind bevorzugt aus Wolframkarbid, Titankarbönitrid
und überharten Werkstoffen - Diamant und kubisches Bornitrid - auszuführen. Hierbei muß der Zentraleinsatz
21, der die Einwirkung des größten Drucks erfährt, aus besonders festen Materialien ausgeführt werden.
Die beschriebene Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Einrichtung gestattet es, in dem Volumen des
die Probe umgebenden festen Mediums in der Größenordnung von 1 cm einen Druck über 200 kbar zu erzielen.
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In den Fällen, wenn ein Druck von IOO-I5O kbar in
einem Volumen des die Probe umgebenden festen Mediums bis 100 cm erzielt werden muß, ist zweckmäßigerweise
eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Hochdrucker ze ugunp;
vom "Belt"-Typ nach Fig. 2 zu verwenden, bei der das
Mehrkolbensystem 1 aus zwei Kolben 2 besteht, die entlang der für diese Kolben 2 gemeinsamen Längsachse 3
mit Abstand voneinander angeordnet sind und sich ein- .. ander gegenüber befinden.
Jeder Kolben 2 dieses Systems 1 ist ähnlich den Kolben 2 der Einrichtung gemäß Fig. 1, d.h. in Richtung
ihrer Längsachse 3 (Fig· 2) zusammengesetzt aus zwei
Teilen, ausgeführt. Nachstehend werden nur diejenigen Teile der Kolben beschrieben, die eine andere Formgestaltung
und andere Bezugszeichen haben.
Der eine Teil des Kolbens 2 stellt einen Arbeitskörper 31 dar, dessen eine Stirnfläche 32 mit einem eine
Probe 7 umgebenden festen, unter Druck plastischen Medium 6 unmittelbar kontaktiert.
Der andere Teil des Kolbens 2 stellt einen Grundkörper 33 dar, dessen eine Stirnfläche 34 einem für alle
Kolben 2 gemeinsamen Mittel 10 zu ihrer Verschiebung zugekehrt ist.
Die anderen Stirnflächen 35 und 36 des Arbeitskörpers
31 bzw. des Grundkörpers 33 liegen in einem gewissen Abstand
voneinander. Der Raum zwischen den Stirnflächen 35 und 36 ist mit einem festen, unter Druck plastischen Medium
13 gefüllt. Auf den Oberflächen der Stirnflächen 35 und 36 selbst sind ähnliche ringförmige Nuten 14 bzw. 15
ausgeführt. Die inneren Ränder 16 und 1.7 der Nuten 14 und 15 begrenzen die zentralen Abschnitte 37 und 38 der Stirnflächen
35 und 36 jeweils des Arbeitskörpers 31 und des
Grundkörpers 33. Der Hohlraum der Nuten 14 und I5 ist mit
einem festen, unter Druck plastischen Medium 20 gefüllt.
Der Arbeitskörper 31 eines jeden Kolbens 2 ist in
der zur Längsachse 3 des Kolbens 2 senkrechten Richtung zusammengesetzt auSjkoaxial angeordnet^ einem Zentralein-
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satz 39 und einem diesen umgebenden Ring 40 ausgeführt,
zwischen denen eine Zwischenlage 41 untergebracht ist, die aus demselben Material wie die Zwischenlage 24 gemäß
Fig. 1 besteht.
Der Flächeninhalt der Stirnfläche 42 (Fig. 2) des Zentraleinsatzes 39 ist "kleiner als der Flächeninhalt des
zentralen Abschnittes 37 der Stirnfläche 35 des Arbeitskörpers
31·
Mit der Stirnfläche 42 des Einsatzes 39 steht ein """-Piezoelement
43 in unmittelbarem Kontakt.
In der hier beschriebenen Ausführungsvariante sind das feste, unter Druck plastische Medium 6, das sich zwischen
den Stirnflächen 32 der Arbeitskörper 31 befindet,
und teilweise die am festen Medium 6 anliegenden Seitenflächen der Arbeitskörper 3'I9 von einem Metallring 44 umgeben,
an dessen Innenfläche ein festes, unter Druck plastisches Medium 45 (Pyrophyllit) anliegt.
Das Mittel 10 zur Verschiebung der Kolben 2 stellt eine hydraulische Presse dar.
Einfacher in der konstruktiven Ausführung und im Betrieb ist die erfindungsgemäße Einrichtung zur Hochdruckerzeugung,
die in Fig. 3 dargestellt ist.
Die Einrichtung enthält zwei Kolben 2 des Mehrkolbensystems 1, die ähnlich dem Kolben 2 gemäß Fig. 1 und 2
5 ausgeführt sind, entlang einer für diese Kolben gemeinsamen Längsachse 3 mit Abstand voneinander angeordnet sind
und sich einander gegenüber befinden. Jeder Kolben 2 dieses Systems 2 ist in Richtung seiner Längsachse 3 zusammengesetzt
aus zwei Teilen ausgeführt. Der eine Teil des
^ Kolbens 2 stellt einen Arbeitskörper 50 dar, dessen eine
Stirnfläche 51 mit einem eine Probe 52 umgebenden festen,
unter Druck plastischen Medium 6 unmittelbar kontaktiert. Der andere Teil des Kolbens 2 stellt einen Grundkörper
dar, dessen eine Stirnfläche 54 einem für die beiden KoI-ben
gemeinsamen Mittel 10 zu ihrer Verschiebung zugekehrt ist.
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Die anderen Stirnflächen 55 und 56 liegen in einem
gewissen Abstand voneinander", der Raum zwischen ihnen ist mit einem festen, unter "Druck plastischen Medium 13
ausgefüllt.
Auf der Oberfläche der Stirnflächen 55 und 56 sind :
ähnliche ringförmige Nuten 57 bzw. 58 ausgeführt. Die inneren
Ränder der Nuten 59» 60 begrenzen die zentralen Ab-schnitte
61 und 62 der jeweiligen Stirnflächen 55 und 56 Der Hohlraum der Nuten 57 und 58 ist mit einem festen,
unter Druck plastischen Medium 20 gefüllt.
Der Arbeitskörper 50 eines jeden Kolbens 2 ist in :
der zur Längsachse 3 des Kolbens 2 senkrechten Richtung " zusammengesetzt auSj koaxial angeordnet, einem Zentraleinsatz
63 und diesen umgebenden Ringen 64 und 65 ausgeführt,
welche nach der Seite der 52 relativ verschiebbar sind.
In der hier beschriebenen Ausfuhrungsvariante der Einrichtung ist der Flächeninhalt der Stirnfläche 66 des
Zentraleinsatzes 63 dem Flächeninhalt des zentralen Abschnittes 61 der Stirnfläche 55 des Arbeitskörpers 50 annähernd
gleich. Der Zentraleinsatz 63 ist als gerader Zylinder gestaltet. Zwischen dem Zentraleinsatz 63 und den
diesen umgebenden Ringen 64 und 65 sind Zwischenlagen und 68 untergebracht, die aus einem Material bestehen,
welches dem Material der Zwischenlage 24 gemäß Fig. 1 ähnlich ist.
Mit der Stirnfläche 66 (Fig. 3) des Einsatzes 63 steht ein Piezoelement 69 in unmittelbarem Kontakt.
In der hier beschriebenen Ausführunpsvariante der erfindungsgemäßen Einrichtung ist das Verschiebungsmittel
10 ähnlich dem Verschiebungsmittel 10 gemäß Fig. 2 ausgeführt.
Auf den Stirnflächen 51 der Arbeitskörper 50 sind
ähnliche ringförmige Nuten 70 ausgeführt, deren innere Ränder 71 zentrale Abschnitte 72 begrenzen, zwischen denen
sich das die Probe 52 umgebende feste Medium 6 befindet.
Die Hohlräume der Nuten 70 sind mit einem festen,
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unter Druck plastischen Medium 73 vom Typ Katlinit oder
Pyrophyllit gefüllt. Der Arbeitskörper 50 und der Grundkörper
53 eines jeden Kolbens 2 sind in Stützringe 74- aus
Stahl eingepreßt.
Vorstehend wurde ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung
mit zwei den Zentraleinsatz 63 umgebenden Ringen.
64 und 65 beschrieben, das zweckmäßigerweise in denjeni-.'
gen Fällen anzuwenden ist, wenn Untersuchungen mit Prober, durchgeführt werden, die es erfordern, daß das Volumen dessie
umgebenden festen Mediums 30-40 cm übersteigt.
Eine erfindungsgemäße Einrichtung nach Fig. 4 ist ähnlich der Einrichtung nach Fig. 3 ausgeführt.
Der Unterschied besteht lediglich darin, daß der Zentraleinsatz 76 des Arbeitskörpers 50 in Form eines geraden
Kegelstumpfs ausgebildet ist, dessen größere Grundfläche mit dem die Probe 52 umgebenden festen,
unter Druck plastischen Medium 6 unmittelbar kontaktiert.
Der Zentraleinsatz 76 ist von einem Ring 77 umgeben,
und zwischen ihnen ist eine Zwischenlage 78 untergebracht,
die aus einem Material besteht, das dem Material der Zwischenlage 24 gemäß Fig. 1 ähnlich ist.
Um das Wesen der Erfindung nicht zu verdunkeln, ist in den Ausführungsbeispielen der Einrichtung nach Fig.
1-4 keine konkrete Art der Zuführung einer elektrischen Spannung an das Piezoelement 25, 43, 69 angeführt und
kein im Explosivstoff (festes Medium 13) befindlicher Draht gezeigt, der sich beim Durchleiten des elektrischen
Stroms durch denselben zur Zündung einer Explosion im Explosivstoff erhitzt.
Das Arbeitsprinzip der erfindungsgemäßen Einrichtung
zur Hochdruckerzeugung ist für Fig. 1-4 ähnlich und wird eingehend am Ausfuhrungsbeispiel der Einrichtung
nach Fig. 1 beschrieben.
An die Stirnflächen 9 der Grundkörper 8 der Kolben
2 ist über die Kugelhülle 28 ein gleichmäßig verteilter Druck seitens des Verschiebung;smitteIs 10 angelegt. Unter
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der Wirkung dieses Drucks bewegen sich die Kolben 2 entlang ihrer Längsachsen 3 und drücken das die Probe 7 umgebende
feste, unter Druck plastische Medium 6 und das feste, unter Druck plastische Medium 30 zusammen. Das
feste Medium 30 zerfließt im Spalt zwischen den Seiten- .
flächen der Kolben 2. Das feste Medium 6 fließt teilweise in den Spalt zwischen den Seitenflächen der Kolben
2 aus. Das zurückbleibende feste Medium 6 erfährt ein Zusammendrücken und in ihm wird ein Druck erzeugt, der auf
die Probe 7 übertragen wird. Das Ausfließen der festen Medien 6 und 30 gestattet es,den Kolben 2, den Spalt zwischen
ihren Seitenflächen zu verringern und sich unter
Zusammendrücken des festen Mediums 6 zur Probe 7 zu bewegen.
Der Flächeninhalt der Stirnfläche 9 des Kolbens 2 ist um ein Mehrfaches größer als der Flächeninhalt der
Stirnfläche 5 des Arbeitskörpers 4, was es möglich macht,
einen hohen Druck im festen Medium 6 bei einem nicht hohen Druck in der Flüssigkeit 26 zu erzeugen. Das ist eben
das Hauptprinzip der Hochdruckerzeugung in dem die Probe 7 umgebenden festen Medium 6, das auf dem Ausfließen und
Zusammendrücken des festen Mediums 6 beruht. Mit der fortschreitenden Verringerung des Spaltes zwischen den Seitenflächen
der Kolben 2 fließt das feste Medium 6 weniger in den Spalt aus, und zur weiteren Annäherung der Kolben und
Drucksteigerung im Medium 6 ist es erforderlich, unproportional zur Druckzunahme im Medium 6 die an den Stirnflächen
9 der Kolben 2 angreifende Kraft, d.h. im vorliegenden Fall den Druck der Flüssigkeit 26, zu vergrößern.
Während der Druckerzeugung; in der Flüssigkeit 26 und
im festen Medium 6 erfährt der Kolben 2 die Wirkung der Druckkraft entlang der Längsachse 3 seitens der Stirnflächen
9 und 5> die je nach der Druckerhöhung im festen
Medium 6 und in der Flüssigkeit 26 anwächst. Die Kraft wird auf die Stirnfläche 11 des Arbeitskörpers 4 und die
Stirnfläche 12 des Grundkörpers 8 übertragen und zwingt die Stirnflächen 11 und 12, sich gegenläufig zu bewegen.
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Die Annäherung der Stirnflächen 11 und 12 führt zum Zusammendrücken
des in den ringförmigen Nuten 14 und 15 befindlichen festen Mediums 20 sowie zum Zusammendrücken
des festen, unter Druck plastischen Mediums 13, das sich im Raum zwischen den zentralen Abschnitten 18 und 19 des;
Arbeitskörpers 4 und des Grundkörpers 8 befindet.
Beim Zusammendrücken der festen Medien 13 und 20 "' wird in ihnen der Druck folgenderweise erzeugt. Das feste Medium 20 fließt teilweise in den Spalt zwischen den
Stirnflächen 11 und 12 bei ihrer Annäherung aus. Das in den Nuten 14 und 15 zurückbleibende feste Medium 20 erfährt
ein Zusammendrücken und in ihm wird ein Druck erzeugt. Dieser Druck wirkt dem Ausfließen des festen Mediums 13 entgegen und begünstigt dadurch eine schnellere
Zunahme des Drucks im festen Medium 13. Das Volumen des festen Mediums 13 ist um ein Mehrfaches kleiner als das
Volumen des festen Mediums 6. Dies hängt damit zusammen, daß das Volumen des Raumes, in dem sich das feste Medium
6 befindet, die Unterbringung von massiven Proben in dem-
^O selben gewährleisten soll. Infolgedessen sowie dadurch,
daß das feste Medium 13 eine effektive Unterstützung des
festen Mediums 20 erfährt, wächst der Druck im festen Medium 13 schneller als der Druck im festen Medium 6 an.
Die Druckerzeugung im festen Medium 13 ist verbunden mit der Auswahl der optimalen geometrischen Abmessungen der
zentralen Abschnitte 18 und I9 des Arbeitskörpers 4 und
des Grundkörpers 8, der ringförmigen Nuten 14 und 15, der Beiwerte der inneren Reibung der festen Medien 13 und
20 und der ursprünglichen Volumina der festen Medien 13 und 20. Die hierbei auftretende überschüssige Kraft, die
an der Stirnfläche 23 des Zentraleinsatzes 21 angreift,
zwingt den Zentraleinsatz 21 zur Verschiebung relativ zum konzentrischen Ring 22 nach der Seite der Probe 7. Das
feste Medium 6 erfährt ein Zusammendrücken zusätzlich zu dem bei der Annäherung der Arbeitskörper 4. Somit kommt
im festen Medium 6 ein Druckzuwachs zustande.
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Bei einem bestimmten Spalt zwischen den Seitenflächen der Arbeitskörper 4 und einem bestimmten Abstand zwischen
den Stirnflächen 11 und 12 hören die festen Medien 6, 30 und 20 mit dem Ausfließen auf. Dieser Zustand in der
Einrichtung zur Hochdruckerzeugung führt zur Stillegung der Bewegung sämtlicher Teile der Kolben 2, trotzdem die.:
Möglichkeit zur Vergrößerung der Kraft besteht, die an den Stirnflächen 9 der Kolben 2 seitens des Mittels 10
zu ihrer Verschiebung angreift. Im festen Medium 6 wird '" ein maximaler Druck erreicht, der durch Verschiebung der
Teile der Kolben 2 zur Probe 7 infolge der auf ihre »Stirnflächen 9 seitens des Mittels 10 zur Verschiebung der KoI-'
ben 2 wirkenden Kraft erzeugt wird.
Beim Erreichen des maxim<3len Drucks im festen Medium
6 infolge der Verschiebung der Teile der Kolben 2 aufgrund der Einwirkung auf die Stirnflächen 9 der Kolben 2
der Kraft seitens des Mittels 10 zur Verschiebung der Kolben 2 wird im Explosivstoff, der als festes Medium 13
dient, eine Explosion gezündet. j)^e Umwandlung des festen
Sprengstoffes bei der Explosion in ein Gemisch von gasförmigen Explosionsprodukten führt zur Druckerzeugung
in diesem Gemisch und zur zusätzlichen Verschiebung des Zentraleinsatzes 21 in bezug auf den Ring 22 nach der
Seite der Probe 7. Das feste Medium 6 erfährt ein Zusammendrücken,
und in ihm wächst der Druck an. Der Grundkörper 8 des Kolbens 2 bleibt unbeweglich. Sobald das bei
der Explosion gebildete Gemisch von gasförmigen Explosionsprodukten zu erkalten beginnt und der Druck im Gemisch
abnimmt, fließt das feste Medium 20 in den mit dem Gemisch von gasförmigen Produkten ausgefüllten Raum und
kompensiert den Druckabfall im Gemisch.
Nach den Daten dynamischer Drücke ist bekannt, daß der hohe Explosionsdruck zu 30% durch die Wärmebewegung
der Moleküle der erhitzten Explosionsprodukte und zu 70^
durch elastische Gegenwirkung der Moleküle bedingt ist. Bei der zu patentierenden Einrichtung ist die Masse der
Metallteile erheblich größer als die Masse der Explosions-
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produkte, weshalb sich die Wärme der erhitzten Explosionsprodukte schnell in der Einrichtung zerstreut und
praktisch die Temperatur ihrer Einzelteile nicht erhöht. Folglich benutzt die Einrichtung eine DruckerhÖ-hung
bei der Explosion durch elastische Gegenwirkung der Moleküle. Deshalb füllt das feste Medium 20 nicht mehr '
als ein Drittel des Volumens, das ursprünglich vom Explosivstoff eingenommen war. In Verbindung mit der Benutzung
von Explosivstoffen werden der Einrichtung keine besonderen Beschränkungen auferlegt, weil sich der
Explosivstoff in einem geschlossenen Raum befindet und .-die
Explosionsprodukte durch die Wirkung des Explosions-;.,
drucks nicht aus der Einrichtung hinausgeworfen werden. · Das Piezoelement 25 kontaktiert unmittelbar mit der
Stirnfläche 23 des Zentraleinsatzes 21. Unter der Wirkung der an das Piezoelement 25 angelegten elektrischen
Spannung werden in ihm mechanische Schwingungen mit geringer Amplitude erregt, welche zum Zentraleinsatz 21 übertragen
werden. Die periodischen Schwingungen des Zentraleinsatzes
21 vermindern die Reibung zwischen dem Zentraleinsatz 21 und dem diesen umgebenden Ring 22.
Die erfindungsgemäße""Einrichtung zur Hochdruckerzeugung
ist einfach in Aufbau und Betrieb, sie erfordert keine zusätzlichen Aufwendungen bei der Herstellung. Beim
Betrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung werden bekannte Mittel zur Kolbenverschiebung verwendet. Der Hochdruckbereich
und das Volumen des die Probe umgebenden festen, unter Druck plastischen Mediums in der Einrichtung gestatten
es, die Anwendungsgebiete derselben in wissenschaft liehen Forschungen und in der Industrie zu erweitern.
So bietet die erfindungsgemäße Einrichtung die Möglichkeit, solche technischen Daten der bekannten Einrichtungen
zur Hochdruckerzeugung wie das Volumen des die Probe umgebenden festen Mediums und/oder den Druck in diesem
festen Fedium zu verbessern. Beispielsweise wird in der bekannten Einrichtung vom "Kugel"-Typ, in der ein hoher
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Druck erreichbar ist, erfindung.sgemäß das Volumen des
die Probe umgebenden festen Mediums vergrößert. In einem anderen Fall wird in der bekannten Einrichtung vom "BeIt"-
-Typ, die ein großes Volumen des die Probe umgebenden festen Mediums besitzt, erfindungsgemäß der hohe Druck in
diesem festen Medium gesteigert.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Einrichtung zur Hochdruckerzeugung kann für die Synthese von überharten Materialien, die in der metallver^
arbeitenden Industrie zur Anwendung» kommen, für die Un-;
tersuchung von physikalischen Eigenschaften fester Körper bei niedrigen und hohen Temperaturen sowie in magnetischen
Feldern unter Verhältnissen eines hohen Drucks eingesetzt werden.
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Claims (8)
1. Einrichtung zur Hochdruckerzeugung, die ein Mehrkolbensystem enthält, dessen jeder Kolben in Richtung
seiner Längsachse zusammengesetzt aus zwei Teilen ausgeführt ist, von denen der eine Teil ein Arbeitskörper
ist, dessen eine Stirnfläche mit einem festen, unter ■ Druck plastischen Medium, das eine Probe umgibt, welche
einen durch dieses Medium bei der gegenseitigen Annäherung der Kolben übertragenen Druck erfährt, unmittelbar
kontaktiert, während der andere Teil einen Grundkörper darstellt., dessen eine Stirnfläche einem für alle Kolben·
gemeinsamen Mittel zu ihrer Verschiebung zugekehrt ist und sich die andere Stirnfläche gegenüber der anderen
Stirnfläche des Arbeitskörpers in einem gewissen Abstand von ihr befindet, wobei der Raum zwischen diesen Stirnflächen
mit einem festen, unter Druck plastischen Medium gefüllt ist, und auf den Oberflächen der Stirnflächen
selbst ähnliche ringförmige Nuten ausgeführt sind, deren Achsen mit der Längsachse des Kolbens zusammenfallen, de-
^O ren Ränder die zentralen Abschnitte jeweils der Stirnflächen
des Arbeitskorpers und des Grundkörpers begrenzen
und deren Hohlraum zumindest teilweise mit einem festen, unter Druck plastischen Mittel gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Arbeitskörper (4) ei-
nes jeden Kolbens (2) in der zur Längsachse (3) des Kolbens (2) senkrechten Richtung zusammengesetzt aus^koaxial
angeordnet, einem Zentraleinsatz (21) und einem diesen umgebenden Ring (22) ausgeführt ist, die nach der Seite
der Probe (7) relativ verschiebbar sind, wobei der Flächeninhalt
der Stirnfläche (23) des Zentraleinsatzes (21), die der Stirnfläche (11) des Arbeitskorpers (4), auf der
die ringförmige Nut (14) eingearbeitet ist, zugeordnet ist, ungefähr gleich oder kleiner als der Flacheninhalt
des zentralen Abschnitts (18) dieser Stirnfläche (11) ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η nzeichne t , daß der Zentraleinsatz (21) des Arbeitskorpers
(Ί) in Form eines geraden Zylinders ausgebildet
ist.
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3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß der Zentraleinsatz (76) des Arbeitskörpers (5^) in Form eines geraden .Kegelstumpfs
ausgebildet ist, dessen größere Grundfläche mit dem die Probe (7) umgebenden festen, unter Druck plastischen Medium
(6) unmittelbar leontaktiert.
4. Einrichtung nach einem beliebigen der Ansηr1"ehe
1-3» dadurch gekennzeichnet , daß zwischen
dem Zentraleinsatz (21) und dem diesen umgebenden Ring (22) eine Zwischenlage (24) untergebracht ist, die
aus einem Material besteht, das die Reibung zwischen ihnen vermindert.
5. Einrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet , daß als
festes, unter Druck, plastisches Medium (13)» das sich im
Raum zwischen den zentralen Abschnitten (1.8 und 19) der Stirnflächen (11 und Ii) de:::· Arbeit.^körpers (4) und des
Grundkürpers (B) befindet, »jin ftxplo.siv.stoff verwendet
ist, der bei der Explosion eine zusätzliche Verschiebung
des Zentraleinsatzes (21) des Arbeitskörpers (4) zur Probe (7) gewährleistet.
6. Einrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet , daß in ihr
eine Piezoelement (25) vorgesehen ist, das mit der Stirnfläche (23) des Zentraleinsatzes (21) des Arbeitskörpers
(4), die der Stirnfläche (11) des Arbeitskörpers (4) zugeordnet ist, auf der die ringförmige Nut (14) ausgeführt
ist, kontaktiert und zur Verminderung der Reibung zwischen
dem Zentraleinsatz (21) und dem diesen umgebenden Ring (22) beiträgt.
7. Einrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet , daß der Arbeitskörper
(50) des Kolbens (2) zusätzlich mindestens
einen Ring (65) enthält, der koaxial zu dem Ring (64) angeordnet ist, welcher den Zentraleinsatz (63) des Arbeitskörpers (50) umgibt.
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8. Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch p; e k e η η
zeichnet , daß zwischen den koaxial angeordneten Ringen (64 und 65) eine Zwischenlage (68) untergebracht
ist, die aus einem Material besteht,.das die Reibung zwisehen
ihnen vermindert.
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