EP0087584B1 - Vorrichtung zur Herstellung von Presskörpern - Google Patents
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- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
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- Y10S425/00—Plastic article or earthenware shaping or treating: apparatus
- Y10S425/812—Venting
Definitions
- the invention relates to a device for producing a compact, in particular from explosive, with the features of the preamble of claim 1.
- a device with the features of the preamble of claim 1 is known for producing containers from plastic material from US Pat. No. 1,826,945.
- the rod must be held in the upper area and the valve must be pressed into its open position by means of a spring.
- the valve is pressed shut by the material to be pressed rising in thin channels. Fine-grained, powdery material, as is especially the case with explosives, will soon enter the channel that leads into the spring-receiving space and thus bring the valve to a standstill.
- the press according to US Pat. No. 1 826 945 is therefore not suitable for fine-grained, powdery pressed material.
- Devices are known from the British patent specification 508 598 and the US patent specification 2 607 435 in which the material to be pressed is compressed under vacuum conditions in order to remove gas components present in the press volume. Devices of this type are very complex since they must at least include a vacuum pump, sealing elements, separators with cleaning options and pipes for connecting the individual components. In addition, long pressing times are required, since the vacuum conditions have to be established before the pressing process. Valves that initially leave the gas outlet lines open, but then close, are not present in the above-mentioned designs.
- the object of the invention is therefore to provide a device for the production of compacts from fine-grained material to be pressed, in particular from explosives, which is distinguished by a simple and reliable construction and which enables the production of non-porous compacts while maintaining safe conditions.
- FIG. 1 shows a schematic illustration of the parts of the device mentioned at the beginning which are essential for the invention and which cooperate during the pressing process. Shown is an upper punch 10 which can be moved up and down in the direction of the dipple arrow 18 and, during its downward movement, dips into a die (pressing pot) 14 which is arranged in a stationary manner and contains the material to be pressed 15. The remaining parts of the device, in particular the means for holding the die 14 and the upper punch 10 and the means for moving it, are not shown in FIG. 1, since they are irrelevant for the explanation of the invention.
- the upper punch 10 comprises at least one gas outlet opening which at least temporarily connects the pressing volume 16 to the surroundings even after the upper punch 10 has been immersed in the die 14, and which Displacement of the gas components by shut-off means is automatically lockable.
- the gas outlet opening consists of a central axial bore 20, 20 'penetrating the upper punch 10, which is arranged in the middle part 12 of the upper punch 10 in essentially radially extending connecting channel 21 is connected.
- the parts 11, 12 of the multi-part upper punch 10 which are penetrated by the central axial bore 20, 20 comprise a cup-shaped sleeve 11, which acts on the material to be pressed 15 with its outer bottom surface 17 and which is connected to the section 12 of the upper punch 10 containing radially extending connecting channel 21 can be detached, in particular can be connected by means of a screw connection 23.
- the inner wall 24 of this cup-shaped sleeve 11 comprises a stair-shaped peripheral seat 25 which lies in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the upper punch 10. This seat 25 serves as a stop for the thread 23 of the part 12.
- the seat 25 delimits a partial volume 26 of the sleeve 11 upwards, in which shut-off means for closing the bore 20 are arranged.
- shut-off means consist of a valve flap 40 (FIG. 4) which rests on the bottom of the sleeve 11 in the idle state and which in the partial volume 26 of the sleeve 11 delimited by the seat 25 in the axial direction up to the stop on the end face of the upper punch part 12 is free to move.
- the valve flap 40 consists of a hub 41, which, for centering purposes, has projections 42 which are arranged at an even distance on the circumference and extend in the radial direction.
- valve flap 40 In an end face 60 of the hub 41 of the valve flap 40, grooves 43, 43 'are introduced along intersecting diameters, which promote the escape of the gas components.
- the special shape of the valve flap 40 is also apparent from FIGS. 5 and 6 and the arrangement of the grooves from FIG. 6.
- the valve flap 40 is expediently made of a plastic, for example Makrolon.
- the operation of the device according to the invention is as follows. After filling the pressed material 15 into the die 14, the upper punch 10 moves into the pressing volume 16 and begins to displace the gas components contained in the pressing volume 16 through the bore 20 ', 20 and the connecting channel 21 to the outside. At this time, the valve flap 40 rests on the bottom of the sleeve 11. As soon as the upper punch 10 comes into contact with the pressed material 15 during further lowering, a small proportion of the pressed material 15 enters the interior of the sleeve 11 through the bore 20 'which penetrates the bottom 17 of the cup-shaped sleeve 11 and thereby lifts the valve flap 40 from the bottom the sleeve 11.
- valve flap 40 is then pressed against the bore 20 opening in the central part 12 of the upper punch 10 and closes it.
- the gas outlet opening which initially exists via the bore 20 and the connecting channel 21 is closed and prevents material to be pressed from entering the bore 20 arranged in the central part 12 of the upper punch 10.
- the upper piston 10 After the pressing process has ended, the upper piston 10 returns in the upward direction of the double arrow 18 (FIG. 1), only the uppermost part 13 of the upper piston 10 taking part in this movement.
- the interconnected parts 11 and 12 of the upper piston 10 may remain in the die 14 until the pressed material has cooled and can be removed together with the die until the pressed part is removed from the device.
- the small amount of pressed material that has entered the sleeve 11 can be removed in a simple manner by a suitable solvent, for example warm water; the sleeve 11 can then be used for a new pressing process.
- a suitable solvent for example warm water
- the parts identified by reference numerals 11, 12 and 13 can also be designed to be retractable together.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Presskörpers, insbesondere aus Explosivstoff mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
- Es ist allgemein bekannt, dass die Herstellung von Presskörpern sowohl im Strang- als auch im Blockpressverfahren mit Mängeln behaftet ist, die insbesondere darin bestehen, dass der in den Presszylinder bzw. Presstopf einfahrende Pressstempel eine Kompression der im Pressvolumen gegebenenfalls vorhandenen Gasanteile (Luft) zur Folge hat. Diese Kompression kann sich auf unterschiedliche Art und Weise unangenehm bemerkbar machen. Zunächst wird die eingeschlossene Luft über dem Pressgut infolge adiabatischer Verdichtung erhitzt. Dies kann Entzündung und Zersetzung des zu verdichtenden Pressguts zur Folge haben. In einem weniger ungünstigen Fall wird die komprimierte und erhitzte Luft von niedergehenden Pressstempel in das Pressgut gedrückt und gestaltet den Presskörper porös, was ebenfalls unerwünscht ist.
- Eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist zum Herstellen von Behältern aus plastischem Material aus der US-Patentschrift 1 826 945 bekannt. Dort befindet sich im Oberstempel ein an einer Stange hängendes Ventil mit einem Ventilsitz. Die Stange muss im oberen Bereich gehalten sein und das Ventil muss mittels einer Feder in seine Offenlage gedrückt werden. Am Schluss des Pressvorgangs wird das Ventil durch das in dünnen Kanälen hochsteigende Pressgut zugedrückt. Feinkörniges, pulverförmiges Material, wie es insbesondere bei Explosivstoffen vorliegt, wird nach kurzer Zeit in den Kanal, der in den die Feder aufnehmenden Raum führt, eintreten und damit das Ventil zum Erliegen bringen. Für feinkörniges, pulverförmiges Pressgut ist somit die Presse nach der US-Patentschrift 1 826 945 nicht geeignet.
- Aus der britischen Patentschrift 508 598 und der US-Patentschrift 2 607 435 sind Vorrichtungen bekannt, bei denen zur Beseitigung von im Pressvolumen vorhandenen Gasanteilen das Pressgut unter Vakuumbedingungen verdichtet wird. Derartige Vorrichtungen sind sehr aufwendig, da sie zumindesten eine Vakuumpumpe, Dichtungselemente, Abscheider mit Reinigungsmöglichkeiten und Rohrleitungen zur Verbindung der einzelnen Bauelemente umfassen müssen. Ausserdem sind lange Presszeiten erforderlich, da jeweils vor dem Pressvorgang die Vakuumbedingungen herzustellen sind. Ventile, die die Gasaustrittsleitungen zunächst offenlassen, dann aber schliessen, sind bei den genannten Konstruktionen nicht vorhanden.
- Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Herstellung von Presskörpern aus feinkörnigem Pressgut, insbesondere aus Explosivstoffen, anzugeben, die sich durch einfache und betriebsichere Konstruktion auszeichnet und die bei Einhaltung sicherer Bedingungen die Herstellung nichtporöser Presskörper ermöglicht.
- Die zur Lösung der gestellten Aufgabe wesentlichen notwendigen Merkmale der Erfindung sind im Patentanspruch 1 genannt. Die Unteransprüche nennen Ausführungsarten der Erfindung.
- Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt:
- Figur 1: eine schematische Darstellung von beim Pressvorgang zusammenwirkenden Teilen der Vorrichtung;
- Figur 2: eine vergrösserte; z.T. im Schnitt dargestellte Seitenansicht des Oberstempels der Vorrichtung;
- Figur 3: eine Aufsicht auf den mittleren Teil des aus mehreren Teilen bestehenden Oberstempels mit Blickrichtung aus Richtung A gern. Fig. 2;
- Figur 4: eine Aufsicht auf die im unteren Teil des mehrteiligen Oberstempels angeordnete Ventilklappe;
- Figur 5: eine Seitenansicht aus Blickrichtung B auf eine gegenüber Fig. 4 geänderte Ausführungsform einer Ventilklappe;
- Figur 6: eine Schnittdarstellung der Ventilklappe gemäss Linie 6-6 aus Fig. 4.
- Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der für die Erfindung wesentlichen Teile der eingangs erwähnten Vorrichtung, die während des Pressvorgangs zusammenwirken. Dargestellt ist ein in Richtung des Dippelpfeils 18 auf- und abbewegbarer Oberstempel 10, der während seiner Abwärtsbewegung in eine das zu verpressende Pressgut 15 enthaltende ortsfest angeordnete Matrize (Presstopf) 14 eintaucht. Die übrigen Teile der Vorrichtung, insbesondere die Mittel zur Halterung der Matrize 14 und des Oberstempels 10 und die Mittel zu dessen Fortbewegung sind in Fig. 1 nicht dargestellt, da sie für die Erläuterung der Erfindung ohne Belang sind.
- Um während des Pressvorgangs eine Ableitung der ggf. im Pressvolumen 16 enthaltenen Gasanteile zu ermöglichen, umfasst der Oberstempel 10 mindestens eine Gasaustrittsöffnung, die zumindest zeitweilig das Pressvolumen 16 auch noch nach dem Eintauchen des Oberstempels 10 in die Matrize 14 mit der Umgebung verbindet und die nach Verdrängen der Gasanteile durch Absperrmittel selbsttätig verschliessbar ist.
- Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, die eine vergrösserte Darstellung des aus mehreren Teilen bestehenden Oberstempels 10 wiedergibt, besteht die Gasaustrittsöffnung aus einer den Oberstempel 10 durchsetzenden zentralaxialen Bohrung 20, 20', die mit einem im mittleren Teil 12 des Oberstempels 10 angeordneten, im wesentlichen radial verlaufenden Verbindungskanal 21 verbunden ist. Dadurch ist sichergestellt, dass auch bei aufgesetztem Oberteil 13 des Oberstempels 10, der über den in Fig. dargestellten Konus mit dem mittleren Teil 12 des Oberstempels 10 zentrierbar ist, die Gasanteile aus dem Pressvolumen 16 über die Bohrung 20, 20' und den Verbindungskanal 21 in die Umgebung entweichen können.
- Die von der zentralaxialen Bohrung 20, 20' durchsetzten Teile 11, 12 des mehrteiligen Oberstempels 10 umfassen eine mit ihrer äusseren Bodenfläche 17 auf das Pressgut 15 einwirkende topfförmig ausgebildete Hülse 11, die mit dem den radial verlaufenden Verbindungskanal 21 enthaltenden Teilstück 12 des Oberstempels 10 lösbar, insbesondere mittels einer Verschraubung 23 verbindbar ist. Die Innenwandung 24 dieser topfförmigen Hülse 11 umfasst einen treppenförmig ausgebildeten umlaufenden Sitz 25, der in einer senkrecht auf der Längsachse des Oberstempels 10 stehenden Ebene liegt. Dieser Sitz 25 dient als Anschlag für das Gewinde 23 des Teils 12. Der Sitz 25 begrenzt ein Teilvolumen 26 der Hülse 11 nach oben, in dem Absperrmittel zum Verschliessen der Bohrung 20 angeordnet sind. Diese Absperrmittel bestehen aus einer Ventilklappe 40 (Fig. 4), die im Ruhezustand auf dem Boden der Hülse 11 aufliegt und die in dem durch den Sitz 25 nach oben begrenzten Teilvolumen 26 der Hülse 11 in Axialrichtung bis zum Anschlag an die Stirnfläche des Oberstempelteils 12 frei beweglich ist. Die Ventilklappe 40 besteht in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung aus einer Nabe 41, die zur Zentrierung auf dem Umfang gleichmässig beabstandet angeordnete, in Radialrichtung sich erstreckende Fortsätze 42 trägt. In eine Stirnfläche 60 der Nabe 41 der Ventilklappe 40 sind entlang sich kreuzender Durchmesser Nuten 43, 43' eingebracht, die ein Entweichen der Gasanteile begünstigen. Die spezielle Gestalt der Ventilklappe 40 geht auch aus den Fig. 5 und 6 und die Anordnung der Nuten aus Figur 6 hervor.
- Die Ventilklappe 40 wird zweckmässig aus einem Kunststoff, beispielsweise Makrolon hergestellt.
- Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung ist wie folgt. Nach Einfüllen des Pressguts 15 in die Matrize 14 fährt der Oberstempel 10 in das Pressvolumen 16 ein und beginnt die im Pressvolumen 16 enthaltenen Gasanteile durch die Bohrung 20', 20 und den Verbindungskanal 21 nach aussen zu verdrängen. Zu diesem Zeitpunkt liegt die Ventilklappe 40 auf dem Boden der Hülse 11 auf. Sobald der Oberstempel 10 beim weiteren Absenken mit dem Pressgut 15 in Berührung kommt, tritt ein geringer Anteil des Pressguts 15 durch die den Boden 17 der topfförmigen Hülse 11 durchsetzende Bohrung 20' in das Innere der Hülse 11 ein und hebt dabei die Ventilklappe 40 vom Boden der Hülse 11 ab. Die Ventilklappe 40 wird dann gegen die im mittleren Teil 12 des Oberstempels 10 mündende Bohrung 20 gepresst und verschliesst diese. Dadurch wird die zunächst über die Bohrung 20 und den Verbindungskanal 21 bestehende Gasaustrittsöffnung verschlossen und verhindert, dass Pressgut in die im mittleren Teil 12 des Oberstempels 10 angeordnete Bohrung 20 eintritt.
- Nach Beendung des Pressvorgangs kehrt der Oberkolben 10 in Aufwärtsrichtung des Doppelpfeils 18 (Fig. 1) zurück, wobei an dieser Bewegung allerdings nur der oberste Teil 13 des Oberkolbens 10 teilnimmt. Die miteinander verbundenen Teile 11 und 12 des Oberkolbens 10 verbleiben ggf. bis zum Abkühlen des Pressguts in der Matrize 14 und können zusammen mit dieser bis zur Entnahme des Pressteils aus der Vorrichtung entnommen werden.
- Die in die Hülse 11 eingetretene geringe Pressgutmenge kann auf einfache Weise durch ein geeignetes Lösungsmittel, beispielsweise warmes Wasser, entfernt werden; die Hülse 11 ist daraufhin für einen neuen Pressvorgang verwendbar.
- In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung können die mit Bezugsziffern 11, 12 und 13 bezeichneten Teile auch gemeinsam zurückziehbar ausgebildet sein.
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