DE2524716A1 - Isostatische presse - Google Patents

Description

Isostatische Presse

Die Erfindung bezieht sich auf eine isostatische Presse, insbesondere eine solche mit einem Druckgefäß, das relativ hoch im Verhältnis zu seiner Breite ist und das mittels eines Deckels verschließbar ist, um Werkstücke und Werkzeuge zusammen mit einem Druckfluid im Gefäß einzuschließen, und bei dem das Druckfluid unter Druck gesetzt wird, nachdem das Druckgefäß in einen Rahmen eingesetzt ist, der Kräfte im wesentlichen in Längsrichtung des Gefäßes aufnehmen kann.

Bekannte isostatische Pressen können in zwei Haupttypen unterteilt werden. Bei einer von ihnen ist das Druckgefäß in Form eines Zylinders aufgebaut, dessen beide Enden mittels Deckel geschlossen werden können, die in den Zylinder geschraubt werden können und die Dichtungen besitzen. Diese Art ist sehr einfach herzustellen und für Anwendungen geeignet, die nur relativ kleine Hochdruckgefäße erfordern. Im Fall größerer Gefäße und wachsender Durchmesser sind die Zugspannungen in den Schraubgewinden und im Zylinder so groß, daß der Deckel und der Boden durch ein äußeres Mittel in der entsprechenden Stellung gehalten werden sollte. Zu diesem Zweck wird ein äußerer Rahmen verwendet, der ein zylindrisches.Druckgefäß aufnehmen kann, dessen

509851/0395

Deckel und Boden axial in den Zylinder eingesetzt werden können. Diese Art verringert die Gefahren im Falle großer Druckgefäße, besitzt jedoch gewisse Nachteile, u.a. solche, die den Zugriff bzw. Zugang zum Druckgefäß zum Zwecke der Beschickung betreffen.

Bei einer bekannten Anordnung wurde dies durch ein derartiges Anordnen des zylindrischen Druckgefäßes gelöst, daß es mittels eines Wagens in den Rahmen eingeführt und aus ihm gezogen werden kann. Dies erfordert u.a. besondere Mittel, um zu vermeiden, daß die Räder und Achsen des Wagens den großen Kräften unterworfen werden, die auftreten, wenn das Gefäß unter Druck gesetzt ist. Wenn die verwendeten Druckgefäße relativ zu ihrer Breite hoch sind, ist es auch schwierig, die beim Bewegen auf einem Wagen erforderliche Stabilität zu erreichen. Längliche Druckgefäße sind allgemein üblich, da sich die Kosten eines vorgegebenen Volumens eines Hochdruckgefäßes mit kleiner werdender Gefäßbreite vermindern. Ein typisches Verhältnis zwischen Länge und Breite ist 4:1. Bei einer anderen bekannten'Anordnung ist der Zylinder fest und der Rahmen relativ zum Zylinder bewegbar. Eine Anordnung dieser Art kann für relativ schmale Rahmen praktikabel sein, sie wird jedoch im Falle von großen Rahmengewichten von einigen hundert Tonnen, die manchmal erforderlich sind, notwendigerweise kostenspielig und kompliziert.

Eine Aufgabe der Erfindung-ist, eine einfache isostatische Presse, insbesondere eine solche mit einem länglichen Druckgefäß zu schaffen, die unter geringen Kosten hergestellt werden kann und die die o.g. Nachteile der bekannten Pressen vermeidet.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die rein translatorische Bewegung zwischen dem Rahmen und dem Zylinder durch eine Drehbzw. Schwenkbewegung ersetzt wird. Dazu sind das Druckgefäß und

509851/0395

der Rahmen am bodenseitigen Ende des Druckgefäßes schwenkbar miteinander verbunden. Eine relative Schwenkbewegung zwischen dem Gefäß und dem Rahmen um den genannten Punkt schafft den Zugriff bzw. Zugang zur öffnung im oberen Ende des Gefäßes, ohne daß das Druckgefäß und der Rahmen voneinander wegbewegt werden müssen. Vorteilhaft ist der Deckel im Rahmen befestigt und in dessen Längsrichtung bewegbar. Um diese Bewegung zu ermöglichen und eine kraftübertragende Verbindung zwischen dem Deckel und dem Rahmen zu erreichen, wenn das Fluid im Gefäß unter Druck gesetzt ist, werden seitlich verschiebbare Abstandelemente verwendet, die zwischen den Deckel und den Rahmen eingesetzt werden. Der Rahmen ist in vorteilhafter Weise in einem bestimmten Winkel zur Vertikalen fest und der Zylinder relativ zum Rahmen schwenkbar angeordnet. Vorteilhafterweise ist der Winkel so gewählt, daß der Zylinder in der herausgeschwenkten Lage eine vertikale Stellung einnimmt, oder in anderer Weise so gewählt, daß der Zylinder in der herausgeschwenkten Lage denselben Winkel zur Vertikalen wie der Rahmen bildet.

Die charakteristischen Merkmale der Erfindung sind aus den Ansprüchen ersichtlich.

Die Erfindung wird im einzelnen anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine isostatische Presse gemäß der Erfindung, wobei das Druckgefäß in den Rahmen geschwenkt dargestellt ist, und

Fig. 2 einen Schnitt ähnlich der Fig. 1 jedoch bei in herausge schwenkter Lage befindlichem Druckgefäß.

509851/0395

Die in der Zeichnung dargestellte isostatische Presse weist ein langgestrecktes bzw. längliches zylindrisches Hochdruckgefäß 1 auf, das einen Bodenverschluß 2 und einen oberen Deckel 3 besitzt, der um einen vorbestimmten Betrag axial in den Zylinder 1 geschoben werden kann. In Fig. 1 ist das Druckgefäß 1 in einen Rahmen geschwenkt, der primär dazu vorgesehen ist, um die axialen Kräfte aufzunehmen, die auftreten, wenn ein in das Gefäß 1 eingeführtes Fluid oder Flüssigkeit unter Druck gesetzt wird, um auf die in der Flüssigkeit eingebetteten Werkstücke oder dergl. einzuwirken. Im dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der Rahmen zwei parallele Einheiten, von denen jede ihr eigenes Paar Endjoche 4, 5 bzw. 5, 7 und dazwischen angeordnete Säulen besitzt, wobei jede Einheit mittels auf Zug vorgespannter Drahtbandagen 8 bzw. 9 zusammengepreßt ist, die vorgespannte Drähte oder Streifen enthalten. Der Rahmen ist von zwei jochförmigen Haltern 10 bzw. 11 getragen, die beispielsweise in verschiedenen Bodenniveaus angeordnet sind. Der obere Teil der Presse ist von einem Schutzgehäuse 12 umgeben. Das Druckgefäß 1 ist mit dem Rahmen über einen Schwenkpunkt bzw. -zapfen 13 schwenkbar verbunden, der am Bodenverschluß 2 angeordnet ist. Eine Abstandplatte oder -scheibe 14 ist zwischen dem oberen Deckel 3 und den oberen Jochen 4,6 des Rahmens angeordnet. Die Scheibe 14 kann längs einer Bahn 15, die mit dem Deckel 3 fluchtet, mittels eines Hebelarms 16 seitlich verschoben werden, der mittels eines doppelt wirkenden Hydraulikzylinders 17 betätigbar ist. Der Hebelarm 16 ist mit der Scheibe 14 über einen Endzapfen 18 verbunden, der mit einer Ausnehmung 19 zusammenwirkt, die in einer an der Scheibe befestigten Platte oder Konsole gebildet ist. Die Bezugsziffern 20 und 21 kennzeichnen doppelt wirkende Hydraulikzylinder, die den oberen Deckel 3 in Längsrichtung des Ständers verschieben können, während die Bezugsziffer 22 einen doppelt wirkenden Hydraulikzylinder zum Verschwenken des Zylinders 1 zwischen den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Positionen bzw. Lagen kennzeichnet.

509851/0395

Wie schon erwähnt, zeigt die Fig. 1 das Druckgefäß 1 in einer Lage, die es einnimmt, wenn eine Flüssigkeit -in ihm einem hohen Druck unterworfen wird, beispielsweise um ein im Gefäß eingeschlossenes Material zu formen oder zu verdichten bzw. zu verfestigen. Um das Herausnehmen der fertigbearbeiteten Werkstücke aus dem und das Einlegen der neuen Werkstücke in das Gefäß 1 zu erleichtern, kann dessen oberes Ende, wie in Fig. 2 dargestellt, aus dem Rahmen herausgeschwenkt werden.

Um das Gefäß 1 in die in Fig. 2 dargestellte Lage zu verschwenken, wird zuerst die Abstandscheibe 14 mittels des Hebelarms seitlich weggezogen. Dieser Vorgang ist erleichtert, weil nach einem Preßvorgang der obere Deckel 3 um einen geringen Weg in den Zylinder zurückgepreßt werden kann, wobei sich die Abstandscheibe 14 lockert. Nachdem die Scheibe 14 weggezogen worden ist, so "daß sie auf der Bahn 15 ruht, wird der obere Deckel 13 mittels der Hydraulikzylinder 20, 21 vom Zylinder 1 weggezogen. Der Deckel 3 wird dann zusammen mit der Bahn 15 'und der Schabe 14 dann die in Fig. 2 dargestellte Lage einnehmen, in welcher das obere Ende des zylindrischen Gefäßes 1 mittels des Hydraulikzylinders 22 aus dem Rahmen herausgeschwenkt werden kann. Nachdem das Gefäß 1 in dieser Weise herausgeschwenkt worden ist, ist es sofort zum Entfernen oder Einführen von Werkstücken und Werkzeugen zugänglich, da der obere Deckel 3 im Rahmen zurückgeblieben ist. Dies vereinfacht die Wirkungsweise des Pressensystems weitgehend, da eine Anzahl von Operationsstufen auf diese Weise vermieden werden, so daß das System effektiver angewendet werden kann. Bei bekannten Einrichtungen mußte die Verbindung der Flüssigkeitsleitung des Deckels , die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, zuerst gelöst werden und dann mußte der Deckel in einem separaten Vorgang angehoben werden. Das Löten der genannten Verbindung bei jedem Arbeitszyklus hat auch

509851/0395

die Gefahr der Beschädigung der genauen Abdichtung einer solchen Verbindung zur Folge, was ein sehr ernster Vorfall ist, da der verwendete Flüssigkeitsdruck sehr hoch und beispielsweise über 2000 bar sein kann.

Der umgekehrte Vorgang wird angewendet, um den Druckzylinder in den Rahmen zu verschwenken. Wenn die Längsachse des Zylinders dieselbe Richtung wie die Längsachse des Rahmens eingenommen hat, wird zuerst der obere Deckel 3 in das obere Ende des Zylinders mittels der Hydraulikzylinder 20, 21 eingesetzt und dann die Abstandscheibe IH zwischen den Deckel 3 und die oberen Joche des Rahmens mittels des Hebelarms 16 und des Hydraulikzylinders 17 eingeschoben. Die Abstandscheibe 14 bildet so eine wesentliche Einzelheit beim dargestellten Ausführungsbeispiel, da ihre Verwendung ein einfacher Weg dahingehend ist, einen Zwischenraum vorzusehen, der eine ausreichende Bewegung des Deckels 1 erlaubt, wenn dieser im Rahmen befestigt ist., um ein He raus schwenken des Zylinders zu ermöglichen.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Rahmen solch einen Winkel zur Vertikalen, daß die Längsachse des Zylinders in ihrer herausgeschwenkten. Lage mit der Vertikalen zusammenfällt. Dies erleichtert das Eingeben und Herausnehmen von Werkstücken und Werkzeugen in bzw. aus dem Zylinder. Um den Totraum im Zylinder auf ein Minimum herabzusetzen, d.h., den Zwischenraum, der nicht mit Flüssigkeit gefüllt werden kann, bevor der Deckel auf den Zylinder passend gesetzt ist, kann der Rahmen in solche einem Winkel zur Vertikalen angeordnet werden,.daß die Längsachse des Zylinders in der herausgeschwenkten Lage denselben Winkel zur Vertikalen wie die Längsachse des Rahmens bildet, d.h., die Vertikale halbiert den

509851/0395

Winkel zwischen den Längsachsen des Rahmens und des Zylinders, wenn der Zylinder in der herausgeschwenkten Lage ist. Der Rahmen kann jedoch irgendeinen anderen Winkel zur Vertikalen bilden und auch mit ihr zusammenfallen. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Zylinder fest in einer bestimmten Winkellage und der Rahmen relativ zum Zylinder schwenkbar sein. Wenn der Zylinder unter diesen Bedingungen vertikal angeordnet ist, kann er mit Flüssigkeit bis zum erforderlichen Niveau gefüllt werden, ohne daß irgendeine Gefahr besteht, daß Flüssigkeit ausläuft. Auf der anderen Seite ist eine allgemeine Regel, daß je schmäler der Zylinder ist, desto kleiner das Volumen der Flüssigkeit ist, das zu ergänzen ist, nachdem der Deckel passend aufgesetzt worden ist.

Die Erfindung ist nicht auf die o.g. Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern kann in verschiedener Hinsicht innerhalb des' Rahmens der Ansprüche abgewandelt werden; dabei ist das wesentliche Merkmal darin zu sehen, daß eine relative Schwenkbewegung zwischen dem Gefäß und dem Rahmen statt einer rein translatorischen Bewegung verwendet wird. Dieses Prinzip kann auch bei System angewendet werden, in denen der Deckel nicht im Rahmen befestigt ist..

- Patentansprüche -

509851/0395

Claims (6)

1. Patentansprüche

   ί 1. Jlsostatische Presse, insbesondere eine solche mit einem Druckgefäß, das relativ hoch im Verhältnis zu seiner Breite ist und das mittels eines Deckels verschließbar ist, um Werkstücke und Werkzeuge zusammen mit einem Druckfluid im Gefäß einzuschließen, und bei dem das Druckfluid unter Druck gesetzt wird, nachdem das Druckgefäß in einen Rahmen eingesetzt ist, der Kräfte im wesentlichen in Längsrichtung des Gefäßes aufnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen und das Druckgefäß (1) relativ zueinander verschwenkbar angeordnet sind und daß ein Mittel (22) vorgesehen ist, mit dem eine relative Schwenkbewegung zwischen dem Rahmen und dem Gefäß solcher Art erzeugbar ist, daß ein Zugang zum oberen Ende des Gefäßes gegeben ist.
2. 2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen und das Druckgefäß (1) am bodenseitigen Ende des Gefäßes schwenkbar miteinander verbunden sind.
3. 3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (3) im Rahmen befestigt ist und in Längsrichtung des Druckgefäßes (1) bewegbar ist, und daß mindestens ein Abstandelement (14) vorgesehen ist, das zwischen den Deckel und den Rahmen einsetzbar ist, bevor das Druckfluid im Gefäß unter Druck gesetzt wird.

   509851/0395
4. 4. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Rahmen unter einem bestimmten Neigungswinkel zur Vertikalen fest angeordnet und das Druckgefäß (1) relativ zum Rahmen verschwenkbar ist.
5. 5. Presse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrichtung des Druckgefäßes (1) in der herausgeschwenkten Lage
   mit der Vertikalen zusammenfällt.
6. 6. Presse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgefäß (1) in der herausgeschwenkten Lage im wesentlichen denselben Winkel mit der Vertikalen wie der Rahmen bildet.

   509851/0395