CN113474103A - 在金属铸造时使用的一件式的冒口主体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种一件式的冒口主体，用于作为在金属铸造时两件式或多件式的冒口插件的构件或冒口插件，所述冒口主体具有冒口壁部，所述冒口壁部至少部分地对用于容纳液态金属的冒口空腔限界，其中冒口壁部具有朝向冒口空腔的内表面、用于接触局部包围冒口主体的模料的外表面和用于液态金属到冒口空腔中的穿通口，其中冒口壁部在内侧具有一个、两个或更多个材料凹部，用于在冒口空腔之内凝固的金属处构成一个或多个向外突出的突起部。

Description

在金属铸造时使用的一件式的冒口主体

技术领域

本发明涉及一种一件式的冒口主体，用于作为在金属铸造时两件式或多件式的冒口插件的构件或冒口插件，所述冒口主体具有冒口壁部，所述冒口壁部至少部分地对用于容纳液态金属的冒口空腔限界，其中冒口壁部具有朝向冒口空腔的内表面、用于接触局部包围冒口主体的模料的外表面和用于液态金属到冒口空腔中的穿通口。本发明还涉及一种在金属铸造时在铸模中使用的冒口插件，一种用于制造冒口插件的套件以及一种用于制造冒口主体的设备。

背景技术

一件式的冒口主体在金属铸造时以大的数量和多样性在铸模中使用；这种冒口主体至少是冒口插件的部分，也称作为冒口系统。这种一件式的冒口主体在工作中大部分地由用于制造铸模的模料，例如型砂包围从而在铸模中相对于模空腔保持位置。已知的一件式的冒口主体具有冒口壁部，其设计用于，至少部分地对用于容纳液态金属的冒口空腔限界。冒口主体的冒口壁部具有朝向冒口空腔的内表面和局部地由构成铸模的模料包围的外表面。此外，冒口壁部具有用于液态金属到冒口空腔中的穿通口。在浇注过程期间，液态金属的部分量经由穿通口进入至少部分地由冒口主体限界的冒口空腔。用于再供给铸件的、位于冒口空腔中的金属在液态中保持一定时长，直至在铸模中存在的金属已经部分地凝固。

在铸件凝固和至少部分地冷却之后，将铸件从铸模中脱模并且去除不期望的铸造残留物，例如在铸件上突出的残留冒口。为了去除，可以将这些借助于锤子打落或借助于切割装置去除。铸造残留物也可以借助于液压驱动的分离楔分离，其中与借助于锤子或分离盘的分离相比产生明显减小的损坏风险。为了使残留物分离，通常需要两个彼此相对置地设置的面，在所述面之间安置分离楔。借助于操作分离楔，将力沿相反方向施加到面上从而使面彼此移位。尤其在与铸件的连接区域中锥形地逐渐变细的残留冒口在铸件上突出时，或在残留冒口的朝向铸件的底侧以小的间距设置使得分离楔不能安置在这两个面之间时，在分离时产生困难。

典型的冒口主体例如从EP 1 184 104B2或DE 10 2015 202 709A1中已知。

还参照如下现有技术：DE 10 2015 103 593B3、DE 100 39 519A1、DE 10 2010054 513A1、DE 295 10 068U1和DE 20 2015 104 866U1。

发明内容

基于前述问题，本发明的基本目的是，指明一种一件式的冒口主体、一种冒口插件以及一种用于制造冒口主体的设备，借助于其简化并且尤其在避免上文所描述的缺点的情况下可实现分离相应的在铸件上突出的残留冒口。

本发明通过具有根据权利要求1的特征的冒口主体实现其所基于的目的。根据本发明，相应的一件式的冒口主体的冒口壁部在内侧具有一个、两个或更多个材料凹部，用于在冒口空腔之内凝固的金属处构成一个或多个向外突出的突起部。

由此，本发明还涉及一种一件式的冒口主体，用于作为在金属铸造时两件式或多件式的冒口插件的构件或冒口插件，所述冒口主体具有冒口壁部，其至少部分地对用于容纳液态金属的冒口空腔限界，其中冒口壁部具有朝向冒口空腔的内表面、用于接触局部包围冒口主体的模料的外表面和用于液态金属到冒口空腔中的穿通口，其中冒口壁部在内侧具有一个、两个或更多个材料凹部，用于在冒口空腔之内凝固的金属处构成一个或多个向外突出的突起部。优选地，在冒口主体的穿通口的区域中在外表面上设有用于将冒口主体安置在型模和/或模板上的安置区域或用于构成模空腔的壁部段的壁区域。根据本发明，这里采用的方法是，在铸造过程之后在金属凝固时借助于在冒口主体的内表面上的材料凹部构成残留冒口，所述残留冒口在其表面上具有一个或多个向外突出的限定的突起部。向外突出的突起部尤其形成用于可与突起部形成有效连接的分离楔的支座。借助于突起部尤其产生用于分离楔在铸件上突出的残留冒口上的有针对性的作用区域。

根据本发明的冒口主体优选构成为一件式的敞开的或一件式的封闭的冒口插件。在此，将表述“一件式”理解为，冒口主体由一件式的构件构成。这种“一件式的”冒口主体可以原本也由多个零件构成，所述零件随后然而不确定或不适合于任意地彼此分离和再次组装，或相对于彼此运动。当冒口插件由多个零件组成时，当例如冒口主体由盖构成为封闭的冒口插件时，冒口插件也是“一件式”，其中零件随后持久地相互共同作用。一件式的冒口插件优选不能可逆地分解为其零件；也就是说，在分解之后零件不能轻易再组装成功能性整体。

根据一件式的冒口主体的一个优选的实施方式，一个材料凹部或两个或更多个材料凹部中的至少一个限定冒口壁部的朝向穿通口的内表面部段，所述内表面部段与穿通口的中轴线成在70°至110°之间的范围内的角度α，优选在80°至100°的范围内的角度α，和/或具有一个或多个平坦的面区域，所述面区域在冒口壁部中向外突起。优选地，平坦的内表面部段与穿通口的中轴线成直角α地伸展。在一个优选的实施方式中，材料凹部的内表面部段的伸展匹配于要产生的铸件的构件结构形状，由此在所产生的残留冒口上限定的平坦的面大致平行于要产生的铸件的面伸展。优选地，在铸件上的面与在残留冒口的材料突起部上的面相对置地设置。

优选地，材料凹部构成为，使得在冒口空腔中凝固的金属构成有底切。在一件式的冒口主体的冒口空腔之内凝固的液态金属将材料凹部至少部分地优选完全地填满，使得在冒口空腔中凝固的金属和材料凹部之间引起形状配合。优选地，残留冒口的凝固的材料的由在冒口主体上的内表面部段限定的区域构成在材料突起部上的面，所述面可以用作用于分离楔的力作用面。

根据本发明的一件式的冒口主体的一个优选的改进方案提出，多个材料留空部围绕穿通口的中轴线以角间距设置，优选围绕穿通口的中轴线以均匀的角间距设置在内表面上。借助于设有多个材料留空部，优选根据材料留空部的数量产生相应数量的在凝固的残留冒口上的突起部。由此，优选引起，在冒口主体的内表面上至少一个材料留空部与铸模的壁区域相关联，所述壁区域对之后的铸件的面区域限界，所述面区域可用作为用于要安置在残留冒口上的分离楔的支座。尤其，旋转对称的冒口主体，其因此在设置在铸模中时不具有优先方向，由此可以不考虑其定向地任意插入铸模之内。优选地，多个材料留空部，从具有穿通口的安置区域或具有穿通口的壁区域起，大致以相同高度设置并且在内表面上沿着环周以均匀的角间距相对于彼此设置。

依照根据本发明的一件式的冒口主体的一个优选的实施方式，三个材料留空部以大约120度相对于彼此错开地设置在内表面上。由此，在残留冒口上相应地产生所属的三个以120°的角相对于彼此错开设置的突起部。由此，在残留冒口上突出的突起部中的至少一个应当与铸件的用于安置分离楔的面相对应。根据要创建的铸件几何结构，尤其根据要产生的铸件的尺寸，四个材料留空部也能够以优选90°相对于彼此错开地构成在冒口主体的内表面上。在另一实施方式中，可以设有唯一的材料凹部，其优选构成为在冒口主体的内表面上的环绕的阶梯部。由此在铸模之内实现冒口主体的完全独立的以其材料凹部朝向产生的铸模的定向。

依照根据本发明的一件式的冒口主体的一个优选的改进方案，冒口空腔从材料留空部朝穿通口方向变窄和/或在穿通口的区域中具有最小的穿通横截面的收缩部集成到冒口主体中。优选地，一件式的冒口主体的内表面漏斗状地朝穿通口方向逐渐变细。在一个实施方式中，材料凹部在横截面逐渐变细的内表面上沿环周方向部分地构成凸肩。此外，通过逐渐变细的横截面和/或在铸模的模空腔和至少部分地由冒口主体限定的冒口空腔之间的过渡区域中的收缩部优选产生锐利的棱边。由此简化凝固的残留冒口与之后的铸件的分离。在例如旋转对称的冒口主体中，内表面朝穿通口方向规则地同样地逐渐变细。在具有横截面为椭圆的设计方案的内表面的实施方式中，内表面随后规则地不同地逐渐变细。在椭圆的设计方案中，冒口主体的内表面具有带有与穿通口不同倾斜角度的面区域。优选地，冒口主体的内表面具有类似于直的截锥或斜的截锥的形状。

依照根据本发明的冒口主体的一个优选的改进方案中，冒口主体具有限定穿通口的，优选由安置区域或壁区域限定的第一端部和相对置的敞开的第二端部。

优选提出，材料凹部或两个或更多个材料凹部中的至少一个，优选所有材料凹部，延伸至敞开的第二端部。优选地，一个材料凹部或多个材料凹部在内表面上朝第二端部方向无底切地构成。由此，尤其在制造根据本发明的冒口主体期间引起，被制造的冒口主体可以简单地从构成冒口主体的内表面的砂型移除。在一个根据本发明的冒口主体的实施方式中，材料凹部延伸至根据本发明的冒口主体的第二端部。优选地，具有延伸至冒口主体的第二端部的材料凹部的冒口主体在材料凹部的整个高度上具有基本上相同的壁厚度。在根据本发明的冒口主体的另一实施方式中，材料凹部可以在冒口主体的内表面上构成为，使得从通过在冒口主体的内表面上的内表面部段产生的底切起朝冒口主体的第二端部的方向，材料凹部，尤其在内表面为锥形的情况下，在冒口主体的第二端部下方终止。优选地，这样根据本发明的冒口主体具有在材料凹部的区域中变化的壁厚度。从在材料凹部上的底切起，冒口主题具有朝其第二端部的方向变大的壁厚度。

根据本发明的冒口主体的一个优选的改进方案提出，内侧的材料凹部具有平行于穿通口的中轴线的高度，所述高度与冒口主体的总高度的比在大约0.25至大约0.5的范围内。根据冒口主体的基本尺寸，材料凹部由此优选具有至少对应于根据本发明的冒口主体的总高度四分之一直至大约一半的高度。在内表面上构成的材料凹部的宽度根据冒口主体的外部尺寸变化。关于内表面的环周，相应的材料凹部沿着内表面优选具有大约10°至30°的角度大小。

在一件式的冒口主体的一个优选的设计方案中，材料凹部具有至少10mm的平行于穿通口的中轴线的高度和/或垂直于穿通口测量的至少3mm的厚度和/或具有大约10mm的距穿通口的最小间距，优选在大约15mm至大约20mm的范围内的间距。由在这样构成的冒口主体之内凝固的金属构成的残留冒口在其外表面上具有突起部，其优选在其下端部处在表面上向外突出至少3mm；和/或材料突起部具有至少10mm的高度。还优选提出，材料突起部至少大约超过10度角地沿着残留冒口的环周延伸。一方面通过最小厚度实现，在残留冒口拔楔时分离楔不会无意地在材料突起部上滑离。借助于至少3mm的壁厚度产生足够大的面作为用于要安置在残留冒口的该突起部上的分离楔的支座。经由至少10mm的距穿通口的材料凹部的最小间距，优选经由在大约15mm至20mm的范围内的间距，在残留冒口的材料突起部和铸件之间产生足够大的间距用于可靠地安置分离楔。

根据本发明的一件式的冒口主体是优选的，其中冒口主体(i)由放热的冒口材料形成或至少部段地包括放热的冒口材料和/或(ii)由绝缘的冒口材料形成或部段地包括绝缘的冒口材料。借助于使用放热的冒口材料，优选将位于冒口空腔中的材料在相对长的时间段内保持为液态。优选地，在一个实施方案中，整个一件式的冒口主体由放热的冒口材料构成。替选地或可选地，根据本发明的冒口主体也完全地或也仅部分地由借助于粘结剂粘结的绝缘的冒口材料组成，借助于所述冒口材料以简单的方式减少来自冒口主体内部的放热。

本发明的另一改进方案提出，冒口空腔围绕穿通口的中轴线旋转对称地构成，和/或冒口主体的外表面在穿过穿通口的中轴线伸展的平面中对称地，优选围绕中轴线旋转对称地构成，和/或冒口主体具有朝穿通口方向逐渐变细的、用于安置到型模或模板上的安置区域。

本发明的另一方面涉及一种两件式或多件式的冒口插件，用于在金属铸造时在铸模中使用。根据本发明提出，冒口插件包括至少一个根据本发明的冒口主体(优选根据前面称作为优选的实施方式之一)和一个或多个另外的冒口元件，其中冒口主体与一个或多个另外的冒口元件连接成冒口插件，并且其中冒口主体与一个另外的冒口元件一起或与多个另外的冒口元件中的至少一个一起限定冒口空腔。由此，本发明涉及两件式或多件式的冒口插件，其中根据本发明的冒口主体尤其与至少一个另外的冒口元件共同作用，用于构成冒口空腔。为了根据本发明的使用，多件式的冒口插件由一件式的冒口主体和至少一个冒口元件组成。两件式的或多件式的冒口插件在此尤其理解为由冒口主体和至少一个单个的另外的冒口元件组成的冒口插件。根据一个优选的设计方案，冒口主体和(至少一个另外的)冒口元件可以构成相对于彼此的相对运动或冒口主体和(至少一个另外的)冒口元件能够任意多次可逆地彼此分开并且再此彼此接合。

根据本发明的冒口插件的一个优选的改进方案提出，冒口主体和与冒口主体相对应的第二冒口元件相对于彼此可伸缩地构成。这种多件式的冒口插件尤其构成为“伸缩冒口”，其中尤其在压实模料时冒口插件的一部分(例如冒口主体)被推入另一部分中或冒口插件的一部分(例如冒口主体)被推到另一部分之上。优选随后，相对于彼此可伸缩地构成的冒口主体和(另外的)冒口元件沿着其纵轴线可压缩地(可伸缩地)构成，使得在两件式的或多件式的冒口插件的彼此相对置端部之间的间距是可变的。在构成为“伸缩冒口”的两件式的或多件式的根据本发明的冒口插件中，根据本发明的冒口主体和一个或多个冒口元件相对于彼此运动(参见DE 100 39 519A1)。优选地，相关联的冒口元件在将用于构成铸模的模料压实时至少部段地被推到冒口主体上。冒口主体和冒口元件在此本身规则地不可变形地构成。尤其，两件式的或多件式的冒口插件的冒口主体优选具有构成为安置区域的第一端部连同穿通口，所述第一端部设计用于安置到型模或模板上。这种两件式的或多件式的冒口插件的冒口主体随后在压实模料期间优选不改变其相对于模板或型模的位置。由此，在压实模料时相关联的冒口元件首先移动。

根据本发明的冒口插件的一个改进方案提出，冒口主体在其外表面上具有逐渐变细的安置区域和/或冒口主体旋转对称地构成为冒口插件的下部。冒口主体的外表面优选从冒口主体的第二端部朝具有穿通口的第一端部方向收缩。由此实现，在制造铸模时在冒口插件下方聚集足够量的模料并且尤其在压实期间在围绕冒口插件的区域中引起足够高的强度。此外，借助于冒口主体的收缩区域引起在铸件上突出的、凝固的残留冒口的改进的分离。在另一改进方案中，根据本发明的冒口主体优选旋转对称地构成用于用作冒口插件的下部。这种旋转对称地构成的冒口主体可以在没有任何优先方向的情况下设置在模空腔之内用于构成铸模。

在一个替选的实施方式中，根据本发明的冒口主体不对称地构成。尤其，侧冒口的冒口主体为了在可竖直分开的铸模中使用不对称地构成，其中所述冒口主体具有冒口空腔的关于穿通口的中轴线错开的体积重心。这种不对称地构成的冒口主体也优选在其内表面上具有一个或多个上文详细描述的根据本发明的材料凹部。

本发明的另一方面涉及一种用于制造冒口插件的套件，包括：一个或多个根据上述优选的实施方式的冒口主体；和至少两个另外的冒口元件，其与一个或多个根据本发明(优选根据前述优选实施方式)的冒口主体相对应，使得能够产生两个或更多个不同的冒口插件，所述冒口插件的冒口空腔具有不同的体积。

在这方面本发明基于补充的想法，可以将唯一的根据本发明的冒口主体与不同的冒口元件组装成冒口插件，所述冒口元件不同地构成。优选地，一个或多个冒口主体分别具有耦联部段，所述耦联部段与同其接合在一起的冒口元件的相应的耦联区域互补地或对应地构成。为了可以将不同的根据本发明的冒口主体与不同的冒口元件组合，不同冒口主体的耦联区域或不同冒口元件的耦联区域优选分别相同地构成。

此外，根据本发明的套件优选包括定心芯棒，所述定心芯棒与在一个冒口主体中的穿通口相对应或与在至少两个冒口主体中的至少一个冒口主体中的穿通口相对应。借助于定心芯棒优选进行具有根据本发明的冒口主体和冒口元件的冒口插件相对于模板或型模的垂直定向。定心芯棒优选具有定心芯棒底座，其具有匹配于穿通口的形状的造型。根据一个优选的实施方式，其中穿通口具有非圆柱形的横截面，而是优选具有选自如下形状的横截面，即椭圆、非圆、遍圆和多边形，并且定心芯棒底座的横截面与穿通口的横截面互补地构成，实现至少一个或多个冒口主体在定心芯棒上的形状配合的容纳。优选地，在定心芯棒和一个或多个冒口主体之间产生抗扭固定，由此冒口主体与定心芯棒可以在一个或多个优选位置中彼此接触。尤其，冒口主体能够以其在内表面上存在的材料凹部有针对性地朝向模板或型模定向。由此，材料凹部可以有针对性地朝向要产生的铸件定位。

在另一方面，本发明涉及一种用于制造根据本发明的冒口主体的设备，尤其具有至少两个相对于彼此可移动的砂型的型箱，其中第一砂型设计用于至少局部地构成冒口主体的外表面，并且其中第二砂型设计用于构成冒口主体的至少局部地对冒口空腔限界的内表面。根据本发明的设备通过如下方式实现开头所描述的目的，即第二砂型在其至少局部地构成冒口主体的内表面的表面上具有一个或多个向外突出的砂型突起部，所述砂型突起部设计用于构成一个材料凹部或多个材料凹部。本发明基于的认识是，借助于在优选构成冒口主体的内表面的第二砂型上的至少一个砂型突起部实现用于在内表面上构成材料凹部的可行性。优选地，砂型突起部朝要产生的冒口主体的第二端部方向无凸肩地构成。优选地，砂型突起部朝第一端部方向在要产生的冒口主体的内表面上构成底切，在所述第一端部上构成用于液态金属的穿通口。随后在铸造工作中液态金属进入材料凹部的底切中，所述液态金属在金属在冒口主体之内凝固之后构成具有在残留冒口上向外突出的突起部的残留冒口，所述突起部用作为用于要安置在其上的分离楔的力作用面。在根据本发明的设备的一个优选的实施方式中，在第二砂型上设置有两个、三个或更多个砂型突起部，所述砂型突起部优选以相同的角间距围绕第二砂型的中轴线设置。

本发明的另一方面还涉及根据本发明的设备用于制造根据本发明的冒口主体的应用。尤其在根据本发明的设备的应用中，将模料引入第一砂型和第二砂型之间的空腔中；接着将引入的模料通过第一和第二砂型的相对运动相对于彼此压紧，并且产生具有内表面的冒口主体，所述内表面具有一个或多个凹进的材料凹部，其中材料凹部，与在第二砂型上的冒口主体的取出方向相反地，无底切地构成，使得可无破坏地在第二砂型上取出冒口主体。

可借助于根据本发明的设备制造的根据本发明的一件式的冒口主体连同在其内表面上的至少一个材料凹部借助于上面的方法步骤可没有不利的额外耗费的情况下制造。根据一个优选的设计方案，砂型突起部在用于构成冒口主体的内表面的第二砂型上设置成，使得材料留空部在内表面上延伸至冒口主体的第二端部。在一个替选的设计方案中，材料留空部终止于冒口主体的第二端部下方的内表面。

在又一方面，本发明涉及一种用于制造铸件连同其上设置的残留冒口的方法，其中残留冒口具有至少一个材料突起部，作为用于可与材料突起部形成接触的分离楔的支座，所述方法包括如下步骤：提供或制造配备有至少一个根据本发明(优选根据前述优选实施方式之一)的冒口主体的铸模，其具有模空腔；将液态金属通过在铸模上构成的浇注口注入铸模的模空腔中，使得液态金属进入冒口空腔中；使在模空腔中和在冒口空腔中的金属凝固，使得产生残留冒口。根据本发明的方法也另外基于如下认识，即借助于在残留冒口的表面上向外突出的材料突起部，将在铸造过程之后作为残留冒口留下的铸造残留物简化地分离是可行的，其中分离楔可以安置到所述材料突起部上。优选地，材料突起部具有平坦的面，所述面优选平行于产生的铸件的相对置地设置的面定向。用于分离铸造残留物的分离楔由此可以可靠地安置到基本上彼此相对置的面上。

在所提供的或制造的铸模之内设置有一件式的根据本发明的冒口主体，其构成为一件式的敞开的或封闭的冒口插件或作为两件式的或多件式的冒口插件的部分，其中随后一件式的冒口主体为了构成冒口空腔与另外的冒口元件相对应。在本发明的一个实施方式中，将优选一件式的用作为冒口插件的冒口主体在制造铸模之后插入为此首先设置的留空部中。优选地，冒口的至少一个壁区域形成铸模的模空腔的壁部段。由此，一件式的冒口主体随后插入已经很大程度制造的铸模中或这种铸模的砂型中。在另一根据本发明的设计方案中，将根据本发明的冒口主体与构成铸模的模料一起压紧。优选地，根据本发明的冒口主体形状配合地容纳在铸模之内。

前述方法的特征是铸造法，其优选作为另外的步骤包括：提供或制造配备有至少一个根据本发明(优选根据前述优选的实施方式之一)的冒口主体的第一砂型，其具有用于部分地限定铸模的模空腔的第一分型面；提供或制造用于部分地限定铸模的模空腔的至少一个第二砂型，其具有与第一分型面互补地构成的第二分型面；和将第一砂型的第一分型面与第二砂型的第二分型面接合在一起，使得产生具有模空腔的配备有至少一个根据本发明(优选根据前述优选的实施方式之一)的冒口主体的铸模。优选地，制造铸模，其由至少两个彼此接合的砂型组成。仅由根据本发明的冒口主体组成的冒口插件或多件式的冒口插件，包括根据本发明的冒口主体和至少一个另外的冒口元件，至少设置在构成铸模的砂型中。制造包括冒口主体的砂型可以在型腔中进行，将用于构成砂型的模料注入所述型腔中并且接着将其压紧。根据冒口插件的设计方案，一件式地还是多件式地构成，有冒口插件或无冒口插件地进行砂型的制造。在多件式的根据本发明的冒口插件中，将所述冒口插件优选事先定位在模板和/或型模上并且冒口插件与模料一起压紧成牢固的砂型。由仅一个根据本发明的冒口主体组成的冒口插件优选在制造砂型之后插入为此设有的凹部中。在制造至少两个砂型之后尤其将第一和第二砂型的互补地构成的分型面彼此接合。

根据本发明的方法通过如下步骤改进：根据上述优选实施方式之一制造铸件连同在其上设置的残留冒口；和加工被铸造的铸件，其中将设置在铸件上的残留冒口借助于在其向外突出的金属突起部上作用的分离楔分离。为了进行加工，将铸件在用于构成铸件的金属凝固和冷却之后从铸模脱模。在脱模之后可以将由凝固材料构成的残留冒口借助于在向外突出的材料突起部上在残留冒口上作用的分离楔分离。

针对根据本发明的冒口主体所描述的优选的实施方式或改进方案同时或类似地也是根据本发明的冒口插件、用于制造冒口插件的套件、用于制造冒口主体的设备以及用于制造铸件的方法的优选的实施方式。其中针对冒口插件，用于制造冒口插件的套件、用于制造冒口主体的设备以及用于制造铸件的方法所描述的涉及冒口主体的优选的实施方式或改进方案同时也是冒口主体的优选的实施方式等。

附图说明

下面，参照附图，依照根据本发明的冒口主体以及根据本发明的冒口插件的优选的实施例详细地描述本发明，从所述实施例中得出其他对于本发明优选的特征。在此示出：

图1示出用于在金属铸造时使用的根据本发明的冒口主体的立体图；

图2示出根据图1的根据本发明的冒口主体的俯视图；

图3示出根据本发明的冒口主体的侧视图；

图4示出根据图1的根据本发明的冒口主体的剖面图；和

图5示出用于在金属铸造时使用的由根据本发明的冒口主体和冒口元件组成的根据本发明的冒口插件的剖面图。

具体实施方式

图1示出一件式的根据本发明的冒口主体1，其在金属铸造时在未详细示出的铸模中使用。冒口主体1具有冒口壁部2，其具有内表面3，所述内表面设计用于，至少部分地对用于容纳液态金属的冒口空腔(图4)限界。冒口主体1的冒口壁部2还包括外表面4，所述外表面设计为局部地包围冒口主体的模料的接触面，借助于所述模料构成铸模。在外表面4上设有冒口主体的安置区域6，借助于所述安置区域冒口主体1安置在型模和/或模板20(图5)上。在一个替选的、未示出的实施方式中，替代安置区域6，外表面具有壁区域，借助于所述壁区域可以构成铸模的模空腔的壁部段。

在图1中示出的冒口主体1的在安置区域6上设置有用于液态金属进入冒口空腔中的穿通口8(图2；图4)。根据本发明，在本实施方式中，冒口主体1在其内表面3上具有三个材料凹部12，所述材料凹部设计用于，在冒口空腔之内凝固的金属上构成相应数量的向外突出的突起部。材料凹部12具有一个或多个与内表面3成角度α伸展的平面的内表面部段14和/或面区域16、16’(图2)。尤其，借助于材料凹部12的内表面部段14构成朝穿通口8方向作用的底切。

如从图2中可见，多个材料留空部12围绕穿通口8的中轴线18以均匀的角间距设置在冒口壁部2的内表面3上。优选地，相邻的材料留空部12以优选大约120°角相对于彼此错开地设置在内表面3上。冒口主体1具有由安置区域6限定的第一端部22。与第一端部22相对置地构成有冒口主体1的上部的第二端部24。在示出的实施方案中，第二端部24敞开地构成。如图1和4中可获知，材料凹部12在冒口壁部2的内表面上延伸至冒口主体1的第二端部24。尤其，在材料凹部12的区域中，与从内表面3至外表面4的壁厚相比冒口壁部2的壁厚朝外表面4的方向减小。在未详细示出的实施方式中，材料凹部与第二端部间隔开地无凸肩地终止于冒口主体1，使得冒口主体在其上端部上，关于其横截面，仅通过均匀环绕的内表面3限定。

在图3中示出根据本发明的冒口主体1的侧视图，由此可见，冒口主体1具有套筒部段26，所述套筒部段具有从第二端部朝第一端部方向略微增加的外横截面。在套筒部段26上连接有逐渐变细的外部轮廓，类似于锥体。尤其，冒口主体1具有逐渐变细的安置区域6。根据本发明的一件式的冒口主体1，如还从图2中可见，基本上旋转对称地构成。在图3中示出的一件式的冒口主体可以在本发明的一个实施方式中用作为在铸模之内未详细示出的一件式的敞开的或封闭的冒口插件。这种一件式的冒口插件例如后续插入预制的铸模或铸模的预制的砂型中。

根据本发明的冒口主体1的在图4中示出的剖面图表明在内表面3上向外突出的内表面部段14的优选平坦的设计方案，所述内表面部段用于构成在内表面3上的底切。材料凹部12的内表面部段14与穿通口的中轴线18成在70°至110°的范围内的角度α伸展。如还从图4中可见，在内表面3上的材料留空部朝第二端部24的方向无底切地构成，由此这样根据本发明构成的冒口主体1在其制造之后可无破坏地从构成冒口主体1的内表面3的砂型中取下。这也通过如下方式实现，即冒口壁部2的内表面3构成为，使得冒口空腔10从冒口主体1的第二端部24起朝穿通口方向变窄。尤其，冒口空腔10具有朝穿通口8方向逐渐变细的横截面。在示出的实施方式中，内表面3几乎具有锥形形状。此外，在穿通口8的区域中，具有最小穿通横截面的收缩部28为了构成折断芯集成到冒口主体1中。

材料凹部12具有如下高度，其平行于穿通口8的中轴线与冒口主体的总高度的比基本上处于大约0.25至大约0.5的范围内。材料凹部具有至少10mm的高度尺寸和在距内表面3最少3mm的最大错位的范围内的最小厚度。材料凹部12的绝对尺寸可以与根据本发明的冒口主体1的基本尺寸相关地变化。

冒口主体1可以由放热的冒口材料形成或部段地包括放热的冒口材料。在一个替选的设计方案中，冒口主体由绝缘的冒口材料组成或至少部段地由绝缘的冒口材料构成。在另一可行的设计方案中，冒口主体局部地由放热的和绝缘的冒口材料形成。

图5示出根据本发明的两件式的冒口插件30的设计方案，所述冒口插件包括根据本发明的冒口主体1，其在示出的实施方案中与冒口元件32共同作用。冒口空腔10由冒口主体1和冒口元件32限定。冒口插件30是多件式的封闭的冒口，所述冒口在冒口主体1的安置区域6上具有穿通口8。冒口主体1和冒口元件32相对于彼此可伸缩地构成，其中在本实施方式中冒口主体1通常牢固地直立在模板20上或未详细示出的型模上。在压实包围冒口插件30的模料以构成铸模的至少一个砂型时，冒口元件32平行于冒口主体1的中轴线18从而沿冒口插件的纵向方向34运动。尤其，冒口元件30部段地被推到一件式的冒口主体1上。如还从图5中可见，冒口元件32具有用于与冒口插件30共同作用的、然而未详细示出的定心芯棒的容纳部36。

附图标记列表

1 冒口主体

2 冒口壁部

3 内表面

4 外表面

6 安置区域

8 穿通口

10 冒口空腔

12 材料凹部

14 内表面部段

16、16’面区域

18 中轴线

20 模板

22 第一端部

24 第二端部

26 套筒部段

28 收缩部

30 冒口插件

32 冒口元件

34 纵向方向

36 容纳部

Claims (22)

1.一种一件式的冒口主体(1)，用于作为在金属铸造时两件式或多件式的冒口插件(30)的构件或冒口插件，所述冒口主体具有冒口壁部(2)，所述冒口壁部至少部分地对用于容纳液态金属的冒口空腔(10)限界，其中所述冒口壁部(2)具有：

-朝向所述冒口空腔(10)的内表面(3)，

-用于接触局部包围所述冒口主体(1)的模料的外表面(4)，和

-用于所述液态金属到所述冒口空腔(10)中的穿通口(8)，

其中所述冒口壁部(2)在内侧具有一个、两个或更多个材料凹部(12)，用于在所述冒口空腔(10)之内凝固的金属处构成一个或多个向外突出的突起部。

2.根据权利要求1所述的冒口主体(1)，

其中一个所述材料凹部(12)或两个或更多个所述材料凹部(12)中的至少一个材料凹部

-限定所述冒口壁部的朝向所述穿通口(8)的内表面部段(14)，所述内表面部段与所述穿通口(8)的中轴线(18)成在70°至110°的范围内的角度α，优选在80°至100°的范围内的角度α，

和/或

-具有一个或多个平坦的面区域(16、16’)，所述面区域在所述冒口壁部(2)中向外突起。

3.根据权利要求1或2所述的冒口主体(1)，

其中所述材料凹部(12)设计为，使得在所述冒口空腔(10)中凝固的金属构成有底切。

4.根据上述权利要求中任一项所述的冒口主体(1)，

其中多个材料留空部(12)围绕所述穿通口(8)的中轴线(18)以角间距设置，优选围绕所述穿通口(8)的中轴线(18)以均匀的角间距设置。

5.根据权利要求4所述的冒口主体，

其中三个材料凹部(12)以优选大约120°角相对于彼此错开地设置在所述内表面(3)上。

6.根据上述权利要求中任一项所述的冒口主体(1)，

其中

-所述冒口空腔(10)从所述材料留空部(12)朝所述穿通口(8)方向变窄，

和/或

-在所述穿通口(8)的区域中，具有最小穿通横截面的收缩部(28)集成到所述冒口主体(1)中。

7.根据上述权利要求中任一项所述的冒口主体(1)，

其中所述冒口主体(1)具有限定所述穿通口(8)的第一端部(22)和与所述穿通口(8)相对置的第二端部(24)，所述第二端部是敞开的。

8.根据权利要求7所述的冒口主体(1)，

其中一个所述材料凹部(12)或两个或更多个所述材料凹部(12)中的至少一个材料凹部，优选所有材料凹部(12)，延伸至敞开的所述第二端部(24)。

9.根据上述权利要求中任一项所述的冒口主体(1)，

其中内侧的所述材料凹部(12)具有平行于所述穿通口(8)的中轴线(18)的高度，所述高度与所述冒口主体(1)的总高度的比处于0.25至0.5的范围内。

10.根据上述权利要求中任一项所述的冒口主体(1)，

其中所述材料凹部(12)具有：

-至少10mm的平行于所述穿通口(8)的中轴线(18)的高度，

和/或

-至少3mm的、垂直于所述穿通口(8)的中轴线(18)测量的厚度，

和/或

-大约10mm的距所述穿通口(8)的最小间距，优选在大约15mm至大约20mm的范围内的间距。

11.根据上述权利要求中任一项所述的冒口主体(1)，

其中所述冒口主体(1)

(i)由放热的冒口材料形成或部段地包括放热的冒口材料，

和/或

(ii)由绝缘的冒口材料形成或部段地包括绝缘的冒口材料。

12.根据上述权利要求中任一项所述的冒口主体(1)，其中

-所述冒口空腔(10)围绕所述穿通口(8)的中轴线(18)旋转对称地设计，

和/或

-所述冒口主体(1)的外表面在伸展穿过所述穿通口(8)的中轴线(18)的平面中对称地，优选围绕中轴线(18)旋转对称地设计，

和/或

-所述冒口主体(1)具有朝穿通口(8)方向逐渐变细的、用于安置到型模或模板(20)上的安置区域(6)。

13.一种两件式或多件式的冒口插件(30)，用于在金属铸造时在铸模中使用，所述冒口插件包括：

-根据上述权利要求中任一项所述的冒口主体(1)；和

-一个或多个另外的冒口元件(32)，

其中所述冒口主体(1)与一个或多个另外的冒口元件(32)连接成冒口插件(30)，并且

其中所述冒口主体(1)与一个另外的冒口元件一起或与另外的冒口元件(32)中的至少一个一起限定所述冒口空腔(10)。

14.根据权利要求13所述的冒口插件(30)，

其中所述冒口主体(1)和一个另外的冒口元件(32)或另外的冒口元件(32)中的至少一个相对于彼此可伸缩地构成。

15.根据权利要求13或14所述的冒口插件(30)，

其中所述冒口主体(1)在其外表面上具有逐渐变细的安置区域(6)，

和/或

其中所述冒口主体(1)作为冒口插件(30)的下部旋转对称地构成。

16.一种用于制造冒口插件(30)的套件，包括：

-一个或多个根据权利要求1至12中任一项所述的冒口主体(1)；和

-至少两个另外的冒口元件(32)，所述冒口元件与一个或多个根据权利要求1至12中任一项所述的冒口主体(1)相对应，使得能够产生两个或更多个不同的冒口插件(30)，所述冒口插件的冒口空腔(10)具有不同的体积。

17.根据权利要求16所述的套件，包括：

定心芯棒，所述定心芯棒与在一个根据权利要求1至12中任一项所述的冒口主体(1)中的穿通口(8)相对应或与在至少两个根据权利要求1至12中任一项所述的冒口主体(1)中的至少一个冒口主体中的穿通口相对应。

18.一种用于制造根据权利要求1至12中任一项所述的冒口主体(1)的设备，尤其型箱，具有：

至少两个相对于彼此可移动的砂型，

其中第一砂型设计用于至少局部地构成所述冒口主体(1)的外表面，并且

其中第二砂型设计用于至少局部地构成所述冒口主体(1)的对所述冒口空腔(10)限界的内表面(3)，

其中所述第二砂型在其至少局部地构成所述冒口主体(1)的内表面(3)的表面上具有一个或多个向外突出的砂型突起部，所述砂型突起部设计用于构成一个材料凹部(12)或多个材料凹部(12)。

19.根据权利要求18所述的设备用于制造根据权利要求1至12中任一项所述的冒口主体(1)的应用。

20.一种用于制造铸件连同在其上设置的残留冒口的方法，其中所述残留冒口具有至少一个向外突出的金属突起部作为用于可与金属突起部形成接触的分离楔的支座，所述方法包括如下步骤：

-提供或制造配备有至少一个根据权利要求1至12中任一项所述的冒口主体(1)的铸模，所述铸模具有模空腔；

-将液态金属通过在所述铸模上构成的浇注口注入所述铸模的模空腔中，

-使在所述模空腔中和在所述冒口空腔(10)中的金属凝固，使得产生残留冒口。

21.根据权利要求20所述的方法，包括如下步骤：

-提供或制造配备有至少一个根据权利要求1至12中任一项所述的冒口主体(1)的第一砂型，所述第一砂型具有用于部分地限定所述铸模的模空腔的第一分型面；

-提供或制造用于部分地限定所述铸模的模空腔的第二砂型，所述第二砂型具有与所述第一分型面互补地构成的第二分型面；

-将所述第一砂型的第一分型面与所述第二砂型的第二分型面接合在一起，使得产生配备有至少一个根据权利要求1至12中任一项所述的冒口主体(1)的、具有模空腔的铸模。

22.一种用于制造铸件的方法，具有如下步骤：

-根据权利要求20或21制造铸件连同在其上设置的残留冒口；和

-加工被铸造的铸件，其中将设置在所述铸件上的残留冒口借助于在其向外突出的金属突起部上作用的分离楔分离。

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