CN116528999A - 用于在铸造模具中铸造金属的送料器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在铸造模具中铸造金属的送料器插入件(1，1’)，该送料器插入件包括送料器主体(2，2’)和与送料器主体(2，2’)相互作用的送料器元件(4，4’)，该送料器主体和该送料器元件界定了用于接收液态金属的送料腔(6)，其中，送料器主体(2，2’)具有第一端(8)和第二端(12)，该第一端具有用于该液态金属的通道开口(10)，该第二端与第一端(8)相反且开口，送料器元件(4，4’)被布置在所述第二开口端(12)处，并且其中，送料器主体(2，2’)的部分和送料器元件(4，4’)的部分能够在彼此的内部伸缩地移位，使得送料腔(6)能够被压缩至最小体积V_K，送料器主体(2，2’)限定了所述最小体积V_K的至少40％的比例。

Description

用于在铸造模具中铸造金属的送料器

技术领域

本发明涉及一种用于在铸造模具中铸造金属的送料器插入件，该送料器插入件具有送料器主体和与该送料器主体相互作用的送料器元件，该送料器主体和该送料器元件界定了用于接收液态金属的送料腔，该送料器主体具有第一端和第二端，该第一端具有用于该液态金属的通道开口，该第二端与该第一端相反且开口，并且该送料器元件被布置在该第二开口端处，该送料器主体的部分和该送料器元件的部分可以在彼此的内部伸缩地移位。此外，本发明涉及一种用于产生一个或多个送料器插入件的套件，并且涉及这种类型的送料器插入件的用途。

背景技术

用于在铸造模具中铸造金属的送料器插入件在现有技术中是已知的。送料器插入件至少在某些区域中被用于产生铸造模具的模具材料(例如型砂)所包围。借助于包围送料器插入件的模具材料，送料器插入件被保持在铸造模具或铸造模具的模具零件内的预定义位置中。在此，送料器插入件的送料器主体和送料器元件界定了用于在送料器插入件内接收用于铸造的液态金属的送料腔。送料器主体具有第一端，该第一端带有用于液态金属的通道开口，借助该通道开口，建立与要生产的铸造模具的模具零件的模具腔的区域的连接。在铸造期间填充到铸造模具的模具腔中的金属的部分量会穿过通道开口进入送料器插入件的送料腔中。当金属在铸造模具中凝固时，位于送料器插入件中并保持为液态的金属可以流回铸造模具中。

送料器主体具有第二端，该第二端与该第一端相反、是开口的、并且通过布置在该第二开口端处的送料器元件来封闭。因此，配置了实际上封闭的送料腔。为了可以抵消在压实操作期间作用在用于产生铸造模具的模具材料上的高压力，使用送料器插入件，这些送料器插入件可以在对模具材料进行压实操作以形成成品模具零件期间改变其总高度。

德国专利和商标局已经关于优先权申请DE 10 2020 132 342.5确定了以下现有技术：DE 101 56 571C1、DE 10 2005 025 701 A1、EP 1 184104A1和EP 1 920 859 A1。

公开EP 1 184 104 A1已经披露了一种用于铸造金属的送料器插入件，该送料器插入件具有送料器主体和送料器元件，送料器主体的部分和送料器元件的部分可以在彼此的内部伸缩地移位。在压实操作期间，送料器主体和送料器元件因此相对于彼此移动。该送料器插入件已经在实践中证明了自己。

然而，已经确定的是，在以取决于所使用的送料器插入件的几何形状的方式朝向送料器主体移动的送料器元件下方可能会发生模具材料的过度压实。这偶尔会导致模型板的损坏，或从模具材料中压出水，因此在铸造方法期间可能会出现各种问题。

发明内容

从上述问题出发，因此，本发明是基于指定一种送料器插入件的目的，该送料器插入件首先在铸造模具的生产期间能承受高压实压力，并且在其使用期间另外降低或在最好的情况下避免在朝向送料器主体移动的送料器元件下方的模具材料的过度压实的风险。

本发明以具有如权利要求1所述的特征的送料器插入件实现了其所基于的目的。具体地，送料器主体的部分和送料器元件的部分可以在彼此的内部伸缩地移位，因此送料腔可以被压缩至最小体积V_K，送料器主体至少限定了该最小体积V_K的40％的比例。

因此，本发明涉及一种用于在铸造模具中铸造金属的送料器插入件，该送料器插入件具有送料器主体和与该送料器主体相互作用的送料器元件，该送料器主体和该送料器元件界定了用于接收液态金属的送料腔，该送料器主体具有第一端和第二端，该第一端具有用于该液态金属的通道开口，该第二端与该第一端相反且开口，并且该送料器元件被布置在该第二开口端处，该送料器主体的部分和该送料器元件的部分可以在彼此的内部伸缩地移位，因此该送料腔可以被压缩至最小体积V_K，该送料器主体至少构成该最小体积V_K的40％的比例。

根据本发明，在此采用的方法是送料器主体配置被压缩的送料腔的最小体积V_K的至少40％的比例。与送料器插入件的已知送料器的送料器主体相比，根据本发明的送料器主体具有特别是被最大程度地压缩的送料器插入件的最小体积的显著增加的比例。因此，与已知的送料器插入件的送料器主体相对于其送料器元件相比，送料器主体(也称为送料器下部部分)相对于根据本发明的送料器插入件的送料器元件(也称为送料器上部部分)显著更大。直到最近一直在假设，较大的送料器上部部分在铸造工艺期间对于令人满意的密集送料具有决定性的意义。相比之下，送料器插入件中的送料器主体(也就是说，送料器下部部分)的大小在铸造期间对有效密集送料的影响比送料器元件的大小显著更高。被压缩至最小体积V_K的送料腔应被理解为是指根据本发明的送料器插入件的状态，其中该送料腔优选地被最大程度地压缩。送料器插入件的最大可压缩最小体积限定了送料器插入件的该状态，在这种情况下，送料器插入件的进一步压缩(也就是说，送料器主体和送料器元件相对于彼此的进一步移位)将对送料器主体(送料器下部部分)和/或送料器元件(送料器上部部分)造成损坏。在压缩期间，送料器主体的部分和送料器元件的部分优选地在彼此的内部伸缩地移位。

根据本发明的送料器插入件的一个优选改善规定该送料器主体限定了该最小体积V_K的45％或更多、优选地50％或更多、特别优选地60％或更多、更好地70％或更多、特别好地80％或更多的比例。送料器主体在最小体积V_K中的比例越大，送料器插入件的热中心在要产生的铸造部分的方向上移动得越远。在此，随着送料器主体在最小体积V_K中的比例的增加，增强了送料器元件可以具有较轻配置的优点，并且与已知的送料器插入件相比，根据本发明的送料器插入件可以在材料消耗更少的情况下产生。在送料器元件的大小与送料器主体相比减小的情况下，另外在模具材料的压实操作期间越来越多地避免送料器元件下方的模具材料的过度压实。

优选地，送料器主体具有质量m_K并且送料器元件具有质量m_E，并且送料器主体的质量m_K与送料器元件的质量m_E之比为0.5或更大、优选地为0.85或更大、特别优选地为1或更大、非常特别优选地为2或更大、更好地4至5或更大、特别更好地约为5.75。送料器主体与送料器元件相比被配置得越大，送料器主体的质量m_K与送料器元件的质量m_E之间的比率也变得越大。送料器主体与送料器元件的质量比还对热中心在要产生的铸造部分附近的所追求的布置具有有利的影响。送料器主体与送料器元件的质量的比率越大，热中心在要产生的铸造部分的方向上移动得越远，并且在铸造部分的产生期间的密集送料越好。在此，送料器主体与送料器元件的质量比还取决于用于送料器主体和送料器元件的配置的材料。具体地，当优选地使用重的发热下部部分(送料器主体)和轻的绝热上部部分(送料器元件)以便配置根据本发明的送料器插入件时，实现了质量比为5.75的优选最高值。

一个优选发展规定由送料器主体限定的最小体积V_K的该比例具有0.75或更大、优选地0.8或更大、特别优选地0.85或更大、非常特别优选地0.9或更大的球形度ψ。

依据根据本发明的送料器插入件的一个优选实施例，送料器元件的部分可以被推入送料器主体中，或者送料器主体的部分可以被推入送料器元件中。根据本发明的送料器插入件的送料器主体优选地是不可变形的送料器下部部分。送料器元件优选地是不可变形的送料器上部部分。在使用期间，送料器主体通常坐置在模具板或模具模型上并且借此保持在适当位置。在用于产生铸造模具或铸造模具的模具零件的模具材料的压实期间，根据第一实施例，将送料器元件(也就是说，送料器上部部分)推入送料器主体中。在此，送料器元件和送料器主体的表面区域优选地相互滑动。在第二替代实施例中，将送料器主体(也就是说，送料器下部部分)推入送料器元件中。在该实施例中，送料器上部部分和送料器下部部分的表面区域优选地也相互滑动。与在内侧上被推入送料器主体中的送料器元件相比，在外侧上在送料器主体上推动的送料器元件具有更大尺寸和相关联的更大质量。在送料器插入件的情况下，在这种情况下，送料器元件(送料器上部部分)在模具材料的压实期间被推入送料器主体(送料器下部部分)中，优选地通过送料器主体实现了送料腔的最小体积V_K的更高比例，和/或实现了送料器主体与送料器元件的更大的质量比。

应注意，在这个背景下，在其中送料器元件被在外侧上在送料器主体上推动的送料器插入件的情况下，送料器主体在送料腔的整个最小体积V_K中的比例仅通过送料器主体来限定，并且特别地在送料器元件的方向上通过该送料器元件朝向顶部开口的第二端来界定。相比之下，在根据本发明的送料器插入件的情况下，在这种情况下，送料器元件在内侧上被推入送料器主体中，送料器主体在送料腔的最小体积V_K中的比例通过被推入送料器主体中的送料器元件的下端来限定；具体地，送料器元件的下端然后形成送料器主体内的最小体积V_K的边界。将只考虑在送料器主体的第一端与精确地这个边界之间的区域来确定送料器主体在整个最小体积V_K中的比例。

依据根据本发明的送料器插入件的一个发展优选地规定，当送料腔被压缩至最小体积V_K时，送料腔的体积重心位于由送料器主体限定的体积比例内。根据本发明的送料器插入件的热中心在模具材料的压实期间与送料腔的体积重心一起在要产生的铸造部分的方向上移位，而不管送料器插入件的配置如何，也就是说，不管是送料器主体被推入送料器元件中还是送料器元件被推入送料器主体中。如果送料腔的体积重心在送料器主体的第一端的方向上移动得很远，这将是有利的。

根据一个优选的改善，本发明涉及一种用于在铸造模具中铸造金属的送料器插入件，该送料器插入件具有送料器主体和与该送料器主体相互作用的送料器元件，该送料器主体和该送料器元件界定了用于接收液态金属的送料腔，该送料器主体具有第一端和第二端，该第一端具有用于该液态金属的通道开口，该第二端与该第一端相反且开口，并且该送料器元件被布置在该第二开口端处，该送料器元件的部分可以被推入该送料器主体中，因此该送料腔可以被压缩至最小体积V_K，该送料器主体至少限定了该最小体积V_K的40％的比例，该送料器主体具有质量m_K并且该送料器元件具有质量m_E，并且该送料器主体的质量m_K与该送料器元件的质量m_E的比率为0.5或更大，并且当该送料腔被压缩至该最小体积V_K时，该送料腔的体积重心位于由该送料器主体限定的体积比例内。根据本发明的这种类型的送料器插入件将本发明的必要特征进行组合，其方式使得尽管送料体积减小和相关联的质量减小，这种类型的送料器插入件在铸造期间的重新填充操作期间仍至少实现了不变或否则更高的加热容量。根据本发明的送料器插入件优选地是逆向伸缩式送料器，也就是说，送料器元件在模具材料的压实操作期间被推入通常固定的送料器主体的内部中。送料器元件和送料器主体通常相对于彼此移动，其方式使得送料器插入件被最大程度地压缩。在送料器插入件的内部中的送料腔便具有最小体积V_K，该最小体积的至少40％的比例通过送料器主体来配置。另外，送料器主体具有对应于送料器元件的质量的至少一半的质量。以此方式，优选地配置送料器插入件，在这种情况下，送料腔的体积重心位于由送料器主体限定的体积比例内。在本发明的一个可能改善中，送料器元件被设计为在外侧上在送料器主体上推动而不是被推入送料器主体中，该送料器主体在模具材料的压实操作期间通常是固定的。

根据本发明的送料器插入件的一个发展规定送料器主体具有从第一端延伸到第二端的壁，该壁在其界定送料腔的内侧上形成用于送料器元件的引导件，该送料器元件可以沿着该引导件被推入送料器主体中。通过提供引导件来抵制送料器元件在产生模具零件或铸造模具时的压实操作期间的倾斜。送料器元件可以在压实操作开始时从其起始位置被推入送料器主体中，其程度以致于实现送料器插入件的最大可压缩状态。相互滑动的送料器主体的和送料器元件的那些表面之间的滑动动作在送料器元件相对于送料器主体的移动期间优选地通过引导件来实现。

引导件优选地具有布置在送料器主体的壁的内侧上的至少一个引导面或多个引导部分。根据本发明的一个优选改善，引导件被配置在送料器主体的壁的内侧上的整个范围内，因此产生大面积的滑动效果。送料器插入件的替代实施例规定优选地布置为均匀地分布在送料器主体的圆周上的多个引导部分被设置在送料器主体的壁的内侧上。各个引导部分在周向方向上沿着送料器主体的内侧仅在预定义角度范围内延伸。每个引导部分在送料器元件的移动方向上延伸，然而，优选地在具有其通道开口的第一端的方向上从送料器主体的第二开口端延伸。在送料器元件从其静止位置直到送料器插入件的最大压缩状态的整个移动期间，优选地引导可以相对于送料器主体移位的送料器元件。就像送料器元件一样，送料器主体优选地具有引导面，这些引导面面向彼此并且在送料器元件的移动方向上至少在某些部段中彼此重叠。

送料器主体优选地具有从第一端延伸到第二端的纵向轴线，并且至少沿着其纵向轴线的一部分具有内截面区域，该内截面区域具有围绕该纵向轴线的基本上旋转对称的配置。由于送料器主体上的优选地旋转对称的截面区域，可以优选地沿着送料器主体的内侧移动的送料器元件还具有基本上旋转对称配置的外截面形式。以此方式，相对于周向面，送料器主体和送料器元件可以在任何期望的取向上彼此接合。送料器主体的纵向轴线具体地相对于送料器主体的第一端处的通道开口的中心轴线同轴地延伸。

依据根据本发明的送料器插入件的一个优选改善，送料器主体从其第二端开始在其第一端的方向上具有内自由截面区域，该内自由截面区域的大小是恒定的和/或沿着其纵向轴线的至少一部分减小。送料器主体优选地在纵向方向上分成两个功能区域。在被指派给送料器主体的第二端的上部功能区域的帮助下，确保可移位的送料器元件与通常固定的送料器主体之间的相对移动，以便根据本发明来配置伸缩移动。沿着送料器主体的纵向轴线的一部分，上部功能区域具有大小基本上恒定的自由截面区域。截面区域基本上恒定的部分在纵向轴线的方向上具有高度，该高度以取决于送料器主体与送料器元件的大小比的方式来限定。该高度优选地对应于根据本发明的送料器主体的整体高度的至少约三分之一。该高度优选地是送料器主体的整体高度的约一半。

第二下部功能区域形成根据本发明的送料器插入件的附接区域以用于附接到模具模型或模具板。下部功能区域的自由截面优选地在送料器主体的第一端的方向上从恒定的截面减小。以此方式，在送料器主体上产生截面减小的附接区域，该附接区域在铸造操作之后仅需要对成品铸造部分进行少量的清理。下部功能区域优选地具有沿着纵向轴线的凸形弯曲轮廓。沿着送料器主体的纵向轴线的一部分，下部功能区域具有优选地近似球形状的轮廓。因此，意图增加根据本发明的送料器主体在最大可压缩送料器插入件的最小体积V_K中的体积比例，并且意图产生热中心在送料器主体的第一端的方向上的移位。

送料器元件优选地被配置成可以放置到送料器主体的第二开口端上并且封闭该第二开口端的送料器盖。提供送料器盖提供了用于封闭送料器主体的开口端的结构上简单的可能性，以便防止模具材料在产生铸造模具期间渗透到送料腔中。除了封闭送料器主体的开口第二端外，送料器元件的盖状配置导致送料器主体的部分在上方或后面接合，其方式使得送料器元件被锁定在送料器插入件的未压缩状态并且因此处于其相对于送料器主体的起始位置。送料器元件优选地保持在其在送料器主体的壁的内侧上的起始位置，特别是在送料器插入件的配置为逆向伸缩式送料器的情况下如此。为此，送料器主体和/或送料器元件可以具有在彼此接触时引起正向锁定连接的部分。

依据根据本发明的送料器插入件的一个优选发展，送料器元件具有接触部分，该接触部分与送料器主体的壁的内侧相对应并且被设计为在移位到送料器主体中期间制动送料器元件的移动。借助于送料器元件上的接触部分，在通过模具材料的压实操作发起的在送料器主体与送料器元件之间的相对移动期间引起送料器元件的受控制动。因此，根据本发明的送料器插入件未被压缩得比其预定义最大可压缩最小体积更远。用于相对于送料器主体锁定送料器元件的夹持动作优选地已经在送料器插入件的未压缩状态下在送料器元件上的接触部分与送料器主体的壁的内侧之间实现。制动功能优选地借助以下事实来实现：从第二开口端开始的送料器主体上的第一功能区域具有沿第二功能区域的方向在整个圆周上或仅在某些区域中略微减小的自由截面。在压实操作期间送料器元件发生移位的情况下，送料器元件的接触部分越来越延伸到送料器主体的减小截面上。制动动作越大，送料器元件相对于送料器主体移位/推动得越远、特别是移位/推到该送料体主体中越远。

在本发明的一个可能实施例中，送料器元件在其壁的内侧上具有优选地径向向内突出的肩部，该肩部充当用于可以优选地推入送料器主体中的送料器元件的止动件。在送料器主体的壁的内侧上呈材料突出部形式的这个突出肩部限制了将送料器元件推入送料器主体中。以此方式，可以限制根据本发明的送料器插入件的最大可能压缩。

相对于送料器主体的纵向轴线，送料器元件优选地具有至少一个支承腹板，该支承腹板经由送料器主体的第二端处的开口在径向方向上向外突出并且优选地沿着送料器主体的第二端处的开口的整个圆周位于该第二端上。支承腹板实现了以下情况：其中，在产生送料器插入件内嵌在其中的铸造模具或铸造模具的模具零件期间，避免了模具材料渗透到送料器插入件的内部。在优选地周向支承腹板的帮助下，送料器主体的壁的内侧与送料器元件的外面之间的间隙被覆盖。

根据本发明的送料器插入件的一个优选发展提供了送料器元件的部分可以被推入送料器主体中，并且支承腹板被设计成使得当送料器元件被伸缩地推入送料器主体中时该支承腹板被切断。除了覆盖送料器元件与送料器主体之间的间隙的功能外，支承腹板还具有将送料器元件保持在其相对于送料器主体的起始位置的任务。然而，选择支承腹板的材料厚度，其方式使得在模具材料中达到预定义压实压力之后，支承腹板优选地均匀地并且尤其是在送料器元件的整个圆周上被切断、特别是被剪断。因此，送料器元件然后可以在产生铸造模具或铸造模具的模具零件期间执行其屈服移动，因此尽管按压压力占优势，仍避免对送料器插入件的损坏或甚至送料器插入件的破裂。

送料器元件的面向送料器主体的壁的内侧的接触部分优选地具有用于相对于送料器主体的壁的内侧保持送料器元件的至少一个夹持部分。在送料器元件的接触部分上的一个或多个夹持部分的帮助下，作为以完全周向方式抵靠在送料器主体的壁的内侧上的接触面的替代方案，仅提供接触部分的某些区域用于与送料器主体进行夹持动作。三个或更多个夹持部分优选地被设置在送料器元件的接触部分上，在一个实施例中，这些夹持部分被配置成材料腹板并且基本上平行于移动方向延伸。夹持部分优选地在接触部分的基本上圆柱形外面上径向向外突出。

根据本发明的送料器插入件的一个优选发展规定送料器元件在其界定送料腔的壁的内侧上具有至少一个材料腹板，该材料腹板优选地相对于送料器主体的纵向轴线径向地且轴向地延伸。在内侧上突出(例如，被配置成所谓的威廉姆斯条(Williamsleiste)或威廉姆斯楔(Williamskeil))的至少一个材料腹板的帮助下，抵制了在送料腔中的液态金属的表面上形成铸造表皮和因此金属的过早凝固。多个材料腹板优选地被布置在送料器元件的面向送料腔的内侧上，这些材料腹板以腔状方式分隔送料腔的这个区域。这种类型的材料腹板优选地在径向和轴向方向上相对于送料器主体的纵向轴线延伸。两个、三个、四个或更多个材料腹板优选地被布置或配置在送料器元件的壁的内侧上。材料腹板优选地在送料器元件的竖直方向上从盖的内侧延伸直到送料器元件的下端。

两个、三个、四个或更多个材料腹板优选地被布置成围绕纵向轴线均匀地分布在送料器元件的内侧壁上。通过提供这种类型的多个材料腹板，金属以改进的方式在送料腔内保持液态。在每种情况下，彼此直接相邻的两个材料腹板显然以取决于所使用的材料腹板的数量的方式在距彼此的相同角度间隔处。

在本发明的一个优选改善中，送料器元件在其面向送料腔的内侧上具有用于接收定心销端头的凹部。通过提供至少一个凹部作为用于送料器元件上的定心销端头的接收部，可以以简化的方式维持送料器插入件相对于接收送料器插入件的模具模型或模具板的位置稳定性和/或期望取向。此外，借助于设置在送料器元件上的凹部来产生在配置铸造模具的模具材料的压实操作期间引导送料器元件，在该压实操作的情况下，送料器元件将相对于送料器主体并且因此也相对于定心销移动。

根据本发明的一个优选发展，送料器主体的至少部分和/或送料器元件的至少部分包括发热加热质量。在这种类型的发热加热质量的帮助下，可以以目标方式影响送料腔内的液态金属的凝固行为。送料器插入件由发热质量组成得越多或包括发热质量越多，位于送料器插入件中的液态金属通过发热加热质量保持液态的时间就越长，并且因此可以向铸造部分中重新填充的操作时间就越长。送料器主体和/或送料器元件优选地在某些点处或在某些部分中配备有这种类型的发热加热质量。

送料器插入件优选地具有在约0.5cm至9cm、优选地约1.2cm至2.6cm的范围内的模量。体积与热输出表面积之间从0.5cm至约9cm的指示比率优选地指定送料器插入件，通过这些送料器插入件可以实现要产生的铸造部分的令人满意的密集送料。在本发明的一个优选实施例中，根据本发明的送料器插入件的模量在约1.2cm至2.6cm的范围内。

根据一个优选实施例，提供了一种用于在可竖直分离的铸造模具中铸造金属的送料器插入件，送料器主体和送料器元件被设计用于借助于定心销进行定位，该定心销可以沿着中心轴线定位，并且送料腔被配置成使得在中心轴线水平布置的情况下，送料腔的主要体积比例可以定位在中心轴线的上方。在一个优选实施例中，根据本发明的对应的送料器插入件可以用作侧向送料器，在该侧向送料器的帮助下，还可以重新填充位于铸造模具的侧面区域中的铸造模具的关键区域，而不是从其上层对铸造模具进行惯常的密集送料。依据根据本发明的送料器插入件的一个优选改善，送料器主体和/或可以相对于送料器主体移位的送料器元件具有相对于送料器主体和送料器元件的纵向轴线的非对称配置，该纵向轴线优选地通过送料器主体上的通道开口或穿过通道开口突出到送料腔中的定心销来限定。

依据根据本发明的送料器插入件的一个实施例，相对于送料器主体和送料器元件的纵向轴线的送料腔的非对称配置通过在纵向轴线的一侧上的送料器主体和送料器插入件的非均匀配置来实现。对于使用以此方式配置的送料器插入件的对应的密集送料，规定送料器插入件被以优选方向定位在模具模型或模具板上。又一改善规定送料器元件在其限定了送料腔的内侧上具有奇数数量的材料腹板，送料器元件然后被定位在送料器主体上，其方式使得在中心轴线水平布置的情况下，然后布置在中心轴线下方的材料腹板的数量比在中心轴线上方更大。

根据本发明的送料器插入件是优选的，送料器元件由发热送料器材料形成，或其至少部分包括发热送料器材料，和/或送料器主体由发热送料器材料形成，或其至少部分包括发热送料器材料。通过使用发热送料器材料，实现了高经济效率并且特别是在铸造工艺期间令人满意的密集送料，因为位于送料器插入件中的金属可以经由发热送料器材料在相对较长的时间段内保持为液态。例如，送料器元件的在外侧上在送料器主体上推动或在内侧上被推入送料器主体中的区域还可以由绝热送料器材料而不是发热送料器材料来配置，该绝热送料器材料以有利的方式减少来自送料器插入件的热量的输出。然而，使用粘结剂粘结的型砂、特别是石英砂也可以简单地用作送料器材料。然而，经常优选地使用发热材料来配置模具元件的至少部分。送料器插入件的某些区域可以由具有不同性质(发热或绝热)的不同材料形成。作为替代方案，在每种情况下，送料主体和送料器元件可以由具有发热和绝热构成部分的均匀材料混合物形成。

出于某些目的，根据本发明的送料器插入件是有利的，在这种情况下，送料器主体由绝热送料器材料形成，或其至少部分包括绝热送料器材料，和/或送料器元件由绝热送料器材料形成，或其至少部分包括绝热送料器材料。在送料器插入件的一个替代实施例的情况下，优选地规定送料器主体由发热送料器材料形成，或其至少部分包括发热送料器材料，和/或送料器主体不包括发热送料器材料而是优选地由绝热送料器材料形成，或其至少部分包括绝热料器材料，或者由选自由以下项组成的组的材料形成或包括该材料：金属、塑料、硬纸板、其混合物及其复合材料。在根据本发明的送料器插入件的又一替代改善的情况下，送料器元件由绝热送料器材料形成，或其至少部分包括绝热送料器材料，和/或送料器主体由发热送料器材料形成，或其至少部分包括发热送料器材料，或者由选自由以下项组成的组的材料形成或包括该材料：金属、塑料、硬纸板、其混合物及其复合材料。

代替可商购获得的送料器材料，根据本发明的送料器插入件的送料器主体还可以由优选地选自由以下项组成的组的不同材料组成：金属、塑料、硬纸板、其混合物及其复合材料。

在根据本发明的送料器插入件的又一替代改善的情况下，送料器元件由发热或绝热送料器材料形成，或其至少部分包括发热或绝热送料器材料，和/或送料器主体由选自由以下项组成的组的材料形成或包括该材料：金属、塑料、硬纸板、其混合物及其复合材料。因此，发热或绝热送料器材料(诸如金属、塑料或硬纸板或者由金属、塑料和/或硬纸板组成的混合物或复合材料)可以任选地用作送料器主体的材料。

发热和绝热送料器材料优选地用来配置送料器元件。在实践中，单独地并考虑到在每种情况下要执行的任务来执行针对送料器主体和送料器元件的材料选择。针对送料器主体的材料选择可以独立于针对送料器元件的材料选择来进行，只要根据本发明的送料器插入件的特定预期目的不需要进行任何平衡即可。

本发明的另一方面涉及一种用于产生根据上述优选实施例中的一者的一个或多个送料器插入件的套件，该套件包括：一个送料器主体或多个送料器主体以及一个送料器元件或多个送料器元件，该一个送料器元件或该多个送料器元件与该送料器主体或这些送料器主体相对应，其方式使得通过送料器主体和送料器元件的相应组装，可以产生如根据上述优选实施例中的一者定义的送料器插入件，或者可以产生如根据上述优选实施例中的一者定义的具有不同体积的多个不同的送料器插入件。

在这种程度上，本发明是基于以下补充概念：给定的送料器主体可以与不同设计的送料器元件进行组装或者给定的送料器元件可以与不同设计的送料器主体进行组装以形成根据本发明的送料器插入件。相应地可以根据期望由不同的送料器主体和/或送料器元件产生的送料器插入件优选地在每种情况下具有一个送料器主体和送料器元件，该送料器主体和该送料器元件的部分可以伸缩地相互移位，其方式使得它们配置可以被压缩至最小体积V_K的送料腔，在每种情况下，送料器主体至少限定了送料腔的这个最小体积V_K的40％的比例。根据本发明的套件提供了例如可以与不同的送料器元件组合的送料器主体，送料器元件中的一者可以在外侧上在送料器主体上推动并且另一个送料器元件可以在内侧上被推入送料器主体中。在可以在外侧上在送料器主体上推动的送料器元件的帮助下，产生了“经典的”伸缩式送料器，并且在可以被推入送料器主体中的送料器元件的帮助下，产生了逆向伸缩式送料器。

此外，根据本发明的套件优选地包括定心销，该定心销与多个送料器主体或多个送料器主体中的一者中的通道开口相对应，并且优选地与在多个送料器元件或多个送料器元件中的一者中的用于接收定心销端头的凹部相对应。在定心销的帮助下，根据本发明的送料器插入件及其送料器主体和其送料器元件相对于模具板或相对于模具模型优选地进行竖直定向。定心销优选地具有定心销基部，该定心销基部具有的形状适合于通道开口的形状。根据一个优选改善，通道开口具有非圆柱形截面，并且定心销基部的截面具有关于通道开口的截面的补充配置。在该改善中，然后产生在定心销与被推到定心销上的送料器主体之间的防旋转保护。定心销端头可以同样具有非圆柱形截面，因此在可以与送料器主体和定心销端头接触的送料器元件的情况下，还引起围绕中心轴线的优选定向。

在又一方面，本发明涉及在通过竖直模具分离产生铸造模具期间将如至少根据上述优选实施例中的一者定义的送料器插入件用于在铸造操作期间对存在于该铸造模具中的模具腔进行密集送料的用途。关于与根据本发明的送料器插入件的优点和优选实施例相同的根据本发明的优点并且关于根据本发明的套件或根据本发明的用途的优选实施例，现在参考关于送料器插入件的上述实施例。

附图说明

在下文中将基于一个优选示例性实施例参考附图更详细地描述本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明的送料器插入件的第一实施例的视图，

图2示出了依据根据图1的本发明的送料器插入件处于未压缩状态的截面图的视图，

图3示出了依据根据图1的本发明的送料器插入件处于其最大可压缩状态的截面图的视图，

图4示出了根据本发明的送料器插入件的第二实施例的立体图，

图5示出了依据根据图4的本发明的送料器插入件处于未压缩状态的截面图的视图，并且

图6示出了依据根据图4的本发明的送料器插入件处于其最大压缩状态的截面图的视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的用于在铸造模具(未更详细地示出)中铸造金属的送料器插入件1的第一实施例。送料器插入件1包括送料器主体2和与该送料器主体相互作用的送料器元件4，送料器主体和送料器元件界定了用于接收液态金属的送料腔6。

送料器主体2(也称为送料器下部部分)具有第一端8，在该第一端处设置了用于液态金属的通道开口10。此外，送料器主体2具有与第一端8相反的第二端12，送料器主体2的第二端12是开口的。在一个优选实施例中，根据本发明的送料器插入件的送料器元件4被布置在送料器主体2的第二开口端12处并且封闭该第二开口端。

在本实施例中，送料器主体2的部分和送料器元件4的部分可以在彼此的内部伸缩地移位。在彼此的内部伸缩移位期间，送料器元件4的部分被推入送料器主体2中，送料器主体的表面和送料器元件的表面相互滑动。送料器主体2本身和送料器元件4本身通常具有不可变形或不可压缩的配置。

通过送料器主体2和送料器元件4的移位，送料腔6可以被压缩至最小体积V_K，送料器主体至少限定了该最小体积V_K的40％的比例。

在图1所示的实施例中，送料器主体2具有质量m_K并且送料器元件4具有质量m_E，送料器主体2的质量m_K与送料器元件的质量m_E的比率为0.5或更大。在本实施例中，质量m_K与质量m_E的比率为2或更大。

为了确保送料器插入件1在模型板或模具模型(未更详细地示出)上的正确定位，在定心销14的帮助下接收送料器插入件1，然而，该定心销不是送料器插入件本身的一部分。定心销14仅用于在模具生产期间定位送料器插入件1，并且在生产铸造模具的至少一个模具零件之后移除。

如可以从图1看出，定心销14与送料器主体2上的通道开口10和送料器元件4上的凹部16相对应以便接收定心销14的定心销端头18。

图2示出了处于未压缩状态、也就是说处于送料器主体2和送料器元件4相对于彼此的起始位置的送料器插入件1的截面图。如可以从图2看出，送料器元件4的部分可以被推入送料器主体2中。送料器主体2具有壁20，该壁从第一端8延伸到第二端12。

在一个实施例中，在其界定送料腔6的内侧22上，壁20形成或限定了用于可以沿着壁20的内侧推入的送料器元件4的引导件。该引导件包括在送料器主体2的壁20的内侧22上的至少一个引导面24。在一个可能的实施例中，可以提供布置在壁的内侧上的多个引导部分，而不是引导面24。

送料器主体具有纵向轴线26，该纵向轴线从第一端8延伸到第二端12。另外，送料器主体具有截面区域28，该截面区域具有沿着纵向轴线26的一部分围绕纵向轴线的基本上旋转对称的配置(图1)。在送料器插入件1的又一实施例中，送料器主体从其第二端12开始在其第一端8的方向上沿着纵向轴线26具有内自由截面区域恒定和/或减小的至少一部分。

图3示出了处于其最大可压缩状态的送料器插入件1，其中，送料腔被压缩至其最小体积V_K。送料器主体2’在送料腔的最小体积V_K中的比例被限定为由送料器元件4’的下端限定的边界29的上限。

送料腔6的体积重心V_S位于由送料器主体2限定的最小体积V_K的体积比例内。由送料器主体限定的最小体积V_K的该比例具有0.75或更大的球形度。

此外，图2和图3展示了送料器元件4被配置成可以放置到送料器主体2的第二开口端12上并且封闭第二端12的送料器盖。送料器元件4具有与送料器主体2的壁20的内侧22相对应的接触部分30。接触部分30被配置成在送料器元件4的部分伸缩移位到送料器主体2中期间制动送料器元件的移动。

此外，送料器元件4具有支承腹板32，该支承腹板在径向方向上突出超过送料器主体的第二开口端12。在所示的实施例中，支承腹板32沿着在送料器主体2的第二端12处的整个圆周定位。支承腹板32将送料器元件4保持在送料器主体2的第二端12处的适当位置，以便避免将送料器主体4过早推入送料器主体2中。另外，支承腹板32密封送料器元件4上的接触部分30与送料器主体2上的壁20的内侧22之间的区域，因此模具材料不在相互滑动的表面之间穿过。

支承腹板32被配置成在送料器元件伸缩推入到送料器主体2中期间被切断。

在根据本发明的送料器插入件的一个实施例中，一个或多个夹持部分被设置在送料器元件4的接触部分30上，以便相对于送料器主体2的壁20的内侧保持送料器元件4。相对于送料器主体2的纵向轴线26，一个或多个夹持部分34在送料器元件4的接触部分30上大致径向地突出，并且因此面向送料器主体2的壁20的内侧。

在其界定送料腔6的壁38的内侧36上，送料器元件4具有多个材料腹板40。在所示的实施例中，材料腹板40优选地相对于送料器主体2的纵向轴线26在径向和轴向方向上延伸。布置在送料器元件4的壁38的内侧上的多个材料腹板40被布置成围绕纵向轴线26均匀地分布。

在本发明的一个实施例中，送料器插入件1在其使用期间沿着水平延伸的中心轴线定位，送料腔的主要体积比例被定位在中心轴线上方。这通过具有奇数数量的材料腹板40的送料器元件4来实现，并且送料器元件4被相对于中心轴线定位，其方式使得布置在中心轴线下方的材料腹板38比在上方的更多。

图4示出了根据本发明的送料器插入件1’的第二实施例。送料器插入件1’包括送料器主体2’和与送料器主体2’相互作用的送料器元件4’，它们界定了用于接收液态金属的送料腔6。

送料器主体2’(也称为送料器下部部分)具有第一端8，在该第一端上设置了用于液态金属的通道开口10。此外，送料器主体2具有与第一端8相反的第二端12，送料器主体2’的第二端12是开口的。在所示的实施例中，根据本发明的送料器插入件1’的送料器元件4’被布置在送料器主体2’的第二开口端12处并且封闭该第二开口端。

在本实施例中，送料器主体2’的部分和送料器元件4’的部分可以在彼此的内部伸缩地移位。在彼此的内部伸缩移位期间，送料器元件4’的部分在外侧上在送料器主体2’上推动，送料器主体和送料器元件的面相互滑动。送料器主体2’和送料器元件4’本身通常具有不可变形或不可压缩的配置。

通过送料器主体2’和送料器元件4’的移位，送料腔6可以被压缩到最小体积V_K，送料器主体至少限定了该最小体积V_K的40％的比例。图4所示的送料器主体2’的实施例优选地具有质量m_K，并且送料器元件4’具有质量m_E，送料器主体2’的质量m_K与送料器元件4’的质量m_E的比率为0.5或更大。

为了确保送料器插入件1’在模型板或模具模型(未更详细地示出)上的定位，可以同样使用定心销。定心销随后与送料器主体2’上的通道开口10和送料器元件4’上的凹部16相对应以便接收定心销的定心销端头。

图5示出了处于未压缩状态、也就是说处于送料器主体2’和送料器元件4’相对于彼此的起始位置的送料器插入件1’的截面图。如从图2阐明，送料器元件4’的部分可以在外侧上在送料器主体2’上推动。

通过其外侧22’，送料器主体2’的壁20形成用于送料器元件4’的可以沿着壁20的外侧22’推动的引导件。该引导件包括在壁20的外侧22’上的至少一个引导面24’。

图6示出了处于其最大可压缩状态的送料器插入件1’，其中，送料腔6被压缩至其最小体积V_K。送料器主体2’在送料腔6的最小体积V_K中的比例由其朝向顶部开口的第二端12本身来确定。送料腔6的体积重心V_S位于由送料器主体2’限定的最小体积V_K的体积比例内。由送料器主体2’限定的最小体积V_K的该比例优选地具有0.75或更大的球形度。

如图5和图6展示的，送料器主体2’另外具有接触部分30’，该接触部分与送料器元件4’的内侧相对应。接触部分30’被配置成在送料器元件4’的部分在送料器主体2上伸缩移位期间制动送料器元件的移动。

在根据本发明的送料器插入件1’的一个实施例中，用于相对于送料器主体2’的壁20的外侧22’保持送料器元件4’的一个或多个夹持部分34’被设置在送料器主体2’的接触部分30’上。相对于送料器主体2’的纵向轴线26，一个或多个夹持部分34’在送料器元件4’的接触部分30’上大致径向地向外突出，并且因此面向送料器元件4’的内侧。

送料器元件4’在其壁38的界定了送料腔6的内侧36上具有多个材料腹板40。在所示的实施例中，材料腹板40优选地相对于送料器主体2’的纵向轴线26在径向和轴向方向上延伸。布置在送料器元件4’的壁38的内侧上的多个材料腹板40被布置成围绕纵向轴线26均匀地分布。

在本发明的一个实施例中，送料器元件4’沿着纵向轴线26的一部分具有在上端的方向上从下端开始锥形地渐缩的截面区域。

相同或类似的部件由相同的标记指示。

标记清单：

1、1’ 送料器插入件

2、2’ 送料器主体

4、4’ 送料器元件

6 送料腔

8 第一端

10 通道开口

12 第二端

14 定心销

16 凹部

18 定心销端头

20 壁

22 内侧

22’ 外侧

24、24’引导面

26 纵向轴线

28 截面区域

30、30’接触部分

32支承腹板

34、34’夹持部分

36 内侧

38 壁

40 材料腹板

V_K 最小体积，送料腔

V_S 体积重心

Claims (26)

1.一种用于在铸造模具中铸造金属的送料器插入件(1，1’)，该送料器插入件具有送料器主体(2，2’)和与该送料器主体(2，2’)相互作用的送料器元件(4，4’)，该送料器主体和该送料器元件界定了用于接收液态金属的送料腔(6)，

-该送料器主体(2，2’)具有第一端(8)和第二端(12)，该第一端具有用于该液态金属的通道开口(10)，该第二端与该第一端(8)相反且开口，并且

-该送料器元件(4，4’)被布置在该第二开口端(12)处，

该送料器主体(2，2’)的部分和该送料器元件(4，4’)的部分能够在彼此的内部伸缩地移位，

因此，该送料腔(6)能够被压缩到最小体积V_K，该送料器主体(2，2’)至少限定了该最小体积V_K的40％的比例。

2.如权利要求1所述的送料器插入件，

该送料器主体(2，2’)限定了该最小体积V_K的45％或更多、优选地50％或更多、特别优选地60％或更多、更好地70％或更多、特别好地80％或更多的比例。

3.如前述权利要求之一所述的送料器插入件，

该送料器主体(2，2’)具有质量m_K并且该送料器元件(4，4’)具有质量m_E，并且该送料器主体(2，2’)的质量m_K与该送料器元件(4，4’)的质量m_E的比率为0.5或更大、优选地为0.85或更大、特别优选地为1或更大、非常特别优选地为2或更大、更好地4至5或更大、特别更好地约为5.75。

4.如前述权利要求之一所述的送料器插入件，

由该送料器主体(2，2’)限定的该最小体积V_K的该比例具有0.75或更大、优选地0.8或更大、特别优选地0.85或更大、非常特别优选地0.9或更大的球形度ψ。

5.如前述权利要求之一所述的送料器插入件，

-i)该送料器元件(4)的部分能够被推入该送料器主体(2)中，或者

-ii)该送料器主体(2’)的部分能够被推入该送料器元件(4’)中。

6.如前述权利要求之一所述的送料器插入件，

当该送料腔(6)被压缩至该最小体积V_K时，该送料腔(6)的体积重心位于由该送料器主体(2，2’)限定的体积比例内。

7.如前述权利要求之一所述的送料器插入件，该送料器插入件用于在铸造模具中铸造金属，该送料器插入件具有送料器主体(2)和与该送料器主体(2)相互作用的送料器元件(4)，该送料器主体和该送料器元件界定了用于接收液态金属的送料腔，

-该送料器主体(2)具有第一端(8)和第二端(12)，该第一端具有用于该液态金属的通道开口(10)，该第二端与该第一端相反且开口，并且

-该送料器元件(4)被布置在该第二开口端(12)处，

该送料器元件(4)的部分能够被推入该送料器主体(2)中，

因此，该送料腔(6)能够被压缩至最小体积VK，该送料器主体(2)至少限定了该最小体积V_K的40％的比例，

该送料器主体(2)具有质量m_K并且该送料器元件(4)具有质量m_E，并且该送料器主体的质量m_K与该送料器元件的质量m_E的比率为0.5或更大，并且

当该送料腔被压缩至该最小体积V_K时，该送料腔的体积重心V_S位于由该送料器主体(2)限定的体积比例内。

8.如前述权利要求之一所述的送料器插入件，

该送料器主体(2，2’)具有从该第一端延伸到该第二端(8，12)的壁(20)，该壁(20)在其界定了该送料腔(6)的内侧(22)上形成了用于该送料器元件(4)的引导件，该送料器元件能够沿着该引导件被推入该送料器主体(2)中。

9.如权利要求8所述的送料器插入件，

该引导件具有布置在该壁(20)的内侧上的至少一个引导面(24)或多个引导部分。

10.如前述权利要求之一所述的送料器插入件，

该送料器主体(2，2’)具有从该第一端延伸到该第二端的纵向轴线(26)，并且至少沿着其纵向轴线的一部分具有内截面区域(28)，该内截面区域具有围绕该纵向轴线的基本上旋转对称的配置。

11.如前述权利要求之一所述的送料器插入件，

该送料器主体(2，2’)从其第二端(12)开始在其第一端(8)的方向上具有内自由截面区域(28)，该内自由截面区域的大小是恒定的和/或沿着其纵向轴线(26)的至少一部分减小。

12.如前述权利要求之一所述的送料器插入件，

该送料器元件(4)被配置成能够放置到该送料器主体(2)的第二开口端上并且封闭该第二开口端的送料器盖。

13.如前述权利要求之一所述的送料器插入件，

该送料器元件(4)具有接触部分(30)，该接触部分与该送料器主体(4)的壁(20)的内侧(22)相对应，并且被设计为在移位到该送料器主体中期间制动该送料器元件的移动。

14.如前述权利要求之一所述的送料器插入件，

相对于该送料器主体(2)的纵向轴线(26)，该送料器元件(4)具有至少一个支承腹板(32)，该支承腹板经由该送料器主体(2)的第二端(12)处的开口在径向方向上向外突出并且优选地沿着该送料器主体(2)的第二端处的开口的整个圆周位于该第二端上。

15.如权利要求14所述的送料器插入件，

该送料器元件(4)的部分能够被推入该送料器主体(2)中，并且该支承腹板(32)被设计成使得当该送料器元件(4)被伸缩地推入该送料器主体(2)中时该支承腹板被切断。

16.如前述权利要求13至15之一所述的送料器插入件，

该送料器元件(4)的面向该送料器主体(2)的壁(20)的内侧(22)的接触部分(30)具有用于相对于该送料器主体(2)的壁(20)的内侧保持该送料器元件(4)的至少一个夹持部分(34)。

17.如前述权利要求之一所述的送料器插入件，

该送料器元件(4，4’)在其界定该送料腔(6)的壁(38)的内侧(36)上具有至少一个材料腹板(40)，该至少一个材料腹板优选地相对于该送料器主体(2，2’)的纵向轴线(26)径向地和轴向地延伸。

18.如权利要求17所述的送料器插入件，

两个、三个、四个或更多个材料腹板(40)被布置成围绕该纵向轴线(26)均匀地分布在该送料器元件(4，4’)的内侧壁(38)上。

19.如前述权利要求之一所述的送料器插入件，

该送料器元件(4，4’)在其面向该送料腔(6)的内侧上具有用于接收定心销端头(18)的凹部(16)。

20.如前述权利要求之一所述的送料器插入件，

该送料器主体(2，2’)的至少部分和/或该送料器元件的至少部分包括发热加热质量。

21.如前述权利要求之一所述的送料器插入件，

该送料器插入件(1，1’)具有在约0.5cm至9cm、优选地约1.2cm至2.6cm的范围内的模量。

22.如前述权利要求之一所述的送料器插入件，该送料器插入件用于在可竖直分离的铸造模具中铸造金属，

该送料器主体(2，2’)和该送料器元件(4，4’)被设计用于借助于定心销(14)进行定位，该定心销能够沿着中心轴线定位，并且

该送料腔(6)被配置成使得在该中心轴线的水平布置的情况下，该送料腔(6)的主要体积比例能够定位在该中心轴线的上方。

23.如前述权利要求之一所述的送料器插入件，

(i)该送料器元件(4，4’)由发热送料器材料形成，或其至少部分包括发热送料器材料，

和/或

该送料器主体(2，2’)由发热送料器材料形成，或其至少部分包括发热送料器材料，

或者

(ii)该送料器元件(4，4’)由绝热送料器材料形成，或其至少部分包括绝热送料器材料，

和/或

该送料器主体(2，2’)由绝热送料器材料形成，或其至少部分包括绝热送料器材料，

或者

(iii)该送料器主体(2，2’)由发热送料器材料形成，或其至少部分包括发热送料器材料，

和/或

该送料器元件(4，4’)不包括发热送料器材料并且由绝热送料器材料形成，或其至少部分包括绝热送料器材料，或者由选自由以下项组成的组的材料形成或包括该材料：金属、塑料、硬纸板、其混合物及其复合材料，

或者

(iv)该送料器主体(2，2’)由绝热送料器材料形成，或其至少部分包括绝热送料器材料，

和/或

该送料器元件(4，4’)由发热送料器材料形成，或其至少部分包括发热送料器材料，或者由选自由以下项组成的组的材料形成或包括该材料：金属、塑料、硬纸板、其混合物及其复合材料。

24.一种用于产生如前述权利要求之一所述的一个或多个送料器插入件(1，1’)的套件，该套件包括：

-一个送料器主体(2，2’)或多个送料器主体(2，2’)，以及

-一个送料器元件(4，4’)或多个送料器元件(4，4’)，该一个送料器元件或该多个送料器元件与该送料器主体或这些送料器主体(2，2’)相对应，其方式使得通过送料器主体(2，2’)和送料器元件(4，4’)的相应组装，能够产生如前述权利要求之一所述的送料器插入件(1，1’)，或者能够产生如前述权利要求之一所述的具有不同体积的多个不同的送料器插入件(1，1’)。

25.如权利要求24所述的套件，包括

定心销(14)，该定心销与该多个送料器主体(2，2’)或该多个送料器主体中的一者中的通道开口(10)相对应，并且优选地与在该多个送料器元件(4，4’)或该多个送料器元件中的一者中的用于接收定心销端头(18)的凹部(16)相对应。

26.一种在通过竖直模具分离产生铸造模具期间将如权利要求1至23之一所述的送料器插入件(1，1’)用于在铸造操作期间对存在于该铸造模具中的模具腔进行密集送料的用途。