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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen von Speiser-Abdeckpulver in den Speiserhohlraum von zum Einsatz in einer beim Gießen von Metallen verwendeten Gießform bestimmten Speiseranordnung.
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Gießformen müssen in der Regel mit einer oder mehreren Speiseranordnungen versehen werden, um bei der Erstarrung des abgegossenen Gussstückes auftretende Volumendefizite auszugleichen und so eine Lunkerbildung im Gussstück zu verhindern. Hierbei kommen offene oder geschlossene Speiseranordnungen zum Einsatz. Offene Speiser sind dabei bis zur Oberseite der Gießform hochgezogen und der freien Atmosphäre zugänglich. Hierbei ist es grundsätzlich möglich, die Speiseranordnung als sogenannten Naturspeiser auszubilden und den für den Speiserhohlraum erforderlichen Hohlraum der Speiseranordnung unmittelbar im Formstoff der Gießform auszusparen, so dass der Formstoff nicht nur die Begrenzung des eigentlichen Formhohlraums bildet, sondern auch des Speiserhohlraumes. Alternativ weisen die Speiseranordnungen jeweils einen in den Formstoff der Gießform einzuformenden Speiserkorpus auf, der in sich den Speiserhohlraum ausbildet und aus einem exothermen und/oder isolierenden Material besteht. Auch hierbei kann ein oben offener oder auch mittels eines Deckelbereichs geschlossener Speiserkorpus zum Einsatz kommen. Ein derartiger Speiserkorpus in einer geschlossenen Bauweise ist dabei beispielsweise in der
DE 20 2005 017 074 U1 beschrieben.
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Bei offenen Speiseranordnungen, sei es in Form von Naturspeisern oder solchen mit einem Speiserkorpus, wird die Oberfläche des beim Gießvorgang in den offenen Speiserhohlraum eintretenden Metalls mit einem Speiser-Abdeckpulver abgedeckt, um eine frühzeitige Erstarrung der Schmelze zu verhindern. Ein derartiges Speiser-Abdeckpulver ist beispielsweise aus dem Prospektblatt „FERRUX” – Exotherme expandierende isolierende Speiser-Abdeckpulver für Eisen- und Stahlguss der Foseco GmbH, 46322 Borken, Ausgabe 12/03 bekannt. Dieses Abdeckpulver wird im Rahmen einer bekannten Vorgehensweise während des Gießvorganges bei der mit dem flüssigen Metall gefüllten Speiseranordnung entweder händisch oder auch mittels zugeordneter Dosiereinrichtungen in die Speiserhohlräume der betreffenden Speiseranordnungen eingefüllt, wobei sich die jeweils zuzugebende Menge an Abdeckpulver nach der Größe der Speiseranordnung und der Qualität des Abdeckpulvers richtet.
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Mit einem derartigen Einbringen des Abdeckpulvers ist der Nachteil verbunden, dass insbesondere bei einer Mehrzahl von abzudeckenden Speiseranordnungen ein gleichzeitiges händisches Aufgeben des Abdeckpulvers in mehrere Speiseranordnungen nur mit großem Personalaufwand und gegebenenfalls einer entsprechenden Zeitverzögerung möglich ist. Außerdem ist diese Verfahrensweise insbesondere bei unterschiedlich großen Aufgabemengen von Abdeckpulver bei unterschiedlichen Speiseranordnungen zu ungenau. Soweit bereits automatisch arbeitende Dosiereinrichtungen zum Einsatz kommen, müssen diese über den Gießformen angebracht sein, so dass sie den zu Beginn des Gießvorganges aus den Speiseranordnungen aufsteigenden heißen Dämpfen ausgesetzt sind, was gegebenenfalls zu Entzündungsvorgängen des Abdeckpulvers während des Dosierens oder auch noch nach Dosierende führen kann.
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Aus der
DE 916 666 B ist eine im Kokillenguss eingesetzte Blockkopfabdeckung bekannt, die aus einem vor Beginn des Gießens auf dem Kokillenboden angeordneten kissen- oder schachelartigen Hohlkörper aus Pappe oder dergleichen besteht, der mit pulverförmigen oder faserigen, brennbaren oder verschlackungsfähigen Stoffen, wie Sägespäne, Holzkohle, Graphit, Aluminium, Silizium oder dergleichen, gefüllt ist. Beim Gießen von unten her hat das von dem eintretenden flüssigen Metall nach oben getragene Kissen die Schutzwirkung, dass Metallspritzer nicht zu den Kokillenwandungen gelangen können. Weiterhin wird die Bildung einer reinigenden Schlacke auf der Oberfläche des Metallbades begünstigt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung zu steilen, bei welchem einerseits der Aufwand für das Einbringen des Abdeckpulvers in den Speiserhohlraum insbesondere von mehreren Speiseranordnungen vermindert ist und andererseits der gewünschte Kontakt des in dem Speiserhohlraum aufsteigenden flüssigen Metalls mit dem Abdeckpulver ohne Zeitverzögerung zustande kommt.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
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Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass vor dem Beginn des Gießvorgangs in ihren Abmessungen an den Querschnitt des Speiserhohlraums angepasste Schalen aus einem sich unter Hitzeeinwirkung auflösenden Werkstoff in den auf seiner dem Formhohlraum der Gießform gegenüberliegenden Seite offen belassenen Speiserhohlraum in die Gießform eingesetzt und die Schalen anschließend mit einer festgelegten Menge von Speiser-Abdeckpulver befüllt werden.
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Demnach bezieht sich die Erfindung auf das Konzept, das Abdeckpulver nicht erst während des Gießprozesses in den jeweiligen Speiserhohlraum einzufüllen, sondern bereits vor Beginn des Gießvorganges. Soweit das Abdeckpulver auf den erfindungsgemäß in den Speiserhohlraum eingesetzten Schalen liegt, werden die Schalen durch das damit in Kontakt kommende heiße Metall, gegebenenfalls auch schon durch die aus dem Formhohlraum zuströmenden heißen Gase zerstört, so dass das auf den Schalen bevorratete Abdeckpulver bei Eintritt der heißen Schmelze in dem Speiserhohlraum in Kontakt mit der Oberfläche der eintretende Schmelze kommt und seine gewünschte Funktion entfaltet. Insoweit ist mit der Erfindung der Vorteil verbunden, dass die Ausrüstung der in einer Gießform angeordneten Speiseranordnungen mit dem Speiser-Abdeckpulver schon vor Gießbeginn erfolgen kann. Damit ist insbesondere die Dosierung des Abdeckpulvers in die einzelnen Speiserhohlräume vereinfacht. Auch besteht nicht das Risiko, dass das Zufuhren des Abdeckpulvers durch die heiße Schmelze bzw. die davon freigesetzten Gase während des Gießprozesses gestört wird.
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Soweit während des Gießvorganges aus dem Hohlraum der Gießform dort entstehende Gießgase austreten, entweichen diese Gießgase üblicherweise durch sogenannte Luftpfeifen oder aber durch die aufgesetzten Speiser, insbesondere wenn die Speiser offen ausgeführt sind. Um ein Abströmen der Gießgase durch den Speiserhohlraum zu ermöglichen, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass die Schalen eine in ihrem Boden ausgebildete Entlüftungsöffnung aufweisen. Um bei der Beschickung der Schalen mit dem Speiser-Abdeckpulver ein Hineinfallen von Pulverbestandteilen durch die Entlüftungsöffnung zu vermeiden, ist zweckmäßiger Weise vorgesehen, dass die im Boden der Schale ausgebildete Entlüftungsöffnung von einem in das Innere der Schale aufstehenden Rand umschlossen ist, so dass sich ein Ringraum zwischen dem innen aufstehenden Rand und der Außenwand der Schale ergibt, der mit dem Speiser-Abdeckpulver befüllt wird.
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Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schalen vorgeformt sind, so dass die Schalen beim Einsetzen in den zugehörigen Speiserhohlraum einfach handhabbar sind.
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Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung können die Schalen aus formbeständigem Papier oder formbeständiger Pappe bestehen; auch andere geeignete, sich unter Hitzeeinwirkung auflösende Materialien sind denkbar.
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Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die mit einem größeren Querschnitt als der Querschnitt des Speiserhohlraums ausgeführten Schalen bei gleichzeitiger Verformung in den Speiserhohlraum bis zum Erreichen eines vorbestimmten Abstands zum Tiefsten des Speiserhohlraums eingeführt werden und durch Verklemmen mit der Wandung des Speiserhohlraums in der vorgegebenen Stellung verbleiben.
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In einer alternativen Anwendung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die mit einem kleineren Querschnitt als der Querschnitt des Speiserhohlraums ausgebildeten Schalen in das Tiefste des Speiserhohlraums abgesenkt und auf die Oberseite des den Speiserhohlraum zum Formhohlraum der Gießform abschließenden Brechkerns oder Formteils aufgesetzt werden.
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Die Erfindung gibt die Möglichkeit, die Schalen in den Speiserhohlraum mittels Roboterarmen und damit maschinell einzusetzen und anschließend die Schalen auch mittels einer maschinellen Dosiereinrichtung mit der festgelegten Menge an Speiser-Abdeckpulver zu befüllen. Da die diesbezügliche Ausrüstung der Speiseranordnungen vor Gießbeginn vorgenommen wird, geht von dem heißen Metall bzw. den davon freigesetzten heißen Gasen keine Gefahr mehr aus.
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Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann in an sich bekannter Weise vorgesehen sein, dass ein in die Gießform eingesetzter Speiserkorpus der Speiseranordnung aus einem exothermen und/oder isolierenden Material besteht.
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Wie an sich ferner bekannt, kann das Speiser-Abdeckpulver ein expandierendes, exothermes und/oder isolierendes Speiser-Abdeckpulver sein.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:
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1 eine Speiseranordnung mit einer in deren Speiserhohlraum eingesetzten Schale zur Aufnahme von Abdeckpulver in einer schematisierten Schnittdarstellung,
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2 eine andere Ausführungsform der Speiseranordnung mit einer eine Entlüftungsöffnung aufweisenden Schalen.
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Ein die Speiserordnung bildender Speiserkorpus 10 hat eine Seitenwand 11 und einen Bodenbereich 12, wobei innerhalb des Speiserkorpus 10 ein von der Seitenwand 11 umschlossener Speiserhohlraum 13 ausgebildet ist, welcher der Aufnahme des beim Abgießen des Metalls in die nicht weiter dargestellte Gießform daraus aufsteigenden Metalls dient. Hierzu weist der Bodenbereich 12 des Speiserkorpus 10 eine Speiseröffnung 14 als Verbindung zum nicht dargestellten Formhohlraum der Gießform auf. Der in den Formstoff einer Gießform einzuformende Speiserkorpus 10 ist an seiner Oberseite 15 bezüglich des Speiserhohlraums 13 offen mit einer in der Oberseite 15 ausgebildeten Öffnung 16 ausgebildet, so dass der Speiserhohlraum 13 auch bei eingeformten Speiserkorpus 10 von außen zugänglich ist.
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Über die an der Oberseite 15 des Speiserkorpus 10 ausgebildete Öffnung 16 ist eine vorgeformte Schale 17 in den Speiserhohlraum 13 einsetzbar. Wie sich aus einem Vergleich der einerseits außerhalb des Speiserkorpus 10 schematisch dargestellten Schale 17 mit der in den Speiserhohlraum 13 eingesetzten Schale 17 ergibt, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Abmessung der Schale 17 etwas größer gewählt als die Abmessung des Speiserhohlraums 13. Soweit die Schale 17 einen Boden 18 und eine davon aufstehende umlaufende Außenwand 19 aufweist, passt der Boden 18 der Schale 17 durch die Öffnung 16 des Speiserkorpus 10. Die Außenwände 19 der Schale 17 sind allerdings so lang bemessen, dass beim Einsetzen der Schale 17 in den Speiserhohlraum 13 die Außenwände 19 nach innen gedrückt werden, so dass sie unter Vorspannung an der Innenseite der Seitenwand 11 des Speiserkorpus 10 entlang gleiten. Hierbei knickt ein Endbereich 20 der Außenwand 19 ab und legt sich gegen die Seitenwand 11 des Speiserkorpus 10, so dass aufgrund der dadurch erzeugten Klemmwirkung die Schale 17 in der vorgegebenen Endstellung verbleibt. In dieser Endstellung kann die Schale 17 mit Abdeckpulver 21 befüllt werden.
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Wie sich aus der Zeichnung ergibt, ist es somit möglich, nach dem Einformen des Speiserkorpus 10 in den Formstoff der Gießform beispielsweise mittels eines Roboterarms die Schale 17 in den Speiserhohlraum 13 des Speiserkorpus 10 einzuschieben bzw. einzudrücken, bis die Schale 17 die gewünschte Stellung im Speiserhohlraum 13 erreicht hat. Im Einzelnen kann diese Stellung danach ausgewählt werden, ob das Abdeckpulver 21 bereits frühzeitig oder zu einem späteren Zeitpunkt mit dem in den Speiserhohlraum 13 aus dem Formhohlraum aufsteigenden flüssigen Metall in Kontakt kommen soll. Je später dieser Kontakt stattfinden soll, mit einem desto größeren Abstand zum Bodenbereich 12 des Speiserkorpus 10 ist die Schale 17 einzusetzen. Ist die Schale 17 in den Speiserhohlraum 13 eingesetzt, so kann mittels einer ebenfalls maschinell betriebenen Dosiereinrichtung eine Befüllung der Schale 17 mit der vorgegebenen Menge an Abdeckpulver 21 erfolgen.
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Wie nicht weiter dargestellt, können derartige Speiseranordnungen mit einem Speiserkorpus 10 auch unter Einschaltung eines eine Durchtrittsöffnung aufweisenden Brechkerns an den Formhohlraum angeschlossen werden. In einem solchen Fall könnte durch eine entsprechende Wahl der Abmessungen der Schale 17 ermöglicht werden, dass die Schale 17 aufgrund ihrer geringeren Abmessung als die Abmessung des Speiserhohlraums 13 bis in das Tiefste des Speiserhohlraums 13 abgesetzt wird und insoweit auf der Oberfläche des den Bodenbereich 12 des Speiserkorpus 10 abschließenden Brechkerns aufsteht.
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Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von dem vorstehend zu 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, dass die in den Speiserhohlraum 13 eingesetzte Schale 17 eine Entlüftungsöffnung 25 zum Hindurchführen der aus dem Formhohlraum entweichenden Gießgase aufweist, wobei die Entlüftungsöffnung 25 von einem in das Innere der Schale 17 aufstehenden Rand 26 umschlossen ist und das Speiser-Abdeckpulver 21 in den dadurch zwischen dem Rand 26 und der Außenwand 19 der Schale 17 gebildeten Ringraum eingefüllt wird.
