DE19503456C1 - Anordnung aus einem topfförmigen Speiser und einem diesen mit Abstand auf einem Gießmodell lagernden Dorn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung aus einem topfförmigen Speiser und einem diesen in Abstand auf einem Gießmodell la­ gernden Dorn nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Speiser der gattungsgemäßen Art werden bei Gußwerkstoffen, die bei der Erstarrung besonders zur Lunkerbildung neigen, insbe­ sondere bei Stahlguß, bei Globolit-Grauguß sowie bei Alumini­ um-Niederdruckguß in die Gießform mit eingeformt. Diese können als natürliche Speiser ausgebildet sein, bei denen eine beson­ ders große Speisermenge bei geringer Oberfläche vorgehalten und durch Eigenwärme besonders lange flüssig gehalten wird. Da jedoch durch derartige natürliche, d. h. große Speiser, das Kreislaufmaterial und somit der Energieaufwand relativ groß ist, werden meist vom Kostenaufwand günstigere Auskleidungen des Speisematerials aus einem nach Einguß der Metallschmelze exotherm reagierenden Material eingesetzt, in denen ein gewis­ ser Vorrat an Wärmeenergie chemisch gebunden ist, der während der Erstarrung des Gußstückes langsam freigesetzt wird. Üblicherweise werden derart exotherm reagierende Speise in Verbindung mit speziell gefertigten Brechkernen eingesetzt, die später ein leichtes Trennen des Speiserrestes vom Gußstück ermöglichen.

Speiser der gattungsgemäßen Art mit einer Lagerung auf einem von dem Gießmodell ausgehenden Dorn sind aus DE 41 19 192 A1 bekannt. In dem ersten weiten Abstand von der Gießmodellober­ fläche wird der Speiser dort auf dem Dorn unter der Kraft ei­ ner zwischen dem Dorn und dem Speiser axial wirkenden Feder gehalten. In die zweite Abstandsposition gelangt der Speiser dort beim Verdichten des Formsandes durch ein Zusammendrücken der Feder über einen vorgegebenen Verstellweg innerhalb des Dornes. Beim Verschieben des Speisers von der ersten in die zweite Abstandsposition wird der zwischen dem Speiser und der Modelloberfläche liegende Formsand dem Verschiebeweg entspre­ chend verdichtet. Nachteilig bei dieser bekannten Ausführung ist, daß Ungenauigkeiten der Federsteifigkeit, die verschiede­ ne Ursachen haben können, ein sicheres Verdichtungsmaß des Formsandes zwischen dem Speiser und der Modelloberfläche nicht gewährleisten. So kann es beispielsweise bei einer zu geringen Federsteifigkeit bereits beim Auffüllen des Formsandes zu einem Verschieben des Speisers aus der ersten Abstandsposition kommen. In diesem Fall kann das notwendige vorgegebene Ver­ dichtungsmaß bei dem Formsand zwischen Speiser und Modell­ oberfläche nicht erreicht werden. Darüber hinaus birgt der vorbekannte Federmechanismus die Gefahr eines Verklemmens, wo­ durch es leicht in der Praxis zu Funktionsstörungen kommen kann.

Hiervon ausgehend beschäftigt sich die Erfindung mit dem Prob­ lem, bei einer konstruktiv einfach aufgebauten Anordnung aus einem Speiser und einem diesen auf dem Gießmodeli haltenden Dorn ein sicheres Verdichtungsmaß für den Formsand zwischen Speiser und Gießmodelloberfläche zu erreichen. Charakterist­ isch ist eine sehr gute Gußoberfläche im Wirkungsbereich des Speisers. Der verdichtete Formsandbereich zwischen Speiser und Gießmodelloberfläche dient dazu, den gefüllten Speiser von dem fertigen Gußstück leicht abtrennen zu können.

Nach der Erfindung wird dieses Problem durch eine Ausführung der gattungsgemäßen Anordnung aus einem Speiser und einem Dorn nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 ge­ löst.

Diese Lösung beruht auf dem Gedanken, einen starren stiftför­ migen Dorn vorzusehen und die Verschiebung des Speisers von der weiter entfernten ersten in die nahe zweite Abstandsposi­ tion dadurch erfolgen zu lassen, daß der Boden des Speisers in dem die erste Abstandsposition bestimmenden Anlagebereich für den stiftförmigen Dorn mit einer Sollbruchstelle dahingehend ausgebildet ist, daß unter dem Verdichtungsdruck für den Form­ sand der beabsichtigte Sollbruch im Boden des Speisers ausge­ löst wird. Dadurch kann der Speiser in die zweite der Gieß­ modelloberfläche nahe Abstandsposition übergehen. Eine solche Ausführung ist absolut funktionssicher. Bei ihr ist es bei entsprechender Auslegung der Sollbruchstelle nicht möglich, daß der Speiser sich bereits beim Umfüllen mit Formsand in Richtung der zweiten Abstandsposition bewegt.

Um ein sicheres Abbrechen des gefüllten Speisers von dem fer­ tigen Gußteil zu erreichen, ist der offene Rand des Speisers nach radial innen eingezogen, wodurch eine Engstelle in dem von dem fertigen Gußteil abzutrennenden in den Speiser ragen­ den Anguß gegeben ist.

Zweckmäßigerweise ist der für die zweite Abstandsposition des Speisers maßgebende Anschlag ebenso wie derjenige für die er­ ste Abstandsposition an dem von dem Gießmodell ausgehenden Dorn vorgesehen.

Der Anschlag für die zweite Abstandsposition des Steigers ist vorteilhafterweise an demjenigen Ende des Dornes vorgesehen, an dem dieser in den Stift übergeht, auf dem der Speiser in der ersten Abstandsposition aufliegt.

Für eine stabile Anlage des Speisers an dem für die zweite Ab­ standsposition maßgeblichen Anschlag des Dornes ist dieser An­ schlag konusförmig ausgebildet für eine formschlüssige Anlage eines entsprechenden an dem Inneren des Bodens des Speisers liegenden Bereiches.

Der Dorn zur Aufnahme eines gattungsgemäßen Speisers ist in der Regel lösbar an dem zugehörigen Gießmodell befestigt. In manchen Fällen ist es erwünscht, mit ein und dem gleichen Dorn entweder verschiedene Speiser aufzunehmen oder gleichgeformte Speiser mit unterschiedlichem Abstand gegenüber dem Gießmodell anzuordnen. Auch die Gießmodelloberfläche kann unterschiedlich geformt sein. Für diese Fälle ist die Abstandshöhe der für die erste und zweite Abstandsposition maßgebenden Anschläge an dem Dorn veränderbar.

Eine einfache und sichere Zentrierung eines Speisers mit einer Einschnürung an seinem offenen Rand läßt sich dadurch erzie­ len, daß der den Speiser in der ersten Abstandsposition auf­ nehmende von dem Dorn ausgehende Stift in einer kegelförmigen Bodenausnehmung des Speisers gelagert ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1 einen auf einem Dorn in der ersten Abstandsposition gelagerten Speiser im Längsschnitt mit lediglich teilweise geschnittenem Dorn,

Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 in der gleichen Stellung mit lose aufgefülltem Formsand,

Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 1 mit dem Speiser in der zweiten Abstandsposition mit einer verdichteten Formsandumfüllung.

Auf die Oberfläche eines Gießmodelles 1 ist ein Dorn 2 zur La­ gerung eines Speisers 3 aufgeschraubt.

Der Speiser 3 ist von der Art eines bekannten exotherm wir­ kenden Speisers.

In der Darstellung nach Fig. 1 ruht der Speiser 3 in seiner ersten von der Oberfläche des Gießmodelles 1 entfernten Ab­ standsposition auf einem als Stift 4 ausgebildeten Ende des Dornes 2. Dieser Stift 4 ist in den Dorn 2 eingeschraubt und dort in verschiedenen Abstandslagen gegenüber dem Gießmodell fixierbar. Die Spitze des Stiftes 4 ist der erfindungsgemäße erste Anschlag 5 für die erste Abstandsposition des Speisers 3. Der erste Anschlag 5 ragt dabei in eine kegelförmige Öff­ nung 6 im Inneren des Bodens des Speisers 3. Durch das Ein­ greifen des ersten Anschlages 5 in die kegelförmige Öffnung 6 ist der Speiser 3 an diesem Ende des Dornes 2 zentriert. An dem offenen Ende des Speisers liegt dieser über einen einge­ schnürten Bereich 7 an dem Dorn 2 an.

An dem Dorn 2 ist in dem Übergangsbereich zu dem Stift 4 ein zweiter Anschlag 7 für die Auflage des Speisers 3 in der zwei­ ten Abstandsposition vorgesehen. Dieser zweite Anschlag 7 hat dem Boden des Speisers zugewandt einen konischen Umfangsbe­ reich 8, wobei sich der Konus zu dem Boden des Speisers 3 hin verjüngt. In dem Bodenbereich des Speisers 3 ist ein zu dem konischen Bereich 8 des zweiten Anschlages 7 negativ zugeord­ neter konischer Innenbereich 9 vorgesehen, damit eine form­ schlüssige Anlage zwischen den Bereichen 8 und 9 in der zwei­ ten Abstandsposition gegeben ist.

Unverändert in der Position nach Fig. 1 befindet sich die er­ findungsgemäße Anordnung auch in Fig. 2, in der sie bereits mit lose aufgegebenem Formsand umfüllt ist. In dieser Fig. 2 ist unterhalb des Speisers 3 ein innen konischer Schüttkegel 10 aus lose geschüttetem Formsand 11 ausgebildet.

Bei der Darstellung in Fig. 3 ist der Formsand verdichtet. In diesem Zustand ist die Sollbruchstelle in dem Boden des Spei­ sers 3 in demjenigen Bereich, in dem der Stift 4 anliegt, aufgrund des Verdichtungsdruckes aufgebrochen und der Speiser in die zweite der Gießmodelloberfläche nahe Abstandsposition übergegangen. In dieser Position ist der Formsand des Schütt­ kegels 10 zur Bildung einer geschlossenen Formeinschnürung eingeformt und verdichtet.

Es hat sich gezeigt, daß der zweite geringere Abstand des Speisers häufig durch den verdichteten Formsand des ehemaligen Schüttkegels bestimmt ist; dies hängt von der Fülligkeit des Schüttkegels und vom späteren Verdichtungsdruck ab. Der zweite Anschlag hat daher im wesentlichen eine Sicherungsfunktion zur Gewährleistung einer axialen Mindesthöhe der Formeinschnürung.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist damit ein äußerst si­ cheres vorbestimmtes Verdichtungsmaß des Formsandes zwischen dem Speiser und der Gießmodelloberfläche gewährleistet. Insbe­ sondere können bei unterschiedlichen Gießmodelloberflächen gleiche Dorne zum Lagern zugehöriger Speiser verwendet werden, da die für eine richtige Formsandverdichtung notwendigen ersten und zweiten Abstandspositionen beliebig frei einstell­ bar sind.

Der dargestellte glockenförmige Speiser ist an seinem offenen Ende mit einer Einschnürung versehen, die hohlraumseitig eine schwierig abzuformende Hinterschneidung bildet. Es hat sich gezeigt, daß gute Ergebnisse auch mit einem in Fig. 1 strich­ punktiert angedeuteten hinterschneidungsfrei ausgebildeten Speiser gewonnen werden können. Hinterschneidungsfreie Speiser können kostengünstiger, nämlich einteilig, hergestellt werden.

Claims (7)

1. Anordnung aus einem topfförmigen Speiser, insbesondere mit einer gegenüber einer Schmelze exotherm reagierenden inne­ ren Auskleidung, und einem diesen auf einem Gießmodell mit Ab­ stand zu dessen Oberfläche lagernden von dem Gießmodell ausge­ henden, in das offene Ende des Speisers eingreifenden Dorn zum Einformen des Speisers in eine das Gießmodell umschließende Gießform aus verdichtetem Formsand, bei der der Speiser beim Verdichten des Formsandes gegenüber der Gießmodelloberfläche von einem ersten auf einen zweiten geringeren Abstand entlang des Dornes unter gleichzeitigem Verdichten zwischen dem Spei­ ser- und der Gießmodelloberfläche liegenden Formsandes ver­ schiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der senkrecht zur Verschieberichtung des Speisers (3) lie­ gende Querschnitt des Dornes (2) an dessen freiem Ende axial über eine mindestens der Differenz zwischen erstem und zweitem Abstand entsprechende Länge zumindest gegenüber der direkt da­ ran anschließenden Querschnittsfläche dieses Dornes (2) zur Bildung einer Art Stift (4) erheblich geringer ist und daß der Boden des Speisers (3) in demjenigen Bereich, in dem dieser an dem Stift (4) anliegt, von diesem Stift (4) unter dem auf den Formsand (11) zum Verdichten aufzubringenden Druck durchstoß­ bar ausgebildet ist, wodurch der Speiser (3) in die Position mit dem zweiten geringeren Abstand zur Oberfläche des Gieß­ modelles (1) übergeht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der offene Rand des Speisers (3) nach radial innen ein­ gezogen ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite geringere Abstandsposition durch einen Anschlag (7) an dem Dorn (2) bestimmt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (7) an dem Übergang des Stift (4) Bereiches in den angrenzenden Bereich des Dornes (2) liegt.

5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (7) ein Konus ist, in dessen Konusbereich (8) der Speiser (3) durch entsprechende Innenkonturausbildung (9) formschlüssig anlegbar ist.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß des ersten und zweiten Abstandes gegenüber der Oberfläche des Gießmodelles (1) durch Lageveränderungen des Stiftes (4) bzw. des Anschlages (7) an dem Dorn (2) veränder­ bar ist.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des Bodens des Speisers (3), in dem der Stift (4) des Dornes (2) anliegt, hohlkegelförmig ausgebildet und der Stift (4) mit einem einen Formschluß in dieser Hohlkegel- Öffnung (6) ermöglichenden Ende ausgestattet ist, wodurch der Speiser (3) gegenüber dem Dorn (2) zentriert ist.