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Die Erfindung betrifft einen Speisereinsatz zum
Einsetzen in eine beim Gießen
von Metallen verwendete Gießform,
bestehend aus einem ein Speiservolumen aufweisenden Speiserkorpus
aus einem exothermen und/oder isolierenden Material, an dessen unterer
dem das Gussstück
ausbildenden Formbereich zugewandter Bodenfläche ein Metallfuß befestigt
ist, wobei der Metallfuß eine
von der Bodenfläche
des Speisers zur Formoberfläche
vorspringende Kontur sowie eine zur Ausbildung einer Sollbruchstelle
für einen
sich im Speiservolumen ausbildenden Speiserrest eingerichtete Speiseröffnung aufweist und
der Speisereinsatz mit Metallfuß beim
Herstellen der Gießform
auf einen an dem die Form des Gussstücks ausbildenden Modell befestigten
Haltedorn aufsteckbar ist.
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Ein Speisereinsatz mit den vorgenannten Merkmalen
ist aus der
DE 201
12 425 U1 bekannt. Dabei geht der Stand der Technik davon
aus, dass beim Einsatz des bekannten Speisereinsatzes sich durch
das Ausformen des Modells einschließlich des Aufformens des Speisers
mit dem Formsand beziehungsweise einer geeigneten Formstoff-Mischung sich
eine Sandschicht zwischen dem Metallfuß des Speisereinsatzes und
der während
des Formvorganges der Gießform
vorhandenen Modelloberfläche
beziehungsweise der späteren
Formoberfläche
einstellen soll, um eine Trennschicht zwischen dem Speisereinsatz
und der sich beim Abgießen
des Gussstücks in
dem Formhohlraum ausbildenden heißen Metalloberfläche des
Gussstücks
auszubilden. Gleichzeitig aber soll die Speiseröffnung des Metallfußes möglichst
nahe an der Formoberfläche
liegen, damit ein positionsgenaues Abbrechen des nach dem Abgießen aufgrund
des Speisereinsatzes am Gussstück verbliebenen
Speiserrestes sichergestellt ist und aufwendige Putzarbeiten am
fertigen Gussstück
vermieden sind. Schließlich
hat der Metallfuß auch
die Aufgabe, den beim Formvorgang auf den Speisereinsatz ausgeübten Druck
aufzufangen, sodass mit der im Stand der Technik ausgebildeten hutförmigen Gestalt des
Metallfußes
auch eine Versteifung des Metallfußes eingestellt sein soll.
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Es hat sich nun herausgestellt, dass
aufgrund der sich zwischen der dem Modell beziehungsweise der Formoberfläche zugewandten
Unterseite des Metallfußes
und der Modelloberfläche
nicht konstant ausbildenden Sandschicht das Abbrechen des Speiserrestes
nicht immer prozeßsicher
ist, und daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Speisereinsatz
mit den gattungsgemäßen Merkmalen
weiter im Hinblick auf das Einstellen einer positionsgenauen Brechkante
für das
Abbrechen des Speiserrestes und die Betriebssicherheit des Speisereinsatzes
beim Einformen in die Gießform
zu verbessern.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt
sich einschließlich
vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
aus dem Inhalt der Schutzansprüche,
welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
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Die Erfindung sieht in ihren Grundgedanken vor,
dass der Metallfuß eine
sich von der Bodenfläche des
Speisereinsatzes zur Formoberfläche
in ganzen konisch verjüngernder
Form aufweist derart, dass bei fertig gestellter Gießform ein
die Speiseröffnung
ausbildender unterer Endabschnitt des Metallfußes an der Formoberfläche endet,
und dass die den Haltedorn umgebende konische Mantelfläche des
Metallfußes
wenigstens eine Sollbiegestelle aufweist. Mit der Erfindung ist
der Vorteil verbunden, dass aufgrund der im Ganzen konischen Form
des Metallfußes
und deren nach Abschluss des Formvorganges eingestellter Anbindung
an die Formoberfläche
die Bildung einer Sandschicht vor oder während des Formvorganges verhindert
ist, sodass durch die Lage der Speiseröffnung unmittelbar am Formhohlraum eine
definierte Bruchstelle für
das Abbrechen des Speiserrestes an der Oberfläche des Gussstückes gegeben
ist. Soweit je nach Ausbildung des Metallfußes der untere Endabschnitt
in Kontakt mit der Modelloberfläche
steht oder während
des Formvorganges in Kontakt damit gelangt, ist zum Schutz des Speisereinsatzes
gegen den beim Formvorgang auftretenden Formdruck, insbesondere
gegen einen eventuellen Formschlag, in der den Haltedorn umgebenden
konischen Mantelfläche
des Metallfußes
wenigstens eine Biegestelle vorgesehen, sodass während des Formvorganges der
Metallfuß des
Speisereinsatzes nachgeben kann.
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Soweit in an sich bekannter Weise
der an dem Modell befestigte Haltedorn als starrer Haltedorn oder
auch als nachgiebiger Federdorn ausgebildet ist, ist der Einsatz
des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes
bei beiden Haltedorn-Bauformen
gegeben.
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Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist in der insgesamt konischen Mantelfläche über deren Erstreckung eine
Mehrzahl von Sollbiegestellen ausgebildet.
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Hinsichtlich der Ausbildung der im
Ganzen konisch gestalteten Mantelfläche ist nach einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung vorgesehen, dass die konische Mantelfläche des
Metallfußes über ihre
Erstreckung mit einer stetigen Durchmesserverringerung versehen
ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die im Ganzen konische
Form der Mantelfläche
des Metallfußes
durch eine Mehrzahl von aneinander gereihten, im Winkel zueinander
stehenden Mantelteilflächen
gebildet ist, wobei die Verbindungslinien der Mantelteilflächen die
Sollbiegestellen bilden. In einer weiteren Alternative kann vorgesehen sein,
dass die im Ganzen konische Form der Mantelfläche des Metallfußes durch
eine Mehrzahl von aneinander gereihten Mantelteilflächen gebildet
ist, wobei zwischen den im Winkel zur Längsachse des Speisereinsatzes
stehenden Mantelteilflächen
im Wechsel parallel zur Bodenfläche
des Speisereinsatzes ausgerichtete Mantelteilflächen angeordnet sind und die
Verbindungslinien zwischen den einzelnen Mantelteilflächen die
Sollbiegestellen bilden.
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Hinsichtlich des Anschlusses des
die Speiseröffnung
ausbildenden Endabschnittes an die Modelloberfläche beziehungsweise die Oberfläche beziehungsweise
die Formoberfläche
kann vorgesehen sein, dass der die Speiseröffnung umschließende Endabschnitt
der Mantelfläche
des Metallfußes
parallel zur Formoberfläche
ausgerichtet ist und bei auf dem Haltedorn aufgesetztem Speiser
den Haltedorn an dessen, auf dem Modell aufstehenden unteren Rand
umschließt.
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Alternativ kann vorgesehen sein,
dass der die Speiseröffnung
umschließende
Endabschnitt der Mantelfläche
des Metallfußes
mit der Längsachse des
Speisereinsatzes einen Winkel von weniger als 90° einschließt.
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In einer weiteren Alternative kann
vorgesehen sein, dass der die Speiseröffnung umschließende Endabschnitt
des Metallfußes
parallel zum Außenumfang
des Haltedorns ausgerichtet ist, wobei im einzelnen vorgesehen sein
kann, dass bei auf den Haltedorn aufgesetztem Speisereinsatz der
Endabschnitt der Mantelfläche
des Metallfußes
an der Umfangsfläche
des Haltedorns anliegt.
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Hinsichtlich des Einstellens des
Speisereinsatzes auf das Modell zur Vorbereitung der Gießform vor
dem Einbringen des Formsandes kann vorgesehen sein, dass der untere
Endabschnitt des Metallfußes
des Speisereinsatzes bei auf dem Haltedorn aufgesetzten Speiser
auf der Oberfläche
des Modells aufliegt; in diesem Fall nimmt der mit Sollbiegestellen ausgebildete
Metallfuß des
Speisereinsatzes die beim Formvorgang aufgetretene Belastung unmittelbar
auf.
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Alternativ kann auch vorgesehen sein,
dass der untere Endabschnitt des Metallfußes des Speisereinsatzes mit
Abstand zur Oberfläche
des Modells angeordnet ist; in diesem Fall kann sich der Speisereinsatz
beim Formvorgang in Richtung der Formoberfläche bewegen, wobei der konisch
zulaufende Endabschnitt des Metallfußes bei der Bewegung des Speisereinsatzes
der in dem zunächst
bestehenden Zwischenraum zwischen Metallfuß und Formoberfläche bestehenden
Formsand wegdrängt,
bis der untere Endabschnitt auf der Modelloberfläche aufsteht, wobei im Anschluss
an die Bewegung des Speisereinsatzes die Sollbiegestellen des Metallfußes die restlich
auftretende Belastung aufnehmen können.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es
zeigen:
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1:
Einen auf einen Haltedorn aufgesetzten Speisereinsatz vor dem Aufformen
mit einem Formsand,
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2:
den Speisereinsatz gemäß 1 nach dem Aufformvorgang,
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3:
den Gegenstand der 1 in
einer abgewandelten Ausführungsform
vor dem Aufformen,
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4:
den Gegenstand der 3 nach
dem Aufformen.
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5 u. 6: den Gegenstand der 1 und 2 in einer abgewandelten Ausführungsform
vor bzw. nach dem Aufformen,
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7 bis 10: eine andere Ausgestaltung
des Speisereinsatzes in den Ausführungsformen
und Einsatzzuständen
entsprechend 1–4.
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Der zunächst in 1 dargstellte Speisereinsatz 10 weist
einen Speiserkorpus 11 auf, der einen ein Speiservolumen 13 umschließenden Wandbereich 12,
einen Deckelbereich 15 sowie eine Bodenfläche 14 umfasst.
Bei der Darstellung der 1 ist
der Speisereinsatz 10 auf einen Haltedorn 16 aufgesetzt,
wobei der Haltedorn auf einem nicht weiter dargstellten Modell,
welches der Ausformung des Formhohlraumes für das einzugießende Gussstück dient,
montiert ist. In dem Deckelbereich 15 des Speisereinsatzes 10 ist
ein Durchbruch 18 ausgebildet, in welchen eine Spitze 17 des
Haltedorns 16 hineinreicht derart, dass bei einer Relativverschiebung
des Speisereinsatzes 10 auf dem Haltedorn 16 während des
Aufformvorganges die Spitze 17 des Haltedorns 16 sich
in den Durchbruch 18 des Speisereinsatzes 10 verschiebt.
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An der Unterseite des Speisereinsatzes 10 und
mit der Bodenfläche 14 beispielsweise
durch eine Klebung verbunden ist ein, vorzugsweise als dünnwandiges
Bauteil ausgebildeter Metallfuß 19 angebracht,
der eine sich von der Bodenfläche 14 des Speisereinsatzes 10 zum
unteren Rand 24 des Haltedorns 16 in ganzen konisch
verjüngende
Gestalt aufweist, wobei über
die Erstreckung der konischen Mantelfläche 20 eine Mehrzahl
von Sollbiegestellen 21 ausgebildet sind. Der die durch
den in den Speisereinsatz 10 ragenden Haltedorn ausgefüllte Speiseröffnung 23 umschließende untere
Endabschnitt 22 des Metallfußes 19 hat bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel
einen parallel zum Außenumfang des
Haltedorns 16 ausgerichteten Verlauf, wobei der untere
Endabschnitt 22 an der Umfangsfläche des Haltedorns 16 anliegt.
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Es ist aus der Darstellung der 1 bereits erkennbar, dass
beim Einbringen von Formsand beziehungsweise einer anderen geeigneten
Formstoff-Mischung um den Speisereinsatz herum der Sand nur bis
zur konischen Mantelfläche 20 des
Metallfußes 19 fließen kann,
wobei durch den unteren Endabschnitt 22 des Metallfußes 19 mit
der darin ausgebildeten Speiseröffnung 23 eine
Einschnürung zwischen
dem Speiservolumen 13 beziehungsweise dem ebenfalls von
dem beim Gießvorgang
durch die Speiseröffnung 23 aufsteigenden
Metall ausgefüllten Innenraum
des Metallfußes 19 und
dem Gussstück entsteht
und an dieser Einschnürung
ein positionsgenaues Abbrechen des durch den Einsatz des Speisereinsatzes
mit Metallfuß 19 gebildeten
Speiserrestes gegeben ist.
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Das Verhalten des in 1 dargestellten Speisereinsatzes 10 während des
Aufformens ergibt sich aus einem Vergleich der 1 und 2,
wobei in 2 erkennbar
ist, dass sich der Speisereinsatz aufgrund des aufgebrachten Formdrucks
in Richtung des unteren Randbereichs 24 des Haltedorns 16 abgesenkt
hat, wobei diese Absenkung durch das Verbiegen der konischen Mantelfläche 20 des
Metallfußes 19 an
den vorgesehenen Sollbiegestellen 21 kompensiert worden
ist.
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Die in den 3 und 4 dargestellte
Variante unterscheidet sich von der zu 1 und 2 bereits
beschriebenen Ausführungsform
im Wesentlichen dadurch, dass der untere Endabschnitt des Metallfußes 19 nicht
schon beim Aufsetzen des Speisereinsatzes auf den Haltedorn 16 an
dessen unterem Randbereich 24 anliegt, sondern mit einem
Abstand zu dem unteren Randbereich 24 des Haltedorns 16 angeordnet
ist, sodass – wie
sich aus einem Vergleich der 3 und 4 ergibt – bei dem Aufformen der Speisereinsatz
10 sich
zunächst
längs des
Haltedorns 16 verschiebt, wobei aufgrund der konischen
Form der Mantelfläche 20 und
dem parallel am Außenumfang des
Haltedorns 16 anliegenden unteren Endabschnitt 22 des
Metallfußes 19 der
in diesem Bereich zunächst
eingetretene Formsand weggedrängt
wird, bis sich durch die Anlage des unteren Endabschnitts 22 des
Metallfußes 19 an
dem unterem Randbereich 24 des Haltedorns 16 die
definierte Einschnürung
als Sollbruchstelle einstellt. Bei dieser Ausführungsform fehlt es zudem an
dem im Deckelbereich 15 des Speisereinsatzes 10 ausgebildeten
Durchbruch, sodass bei dem Verschieben des Speisereinsatzes 10 auf
dem Haltedorn 16 sich die Spitze 17 des Haltedorns 16 in
den Deckelbereich 15 hineinbohrt und diesen durchbricht;
diese Abänderung
hat aber auf die Wirkung und Ausbildung des Metallfußes 19 keinen
Einfluss.
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Das in 5 und 6 dargestellte Ausführungsbeispiel
entspricht im Wesentlichen dem zu 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel
mit der Maßgabe,
dass der untere Endabschnitt 22 des Metallfußes 19 nun
parallel zur Bodenfläche 14 des Speisereinsatzes 10 ausgerichtet
ist und insoweit den unteren Randbereich 24 des Haltedorns 16 umschließt. Da bei
dieser Ausführungsform
eine Bewegung des Speisereinsatzes 10 längs des Haltedorns 16 vor
dem Verbiegen des Metallfußes 19 nicht
vorgesehen ist, vielmehr der untere Endabschnitt 22 bereits
vor dem Aufformen den unteren Randbereich 24 des Haltedorns 16 umschließt, tritt
die gleiche Wirkung wie zu 1 und 2 beschrieben ein.
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In den 7–10 ist in Entsprechung zu
den beiden zu 1 bis 4 beschriebenen unterschiedlichen
Ausführungsbeispielen
die Form des Metallfußes 19 dadurch
geändert,
dass die insgesamt konische Form des Metallfußes 19 dadurch hergestellt ist,
dass zwei in einem Winkel von weniger als 90° zur Längsachse des Haltedorns 16 stehende
Mantelteilflächen 25 vorgesehen
sind, die durch eine sich parallel zur Bodenfläche 14 des Speisereinsatzes 10 erstreckende
Mantelteilfläche 26 verbunden
sind. Die Übergänge zwischen
der Mantelteilfläche 26 und
den daran anschließenden
weiteren Mantelteilflächen 25 bilden
die Sollbiegestellen 21 aus. Gleichzeitig ist der untere
Endabschnitt 22 der unteren Mantelteilfläche 25 wiederum
im Wesentlichen parallel zur Längsachse
des Haltedorns 16 ausgerichtet und liegt an dessen äußerer Umfangsfläche an.
Entsprechend den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen nach 7 und 8 einerseits beziehungsweise 9 und 10 andererseits
kann der untere Endabschnitt 22 am unteren Randbereich 24 des
Haltedorns 16 enden oder mit Abstand dazu angeordnet sein
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Schutzansprüchen und der
Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen
können
einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.