DE202017102321U1 - Speiserelement - Google Patents

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/08Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • B22C9/088Feeder heads

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

Speiserelement, das einen allgemein röhrenförmigen Körper umfasst, der eine hindurchlaufende lichte Weite festlegt, wobei der röhrenförmige Körper umfasst: voneinander beabstandete erste und zweite Enden; eine erste Seitenwandregion, die sich von dem ersten Ende des Körpers in Richtung des zweiten Endes erstreckt; eine zweite Seitenwandregion, die sich von dem zweiten Ende des Körpers in Richtung des ersten Endes erstreckt; und einen Flansch, von dem ein Ende mit der ersten Seitenwandregion verbunden ist und sich auswärts und in Richtung des ersten Endes des Körpers krümmt, und von dem ein anderes Ende mit der zweiten Seitenwandregion verbunden ist und sich nach innen und in Richtung des zweiten Endes des Körpers krümmt, wobei die ersten und zweiten Seitenwandregionen durch den Flansch verbunden werden und integral mit ihm ausgebildet sind, wobei eine Außenfläche der zweiten Seitenwandregion mit mindestens einem Vorsprung versehen ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Speiserelement zur Verwendung beim Metallgießen unter Verwendung von Gießformen und ein Speisersystem, welches das Speiserelement umfasst.
  • Hintergrund
  • In einem typischen Gießprozess wird schmelzflüssiges Metall in einen vorgeformten Formhohlraum gegossen, der die Form des Gussteils definiert. Jedoch schrumpft das Metall beim Verfestigen, was zu Lunkern führt, die wiederum inakzeptable Defekte im fertigen Gussteil zur Folge haben. Dies ist ein allgemein bekanntes Problem in der Gießindustrie und wird durch die Verwendung von Speisereinsätzen oder Steigern gelöst, die in die Gussform integriert werden, entweder während der Herstellung der Gussform durch Anbringen an einer Modellplatte (engl. pattern plate) oder später durch Einfügen eines Einsatzes in einen Hohlraum in der hergestellten Gussform. Jeder Speisereinsatz stellt ein zusätzliches (gewöhnlich umschlossenes) Volumen (oder einen solchen Hohlraum) bereit, der mit dem Formhohlraum in Strömungsverbindung steht, so dass das schmelzflüssige Metall ebenfalls in den Speisereinsatz eintritt. Während der Verfestigung fließt schmelzflüssiges Metall innerhalb des Speisereinsatzes in den Formhohlraum zurück, um das Schrumpfen des Gussteils auszugleichen.
  • Nach der Verfestigung und dem Entfernen des Formmaterials verbleibt unerwünschtes Restmetall aus dem Inneren des Speisereinsatz-Hohlraums an dem Gussteil und muss entfernt werden. Um das Entfernen des Restmetalls zu erleichtern, kann der Speisereinsatz-Hohlraum bei einer Bauform, die gemeinhin als ein „Neck-Down“-Einsatz bezeichnet wird, in Richtung seiner Basis (d. h. dem Ende des Speisereinsatzes, das dem Formhohlraum am nächsten ist) verjüngt sein. Wenn ein scharfer Schlag gegen das Restmetall geführt wird, so trennt es sich am schwächsten Punkt, der sich nahe der Gussform befindet (der Prozess ist gemeinhin als „Abschlagen“ bekannt). Eine kleine Anlagefläche auf dem Gussteil ist ebenfalls wünschenswert, um die Positionierung von Speisereinsätzen in Bereichen des Gussteils zu ermöglichen, wo der Zugang durch benachbarte Strukturelemente beschränkt sein kann.
  • Obgleich Speisereinsätze direkt auf der Oberfläche des Gussformhohlraums angebracht werden können, werden sie oft in Verbindung mit einem Speiserelement verwendet (auch als ein Trennkern (engl. breaker core) bekannt). Ein Trennkern ist einfach eine Scheibe aus feuerfestem Material (in der Regel ein harzgebundener Sandkern oder ein Keramikkern oder ein Kern aus Speisereinsatzmaterial) mit einem Loch, das sich gewöhnlich in ihrer Mitte befindet, die zwischen dem Formhohlraum und dem Speisereinsatz sitzt. Der Durchmesser des Loches durch den Trennkern ist kleiner ausgelegt als der Durchmesser des inneren Hohlraums des Speisereinsatzes (der nicht unbedingt verjüngt zu sein braucht), so dass das Abschlagen am Trennkern nahe der Gussteiloberfläche stattfindet.
  • Formsand kann in zwei Hauptkategorien unterteilt werden: chemisch gebunden (auf der Basis entweder organischer oder anorganischer Bindemittel) oder tongebunden. Chemisch gebundene Formbindemittel sind in der Regel selbsthärtende Systeme, wo ein Bindemittel und ein chemischer Härter mit dem Sand vermischt werden und das Bindemittel und der Härter sofort zu reagieren beginnen, aber hinreichend langsam, damit der Sand um die Modellplatte herum geformt werden und dann genügend härten kann, um eine Entnahme und ein Gießen zu ermöglichen.
  • Tongebunde Gussformen verwenden Ton und Wasser als Bindemittel und können im „grünen“ oder ungetrockneten Zustand verwendet werden und werden gemeinhin als Grünsand bezeichnet. Grünsandgemische fließen oder bewegen sich nur schwer unter Kompressionskraft allein. Um nun den Grünsand um das Modell (engl. pattern) herum zu verdichten und der Gussform ausreichende Festigkeitseigenschaften zu verleihen, wie oben angesprochen, werden eine Vielzahl verschiedener Kombinationen von Stoßen, Rütteln, Quetschen und Rammen angewendet, um gleichmäßig feste Gussformen mit hoher Produktivität zu erhalten. Der Sand wird in der Regel mit hohem Druck, gewöhnlich mittels einer oder mehrerer hydraulischer Rammen, komprimiert (verdichtet).
  • Um Einsätze in solchen Hochdruck-Formprozessen anzuwenden, werden gewöhnlich Stifte an der Formmodellplatte (engl. moulding pattern plate) (die den Formhohlraum definiert) an vorgegebenen Stellen als Montagepunkte für die Speisereinsätze angeordnet. Sobald die benötigten Einsätze an den Stiften platziert sind (so, dass die Basis des Speisers entweder auf oder oberhalb der Modellplatte sitzt), wird die Gussform durch Schütten von Formsand auf die Modellplatte und um die Speisereinsätze herum gebildet, bis die Speisereinsätze bedeckt sind und der Formkasten gefüllt ist. Das Einbringen des Formsandes und das anschließende Anlegen hoher Drücke können Schäden und ein Brechen des Speisereinsatzes verursachen, besonders, wenn der Speisereinsatz vor dem Festrammen in direktem Kontakt mit der Modellplatte steht, und aufgrund zunehmender Gussteilkomplexität und steigender Produktivitätsanforderungen besteht Bedarf an abmessungsstabileren Gussformen und folglich eine Tendenz zu höheren Rammdrücken und resultierenden Brüchen von Einsätzen.
  • Der Anmelder hat eine Reihe kollabierfähiger Speiserelemente zur Verwendung in Kombination mit Speisereinsätzen entwickelt, die in WO 2005/051568 , WO 2007/141446 , WO 2012/110753 und WO 2016/166497 beschrieben sind. Die Speiserelemente werden komprimiert, wenn sie während des Formens einem Druck ausgesetzt werden, wodurch der Speisereinsatz vor Beschädigung geschützt wird.
  • Es werden zunehmende Ansprüche an Speisesysteme zur Verwendung in Hochdruck-Formsystemen gestellt, was teilweise an Fortschritten bei der Formausrüstung und teilweise an neuen Formteilen, die hergestellt werden, liegt. Einige Sorten von duktilem Eisen und bestimmte Gussteilausgestaltungen können sich negativ auf die Effektivität der Speiseleistung durch den Hals bestimmter Metallspeiserelemente auswirken. Die vorliegende Erfindung stellt ein Speisersystem zur Verwendung beim Metallgießen bereit, dessen Aufgabe es ist, ein oder mehrere Probleme von Speisersystemen des Standes der Technik zu beseitigen oder eine brauchbare Alternative bereitzustellen.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Speisersystem, das ein verbessertes Speiserelement umfasst, zur Verwendung beim Metallgießen bereit.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Speiserelement bereitgestellt, das einen allgemein röhrenförmigen Körper umfasst, durch den eine licht Weite/Bohrung (engl. bore) hindurch verläuft. Der röhrenförmige Körper umfasst voneinander beabstandete erste und zweite Enden, eine erste Seitenwandregion, die sich von dem ersten Ende des Körpers in Richtung des zweiten Endes erstreckt, eine zweite Seitenwandregion, die sich von dem zweiten Ende des Körpers in Richtung des ersten Endes erstreckt, und einen Flansch. Ein Ende des Flansches ist mit der ersten Seitenwandregion verbunden und krümmt sich auswärts und in Richtung des ersten Endes des Körpers, und ein anderes Ende des Flansches ist mit der zweiten Seitenwandregion verbunden und krümmt sich nach innen und in Richtung des zweiten Endes des Körpers, wobei die ersten und zweiten Seitenwandregionen durch den Flansch verbunden und integral mit diesem ausgebildet sind. Eine Außenfläche der zweiten Seitenwandregion ist mit mindestens einem Vorsprung versehen.
  • Während des Gebrauchs ist das Speiserelement dergestalt an einem Formmodell montiert, dass sich das erste Ende neben der Form befindet. Ein Speisereinsatz ist an dem zweiten Ende des Speiserelements montiert, um ein Speisersystem zu bilden, wobei die offene r lichte Weite, die durch den röhrenförmigen Körper definiert wird, einen Durchgang von dem Speisereinsatzhohlraum zu dem Formhohlraum bildet, um das Gussstück zu beschicken, während es abkühlt und schrumpft. Der Speisereinsatzhohlraum kann einen Ausschnitt (eine Ausnehmung) umfassen, der das Speiserelement auf einer festen Tiefe hält. Alternativ kann die Basis des Speisereinsatzes eine Nut mit einer festen Tiefe umfassen, in die das Speiserelement eingesetzt werden kann. Der röhrenförmige Körper und der Speisereinsatz-Ausschnitt bzw. die Speisereinsatz-Nut sind so geformt, dass das Speiserelement genau passt und eine leicht zu handhabende Schiebepassung bilden. Die Spitzen der Vorsprünge in der zweiten Seitenwandregion nehmen die Innenfläche des Speisereinsatzes in Eingriff und verhindern so Bewegung und versehentliches Entfernen.
  • Während des Formens und des anschließenden Festrammens wirkt auf das Speisersystem eine Kraft in Richtung der Längsachse des röhrenförmigen Körpers (die Achse der lichten Weite/Bohrungsachse (engl. bore axis)). Da das zweite Ende des röhrenförmigen Körpers auf einer festen Tiefe innerhalb eines Ausschnitts oder einer Nut in dem Speisereinsatz gehalten wird, bewirkt diese Kraft, dass sich das zweite Ende in Richtung des ersten Endes (und somit des Formmodells) bewegt und den benachbarten Teil des röhrenförmigen Körpers dergestalt zieht, dass er sich verformt. Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden sein zu wollen, sehen die Erfinder vor, dass eine solche Verformung einen Teil der einwirkenden Kraft aufnimmt und somit hilft, den zugeordneten Speisereinsatz während des Gebrauchs zu schützen.
  • Wenn ein metallischer Trennkern verwendet wird, so erwärmt sich das Metall, das gewöhnlich Stahl ist, beim Gießen und nimmt einen gewissen Teil der Energie aus dem flüssigen Metall innerhalb des Speisers auf. Im Gegensatz zu den meisten metallischen Trennkernen hat die vorliegende Erfindung keine ringförmige Montagefläche, und der Trennkern ist teilweise in einen Einsatz eingebettet. Des Weiteren wird, wenn sich der Trennkern verformt, ein weiterer Abschnitt hinauf in den Speisereinsatzhohlraum gezogen, der dann von Einsatzmaterial umgeben wird. Zu einem Überhitzen des Trennkerns, der in dem Einsatz innerhalb des Einsatzhohlraums eingebettet ist, kommt es dann, wenn der Speiser ein exothermer Einsatz ist, was das Zuführverhalten durch den Hals des Kerns verbessert.
  • Das Speiserelement weist eine Höhe h auf, die entlang der Achse der lichten Weite gemessen wird, und weist einen Durchmesser auf, der in einer Ebene orthogonal zur Achse der lichten Weite gemessen wird. Wie oben besprochen, kann das Speiserelement während des Gebrauchs zusammengedrückt werden, wodurch seine Höhe verringert wird. Der Flansch des Speiserelements weist in Richtung der Achse der lichten Weite gemessen eine Höhe h’ auf. Die Höhe h’ des Flansches nimmt zu, wenn das zweite Ende des Speiserelements während des Formens in Richtung des Formmodells gedrückt wird.
  • Die Höhe h’ des Flansches kann mit der Gesamthöhe h des Speiserelements verglichen werden. In einer Reihe von Ausführungsformen beträgt die Höhe h’ des Flansches (vor dem Komprimieren des Speiserelements) mindestens 3, 5, 8, 10, 15 oder 20 % der Gesamthöhe h des Speiserelements. In einer Reihe von Ausführungsformen ist die Höhe h’ des Flansches (vor dem Komprimieren des Speiserelements) kleiner als 30, 25, 20, 15, 10 oder 7 % der Gesamthöhe h des Speiserelements.
  • Wie oben besprochen, wird die Höhe h des Speiserelements verringert, wenn Sand um das Speiserelement herum verdichtet wird, um eine Form zu bilden. Obgleich sich die Gesamthöhe h des Speiserelements verringert, wenn das zweite Ende in Richtung des Formmodells gedrückt wird, wird die Höhe h’ des Flansches größer. Daher vergrößert sich das Verhältnis h’/h während des Formens.
  • In einer Reihe von Ausführungsformen kann das Verhältnis h’/h nach dem Formen mindestens 0,4, 0,5, 0,6, 0,7 oder 0,8 betragen. In einer Reihe von Ausführungsformen kann das Verhältnis h’/h nach dem Formen kleiner als 1, 0,9, 0,8, 0,7 oder 0,6 sein. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Verhältnis h’/h nach dem Formen 0,5 bis 0,7.
  • In einer Reihe von Ausführungsformen kann ein spezielles Verhältnis h’/h erhalten werden, wenn eine Kraft von mindestens 2, 2,5, 3, 3,5, 4 oder 4,5 kN an das zweite Ende des Speiserelements angelegt wird. In einer Reihe von Ausführungsformen wird ein Verhältnis h’/h von 0,5 bis 0,6 erhalten, wenn eine Kraft von 3 bis 3,5 kN an das zweite Ende des Speiserelements angelegt wird.
  • In bestimmten Ausführungsformen ist der Querschnitt des Flansches in der Ebene der Achse der lichten Weite (vor dem Komprimieren des Speiserelements) im Wesentlichen S-förmig. Eine oder beide Kurven/Krümmungen (engl. curves) der S-Form können abgeflacht sein. In einer Reihe von Ausführungsformen beträgt die Breite des Flansches (vor dem Komprimieren des Speiserelements) mindestens 1 %, 2 %, 3 %, 5 % oder 10 % des maximalen Durchmessers des Speiserelements. In einer Reihe von Ausführungsformen beträgt die Breite des Flansches nicht mehr als 10 %, 15 %, 20 %, 25 % oder 30 % des Durchmessers des Speiserelements. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Breite des Flansches mindestens 3 % und nicht mehr als 20 % des maximalen Durchmessers des Speiserelements.
  • Der röhrenförmige Körper weist einen Innendurchmesser und einen Außendurchmesser und eine Dicke auf, welche die Differenz zwischen dem Innen- und dem Außendurchmesser ist. Die Dicke des röhrenförmigen Körpers ist ein Faktor, der bestimmt, wie er sich unter Druck verformt, und die ideale Dicke variiert von Körper zu Körper und wird durch das Material des Speiserelements beeinflusst. Die Dicke des röhrenförmigen Körpers kann 0,1 bis 1,5 mm, 0,2 bis 1,2 mm, 0,3 bis 0,9 mm oder 0,4 bis 0,6 mm betragen.
  • In bestimmten Ausführungsformen weist der röhrenförmige Körper einen kreisförmigen Querschnitt auf. Alternativ könnte der Querschnitt nicht-kreisförmig sein, wie zum Beispiel oval, länglich-rund oder elliptisch.
  • In bestimmten Ausführungsformen ist die Höhe der ersten Seitenwandregion größer als die Höhe der zweiten Seitenwandregion. In einer Reihe von Ausführungsformen beträgt die Höhe der zweiten Seitenwandregion mindestens 5 %, 10 %, 15 % oder 20 % der Gesamthöhe h des Körpers (vor dem Komprimieren des Speiserelements). Die Höhe der zweiten Seitenwandregion braucht nicht mehr als 20 %, 30 %, 40 % oder 50 % der Gesamthöhe h des Körpers (vor dem Komprimieren des Speiserelements) zu betragen. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Höhe der zweiten Seitenwandregion mindestens 10 % und nicht mehr als 30 % der Gesamthöhe h des Körpers (vor dem Komprimieren des Speiserelements).
  • In bestimmten Ausführungsformen weist die erste Seitenwandregion eine allgemein zylindrische Form auf. Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass das Vorhandensein einer zylindrischen ersten Seitenwandregion es dem röhrenförmigen Körper erlauben kann, gleichmäßig um die erste Seitenwandregion herum zusammenzufallen.
  • In bestimmten Ausführungsformen hat die erste Seitenwandregion eine allgemein kegelstumpfförmige Gestalt. Der Winkel der ersten Seitenwandregion kann um mindestens 1°, 3°, 6°, 9° oder 12° relativ zur Achse der lichten Weite geneigt sein. In einer Reihe von Ausführungsformen ist der Winkel der ersten Seitenwandregion um nicht mehr als 9°, 12°, 15° oder 20° relativ zur Achse der lichten Weite geneigt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Winkel der ersten Seitenwandregion um mindestens 3° und nicht mehr als 12° relativ zur Achse der lichten Weite geneigt.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann die erste Seitenwandregion eine schmaler werdende oder verjüngte Region in Richtung des ersten Endes des röhrenförmigen Körpers umfassen. Ein schmaler Abschnitt neben dem Gussstück ist als ein Speiserhals bekannt und erlaubt ein besseres Abschlagen des Speisers. Der Speiserhals kann im Wesentlichen eine kegelstumpfförmige Gestalt haben oder kann sich vom ersten Ende des röhrenförmigen Körpers im Wesentlichen parallel zur Achse der lichten Weite erstrecken. In einer Ausführungsform hat die erste Seitenwandregion eine allgemein zylindrische Form, und der Speiserhals hat eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige Form. In einer weiteren Ausführungsform hat die erste Seitenwandregion allgemein eine kegelstumpfförmige Form, und der Speiserhals erstreckt sich vom Ende des röhrenförmigen Körpers im Wesentlichen parallel zur Achse der lichten Weite. Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden sein zu wollen, wird davon ausgegangen, dass ein im Wesentlichen kegelstumpfförmiges Speiserelement für Speiser von größerem Durchmesser bevorzugt sein kann, um eine kleine Abschlagefläche zu gewährleisten. Im Gegensatz dazu würde ein im Wesentlichen zylindrisches Speiserelement erfordern, dass der Speiserhals einen extrem spitzen Neigungswinkel hat, der bei Einwirkung einer Kraft nach innen falten kann.
  • Die erste Seitenwandregion kann des Weiteren eine nach innen weisende Lippe umfassen, die durch Umlegen (engl. folding) eines Abschnitts der ersten Seitenwandregion am ersten Ende des Speiserelements gebildet wird. Durch das Ausbilden einer nach innen weisenden Lippe am ersten Ende des Speiserelements entsteht eine Einrückung oder Einkerbung in dem verfestigten Speiserhals unmittelbar neben dem Gussstück, wodurch das Abschlagen des Speisers weiter verbessert werden kann.
  • In bestimmten Ausführungsformen ist die zweite Seitenwandregion allgemein ringförmig. Die zweite Seitenwandregion kann sich im Wesentlichen parallel zur Achse der lichten Weite erstrecken. Alternativ kann die zweite Seitenwandregion in einem Winkel von nicht mehr als 5° relativ zur Achse der lichten Weite geneigt sein. In bestimmten Ausführungsformen kann die zweite Seitenwandregion eine nach innen weisende Lippe umfassen, die durch Umlegen eines Abschnitts der zweiten Seitenwandregion am zweiten Ende des Speiserelements gebildet wird. Das Anordnen einer nach innen weisenden Lippe am zweiten Ende des Speiserelements reduziert Schäden am Speisereinsatz während des Gebrauchs, da das scharfkantige Ende des Speiserelements effektiv entfernt wird und vermieden wird, dass es sich nach dem Anlegen von Druck an das Speisersystem während des Formens weiter in den Speisereinsatz hinein schneidet und drückt. Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden sein zu wollen, kann die nach innen weisende Lippe des Weiteren das Versagen der zweiten Seitenwandregion (Zusammenfallen oder Einstürzen nach innen) verhindern, bevor das Komprimieren des Speiserelements in dem erforderlichen Bereich initiiert wird.
  • In bestimmten Ausführungsformen ist die Außenfläche der zweiten Seitenwandregion mit mehreren Vorsprüngen versehen. Die Vorsprünge können sich auswärts in Richtung des ersten Endes des Speiserelements verjüngen, wodurch eine leicht zu handhabende Schiebepassung mit dem Speisereinsatz ermöglicht wird. Die Spitzen der Vorsprünge nehmen die Innenwand des Ausschnitts oder der Nut in dem Speisereinsatz in Eingriff und sichern das Speiserelement innerhalb des Speisereinsatzes, um eine Bewegung und ein versehentliches Entfernen zu verhindern, ohne dass Klebstoff oder sonstige Befestigungsmittel benötigt werden. In bestimmten Ausführungsformen können mindestens drei Vorsprünge an der Außenfläche der zweiten Seitenwandregion angeordnet werden. In einer Reihe von Ausführungsformen ist die zweite Seitenwandregion mit drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn Vorsprüngen versehen. Es versteht sich, dass die Anzahl der Vorsprünge von der Größe des Speiserelements abhängen kann: Je größer die Speiserelemente sind, desto mehr Vorsprünge erfordern sie. In bestimmten Ausführungsformen sind die Vorsprünge gleichmäßig entlang des Umfangs der zweiten Seitenwandregion beabstandet. Alternativ können die Vorsprünge ungleichmäßig entlang des Umfangs der zweiten Seitenwandregion beabstandet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Seitenwandregion mit drei gleichmäßig beabstandeten Vorsprüngen versehen.
  • In bestimmten Ausführungsformen sind die Vorsprünge integral mit der zweiten Seitenwandregion ausgebildet. Alternativ können die Vorsprünge aus einem anderen Material als die zweite Seitenwandregion gebildet werden. In Ausführungsformen, in denen die Vorsprünge integral mit der zweiten Seitenwandregion ausgebildet sind, können die Vorsprünge durch Pressen (d. h. durch Einstechen und Herausziehen eines Abschnitts des Materials der zweiten Seitenwandregion) ausgebildet werden. Die Vorsprünge sollten ausreichend groß sein, um die erforderliche Greifkraft bereitzustellen, aber wiederum nicht so groß, dass übermäßige Schäden an dem Einsatz verursacht werden. In einigen Ausführungsformen können sich die Vorsprünge von der Außenfläche der zweiten Seitenwandregion auf eine maximale Distanz von 1 mm bis 5 mm erstrecken. In einer speziellen Ausführungsform erstrecken sich die Vorsprünge um eine maximale Distanz von 1,0 mm bis 2,0 mm. Es versteht sich, dass die Erstreckungsdistanz der Vorsprünge von der Differenz des Außendurchmessers der zweiten Seitenwandregion und des Innendurchmessers des Ausschnitts oder der Nut in dem Einsatz abhängig sein kann. Je größer die Differenz, desto größer der Spalt zwischen den zwei Flächen, und desto größer die erforderliche Erstreckungsdistanz zum Fixieren des Speiserelements. Die Erstreckungsdistanz kann des Weiteren von dem Material, aus dem der Speisereinsatz gebildet wird, und den Abmessungstoleranzen der hergestellten Einsätze abhängig sein.
  • Das Speiserelement kann aus einer Vielzahl verschiedener geeigneter Materialien hergestellt werden, einschließlich Metall (zum Beispiel Stahl, Eisen, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Messing, Kupfer usw.) oder Kunststoff. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Speiserelement aus Metall gebildet.
  • Wenn das Speiserelement aus Metall gebildet wird, so kann es aus einem einzelnen Metallstück von konstanter Dicke gepresst werden. Das Speiserelement kann über einen Ziehprozess hergestellt werden, bei dem ein Blechrohling durch die mechanische Wirkung eines Stempels radial in ein Gesenk gezogen wird. Der Prozess wird als Tiefziehen bezeichnet, wenn die Tiefe des gezogenen Teils seinen Durchmesser übersteigt, und wird durch wiederholtes Ziehen des Teils durch eine Reihe von Gesenken ausgeführt. Alternativ kann das Speiserelement mittels eines Metalldrückprozesses oder Drückformungsprozesses hergestellt werden, bei dem ein Scheiben- oder Rohrrohling aus Metall zuerst in einer Drehbank montiert und mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird. Dann wird in einer Reihe von Rollen- oder Werkzeugdurchgängen punktueller Druck angelegt, der bewirkt, dass das Metall auf und um einen Dorn fließt, der das Innenabmessungsprofil des benötigten fertigen Teils aufweist.
  • Um für Pressen oder Drückformen geeignet zu sein, muss das Metall hinreichend schmiedbar sein, um ein Reißen oder Brechen während des Formungsprozesses zu verhindern. Das Speiserelement kann aus kaltgewalzten Stählen mit einem typischen Kohlenstoffgehalt im Bereich von mindestens 0,02 % (Güte DC06, europäische Norm EN 10130 – 1999) bis maximal 0,12 % (Güte DC01, europäische Norm EN 10130 – 1999) hergestellt werden.
  • Größe und Masse des Speiserelements richten sich nach der Anwendung. Es ist allgemein bevorzugt, die Masse des Speiserelements nach Möglichkeit zu reduzieren. Dies senkt die Materialkosten und kann ebenfalls während des Gießens von Vorteil sein, zum Beispiel durch Reduzieren der Wärmekapazität des Speiserelements. In einer Reihe von Ausführungsformen hat das Speiserelement eine Masse von weniger als 50 g, 40 g, 30 g, 20 g oder 10 g.
  • Es versteht sich, dass der Kompressionsbetrag und die Kraft, die erforderlich ist, um die Kompression (die Komprimierung) des röhrenförmigen Körpers zu induzieren, durch eine Anzahl von Faktoren beeinflusst werden, wie zum Beispiel das Material zur Herstellung des Speiserelements und die Form und Dicke des röhrenförmigen Körpers. Es versteht sich gleichermaßen, dass einzelne Speiserelemente gemäß der beabsichtigten Anwendung, den erwarteten Betriebsdrücken und den Größenanforderungen an den Speiser gestaltet werden können.
  • In einer Reihe von Ausführungsformen braucht die Anfangsdruckfestigkeit (engl. initial crush strength) (d. h. die Kraft, die erforderlich ist, um ein Komprimieren zu initialisieren und um das Speiserelement über seine natürliche Flexibilität, die es im unbenutzten und nicht-kollabiertem Zustand aufweist, hinaus zu deformieren) nicht höher als 7000 N, 5000 N oder 3000 N zu sein. Wenn die Anfangsdruckfestigkeit zu hoch ist, so kann der Formungsdruck bewirken, dass der Speisereinsatz beschädigt wird, bevor das Komprimieren des Speiserelements initiiert wird. Die Anfangsdruckfestigkeit kann mindestens 250 N, 500 N, 750 N oder 1000 N betragen. Wenn die Druckfestigkeit zu niedrig ist, so kann das Komprimieren des röhrenförmigen Körpers versehentlich initiiert werden, zum Beispiel, wenn mehrere Speiserelemente für Lagerung oder Transport gestapelt werden.
  • Die Rückrollfestigkeit (d. h. die Kraft, die erforderlich ist, um den röhrenförmigen Körper unumkehrbar und vollständig auf sich selbst zurückzurollen, nachdem die Anfangsdruckfestigkeit überschritten und das Speiserelement verformt wurde und begonnen hat, sich zurückzurollen) braucht nicht höher als 9000 N, 7000 N, 5000 N oder 4000 N zu sein. Wenn die Rückrollfestigkeit zu hoch ist, kann der Formungsdruck den Speisereinsatz zerstören, bevor die vollständige Kompression und Verformung des Speiserelements stattgefunden hat. Die Rückrollfestigkeit kann mindestens 750 N, 1000 N, 1500 N oder 2000 N betragen.
  • Aus der obigen Besprechung wird deutlich, dass das Speiserelement in Verbindung mit einem Speisereinsatz verwendet werden soll. Somit kann gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ein Speisersystem für den Metallguss bereitgestellt werden, das ein Speiserelement gemäß dem ersten Aspekt und einen Speisereinsatz, der am zweiten Ende des Speiserelements montiert ist, umfasst.
  • Hinsichtlich der Art des Speisereinsatzes gibt es keine besonderen Einschränkungen. Er kann beispielsweise isolierend, exotherm oder eine Kombination von beidem sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Speisereinsatz exotherm. Für den Herstellungsmodus bestehen ebenfalls keine besonderen Einschränkungen. Der Speisereinsatz kann zum Beispiel unter Verwendung entweder eines Vakuumformungsprozesses oder eines Kernschussverfahren hergestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Speisereinsatz mittels eines Kernschussprozesses hergestellt. In der Regel wird ein Speisereinsatz aus einem Gemisch aus feuerfesten Füllstoffen mit geringer und hoher Dichte (zum Beispiel Siliziumdioxidsand, Olivin, Aluminosilikat-Mikrohohlkugeln und -Fasern, Schamotte, Aluminiumoxid, Bimsstein, Perlit, Vermikulit) und Bindemitteln hergestellt. Ein exothermer Einsatz erfordert des Weiteren ein Brennmaterial (gewöhnlich Aluminium oder Aluminiumlegierung), ein Oxidationsmittel (in der Regel Eisenoxid, Mangandioxid oder Kaliumnitrat) und gewöhnlich Initiatoren und Sensibilisatoren (in der Regel Cryolit).
  • In einer Reihe von Ausführungsformen hat der Speisereinsatz eine Festigkeit (Bruchfestigkeit) von mindestens 5 kN, 8 kN, 12 kN, 15 kN, 20 kN oder 25 kN. In einer Reihe von Ausführungsformen ist die Festigkeit des Einsatzes kleiner als 25 kN, 20 kN, 18 kN, 15 kN, 10 kN oder 8 kN. Zur Vereinfachung des Vergleichs wird die Festigkeit eines Speisereinsatzes als die Druckfestigkeit eines 50 × 50 mm messenden zylindrischen Prüfkörpers definiert, der aus dem Speisereinsatzmaterial hergestellt wird. Eine Druckfestigkeitsprüfmaschine 201/70 EM (Form & Test Seidner, Deutschland) wird verwendet und gemäß den Herstelleranweisungen bedient. Der Prüfkörper wird mittig auf die untere der Stahlplatten gelegt und bis zur Zerstörung belastet, während die untere Platte mit einer Rate von 20 mm/Minute in Richtung der oberen Platte bewegt wird. Die effektive Festigkeit des Speisereinsatzes hängt nicht nur von der genauen Zusammensetzung, dem verwendeten Bindemittel und dem Produktionsverfahren ab, sondern auch von der Größe und dem Design des Einsatzes ab, was durch die Tatsache veranschaulicht wird, dass die Festigkeit eines Prüfkörpers gewöhnlich höher ist als die, die für einen standardmäßigen Einsatz mit flacher Oberseite gemessen wird.
  • Speisereinsätze sind in einer Anzahl von Formen erhältlich, einschließlich Zylinder, Ovale und Kuppeln. Der Einsatzkörper kann eine flache Oberseite haben, kuppelförmig sein, eine Kuppelform mit flacher Oberseite haben oder jede sonstige geeignete Form aufweisen. Das Dach des Einsatzes kann geschlossen sein, so dass der Speisereinsatzhohlraum umschlossen ist, und er kann des Weiteren eine Aussparung oder Blindbohrung umfassen, die sich teilweise durch den oberen Abschnitt des Speisers erstreckt, um die Montage des Speisersystems auf einem Formstift zu unterstützen, der an dem Formmodell angebracht ist. Alternativ kann der Speisereinsatz eine Öffnung oder Bohrung haben, die sich durch das gesamte Speiserdach erstreckt, so dass der Speiserhohlraum offen ist. Der Speisereinsatz kann zweckmäßig an dem Speiserelement mittels Schiebepassung gesichert werden.
  • Während des Gebrauchs wird das Speisersystem in der Regel auf einem Trägerstift platziert, um das Speisersystem an der erforderlichen Position auf der Formmodellplatte zu halten, bevor der Sand komprimiert und festgerammt wird. Beim Festrammen bewegt sich die Einsatz in Richtung der Formmodellfläche, und der Stift, falls er fixiert ist, kann das Dach des Speisereinsatzes durchstechen, oder er kann einfach die Öffnung oder Bohrung passieren, während sich der Einsatz abwärts bewegt. Diese Bewegung und dieser Kontakt des Einsatzes mit dem Stift kann veranlassen, dass kleine Fragmente des Einsatzes abbrechen und in den Gießhohlraum fallen, was eine schlechte Gussstückoberflächenbeschaffenheit oder örtliche Verunreinigung der Gussstückoberfläche verursacht. Dieses Problem kann gelöst werden, indem die Öffnung oder Bohrung mit einem hohlen Einsatz oder einem innenliegenden Bund ausgekleidet wird, der aus einer Vielzahl verschiedener geeigneter Materialien hergestellt werden kann, einschließlich Metall, Kunststoff oder Keramik. Somit kann der Speisereinsatz so abgewandelt werden, dass er einen innenliegenden Bund umfasst, der die Öffnung oder Bohrung im Dach des Speisers auskleidet. Dieser Bund kann in die Öffnung in dem Einsatzdach eingesetzt werden, nachdem der Einsatz hergestellt wurde. Alternativ kann der Bund während der Herstellung des Einsatzes integriert werden, wobei Einsatzmaterial um den Bund herum kerngeschossen oder geformt wird, woraufhin der Einsatz ausgehärtet wird und den Bund an seinem Platz hält. Ein solcher Bund schützt den Einsatz vor Beschädigungen, die durch den Trägerstift während des Formens und Festrammens verursacht werden könnten.
  • Das Formmaterial kann tongebundener Sand sein (gewöhnlich als Grünsand bezeichnet), der in der Regel ein Gemisch aus Ton, wie zum Beispiel Natrium- oder Kalziumbentonit, Wasser und anderen Zuschlagstoffen, wie zum Beispiel Kohlestaub und Mehlbindemittel, enthält. Das Formmaterial kann Formsand sein, der ein Bindemittel enthält.
  • Das Verdichten des Formmaterials kann umfassen, einen Druck an das Speisersystem anzulegen, so dass der röhrenförmige Körper des Speiserelements verdichtet wird, wie zuvor besprochen. Das Verdichten des Formmaterials kann umfassen, einen Festrammdruck (an der Modellplatte gemessen) von mindestens 30, 60, 90, 120 oder 150 N/cm2 anzulegen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es werden nun Ausführungsformen der Erfindung lediglich beispielhaft mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen Folgendes dargestellt ist:
  • 1a ist eine Querschnittsansicht eines Speiserelements gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 1b ist eine vergrößerte Nahansicht eines in 1a gezeigten Vorsprungs.
  • 1c ist eine Unteransicht des Speiserelements von 1a.
  • 1d ist eine Draufsicht des Speiserelements von 1a.
  • 1e ist eine perspektivische Ansicht des Speiserelements von 1a.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht eines Speisersystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 3a–d sind Schaubilder, die das Komprimieren des Speiserelements während des Gebrauchs zeigen.
  • Detaillierte Beschreibung
  • 1a zeigt ein Speiserelement 10 gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung vor dem Komprimieren. Das Speiserelement 10 umfasst einen allgemein röhrenförmigen Körper 12, durch den hindurch eine lichte Weite/Bohrung verläuft. Der röhrenförmige Körper 12 umfasst ein erstes Ende 14 und ein zweites Ende 16, die voneinander beabstandet sind. Der röhrenförmige Körper 12 umfasst des Weiteren eine erste Seitenwandregion 18, die sich von dem ersten Ende 14 in Richtung des zweiten Endes 16 erstreckt, und eine zweite Seitenwandregion 20, die sich von dem zweiten Ende 16 in Richtung des ersten Endes 14 erstreckt. Die Außenfläche der zweiten Seitenwandregion 20 ist mit drei Vorsprüngen 22 versehen, die umfänglich um die zweite Seitenwandregion 20 herum beabstandet sind.
  • Der röhrenförmige Körper 12 umfasst des Weiteren einen Flansch 24, der die ersten und zweiten Seitenwandregionen 18, 20 verbindet und integral mit diesen ausgebildet ist. Ein Ende des Flansches 24 ist mit der ersten Seitenwandregion 18 verbunden und krümmt sich auswärts und in Richtung des ersten Endes 14, während das andere Ende des Flansches 24 mit der zweiten Seitenwandregion 20 verbunden ist und sich nach innen und in Richtung des zweiten Endes 16 krümmt. Der Flansch 24 hat einen Querschnitt, der als im Wesentlichen S-förmig angesehen werden kann, wobei sich eine Abflachung der Kurve 24a von der zweiten Seitenwandregion 20 her erstreckt.
  • Die Höhe h des Körpers 12 wird entlang der Achse der lichten Weite A gemessen. Der Durchmesser des Körpers 12 wird in einer Ebene orthogonal zur Achse der lichten Weite A gemessen und vergrößert sich allgemein von dem ersten Ende 14 zu dem zweiten Ende 16.
  • Die Höhe h’ des Flansches 24 ist die maximale Distanz zwischen dem Scheitelpunkt der zwei Kurven, die den S-förmigen Querschnitt des Flansches 24 bilden, in der Richtung der Achse der lichten Weite A gemessen. Die Höhe h’ des Flansches 24 beträgt ungefähr 5 % der Gesamthöhe h des Körpers 12, d. h. h’/h = 0,05.
  • Die erste Seitenwandregion 18 hat allgemein eine kegelstumpfförmige Gestalt und ist in einem Winkel von 10° relativ zur Achse der lichten Weite A geneigt. Der maximale Durchmesser der ersten Seitenwandregion 18, wo die erste Seitenwandregion 18 mit dem Flansch 24 verbunden ist, beträgt ungefähr 133 % des kleinsten Durchmessers der ersten Seitenwandregion 18 am ersten Ende des Speiserelements 14. Die erste Seitenwandregion 18 umfasst einen Speiserhals 19, der durch einen Abschnitt der ersten Seitenwandregion 18 an dem ersten Ende 14 definiert wird, der sich parallel zur Achse der lichten Weite erstreckt. Die erste Seitenwandregion 18 umfasst des Weiteren eine nach innen weisende Lippe 15, die durch Umlegen des Speiserhalses 19 nach innen an dem ersten Ende 14 gebildet wird.
  • In anderen (nicht gezeigten) Ausführungsformen kann die erste Seitenwandregion 18 allgemein eine zylindrische Form haben und kann sich parallel zur Achse der lichten Weite A erstrecken. In solchen Ausführungsformen kann der Speiserhals 19 einen allgemein kegelstumpfförmigen Querschnitt haben.
  • Die zweite Seitenwandregion 20 erstreckt sich parallel zur Achse der lichten Weite A von dem Flansch 24 in Richtung des zweiten Endes 16. Die Höhe der zweiten Seitenwandregion 20 beträgt ungefähr 25 % der Gesamthöhe des Körpers 12. Die Außenfläche der zweiten Seitenwandregion 20 ist mit Vorsprüngen 22 versehen, die durch Schneiden und Herauspressen des Materials der zweiten Seitenwandregion 20 gebildet sind. Die auf diese Weise gebildeten Vorsprünge 22 verjüngen sich auswärts in Richtung des ersten Endes 14 und haben eine konische Form. Die zweite Seitenwandregion 20 umfasst des Weiteren eine nach innen weisende Lippe 17, die durch Umlegen des Materials am oberen Ende der zweiten Seitenwandregion 20 gebildet wird.
  • Ein beispielhaftes Speiserelement 10 wird aus Stahl gebildet. Jedoch versteht es sich, dass das Speiserelement aus jedem geeigneten Metall oder sonstigen Material, wie zum Beispiel Kunststoff, gebildet werden kann. Die Dicke des Materials, aus dem das Speiserelement 10 gebildet wird, beträgt ungefähr 0,4 mm. Jedoch versteht es sich, dass die Dicke des Materials zum Beispiel gemäß der gewünschten Druckfestigkeit und dem gewünschten Kompressionsverhalten des Speiserelements 10 oder der Materialzusammensetzung des Speiserelements angepasst werden kann.
  • 1b zeigt eine vergrößerte Nahansicht eines Vorsprungs 22, wie in 1a gezeigt. Der Vorsprung 22 erstreckt sich von der zweiten Seitenwandregion 20 auf eine maximale Distanz von 0,8 mm. Die Basis 26 des Vorsprungs 22 befindet sich auf der Außenfläche der zweiten Seitenwandregion 20 ungefähr in der Mitte zwischen dem zweiten Ende des Körpers 16 und dem Flansch 24. Die Vorsprünge 22 werden durch ein externes Pressen der zweiten Seitenwandregion 20 ausgebildet, d. h. Einstechen und Herausziehen eines Abschnitts des Materials der zweiten Seitenwandregion 20.
  • 1c und 1d zeigen Grundrissansichten des Speiserelements 10 von 1a von unten und von oben, während 1e das Speiserelement 10 in perspektivischer Ansicht von unten zeigt. Das Speiserelement 10 hat einen kreisförmigen Querschnitt, durch den hindurch eine lichten Weite/Bohrung verläuft. Das Speiserelement hat einen maximalen Durchmesser an dem zweiten Ende 16 und einen kleinsten Durchmesser an dem ersten Ende 14. Die zweite Seitenwandregion 20 ist mit drei Vorsprüngen 22 versehen, die gleichmäßig um den Umfang der zweiten Seitenwandregion 20 herum beabstandet sind.
  • 2 zeigt ein Speisersystem 100, das ein Speiserelement 10 umfasst, an dem ein Speisereinsatz 50 befestigt ist und das auf einem Formmodell 52 angeordnet ist.
  • Der Speisereinsatz 50 hat eine allgemein zylindrische Seitenwand 54, in der ein Hohlraum 58 gebildet ist und die aus jedem geeigneten feuerfesten isolierenden Material und/oder exothermen Material gebildet werden kann. Die Achse der lichten Weite A verläuft durch den Speisereinsatzhohlraum sowie durch die lichte Weite/Bohrung durch den röhrenförmigen Körper des Speiserelements 10. Während des Gebrauchs dient der Hohlraum als ein Reservoir für schmelzflüssiges Metall, um das Gussstück über den röhrenförmigen Körper 12 zu beschicken. Der obere Teil der Seitenwand 54 bildet ein Dach, in dem eine Öffnung oder Bohrung ausgebildet ist. Ein Kunststoffrohr oder -bund 56 (in den 3a–d gezeigt) kann in der Öffnung angeordnet sein und dadurch den Speisereinsatz 50 vor Kratzern und Beschädigung während des Gebrauchs schützen und verhindern, dass Stücke des Einsatzes abbrechen und in das Gussstück und den Formhohlraum fallen.
  • Der untere Teil der Seitenwand 54 bildet einen Ausschnitt 62, der eine Anliegefläche 60 bereitstellt. Wenn der Speisereinsatz 50 an dem Speiserelement 10 montiert wird, so wird das zweite Ende 16 des Speiserelements 10 gegen die Anliegefläche 60 gedrückt, wodurch die Tiefe begrenzt wird, auf die das Speiserelement 10 eingesetzt werden kann. Der Ausschnitt 62 und die zweite Seitenwandregion 20 des Speiserelements 10 sind so geformt, dass die zweite Seitenwandregion 20 passgenau an der Seitenwand 54 anliegt. Die Vorsprünge 22 in der zweiten Seitenwandregion 20 verjüngen sich auswärts in Richtung des ersten Endes 14 des Speiserelements 10, wodurch eine Schiebepassung mit dem Speisereinsatz ermöglicht wird.
  • In anderen (nicht gezeigten) Ausführungsformen kann die Basis 64 des Speisereinsatzes 50 mit einer ringförmigen Nut versehen werden, deren Durchmesser größer als die lichte Weite des inneren Hohlraums ist, und die zweite Seitenwandregion des Speiserelements kann in der Nut angeordnet werden.
  • Wenn während des Formens Druck an den Speisereinsatz 50 angelegt wird, so dient die Anliegefläche 60 der Übertragung der Kraft zu der zweiten Seitenwandregion 20 und dem Initiieren der Kompression des Speiserelements 10 durch Rollen des röhrenförmigen Körpers 12. Der Ausschnitt 62 hat daher eine Breite W, die größer ist als die Dicke des röhrenförmigen Körpers 12. Jedoch ist die Breite W des Ausschnitts 62 nicht mehr als die Breite der abgeflachte Kurve 24a, um zu vermeiden, dass das obere Ende des Flansches 24 während der Kompression mit der Anliegefläche 60 kollidiert.
  • In Ausführungsformen, in denen das Speiserelement 10 in eine Nut in der Basis 64 des Speisereinsatzes 50 eingesetzt wird, sollte die Distanz zwischen der Nut und der lichten Weite/Bohrung des Speisereinsatzes 50 nicht größer sein als die Breite der abgeflachten Kurve 24a, um zu vermeiden, dass das obere Ende des Flansches 24 während der Kompression mit der Basis 64 kollidiert.
  • Während des Gebrauchs werden der Speisereinsatz 50 und das Speiserelement 10 auf einem Formmodell 52 in einem Formkasten angeordnet, der dann mit Formsand gefüllt wird. Der Sand wird um die Formungsanordnung herum in einem Prozess verdichtet, der als „Festrammen“ bekannt ist. Das hat zur Folge, dass ein Druck P auf die zweite Seitenwandregion 20 in Richtung der Achse der lichten Weite A hin zu dem Formmodells 52 wirkt.
  • 3a bis 3d zeigen den Effekt dieses Drucks auf das Speiserelement 10 während des Gebrauchs. Wenn Druck angelegt wird, so bleibt das erste Ende 14 des Speiserelements 10 ortsfest, und der Speisereinsatz 50 bewegt sich in Richtung des Formmodells 52.
  • 3a zeigt das Speiserelement 10, das an einem Trägerstift 80 montiert ist, der an dem Formmodell 52 angeordnet ist, bevor ein Druck angelegt wird. Die Höhe h’ des Flansches 24 beträgt ungefähr 5 % der Höhe h des Speiserelements 10.
  • In 3b ist etwas Druck P angelegt worden, wodurch der Speisereinsatz 50 und die zweite Seitenwandregion 20 nach unten in Richtung des Formmodells 52 gedrückt werden. Die zweite Seitenwandregion 20 zieht den benachbarten Flansch 24 ebenfalls nach unten, was wiederum bewirkt, dass ein Teil des röhrenförmigen Körpers 12 umgelegt/umgerollt (engl. rolled over) und in den Speisereinsatzhohlraum gezogen wird, wodurch die Höhe h’ des Flansches 24 vergrößert wird. Es ist zu sehen, dass das Verhältnis der Höhe des Flansches zur Höhe des Speiserelements h’/h in dem Maße größer wird, wie der Druck angelegt wird.
  • In den 3c und 3d ist weiterer Druck auf die zweite Seitenwandregion 20 ausgeübt worden, um sie in Richtung des Modells 52 zu drängen und mehr von dem röhrenförmigen Körper 12 in den Speisereinsatzhohlraum hineinzuziehen. Es ist zu sehen, dass die Höhe h’ des Flansches 24 zunimmt und die Gesamthöhe h des Speiserelements 10 in dem Maße verringert wird, wie weiter Druck ausgeübt wird. Die Höhe h des Speiserelements 10 verringert sich um etwa 40 % infolge des angelegten Drucks, während die Höhe h’ des Flansches 24 nach der Kompression viermal größer ist als vor dem Komprimieren. Das Verhältnis h’/h beträgt nach dem Komprimieren ungefähr X. In 3d ist zu sehen, dass das zweite Ende 16 des Speiserelements 10 über das obere Ende des Flansches 24 hinaus geschoben wurde, so dass die Gesamthöhe h des Speiserelements 10 die Distanz zwischen dem ersten Endes 14 und dem oberen Ende des Flansches 24 ist.
  • In 3a wird der Formsand 70 unter dem Einsatz 50 effektiv zwischen dem Formmodell 52 und der Basis des Einsatzes eingeschlossen. In den 3b bis 3d wird der Sand allmählich verdichtet, während sich der Einsatz unter der Einwirkung von Kraft abwärts in Richtung des Formmodells bewegt, um die erforderliche Formhärte und Gussstückoberflächenbeschaffenheit zu verleihen.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, dass die vorliegende Erfindung ein Speiserelement zur Verwendung beim Metallgießen betrifft, das einen allgemein röhrenförmigen Körper umfasst, durch den hindurch eine lichte Weite (Bohrung) verläuft. Der röhrenförmige Körper umfasst voneinander beabstandete erste und zweite Enden; eine erste Seitenwandregion, die sich von dem ersten Ende des Körpers in Richtung des zweiten Endes erstreckt-; eine zweite Seitenwandregion, die sich von dem zweiten Ende des Körpers in Richtung des ersten Endes erstreckt; und einen Flansch. Ein Ende des Flansches ist mit der ersten Seitenwandregion verbunden und krümmt sich auswärts und in Richtung des ersten Endes des Körpers, während das andere Ende des Flansches mit der zweiten Seitenwandregion verbunden ist und sich nach innen und in Richtung des zweiten Endes des Körpers krümmt, wobei die ersten und zweiten Seitenwandregionen durch den Flansch verbunden werden und integral mit ihm ausgebildet sind. Eine Außenfläche der zweiten Seitenwandregion ist mit mindestens einem Vorsprung versehen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2005/051568 [0008]
    • WO 2007/141446 [0008]
    • WO 2012/110753 [0008]
    • WO 2016/166497 [0008]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Norm EN 10130 – 1999 [0033]
    • Norm EN 10130 – 1999 [0033]

Claims (31)

  1. Speiserelement, das einen allgemein röhrenförmigen Körper umfasst, der eine hindurchlaufende lichte Weite festlegt, wobei der röhrenförmige Körper umfasst: voneinander beabstandete erste und zweite Enden; eine erste Seitenwandregion, die sich von dem ersten Ende des Körpers in Richtung des zweiten Endes erstreckt; eine zweite Seitenwandregion, die sich von dem zweiten Ende des Körpers in Richtung des ersten Endes erstreckt; und einen Flansch, von dem ein Ende mit der ersten Seitenwandregion verbunden ist und sich auswärts und in Richtung des ersten Endes des Körpers krümmt, und von dem ein anderes Ende mit der zweiten Seitenwandregion verbunden ist und sich nach innen und in Richtung des zweiten Endes des Körpers krümmt, wobei die ersten und zweiten Seitenwandregionen durch den Flansch verbunden werden und integral mit ihm ausgebildet sind, wobei eine Außenfläche der zweiten Seitenwandregion mit mindestens einem Vorsprung versehen ist.
  2. Speiserelement nach Anspruch 1, wobei der Flansch eine Höhe aufweist, die mindestens 5 % der Gesamthöhe des Speiserelements beträgt.
  3. Speiserelement nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Flansch eine Höheaufweist, die nicht mehr als 20 % der Gesamthöhe des Speiserelements beträgt.
  4. Speiserelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Flansch einen Querschnitt in der Ebene der Achse der lichten Weite aufweist, der im Wesentlichen S-förmig ist.
  5. Speiserelement nach Anspruch 4, wobei die Kurve, die sich von der zweiten Seitenwandregion erstreckt, abgeflacht ist.
  6. Speiserelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Flansch eine Breiteaufweist, die mindestens 3 % des maximalen Durchmessers des Speiserelements beträgt.
  7. Speiserelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Flansch eine Breiteaufweist, die nicht mehr als 20 % des maximalen Durchmessers des Speiserelements beträgt.
  8. Speiserelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der röhrenförmige Körper einen kreisförmigen Querschnittaufweist.
  9. Speiserelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Seitenwandregion in Richtung der Achse der lichten Weite gemessen eine Höhe aufweist, die größer ist als eine in Richtung der Achse der lichten Weite gemessene Höhe der zweiten Seitenwandregion.
  10. Speiserelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Höhe der zweiten Seitenwandregion in Richtung der Achse der lichten Weite gemessen mindestens 10 % der Gesamthöhe des Speiserelements beträgt.
  11. Speiserelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Höhe der zweiten Seitenwandregion in Richtung der Achse der lichten Weite gemessen nicht mehr als 30 % der Gesamthöhe des Speiserelements beträgt.
  12. Speiserelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Seitenwandregion eine allgemein zylindrische Formaufweist.
  13. Speiserelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die erste Seitenwandregion allgemein eine kegelstumpfförmige Gestaltaufweist.
  14. Speiserelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Seitenwandregion einen verjüngten Abschnitt umfasst, der an dem ersten Ende des Speiserelements einen Speiserhals definiert, wobei der Speiserhals einen Querschnitt aufweist, der im Wesentlichen kegelstumpfförmig ist.
  15. Speiserelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die erste Seitenwandregion einen schmalen Abschnitt umfasst, der an dem ersten Ende des Speiserelements einen Speiserhals definiert, wobei sich der Speiserhals im Wesentlichen parallel zur Achse der lichten Weite erstreckt.
  16. Speiserelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Abschnitt der ersten Seitenwandregion nach innen umgelegt ist, um an dem ersten Ende des Speiserelements eine nach innen weisende Lippe zu bilden.
  17. Speiserelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite Seitenwandregion allgemein ringförmig ist.
  18. Speiserelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich die zweite Seitenwandregion im Wesentlichen parallel zur Achse der lichten Weite erstreckt.
  19. Speiserelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Abschnitt der zweiten Seitenwandregion nach innen umgelegt ist, um an dem zweiten Ende des Speiserelements eine nach innen weisende Lippe zu bilden.
  20. Speiserelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Außenfläche der zweiten Seitenwandregion mit mehreren Vorsprüngen versehen ist.
  21. Speiserelement nach Anspruch 20, wobei die Außenfläche der zweiten Seitenwandregion mit mindestens drei Vorsprüngen versehen ist.
  22. Speiserelement nach Anspruch 20 oder Anspruch 21, wobei die Vorsprünge gleichmäßig um den Umfang der zweiten Seitenwandregion herum beabstandet sind.
  23. Speiserelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der oder die Vorsprünge integral mit der zweiten Seitenwandregion ausgebildet sind.
  24. Speiserelement nach Anspruch 23, wobei der oder die Vorsprünge aus der zweiten Seitenwandregion heraus gepresst sind.
  25. Speiserelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich der oder die Vorsprünge von der Außenfläche der zweiten Seitenwandregion um eine maximale Distanz von 2 mm erstrecken.
  26. Speiserelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Speiserelement aus Metall besteht.
  27. Speiserelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, das eine Anfangsdruckfestigkeit von mindestens 250 N besitzt.
  28. Speiserelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, das eine Anfangsdruckfestigkeit von nicht mehr als 7000 N besitzt.
  29. Speisersystem zum Metallgießen, das ein Speiserelement nach einem der vorangehenden Ansprüche und einen Speisereinsatz, der einen inneren Hohlraum aufweist, umfasst, wobei der Speisereinsatz durch Eingriffnahme mit dem oder den Vorsprüngen an dem Speiserelement gesichert ist.
  30. Speisersystem nach Anspruch 29, wobei sich die zweite Seitenwandregion in den inneren Hohlraum des Speisereinsatzes hinein erstreckt und an der Fläche eines darin befindlichen Ausschnitts anliegt.
  31. Speisersystem nach Anspruch 29, wobei sich die zweite Seitenwandregion in eine Nut hinein erstreckt, die in der Basis des Speisereinsatzes ausgebildet ist.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005051568A1 (en) 2003-10-28 2005-06-09 Foseco International Limited Feeder element for metal casting
WO2007141446A1 (fr) 2006-06-02 2007-12-13 France Telecom Système de gestion d'un service interactif multimodal
WO2012110753A1 (en) 2011-02-17 2012-08-23 Foseco International Limited Feeder element
WO2016166497A1 (en) 2015-09-02 2016-10-20 Foseco International Limited Feeder system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005051568A1 (en) 2003-10-28 2005-06-09 Foseco International Limited Feeder element for metal casting
WO2007141446A1 (fr) 2006-06-02 2007-12-13 France Telecom Système de gestion d'un service interactif multimodal
WO2012110753A1 (en) 2011-02-17 2012-08-23 Foseco International Limited Feeder element
WO2016166497A1 (en) 2015-09-02 2016-10-20 Foseco International Limited Feeder system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Norm EN 10130 – 1999

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