DE2808784A1

DE2808784A1 - Brechkern fuer giessformen

Info

Publication number: DE2808784A1
Application number: DE19782808784
Authority: DE
Inventors: Nick Wukovich
Original assignee: Foseco Trading AG
Current assignee: Foseco Trading AG
Priority date: 1977-03-01
Filing date: 1978-03-01
Publication date: 1978-09-14
Also published as: JPS5613536B2; IN148636B; AU3371578A; FR2382292B1; CA1099890A; AU512506B2; US4141406A; GB1597832A; FR2382292A1; JPS53106629A

Description

DR. E. WIEGEN'· D¹PL-ING. V\. Ni=AnANN ? Q Π ° 7 fl / DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C GERNHARDT ^- O U 0 / ö 4

MÖNCHEN HAMBURG

TELEFON: 555476 U 8000 M ö N C H E N 2,

TELEGRAMME: KARPATENT MATHI LDENSTRA3SE 12

TELEX : 529068 KARPD

W. 43 098/78 12/hch 1. März 19 78

Foseco Trading AG-. Chur (Schweiz)

Brechkern für Gießformen

Die Erfindung bezieht sich auf Brechkerne zur Verwendung beim Gießen von geschmolzenen Metallen.

In der Gießereipraxis ist es bekannt, auf einem Gießhohlraum ein Reservoir für geschmolzenes Metall anzuordnen, welches als Metallkopf, Gießkopf, Speisekopf, Gießaufsatz, verlorener Kopf, Steiger oder dgl. bekannt ist. Von dem geschmolzenen Metall in dem Steiger fließt ein gewisser Teil in den darunter befindlichen Formhohlraum für einen Ausgleich von Schrumpfungen in dem Gußstückkörper, die beim Abkühlen und Verfestigen auftreten. In der älteren Gießereipraxis war der Steiger nicht isoliert. Neuerdings wird der Steiger Jedoch mit einer Hülse aus wärmeisolierendem Material oder mit einer Hülse aus

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exothermem Material oder mit einer Hülse aus einer Kombination der beiden Materialien ausgekleidet. Um das Entweichen von Wärme von der oberen Fläche des Steigers zu verhindern, wird eine obere Abdeckung bzw. eine Lunkerabdeckmasse üblicherweise an der Oberfläche des geschmolzenen Metalls in dem Steiger nach dem Gießen angeordnet.

Wenn ein mit Steiger versehenes Gußstück sich ver~ festigt hat und aus der Form entfernt wird, bleibt der Steiger in Verbindung mit dem Gußstück und er muß entfernt werden. Das Entfernen des Steigers ist nicht nur wegen des Arbeitaufwandes teuer, sondern es kann sich auch eine Beschädigung des Gußstückes ergeben.

Um die Entfernung des Steigers zu erleichtern, wird oftmals die Arbeitsweise angewendet, einen Brechkern am Fuß oder Boden des Steigerhohlraumes anzuordnen. Diese Technik ist in der US-PS 900 970 beschrieben, und heutzutage wird diese Arbeitsweise üblicherweise dadurch angewendet, daß der Brechkern an der Form befestigt wird, oder daß ein vorgeformter Kern in die Form eingeformt wird. Der Brechkern ist im wesentlichen eine Scheibe mit einer Öffnung. Der Brechkern wirkt dahingehend, das Fließen flüssigen Metalls in den Formhohlraum in einem Ausmaß zu ermöglichen, wie es für den Ausgleich des Schrumpfens des Metalls erforderlich ist. Er hat weiterhin die Wirkung, die nach der Verfestigung vorhandene Berührungsfläche zwischen Steiger und Gußstück zu verkleinern. Die Verwendung eines Brechkernes ermöglicht die Schaffung eines Halses, der einen Abschnitt kleiner Querschnittsfläche darstellt, durch welchen das Metall des Steigers mit dem Körper des Gußstückes verbunden ist. Hierdurch wird das Entfernen des Steigers erleichtert, und zwar unabhängig davon, ob der Steiger weggefräst oder weggeschnitten oder abgeschlagen wird.

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Selbst nach dem Entfernen des Steigers ist es allgemein noch erforderlich, die nach dem Entfernen des Steigers freiliegende Fläche zu säubern oder zu glätten, jedoch ist die Fläche,die ein Reinigen oder G-lätten erfordert, viel kleiner als eine entsprechende Fläche, wenn kein Brechkern verwendet wird.

mit
Wenn der Steigerhohlraum/einer Hülse aus exothermen

und/oder aus wärmeisolierendem Material ausgekleidet ist, kann der Brechkern gemäß vorstehender Beschreibung geformt werden-, oder er kann am unteren Ende der Hülse mittels eines Klebstoffs befestigt werden, und zwar mittels Klebstoff als solchem oder als ein Teil eines Klebbandes. Jedoch haben diese Arbeitsweisen Nachteile. Klebstoffe müssen getrocknet oder chemisch gehärtet werden, um eine Bindung zu gewährleisten, und in der Praxis wird eine Bindung mit der gewünschten Festigkeit oder Stärke nicht immer erhalten. Die Hülse und der Kern haben während der Herstellung, der Handhabung, des Transportes oder der Lagerung das Bestreben, sich voneinander zu trennen. Zusätzlich können Klebstoffe zur Entwicklung von Gasen führen, wenn sie durch die Wärme des in die Form eintretenden geschmolzenen Metalles beeinflußt werden, und, selbst wenn der Klebstoff in dieser Stufe noch wirksam ist, wird er manchmal durch die Wärme geschmolzen, wodurch bewirkt wird, daß der Brechkern herab und in den Formhohlraum fällt, was zu der Notwendigkeit führt, daß erhaltene Gußstück zu verschrotten.

Bekannte Brechkerne haben weitere Nachteile darin, daß es schwierig ist, sie am unteren Ende der Steigerhülse mittig anzuordnen, wobei auch geschmolzenes Metall zwischen die obere Fläche des Brechkernes und das untere Ende der Steigerhülse eintreten kann, wodurch "Rippen" erzeugt werden. Diese

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Rippen führen zur Verringerung der Wirksamkeit des Steigers und zur Tendenz, daß Risse in dem Gußstück erzeugt werden, und vergrößern das Ausmaß der erforderlichen Reinigung des Gußstückes und die Menge an Abfallmetall.

Es ist nunmehr gefunden worden, daß der Brechkern einfach und bequem an der Steigerhülse "befestigt werden kann, wenn der Brechkern mit Mitteln versehen ist, mit denen Reibungseingriff zwischen dem Brechkern und der Steigerhülse hervorgerufen wird.

Gemäß der Erfindung ist ein Brechkern für eine Gießform geschaffen mit einer Basis, in der eine Öffnung vorgesehen ist. An der Basis sind Ausbildungen gestaltet für Reibungseingriff mit einer Auskleidungshülse eines Gießsteigers oder mit einem Gießsteigerhohlraum derart, daß der Brechkern relativ zu der Hülse bzw. zu dem Hohlraum richtig angeordnet wird.

Die genannten Mittel können eine Ausnehmung in der Basis des Brechkernes umfassen für Aufnahme eines Vorsprunges, der sich vom Boden oder Unterende einer Auskleidungshülse eines Gießsteigers erstreckt, jedoch umfassen diese Mittel vorzugsweise eine aufrechi^stehende Lippe für Reibungseingriff mit einer Gießsteigerhülse oder mit einem Gießsteigerhohlraum. Die aufrechtstehende oder nach oben stehende Lippe kann sich an der Außenkante der Basis oder in geringem Abstand von dieser Außenkante befinden, und sie kann mit einer inneren oder einer äußeren Wand einer Gießhülse in Eingriff treten.

Die Basis des Brechkernes kann, falls es gewünscht wird, sowohl eine Ausnehmung als auch eine nach oben stehende Lippe aufweisen.

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Bei der am meisten "bevorzugten Ausführungsform hat die Basis des Brechkernes eine nach oben stehende oder aufrechtstehende Lippe, die;sich in einem Abstand von der Außenkante der Basis "befindet und mit der Innenwand der Auskleidungshülee des Gießsteigers in Eingriff treten kann. Beim Gebrauch wird die äußere Fläche der Lippe gegen die innere Fläche der Wand der Hülse verkeilt, um einen festen Sitz zu erzielen. Das untere Ende der Steigerhülsenwand kann auf der Basis zwischen der Lippe und der Außenkante der Basis ruhen. Die innere Fläche der Lippe kann rechtwinklig zur Basis verlaufen, jedoch geht die innere Fläche der Lippe vorzugsweise nach unten in einem im Schnitt sanften Bogen in die obere Fläche der Basis über.

Die Fläche einer aufrechtstehenden Lippe, die mit der Hülse oder dem Hohlraum in Eingriff tritt, ist vorzugsweise geringfügig abgeschrägt. ausgebildet,

um die Toleranz für Größenänderungen zwischen einzelnen Brechkernen und einzelnen Steigerhülsen zu erhöhen, und um einen guten Eingriff mittels der ■Verkeilungswirkung zu gewährleisten, wenn der Brechkern eingepaßt wird. Als Alternative zu einer schrägen Wand kann die Lippe eine Mehrzahl von Yorsprüngen aufweisen, beispielsweise acht in gleichen Abständen vorgesehene keilförmige Vorsprünge, welche mit der Fläche der Steigerhülse bzw. des Hohlraumes in Eingriff treten und diese erfassen.

Die Abschrägung an der Außenfläche der

Lippe liegt allgemein im Bereich von 1 zu 6 bis 1 zu 10, und der Durchmesser desjenigen Teiles der Lippe, der zuerst in die Steigerhülse eingesetzt wird, ist kleiner als der Durchmesser der Lippe nahe der Basis.

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Die Basis des Brechkernes, der Querschnitt einer Steigerhülse zur Verwendung mit dem Brechkern und die Öffnung des Brechkernes haben üblicherweise Kreisgestalt, sie können jedoch ovale Gestalt, Quadratgestalt, Rechteckgestalt oder irgend eine andere Gestalt haben. Die Gestalt der Öffnung kann anders sein als die Gesamtgestalt des Brechkernes.

Die Fläche des Brechkernes, die beim Gebrauch die unterste Fläche ist, ist üblicherweise eben, sie kann jedoch auch bogenförmig oder gewölbt sein, um mit der gewünschten Gestalt des Formhohlraumes übereinzustimmen.

Der Brechkern gemäß der Erfindung kann aus Materialien gebildet sein, deren Verwendung bei der Herstellung τοη Brechkernen bekannt ist, Beispielsweise können verwendet werden teilchenförmiges feuerfestes Material wie Silikasand, Chromitsand oder Zirkonsand, und zwar gebunden mit einem Harz,wie Phenolformaldehydharz, einem Kernöl,wie Leinöl, einem Kohlehydratbinder, wie Stärke oder Natriumsilikat. Es können/andere teilchenförmige feuerfeste Materialien als Sande verwendet werden. Der Brechkern kann auch aus Fasern, wie Tonerdesilikatfasern oder Calciumsilikatfasern gebildet sein oder solche Fasern enthalten, und zwar zusätzlich zu dem teilchenförmigen feuerfesten Material.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Pig. 1 ist eine Schnittansicht einer Gießform mit einem Brechkern gemäß der Erfindung, der über einem Formhohlraum angeordnet und in einer Steigerhülse befestigt ist.,

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Fig. 2 ist eine Teilschnittansicht eines Teiles einer anderen Ausführungsform des Brechkernes gemäß Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Teilschnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Brechkernes.

Fig. 4 ist eine Teilschnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Brechkernes, der in einer . Sandform augeordnet ist.

Figuren 5 bis 8 sind jeweils Teilschnittansichten von weiteren Ausführungsformen von Brechkernen gemäß der Erfindung.

Fig. 9 ist eine Schnittansicht eines Zusammenbaues

eines Brechkernes und einer gewölbten Steigerhülse.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist eine Steigerhülse 10 vorgesehen, die entweder aus einem isolierenden Material oder aus einem exothermen Material oder aus einer Kombination beider Materialien gebildet ist. Die Steigerhülse 10 hat eine innere Gesamtebschrägung von 1 zu 48, und sie ist über einem Formhohlraum 21 angeordnet und durch Formsand 20 abgestützt. Ein Brechkern 12 aus gebundenem Silikasand und mit einer Öffnung 14 in seiner Basis 35 ist am unteren Ende der Hülse 10 mittels einer Yerkeilungswirkung zwischen einer Lippe 17 des Brechkernes 12 und dem unteren Ende der Hülse 10 befestigt. Die Lippe 17 hat eine Höhe, die annähernd der Dicke der Basis 35 entspricht, und sie weist eine äußere Abschrägung von 1 zu 8,3 auf. Es ist nicht er-

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forderlich, Klebstoffe zu verwenden, jedoch es kann, falls es gewünscht wird, an ein oder zwei Stellen Klebstoff in der Verbindung angeordnet werden für zusätzliche Sicherheit. Das untere Ende der Hülse 10, und insbesondere die Innenwand der Hülse 10, kann sich geringfügig verformen, wenn der Brechkern 12 eingesetzt wird.

Der Brechkern 12 hat allgemein Kreisgestalt und die Lippe 17 hat die Form einer kreisförmigen Rippe, deren Außendurchmesser auf einer Höhe zwischen dem Fuß und dem Oberende

ist

der Lippe 17 im wesentlichen der gleiche/wie der Innendurchmesser des unteren Endes der Ste,igerhülse 10, wodurch ein strammer Sitz hervorgerufen wird. Die äußere schräge Fläche der Lippe 17 ist fest in die innere im wesentlichen zylindrische Wand der Steigerhülse 10 verkeilt.

In einigen Fällen ergibt sich das Problem, welches als Zurückfedern bekannt ist, was auftreten kann, wenn gewisse Arten von isolierenden Steigerhülsen in Sandformen angeordnet werden unter Anwendung einer Hochdruckformmaschine, von der ein Beispiel als Taccone-Maschine bekannt ist. In einer solchen Situation kann die Steigerhülse während des Formungs» Vorganges in Längsrichtung zusammengedrückt werden derart, daß, wenn der Formungsdruck aufgehoben wird, die Hülse sich elastisch in Längsrichtung ausdehnt mit dem Ergebnis, daß sie sich entweder über das Oberende der Form hinaus erstreckt oder sich sogar um vielleicht etwa 3 mm (1/8 Zoll) in denjenigen Teil des Formhohlraumes ausdehnt, in welchem der Brechkern angeordnet werden soll. Ein solches Zurückfedern kann dadurch aufgenommen werden, daß eine kreisförmige Nut 40 in der Basis 35 des Brechkernes 12 gebildet wird, so daß das zusammengesetzte Gebilde aus Steigerhülse 10 und Brechkern 12 die richtige Gesamtlänge haben kann und der

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Brechkern 12 in die Steigerhülse 10 und in dieForm ohne Vorspringen eingesetzt werden kann. Diese Art von Brechkern ist in Fig. 2 dargestellt. Bei einem solchen Brechkern geht eine Innenfläche 37 über einen Bogen 38 in die ebene obere Fläche 39 des Brechkernes 12 über. Die Öffnung 14 in dem Brechkern 12 ist durch eine kegeis tump'f förmige Wand 16 bestimmt.

Im Gebrauch von Brechkernen 12 gemäß den Figuren 1 und 2 werden der Formhohlraum 21 und die Steigerhülse mit geschmolzenem Metall gefüllt. Eine vorgeformte obere Abdeckung 18 aus feuerfestem wärmeisolierendem Material oder aus einem pulverförmigem exothermem Material kann dann aufgelegt oder aufgebracht werden, um den Wärmeverlust aus dem Metall in der Steigerhülse 10 zu verringern. Nach der Verfestigung und nach Entfernen des Gußstückes aus der Form kann der aus Metall in der Steigerhülse 10 gebildete Kopf sauber und schnell abgeschlagen werden.

Die dJe Öffnung 14 des Brechkernes 12 bestimmende Wand 16 kann sich von oben nach unten derart verjüngen, daß der kleinste Durchmesser der Öffnung 14 sich an der unteren Fläche der Basis 35 des Brechkernes 12 befindet, wie es in" den Figuren 1 und 2 dargestellt ist. Sie kann sich jedoch sowohl von oben nach unten als auch von unten nach oben radial nach innen verjüngen, so daß der kleinste Durchmesser der Öffnung 14 sich auf etwa der Hälfte der Dicke der Basis 35 befindet, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Sie kann sich auch von unten nach oben radial nach innen verjüngen, so daß der kleinste Durchmesser der Öffnung 14 sich an der oberen Fläche der Basis 35 befindet, wie es in Fig. 5 dargestellt ist.

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Die von der Steigerhülse IO entfernt liegende Seite der lippe 17 kann im Schnitt sanft oder glatt gekrümmt sein für den Übergang in die Basis 35, wie es in den Figuren 5 und 6 dargestellt ist.

Bei einer weiteren Abwandlung des Brechkernes 12, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, hat die Basis des Brechkernes im Bereich innerhalb der Lippe 17 bei 50 relativ geringe Dicke, und radial außerhalb der Lippe 17 hat sie bei größere Dicke. Durch die Verringerung der Dicke der Basis wird der anfängliche Abschreckeffekt verringert, der durch das Vorhandensein des Brechkernes 12 erzeugt ist, so daß zufriedenstellende Speisung des geschmolzenen Metalls mit einer kleineren Öffnung 14 erhalten werden kann. Es ist natürlich erwünscht, die Öffnung 14 so klein wie möglich zu machen, um das Entfernen des verfestigten Steigers zu erleichtern. Die Verdickung der Basis auf der Außenseite der Lippe 17 bei 51 schafft einen Ausgleich für die Verringerung der Festigkeit des Brechkernes, die sich sonst aus der geringeren Dicke der Basis innerhalb der Lippe 17 bei 50 ergeben würde.

Fig. 4 zeigt den Fall, bei welchem eine Steigerhülse nicht verwendet wird. Der Brechkern 12 hat eine äußere aufrechtstehende Umfangslippe 17, die direkt mit der Innenfläche eines zylindrischen Steigerhohlraumes im Eingriff steht, der in dem Formsand 20 gebildet ist.

Bei einer weiteren Abwandlung des Brechkernes, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist, befindet sich die Lippe 17 an der Außenkante der Basis 35 des Brechkernes 12, und die Lippe 17 steht mit der Außenwand 52 der Steigerhülse 10 im Eingriff.

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Bei einer noch weiteren Abwandlung des Brechkernes 12, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist, weist die Basis 35 des Brechkernes 12 eine Ausnehmung 53 für Aufnahme eines Vorsprunges 54 auf, der sich vom unteren Ende der Steigerhülse IO erstreckt.

Der Brechkern 12 gemäß der Erfindung ist "besonders geeignet zur Verwendung mit Blindsteigerhülsen oder gewölbten Steigerhülsen, die so bezeichnet sind, weil sie an ihrem obe ren Ende durch eine einheitliche oder einstückige obere Abdeckung verschlossen sind, dfe üblicherweise gewölbte oder domartige Gestalt hat. Ein Zusammenbau einer solchen gewölbten Steigerhülse mit einem Brechkern ist in Pig. 9 im Schnitt dargestellt. Eine gewölbte Steigerhülse 16 paßt auf einen Brechkern 61 durch Eingriff ihres Innenumfanges mit acht keilförmigen Vorsprüngen 62, die an der Außenfläche einer aufrechtstehenden zylindrischen Lippe 63 angeordnet sind.

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Claims

Patentansprüche

1. Brechkern für eine Gießform mit einer Basis, die eine Öffnung aufweist^ dadurch gekennzeichnet, daß an der Basis (35) eine Einrichtung (17) vorgesehen ist, die für Reibungseingriff mit einer Auskleidungshülse (10) eines Grießsteigers oder mit einem Gießsteigerhohlraura gestaltet ist, um den Brechkern (12) relativ zu der Hülse oder zu dem Hohlraum anzuordnen.

2. Brechkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für den Reibungseingriff eine aufrechtstehende Lippe (17) ist, die mit der Basis (35) einheitlich bzw. einstückig verbunden ist.

3. Brechkern nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche der Lippe (17) von der Baas (35) weg nach innen konisch schräg verläuft.

4. Brechkern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschrägung im Bereich von 1 zu 6 bis 1 zu 10 liegt.

5. Brechkern nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (35) eine Ausnehmung (40) zur Aufnahme eines Teiles einer Auskleidungshülse (10) eines Gießsteigers aufweist.

6. Brechkern nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (40) in der Basis (35) zwischen der Aussenkante der Lippe (17) und der Außenkante der Basis angeordnet ist.

7. Brechkern nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe (63) eine Mehrzahl von Yorsprüngen (62) trägt, die mit der Flache der Steigerausklei-

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dungshülse oder des Steigerhohlraumes in Eingriff treten und sie erfassen.können.

8. Brechkern nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aufrechtstehende Lippe (17) durch eine ringförmige Schulter im Abstand von der Außenkante der Basis (35) des Brechkernes (12) angeordnet ist.

9. Brechkern nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (35) des Brechkernes (12) außerhalb der Lippe (17) dicker (bei 51) als innerhalb der Lippe (bei 50) ist.

10. Brechkern nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Lippe (17) sich nach unten in einem im Schnitt sanften Bogen zur oberen Flächen der Basis (35) erstreckt und an einer Wand endet, welche die Öffnung (14) in der Basis bestimmt.

11. Brechkern nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aufrechtstehende Lippe (17) sich an der Außenkante der Basis (35) befindet (Fig. 4).

12. Brechkern nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er aus gebundenem teilchenförmigen» feuerfestem Material gebildet ist.

13. Brechkern nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er aus gebundenen anorganischen feuerfesten Pasern gebildet ist.

14. Brechkern nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem gebundenen Gemisch aus anorganischen feuerfesten Pasern und teilchenförmigem feuerfestem Material gebildet ist.

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15. Brechkern nach einem der Ansprüche 1 "bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß seine Lippe (17 "bzw. 63) in Reibungseingriff mit dem unteren Ende einer Steigerhülse (10) steht.

16. Brechkern nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Hülse (10) mit einer Ausnehmung (40) in der Basis (35) des Brechkernes im Eingriff steht.

17. Brechkern nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgeformte obere Abdeckung an dem vom Brechkern (12) entfernt liegenden_vEnde der Steigerhülse (10) vorgesehen ist.

18. Brechkern nach Anspruch 15 oder 16,· dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidungshülse für den Gießsteiger an ihrem oberen Ende durch einen einheitlich oder einstückig vorgesehenen Deckel verschlossen ist.

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