DE2907301A1 - Blind riser for foundry sand moulds - where top of riser contains several cores permeable to gas, so ambient air can exert pressure on molten metal in riser - Google Patents

Blind riser for foundry sand moulds - where top of riser contains several cores permeable to gas, so ambient air can exert pressure on molten metal in riser

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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/08—Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • B22C9/088—Feeder heads

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

Abstract

The riser cavity is formed by an inverted hollow cup embedded in the sand, the bottom end of the cup being in direct contact with the mould cavity which is to be filled by molten metal; and the cup contains several cores, which are located next to each other and are permeable to gas. The outer surface of the cup is pref. covered by a thermally insulating sheath made esp. of a foamed plastic; and the top end of the cup is pref. provided with a circular row of cores permeable to gas, esp. five core arranged in a single plane. The hollow cup is pref. made by shell moulding using resin bonded sand. The permeable cores permit the atmos. air pressure to work on the riser, thus eliminating the need to use exothermic materials on the top of the metal in the riser.

Description

"Geschlossener Speiser für Gießformen"Closed feeder for casting molds

Die Erfindung betrifft einen geschlossenen Speiser für Gußformen in Gestalt eines Hohlkörpers, der im Formsand eingebettet und mit einem gasdurchlässigen Kern versehen und zum Formhohlraum offen ist.The invention relates to a closed feeder for molds in Shape of a hollow body, which is embedded in the molding sand and with a gas-permeable Core provided and is open to the mold cavity.

Bisherige Speiser haben nur einen gasdurchlässigen Kern.Previous feeders only had a gas-permeable core.

Dieser gasdurchlässige Kern, der auch als Williamskern bezeichnet wird, hat die Aufgabe, nach der Füllung des Speisers, der durch den Speiserhohlraum gebildet ist, diesen oben offen zu halten und zu verhindern, daß sich mit der Erstarrung der Schmelze eine geschlossene Wandkruste bildet. Der gasdurchlässige Kern soll somit den Speiser oben offen halten, damit der atmosphärische Druck auf die Schmelze einwirkt.This gas-permeable core, also known as the Williams core designated has the task of filling the feeder through the feeder cavity is formed to keep this open at the top and to prevent it from solidifying the melt forms a closed wall crust. The gas-permeable core should thus keep the feeder open at the top, so that the atmospheric pressure on the melt acts.

In den letzten Jahren haben Speiser mit einem vorbeschriebenen gasdurchlässigen Kern erheblich an Bedeutung verloren, weil deren Speisungsvermögen nicht als ausreichend angesehen wird. Vorgeschlagen werden Hülsen oder als Kappen ausgebildete Hohlkörper mit oberer geschlossener Wandung aus unter dem Einfluß der Schmelze exotherm reagierenden Stoffen, die das in dem Speiser nach dessen Füllung vorhandene Metall zusätzlich erhitzen, damit bei der Erstarrung des Guß stückes die Schmelze im Speiser eine größere Hitze hat. Die Wirkung der exotherm reagierenden Speisereinsätze ist in der Fachwelt unbestritten, so daß immer mehr Gießereien dazu übergehen, solche exotherm reagierenden Kappen zu verwenden. Die Kappen aus exotherm reagierenden Stoffen sind vergleichsweise teuer. Sie sind aber auch empfindlich in ihrer Anwendung, da die Zusammensetzung der exotherm reagierenden Partikel genau abgestimmt sein muß, weil sonst die Gefahr einer zu starken exothermen Reaktion in Verbindung mit einer Explosion zu befürchten ist. Auch müssen die exotherm reagierenden Stoffe gegen Feuchtigkeit unempfindlich sein, weil sie sonst nicht ausreichend oder zum rechten Zeitpunkt exotherm reagieren.In recent years, feeders with a prescribed gas-permeable Core lost significantly in importance because their feeding capacity is not considered sufficient is seen. Sleeves or hollow bodies designed as caps are proposed with an upper closed wall made of exothermic reacting under the influence of the melt Substances that add to the metal present in the feeder after it has been filled heat so that the melt in the feeder when the casting solidifies has greater heat. The effect of the exothermic reacting feeder inserts is in undisputed by experts, so that more and more foundries are turning to such exothermic use responsive caps. The caps are made of exothermic substances comparatively expensive. But they are also sensitive in their application, since the Composition of the exothermic reacting particles must be precisely matched because otherwise there is a risk of excessive exotherm Reaction in connection an explosion is to be feared. The exothermic reacting substances must also to be insensitive to moisture, because otherwise it is insufficient or for react exothermically at the right time.

Da die exotherme Reaktion auch mit einer starken Gasentwicklung verbunden ist, treten vielfach Mängel auf.Since the exothermic reaction is also associated with a strong evolution of gas defects often occur.

Obwohl die Fachwelt der Auffassung ist, daß die größte Wirkung des Speisers erreicht wird, sofern dieser durch eine exotherme reagierende Ummantelung aufgeheizt wird und eine reine Isolation des Speisers lediglich für größere Durchmesser von Speisern sinnvoll ist, geht die vorliegende Erfindung von der Aufgabe aus, auch für kleinere Speiser, bei denen bisher zur Erreichung Speiserwirkung ausschließlich exotherm reagierende Speisereinsätze vorgeschlagen wurden, eine isolierende oder kalte Speisung vorzusehen, damit die bei einer exothermen Reakticn unvermeidlichen Gasbildungen und auch in vielen Fällen vorhandene Explosionen vermieden werden. Zugleich soll der Speiser so aufgebaut sein, daß er eine stets gleichbleibende Wirkung gewährleistet, und somit vermieden werden soll, daß durch genaue stöchiometrische Abstimmung der Komponenten eine bestimmte Reaktion erreicht wird.Although experts believe that the greatest effect of the Speiser is achieved, provided that this is achieved by an exothermic reactive coating is heated and a pure insulation of the feeder only for larger diameters of feeders is useful, the present invention is based on the task, too for smaller feeders, where previously to achieve feeder effect exclusively Exothermic feeder inserts have been suggested, an insulating or cold feed to be provided so that the unavoidable in the event of an exothermic reaction Gas formation and, in many cases, existing explosions can be avoided. At the same time, the feeder should be constructed in such a way that it always has a constant effect guaranteed, and thus should be avoided by precise stoichiometric Matching the components a certain reaction is achieved.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem geschlossenen Speiser für Gießformen in Gestalt eines Hohlkörpers, der im Formsand eingebettet mit einem gasdurchlässigen Kern versehen ist und zum Formhohlraum offen ist, erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Hohlkörper mit mehreren nebeneinander angeordneten gasdurchlässigen Kernen versehen ist.To solve this problem, a closed feeder for Casting molds in the form of a hollow body, which is embedded in the molding sand with a gas-permeable Core is provided and is open to the mold cavity, proposed according to the invention, that the hollow body with several adjacent gas-permeable cores is provided.

Die Erfindung geht von der überraschenden Erkenntnis aus, daß ein einziger gasdurchlässiger Kern nicht lediglich den Speiser oben offen hält und einen atmosphärischen Druck auf die Schmelze zuläßt, sondern daß weitere Kräfte wirksam sind, die sich jedoch bei der Anordnung nur eines einzigen gasdurchlässigen Kerns nicht auswirken. Der atmosphärische Druck von 1 bar, der auf eine Schmelze wirkt, ist so gering, daß er praktisch nicht von Bedeutung ist. Es wurde aber erkannt, daß mehrere nebeneinander angeordnete gasdurchlässige Kerne einen auf großer Fläche bemessenen Druck ausüb en, so daß, ohne die in dem Speiser befindliche Schmelze zusätzlich zu erhitzen, diese in Richtung zu dem zu speisenden Gußstück stark heruntergedrückt wird. Seit etwa 40 Jahren werden Speiser mit einem einzigen gasdurchlässigen Kern versehen, weil die Fachwelt der Auffassung ist, daß durch Offenhaltung des Speisers an einer Stelle sich der atmosphärische Druck ausreichend auswirke. Es ist daher überraschend, daß mehrere nebeneinander angeordnete gasdurchlässige Kerne eine erhöhte Wirkung haben.The invention is based on the surprising finding that a single gas-permeable core not only keeps the feeder open at the top and one atmospheric pressure on the melt allows, but that more forces are effective are, however, when only a single gas-permeable core is arranged not affect. The atmospheric pressure of 1 bar that acts on a melt, is so small that it is practically irrelevant. But it was recognized that several gas-permeable cores arranged next to one another cover a large area measured pressure exert, so that without the melt in the feeder in addition to heating, this strongly depressed in the direction of the casting to be fed will. For around 40 years, feeders have been made with a single gas-permeable core provided because experts believe that by keeping the feeder open At one point the atmospheric pressure is sufficient impact. It is therefore surprising that several gas-permeable ones arranged next to one another Cores have an increased effect.

Die erfindungsgemäße Lösung, nebeneinander mehrere gasdurchlässige Kerne vorzusehen, ist besonders vorteilhaft in Verbindung mit der Maßnahme, daß der den Speiser bildende Körper außen mit einer Isolation, insbesondere in Gestalt einer Umhüllung aus Schaumkunststoff, umgeben ist. Dadurch bleibt die Schmelze innerhalb des Speisers lange flüssig. In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß der Speiser zylindrischer Gestalt in einer oberen Deckelfläche neben dem an sich bekannten mittigen gasdurchlässigen Kern die weiteren gasdurchlässigen Kerne auf einer Kreislinie angeordnet aufweist. Besonders vorteilhaft sind insgesamt fünf gasdurchlässige Kerne vorhanden. In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daB die gasdurchlässigen Kerne sowie der Deckel und der Zylindermantel des Speisers einstückig sind. Dies wird vorteilhaft gewährleistet, sofern der Speiser aus einem durch Kunstharz gebundenen Sand, insbesondere einem Croning-Sand besteht, der seine Festigkeit durch Erhitzung erhalten hat.The solution according to the invention, next to each other several gas-permeable Providing cores is particularly advantageous in connection with the measure that the body forming the feeder has an insulation outside, in particular in shape a cover made of foam plastic, is surrounded. This keeps the melt inside of the feeder for a long time. In a further embodiment according to the invention, it is proposed that that the feeder cylindrical shape in an upper cover surface next to the known central gas-permeable core, the further gas-permeable cores having arranged on a circular line. A total of five are particularly advantageous gas-permeable cores present. In a further embodiment according to the invention suggested that the gas-permeable cores as well as the cover and the cylinder jacket of the feeder are in one piece. This is advantageously ensured, provided the feeder consists of a sand bound by synthetic resin, in particular a croning sand, which has obtained its strength through heating.

Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorschlag geht dahin, daß zwischen den gasdurchlässigen Kernen Trennwände vorhanden sind.Another proposal according to the invention is that between the gas-permeable cores have partition walls.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is shown in the drawing using an exemplary embodiment explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 eine Gießform mit einem Speiser, Fig. 2 einen Speiser erfindungsgemäßer Ausbildung in einem vertikalen Schnitt, Fig. 3 den Speiser nach Fig. 2 in der Ansicht von unten und in Pfeilrichtung III.The figures show: FIG. 1 a casting mold with a feeder, FIG. 2 a feeder embodiment according to the invention in a vertical section, Fig. 3 according to the feeder Fig. 2 in the view from below and in the direction of arrow III.

Nach Fig. 1 besteht die Gießform aus dem Unterkasten 10 und dem Oberkasten 11. Der Formhohlraum 12, umgeben von dem Formsand 13a im Oberkasten und Formsand 13b im Unterkasten 10 hat oben den Speiser 14 in Gestalt eines im Formsand 13a eingebetteten Einsatzes, der auch einen gasdurchlässigen Kern 15, der in der Praxis als Williamskern bezeichnet wird, aufweist. Das Metall wird in den Formhohlraum 11 und den Speiser 14 über den Gießlauf 16 eingeleitet.According to Fig. 1, the mold consists of the lower box 10 and the upper box 11. The mold cavity 12, surrounded by the molding sand 13a in the upper box and molding sand 13b in the lower box 10 has the feeder 14 at the top in the form of one embedded in the molding sand 13a Insert, which also has a gas-permeable core 15, which in practice is called a Williams core is referred to, has. The metal is in the mold cavity 11 and the feeder 14 initiated via the pouring runner 16.

Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Körper 14 zur Bildung des Speisers mehrere gasdurchlässige Kerne 15, 15a, 15b hat. Weiterhin ist der Körper 14 - vorzugsweise aus einem mit Kunstharz umhüllten Sand nach dem Croning-Verfahren hergestellt - mit einer Kappe 16 aus Schaumkunststoff oder dergl. isolierendem Material umgeben, damit eine Isolation vorhanden ist. Wenn auch der Schaumkunststoff unter aer Einwirkung der in den Speiserhohlraum 17 einfließenden Schmelze vergast, so gibt er doch einen Luftspalt zwischen Speiser 14 und Formstoff 13a, der der Isolation dient und somit der vorzeitigen Erkaltung der Schmelze im Speiser entgegenwirkt.According to the invention it is proposed that the body 14 to form of the feeder has several gas-permeable cores 15, 15a, 15b. Furthermore is the body 14 - preferably from a sand covered with synthetic resin after Croning process produced - with a cap 16 made of foam plastic or the like. surrounded by insulating material so that there is insulation. Even if the Foam plastic under the action of the flowing into the feeder cavity 17 If the melt is gasified, there is an air gap between the feeder 14 and the molding material 13a, which is used for insulation and thus the premature cooling of the melt in the Speiser counteracts.

Der Speiser 14 hat an seinem zum Formhohlraum gerichteten Ende einen verstärkten Rand 17, der flanschartig nach außen vorsteht und mit einer Anschlagfläche 18 für den Schaumkunststoffkörper 16 versehen ist.The feeder 14 has one at its end facing the mold cavity reinforced edge 17, which protrudes like a flange to the outside and with a stop surface 18 is provided for the foam plastic body 16.

Fig. 3 zeigt in Unteransicht die Anordnung von insgesamt fünf gasdurchlässigen, mit der Deckelfläche 19 des Speiserkörpers 14 einstückigen gasdurchlässigen Kernen 15, 15a bis 15d. Auch sind zwischen den gasdurchlässigen Kernen einstückige Trennwände 21, 21a, 21b und 21c vorhanden, die von der zylindrischen Innenwandung ausgehen, bis zur Mitte des Speisers reichen und eine durchschnittliche Tiefe haben, die größer ist als die Tiefe der Kerne.Fig. 3 shows in a view from below the arrangement of a total of five gas-permeable, with the cover surface 19 of the feeder body 14 one-piece gas-permeable cores 15, 15a to 15d. There are also integral partitions between the gas-permeable cores 21, 21a, 21b and 21c, which extend from the cylindrical inner wall, reach to the middle of the riser and have an average depth that is greater is than the depth of the kernels.

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Claims (8)

Patentansprüche 1. Geschlossener Speiser für Gießformen in Gestalt eines Hohlkörpers, der im Formsand eingebettet und mit einem gasdurchlässigen Kern versehen ist und zum Formhohlraum offen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Hohlkörper mit mehreren nebeneinander angeordneten gasdurchlässigen Kernen versehen ist.Claims 1. Closed feeder for casting molds in the form a hollow body, which is embedded in the molding sand and with a gas-permeable core is provided and is open to the mold cavity, d u r c h g e k e n n n z e i c h -n e t that the hollow body is permeable to several gas-permeable elements arranged next to one another Cores is provided. 2. Speiser nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß er außen mit einer Isolation, insbesondere in Gestalt einer Umhüllung aus Schaumkunststoff umgeben ist.2. Feeder according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that it has an insulation on the outside, in particular in the form of a cover is surrounded by foam plastic. 3. Speiser nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er von zylindrischer Gestalt mit einer oberen Deckelfläche einen an sich bekannten mittigen gasdurchlässigen Kern und mehrere, auf einer Kreislinie angeordnete gasdurchlässige Kerne aufweist.3. Feeder according to claims 1 and 2, d a d u r c h g e k e n n indicates that it is cylindrical in shape with an upper lid surface a central gas-permeable core known per se and several on a circular line having arranged gas-permeable cores. 4. Speiser nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß insgesamt fünf gasdurchlässige Kerne in einer Ebene vorhanden sind.4. Feeder according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a total of five gas-permeable cores are present in one plane. 5. Speiser nach den Ansprechen 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die gasdurchmassigen Kerne mit der Decke und dem Zylindermantel des Speisers einstückig sind.5. Feeders according to responses 1 to 4, which are not available it is clear that the gas-permeable cores with the ceiling and the cylinder jacket of the feeder are in one piece. 6. Speiser nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß zwischen den gasdurchlässigen Kernen mit dem Zylindermantel und dessen Deckel einstückige Trennwände vorhanden sind.6. Feeder according to claim 1 and one or more of claims 2 to 5, d a d u r c h e k e n n -z e i c h n e t that between the gas-permeable Cores with the cylinder jacket and its cover integral partitions are available are. 7. Speiser nach den Ansprüchen 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er aus einem kunstharz gebundenen, insbesondere schweißgebundenen Sand besteht.7. Feeder according to claims 1 to 6, d a d u r c h g e k e n n I do not know that it is made of a synthetic resin bonded, in particular welded, bonded Sand is made. 8. Speiser nach den Ansprüchen 1 bis 7, d a durch g e k e n n z e i c h n e t , daß z-wischen den Kernen 15 Trennwände 21 vorhanden sind.8. Feeder according to claims 1 to 7, d a through g e k e n n z e i c h n e t that z-between the cores 15 partition walls 21 are present.
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