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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines einen ge-
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krümmten Speiserk anal aufweisenden Speisereins atzes, insbesondere
Seitenspeisereinsatzes, aus exothermer und/oder isolierender Formmasse zum Ansetzen
an eine Gießform, wonach die Formmasse in eine teilbare Speiserform mit einem entsprechenden
Formbett und Formkern eingebracht und anschließend der fertige Speisereinsatz entformt
wird.
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In Gießereibetrieben werden zur Ergänzung des durch die Erstarrung
des Gießmetalls infolge Schrumpfung entstehenden Materialdefizites Speisereinsätze
oder Naturspeiser oder Kombinationen davon an horizontalen Flächen der späteren
Gußstücke in die Gießform eingebracht.
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Um diese Speisereinsätze bzw. Naturspeiser möglichst wirtschaftlich
anzuwenden, ist man bemüht, das Wärmegefälle zwischen dem entstehenden Speiser und
Gußstück zu erhöhen und damit das zur Dichtspeisung des Guß stückes notwendige Speiservolumen
zu reduzieren. Man versucht das durch eine größtmögliche Ummantelung der Speiseroberfläche
mit Speisereinsätzen aus exothermen und/oder isolierenden Materialien zu erreichen.
Die häufig komplizierten Gußstück-Konstruktionen erfordern die Verwendung solcher
Speiser auch an vertikalen Flächen der entstehenden Gußstücke. Aus formtechnischen
Gründen ist in solchen Fällen jedoch die vollständige Ummantelung des Speisers mit
Hilfe eines entsprechenden Speisereinsatzes nur begrenzt möglich. Daher hilft n-!an
sich beispielsweise damit, im Unterteil der Gießform einen Naturspeiser ohne Ummantelung
auszubilden und in das Oberteil der Gießform einen kappenförmigen Speisereinsatz
einzusetzen. Will man auch den unteren Speiserteil ummanteln, so verlangt das die
Vorfertigung mehrerer Speisereinsatzteile, die zusammengeklebt oder ohne feste Verbindung
in die
Gießform eingesetzt werden müssen. Geklebte Speisereinsätze
sind jedoch infolge hoher Gasentwicklung bei der Füllung der Gießform von Nachteil,
während ungeklebte Speisereinsätze infolge Gratbildung in ihren Teilungsbereichen
zu erheblichen Wärmeverlusten führen. Gerade das muß jedoch zur Aufrechterhaltung
der Speiserfunktion vermieden werden, da zur Vermeidung von Lunkerbildung Schmelze
in die Gießform nachfließen können muß. Ein weiterer Nachteil solcher, aus mehreren
Teilen bestehender oder zusammengesetzter Speisereinsätze ist in ihrer fehlenden
Maßgenauigkeit bei Verwendung in Hochdruckformanlagen zu sehen, da derartige Speisereinsätze
in die fertige, hochverdichtet Gießform nachträglich allenfalls mit erheblichen
Schwierigkeiten eingesetzt werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
beschriebenen Art anzugeben, wonach sich ein Speisereinsatz und insbesondere Seitenspeisereinsatz
mit gekrümmtem Speiserkanal für die vollständige Ummantelung des betreffenden Speisers
einwandfrei und mit hoher Maßgenauigkeit herstellen läßt. Ferner soll eine Speiserform
geschaffen werden, die zur Herstellung eines solchen Speisereinsatzes besonders
geeignet ist.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren
dadurch, daß der Speisereinsatz aus einem Stück geformt und der einteilige bzw.
einstückige Speisereinsatz beschädigungsfrei von dem mit einer abzugsfähigen Krümmung
ausgebildeten Formkern nach dem Öffnen der Speiserform abgezogen wird. Nach bevorzugter
Ausführungsform der Erfindung wird der Speisereinsatz mit einem im Krümmungsbereich
größeren
Speiserkanalquerschnitt als in seinen Endbereichen geformt
und aus einer Formmasse folgender Zusammensetzung hergestellt: a) Metallische Einsatzstoffe
in Pulverform und als Späne oder andere leicht oxidierbare Verbindungen wie Calciumsilicium,
Aluminium, AG 10 - 30 % b) Sauerstoffträger wie Nitrate, Sulfate, Oxide, z. B.
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NaN03, Fe 5 - 20 % c) Zusatzstoffe wie Calciumfluorid, Alkalifluoride,
Kryolith oder andere Fluoride 1 - 6 % d) Bindemittel (anorganische oder organische)
wie Sulfitlaugen, Ton, Melasse, Wasserglas et. 1 - 7 % e) feuerfeste Füllstoffe
wie Quarz, Schamotte, Magnesit etc.
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Rest.
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Besteht der Speisereinsatz aus einer exothermen Formmasse der vorstehend
aufgeführten Zusammensetzung, so kann ein Teil der feuerfesten Füllstoffe durch
Leichtstoffe ersetzt sein, um die Dichte des Einsatzes zu reduzieren. Dabei können
Leichtstoffe wie Reisschalen, Diathomeenerde oder organische und anorganische Fasern
wie Zelluloseschnitzel, Silikatfasern oder dergleichen eingesetzt werden. Zweckmäßig
wird der Speisereinsatz aus einer isolierenden Formmasse hergestellt, die eine niedrige
Dichte besitzt. Solche Massen enthalten mineralische Leichtstoffe
wie
kalzinierte Reisschalen, Diathomeenerde, anorganische und organische Fasern oder
ein durch Schaum erzeugtes, mit Gas gefülltes Porenvolumen sowie andere feuerfeste
Füllstoffe.
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Der nach Lehre der Erfindung hergestellte Speisereinsatz zeichnet
sich dadurch aus, daß jede Inhomogenität und jede Oberflächendeformation vermieden
wird. Durch die Verwendung eines speziellen Formkerns und das gleitende Ausziehen
dieses dornartigen Formkerns aus dem entstehenden Speisereinsatz erfolgt eine zusätzliche
Verdichtung und Glättung der inneren Oberfläche im Speisereinsatz. Überraschenderweise
zeichnet sich der erfindungsgemäß hergestellte Speisereinsatz durch ein gleichmäßiges,
bisher nicht erreichbares Absinken des Gießmetallspiegels im eigentlichen Speiser
aus, wobei die Aussaugung deutlich höher als bei den bekannten Speisereinsätzen
liegt. Dieser Effekt ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß der erfindungsgemäße
Speisereinsatz im Bereich seiner Krümmung einen größeren Speiserkanalquerschnitt
als in seinen Endbereichen aufweist, wobei der größere Speiserkanalquerschnitt zugleich
das gleitende Ausziehen des Formkerns aus dem entstehenden Speisereinsatz derart
ermöglicht, daß ein einteiliger, beschädigungsfreier Speisereinsatz und selbstgekrümmter
Seitenspeisereinsatz entsteht. Weiter muß überraschen, daß selbst das Gußgefüge
im Speiserbereich keine Inhomogenität aufweist. - Der nach Lehre der Erfindung hergestellte
Speisereinsatz kann bei horizontalen ebenso wie bei vertikalen Formverfahren eingesetzt
werden. Seine Maßgenauigkeit entspricht normalen Kernen. Da der Speisereinsatz aus
exothermer und/ oder isolierender Formmasse besteht, also der betreffende Speiser
von einer solchen Formmasse umgeben ist, lassen sich ähnlich gute Speisungsmöglichkeiten
wie
bei direkt auf das entstehende Guß stück aufgesetzten Speisereinsätzen erreichen.
Besondere Vorteile bringt der einteilige Speiser- und insbesondere Seitenspeisereinsatz
bei dem sogenannten Vollformverfahren, da er sich an praktisch sämtlichen kritischen
und lunkeranfälligen Stellen einsetzen läßt. Durch eine der Gußstückkontur angepaßte
Form kann der erfindungsgemäße Seitenspeisereinsatz auch an runden Gußstückpartien
problemlos angesetzt werden.
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Ferner kann der erfindungsgemäße Speisereinsatz mit normalen Brechkernen
oder Spezial-Trennkernen mit kleinem Durchgang bestückt werden, wodurch sich die
Putzkosten enorm reduzieren lassen. Endlich ist von Vorteil, daß der erfindungsgemäße
Speisereinsatz aufgrund der speziellen Formmasse nicht zerfällt, vielmehr am Speiser
bzw. Steiger bleibt, wodurch Verunreinigungen des Sandsystems vermieden werden.
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Grundsätzlich ist es möglich, den erfindungsgemäßen Speisereinsatz
auch für Mehrfach-Speiser herzustellen.
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Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignete
Speiserform, mit unter Bildung eines Formbettes und sich einer an das Formbett anschließenden
Einschußöffnung für die Formmasse zusammensetzbaren Formteilen sowie mit einem in
das Forrrrbett einsetzbaren Formkern ist dadurch gekennzeichnet, daß der Formkern
als gekrümmter Kern mit vorgegebenen Krümmungsradien ausgebildet ist.
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Nach einem Vorschlag der Erfindung mit selbständiger Bedeutung ist
vorgesehen, daß der im 900-Winkel gekrümmte Formkern auf seiner Krümmungsinnenseite
eine durch einen verhältnismäßig kleinen gleichbleibenden Radius vorgegebene gleichmäßige
Krümmung und auf seiner Krümmungsaußenseite eine ungleichmäßige Krümmung aufweist,
die hinter
bzw. oberhalb des Schnittpunktes rechtwinklig zueinander
verlaufender und von den Kernen den ausgehender Mittellinien von einem durch einen
verhältnismäßig großen Radius vorgegebenen Bogen in eine gerade Flanke übergeht,
die parallel zu der zugehörigen Mittellinie verläuft. Dadurch wird eine Vergrößerung
des Speiserkanalquerschnittes im Krümmungsbereich des Speiserkanals erreicht, welche
nicht nur das gleichmäßige Absinken des Gießmetallspiegels im Speiser mit optimierter
Aussaugung gewährleistet, sondern auch das einwandfreie Ziehen des Formkernes nach
dem Einschießen und Aushärten der Formmasse in dem Formbett.
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Im folgenden ird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 im schematischen Vertikalschnitt
eine Form mit Formkern zur erfindungsgemäßen Herstellung eines Speisereinsatzes,
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Speisereinsatz und Fig.
3 in schematischer Darstellung den Einsatz eines erfindungsgemäßen Seitenspeisereinsatzes
in einer Gießform.
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In den Figuren ist eine Speiserform zum Herstellen eines einen gekrümmten
Speiserkanal aufweisenden Speisereins atzes 1, insbesondere Seitenspeisereins atzes,
aus exothermer und/oder isolierender Formmasse zum Ansetzen an eine Gießform dargestellt.
Diese Speiserform weist unter
Bildung eines Formbettes 2 und sich
einer an das Formbett 2 anschließenden Einschußöffnung 3 für die Formmasse zusammensetzbare
Formteile 4, 4a sowie einen in das Formbett 2 einsetzbaren Formkern 5 auf. Der Formkern
5 ist als gekrümmter Kern mit vorgegebenen Krümmungsradien ausgebildet. Der im 900-Winkel
gekrümmte Formkern 5 weist auf seiner Krümmungsinnenseite eine durch einen verhältnismäßig
kleinen gleichbleibenden Radius R vorgegebene gleichmäßige Krümmung und auf seiner
Krümmungsaußenseite eine ungleichmäßige Krümmung auf, die hinter bzw. oberhalb des
Schnittpunktes rechtwinklig zueinander verlaufender und von den Kernenden ausgehender
Mittellinien von einem durch einen verhältnismäßig großen Radius R vorgegebenen
Bogen in eine gerade Flanke 6 übergeht. Die gerade Flanke 6 verläuft parallel zu
der zugehörigen Mittellinie. Dadurch läßt sich der Speisereinsatz 1 aus einem Stück
formen, wobei der einteilige Speisereinsatz 1 beschädigungsfrei von dem mit abzugsfähiger
Krümmung ausgebildeten Formkern 5 nach dem Öffnen der Speiserform abgezogen wird.
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Für die Gebrauchsmusterhilfsanmeldung: Der mit einem gekrümmten Speiserkanal
7 hergestellte Speisereinsatz 1 ist als einstückiger Einsatz ausgebildet. Der Speiserkanal
7 ist im 900-Winkel gekrümmt und weist im Bereich seiner Krümmung einen größeren
Querschnitt Q als in seinen Endbereichen auf. Entsprechend dem Formkern 5 gilt,
daß der Speiserkanal 7 auf seiner Krümmungsinnenseite eine durch einen kleinen gleichbleibenden
Radius R vorgegebene gleichmäßige Krümmung und auf seiner Krümmungsaußenseite eine
ungleichmäßige
Krümmung aufweist, die hinter bzw. oberhalb des
Schnittpunktes rechtwinklig zueinander verlaufender, von den Kanalenden ausgehender
Mittellinien von einem durch einen großen Radius R1 vorgegebenen Bogen in eine gerade
Flanke 6 übergeht, die parallel zu der zugehörigen Mittellinie verläuft. Der Speisereinsatz
1 kann ferner auf seiner der Krümmungsaußenseite zugeordneten Außenseite abgestufte
Stützflächen 8 aufweisen, die das Einsetzen in die Gießform 9 erleichtem.