DE8418690U1

DE8418690U1 - Brechkern für Speiser von Aluminium-Gußstücken

Info

Publication number: DE8418690U1
Application number: DE19848418690
Authority: DE
Original assignee: Chemex GmbH
Current assignee: Chemex GmbH
Priority date: 1984-06-18
Filing date: 1984-06-18
Publication date: 1985-10-03

Description

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Brechkern für Speiser von metallischen Gußstücken

In der Gießereitechnik ist es häufig notwendig, in den ,]

Gießformen zusätzliche, meistens als "Speiser" bezeichnete Reser- \

voire anzuordnen, die sieh beim Gießvorgang mit der Schmelze fül- I

len und beim Erstarrungsvorgang die im Gußstück auftretenden Vo- <

lumendefizite ausgleichen, um eine Lunkerbildung im Gußstück zu ;; verhindern. Dazu müssen die Speiser so beschaffen sein, daß die

darin befindliche Schmelze später als das Gußstück erstarrt, da- ft

mit während des Erstarrungsvorgangs ein Materialtransport zum
Gußstück hin stattfinden kann, d.h. das Gußstück dicht gespeist
wird.

Nach der Erstarrung bleiben die Speiser mit dem Gußstück
verbunden und müssen anschließend abgetrennt werden. Das ist normalerweise ein sehr zeit- und arbeitsaufwendiger Vorgang, denn \i. der Speiserhals (das ist der Übergangsbereich zwischen dem Speiser '■); und dem Gußstück) besitzt im allgemeinen einen so großen Quer- 4 schnitt, daß ein Speiser normalerweise nicht oder nicht ohne Ge- & fahr einer Beschädigung des Gußstückes vom Gußstück abgebrochen
werden kann. Somit ist ein Abtrennen der Speiser durch Sägen oder ! entsprechende Trennverfahren erforderlich, und es muß auch ein '-entsprechend großer Flächenbereich des Gußstückes entgratet und ;i nachgeschliffen oder sonstwie nachgeglättet werden. !

Es ist bekannt, im Speiserhals einen sogenannten Brechkern (auch als Einschnürkern bezeichnet) einzusetzen. Dieser
Brechkern ist im Prinzip eine mit einer Öffnung versehene Scheibe, die den Querschnitt des Speiserhalses so weit verengt, daß
zwar noch eine ausreichende Speisung des Gußstückes gewährleistet '-bleibt, nach der Erstarrung aber ein verkleinerter Verbindungssteg zwischen Speiser und Gußstück verbleibt, der eine Sollbruchstelle bildet und ein Abbrechen des Speisers ermöglicht. Dadurch t"'

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wird nicht nur das Abtrennen der Speiser wesentlich vereinfacht, sondern auch der Aufwand für das Glätten der Gußstück-Oberfläche verringert.

Derartige Brechkerne haben sich beispielsweise für den Eisenguß sehr gut bewährt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß sie für das Gießen von Aluminium und dessen Legierungen (nachfolgend kurz als "Aluminium" bezeichnet) nicht eingesetzt werden können, weil sie, bedingt durch das Erstarrungsverhalten des Aluminiums, die Dichtspeisung des Gußstückes behindern. Deswegen ist man bisher beim Aluminiumguß zur Sicherung der Dichtspeisung nach wie vor auf verhältnismäßig große Steigerhals-Querschnitte angewiesen, und somit auch auf ein Absägen der Speiser mit anschließender Nachbearbeitung einer großflächigen Schnittstelle.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, der Gießereitechnik einen für den Aluminiumguß geeigneten, aber auch für andere Metalle einsetzbaren Brechkern zur Verfügung zu stellen, der ein einfaches Abbrechen der Steiger vom Gußstück ermöglicht und zugleich eine ordnungsgemäße Dichtspeisung des Werkstückes gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Brechkern als Gitternetz aus einem gießtemperaturfesten und von der Metallschmelze nicht benetzbaren Material mit einer Maschenweite von 1 bis 8 mm und einer Stegbreite von 0,5 bis 3 mm ausgebildet ist.

Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß ein solches Gitternetz in der Lage ist, im Speiserhals eine Sollbruchstelle zu schaffen, ohne daß es notwendig ist, den Speiserhals, wie es bei den bisher üblichen Brechkernen geschieht, vom Rand her auf einen verringerten Querschnitt einzuschnüren. Durch die nicht vom Metall benetzbaren Stege des Gitternetzes entsteht nämlich beim Erstarren der Schmelze um die Stege herum eine innere Gußoberfläche ähnlich der Oberfläche einer Fehlstelle

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im Gußstück, so daß sich im Speiserhals nur im Bereich der Maschen des Gitternetzes ein zusammenhängendes Gußgefüge ergibt. Diese Ausbildung einer "gewollten Fehlstelle" im Speiserhals entspricht der Wirkung einer Speiserhalsverengung und führt damit zu einer Sollbruchstelle, an der sich die Speiser sehr leicht, z.B. mit einem geringen seitlichen Hammerschlag von dem Gußstück abbrechen lassen. Die entstandenen Bruchstellen sind dabei unterhalb der Stege glatt und in den Zwischenräumen fein gekörnt, sie lassen sich mit nur geringem Aufwand nachbessern.

Die durch die Stege des Gitternetzes bewirkte Querschnittsverengung des Speiserhalses läßt sich durch entsprechende Bemessung der Maschenweiten und Stegbreiten dem jeweiligen Bedarf anpassen, wobei die Maschenweiten und Stegbreiten im allgemeinen so gewählt werden, daß die Querschnittsverengung im Bereich von etwa 40 - 70 % der ursprünglichen Querschnittsfläche des Speiserhalses liegt. Wichtig für den Erfolg der Erfindung ist dabei die Tatsache, daß sich diese Querschnittsverengung praktisch gleichmäßig über die Querschnittsfläche des Speiserhalses verteilt, so daß das Gußstück über den gesamten ursprünglichen Speiserhals-Querschnitt gleichmäßig gespeist werden kann und keine die Speisung behindernden Ecken oder Kanten vorhanden sind. Aufgrund der geringen Masse und damit der geringen Wärmekapazität des Gitternetzes ergibt sich auch keine Behinderung der Speisung durch Wärmeverluste.

Der erfindungsgemäße Brechkern läßt sich für alle Typen von Speisern verwenden, d.h. für Naturspeiser ebenso wie in Verbindung mit Speiser-Umhüllungen beispielsweise in Hülsen-, Kappen- oder Kugelform. Die Speiser können dabei aufgesetzt oder seitlich an das Gußstück angesetzt sein. Bei Speiser-Umhüllungen ist der Brechkern vorzugsweise fest mit der Umhüllung verbunden, z.B. angeklebt oder in die Umhüllung eingeformt. Auch bei Naturspeisern kann es zweckmäßig sein, den Brechkern zur besseren Handhabung und Fixierung in der ^orm noch mit einem dem Umriß des Speiserhalses angepaßten ringförmigen Rand aus Formstoff oder

Isolier-Werkstoff zu versehen.

Das Material des Brechkerns ist an sich beliebig, sofern es die Forderung erfüllt, gießtemperaturfest und von der Schmelze nicht benetzbar zu sein. Bevorzugt sind Gitternetze aus einander kreuzenden Bündeln aus Glasfasern oder Mineralfasern. Ebenso sind aber auch Gitternetze aus anderen Materialien geeig- ^; net, wie z. B. schmelzeabweisend beschichtete Drahtnetze.

Die bevorzugten Gitternetze auo Glasfasern oder Mine-{· - ralfasern haben den zusätzlichen Vorteil einer geringen Wärme-' leitfähigkeit, wodurch Wärmeverluste im Speiserhals-Bereich auf einem Minimum gehalten werden. Andererseits können sie etwas zu weich sein, was insbesondere bei geringen Stegbreiten in Verbindung mit größeren Speiserhals-Querschnitten die Gefahr zur Folge hat, daß sie während des Speisungsvorganges etwas durchhängen und sich nach dem Abbrechen des Speisers eine konkav zum Gußstück hin eingezogene Bruchfläche ergibt. Um dieser Gefahr entgegenzuwirken, können Gitternetze aus Glasfasern, Mineralfasern oder entsprechend weichen Materialien noch mit einer versteifenden Imprägnierung versehen sein. Zusätzlich oder alternativ können in einem solchen Fall diese Gitternetze auch noch auf ihrer dem Speiser zugewandten Seite mit einem oder mehreren Aussteifungsstegen verbunden sein. Eine dritte Möglichkeit besteht darin, diese Gitternetze nicht bündig mit der Gußstück-Oberfläche, sondern im geringen Abstand davor anzuordnen, damit sich ein etwaiges Durchhängen nicht bis in das Gußstück hinein erstreckt.

Nachfolgend wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei stellen dar:

Fig. 1 eine mit einem Brechkern gemäß der Erfindung versehene Isolierhülse im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Querschnitt in der Ebene II - II der Fig. 1,

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Der Brechkern 1 ist ein Gitternetz aus einander kreuzenden Glasfaserbündel!?, Mineralfaserbündeln oder Metalldrähten mit einer Maschenweite von 1 - 8 mm und einer Stegbreite von 0,5 - 3 mm. Insbesondere im Falle von Metalldrähten ist das Gitternetz schmelzeabweisend beschichtet, beispielsweise mit einem Überzug aus Schlichte, Glas, Wasserglas o. dgl.

Die mit dem Brechkern 1 versehene Hülse 2 wird in üblicher Weise so in der Gießform angebracht, daß sich der Brechkern 1 an oder nahe der Gußstück-Oberfläche befindet. Nach beendetem Gießvorgang und nach dem Abbrechen des Speisers besitzt das Gußstück 3 die in Fig. 3 schematisch gezeigte Bruchfläche, die sich aus glatten Bereichen H unterhalb der Stege des Gitternetzes und feinkörnig gebrochenen Bereichen 5 in den Zwischenräumen zwischen den Stegen zusammensetzt. Diese Bruchfläche läßt sich

Fig. 3 die mit der Isolierhülse gemäß Fig. 1 erzeugte Bruchfläche eines Gußstückes im Längsschnitt,

Fig. M einen Brechkern gemäß der Erfindung in der Ausführung für Naturspeiser im Längsschnitt,

Fig. 5 einen mit einem Aussteifungssteg versehenen Brechkern gemäß der Erfindung im Längsschnitt, und

Fig. 6 einen Querschnitt in der Ebene VI - VI der Fig. 5.

In den Fig. 1 und 2 ist das Beispiel einer wärmedämmenden und mit einem erfindungsgemäßen Brechkern 1 versehenen Speiser-Umhüllung 2 dargestellt. Die Umhüllung hat dabei die Form

einer oben offenen Hülse und besteht aus einem für diese Zwecke . ;

üblichen Isolier-Werkstoff. Der Br^chkern ist am unteren Ende der }

Hülse 2 befestigt. Er kann mit Bindemitteln an der unteren Hülsen- I Stirnfläche angeklebt oder bei der Herstellung der Hülse in das · Hülsenmaterial eingeformt, beispielsweise angeschossen sein, wenn 1

die Hülse im Schießverfahren hergestellt wird. »

problemlos und ohne besonderen Aufwand nacharbeiten, ganz abgesehen davon, daß allein schon die Möglichkeit eines einfachen, leichten Abbrechens des Speisers einen erheblichen Vorteil darstellt.

Für den Erfolg der Erfindung ist es nicht notwendig, daß die Speiser-Umhüllung 2 den im Beispiel der Fig. 1 und ? dargestellten Kreisquerschnitt hat. Sie kann vielmehr auch jede andere, dem Bedarf entsprechende Querschnittsform aufweisen. Außerdem braucht sie auch nicht die Form einer offenen Hülse zu besitzen, sondern kann beliebige Form haben, beispielsweise ein Kappenspeiser oder ein Kugelspeiser sein.

Der erfindungsgemäße Brechkern 1 muß nicht notwendigerweise in Verbindung mit einer isolierenden Speiser-Umhüllung eingesetzt werden, sondern kann ebenso auch bei Naturspeisern Verwendung finden. In einem solchen Fall ist es zweckmäßig, den Brechkern 1 mit einem ringförmigen Rand 6 zu versehen, der die Handhabung und die Fixierung in der Gießform erleichtert. Dies ist in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellt, wobei sich für den Querschnitt ein der Fig. 2 entsprechendes Bild ergibt. Der Rand kann aus Formstoff (z.B. kunstharzgebundenem Sand) oder aus Isolier-Werkstoff (nach Art des Materials für die Umhüllung 2) bestehen und angeklebt oder angeformt sein.

Falls das Gitternetz des Brechkerns 1 aus z. S. Glasfaserbündeln von verhältnismäßig geringer Stegbreite besteht und die Querschnittsfläche des Speiserhalses verhältnismäßig groß ist, kann der Brechkern noch mit einer versteifenden Imprägnierung versehen sein. Als Imprägnierung kommen dabei beispielsweise Formstoff-Bindemittel auf Basis Kunstharz, Wasserglas oder Zement in Betracht (ggfs. in Form einer Schlichte). Anstelle einer solchen Imprägnierung, oder aber ggfs. auch zusätzlich dazu kann oberhalb des Brechkerns 1 auch ein Aussteifungssteg 7 beispielsweise aus einem dünnwandigen keramischen Material angeordnet sein, der an seiner unteren Kante mit dem Gitternetz verbunden

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ist. Dies veranschaulichen die Fig. 5 und 6. Bei sehr großen Speiserhals-Querschnitten sind auch mehrere solcher Stege 7 möglich, die nebeneinander oder einander kreuzend verlaufen können.

Im übrigen muß der Brechkern 1 nicht, wie aus den vorangehend erläuterten Zeichnungen ersichtlich ist, auf der unteren Stirnfläche einer Speiser-Umhüllung 2 bzw. eines Randes 6 angeordnet sein, sondern kann auch um ein geringes Maß (bis zu einigen Millimetern) von der unteren Stirnfläche aus nach oben versetzt sein, damit er auch bei einem eventuellen Durchhängen nicht bis in das Gußstück hineinreichen kann.

Die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen auf das Gußstück aufgesetzte Speiser, bei denen der Speiserhals den unteren Speiser-Abschluß bildet. Im Falle von seitlich angesetzten Speisern ist der Speiserhals eine seitliche öffnung im Speiser, und der Brechkern wird dann an oder nahe dieser seitlichen öffnung angeordnet. Das ist zeichnerisch nicht mehr dargestellt.

Claims

EIKENBERG & BRÜMWHRSTEdV'j PATENTANWÄLTE IN HANNOVER* G 84 18 690.9 Chemex GmbH 380/107 Schutzansprüche

1. Brechke**n für Speiser von metallischen Gußstücken, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechkern (1) als Gitternetz aus einem gießtemperaturfesten und von der Metallschmelze nicht benetzbaren Material mit einer Maschenweite von 1 bis 8 mm und einer Stegbreite von 0,5 bis 3 mm ausgebildet ist.

2. Brechkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschenweite und die Stegbreite des Gitternetzes so aufeinander abgestimmt sind, daß die Stegfläche einen Anteil von 40 - 70 % der gesamten QuerschnittsflMche des Speiserhalses beträgt.

3. Brechkern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitternetz an einer Speiser-Umhüllung (2) befestigt ist.

4. Brechkern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Gitternetz mit einem ringförmigen Rand (6) aus Formstoff oder Isolier-Werkstoff versehen ist.

5. Brechkern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

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_a gekennzeichnet, daß das Gitternetz aus einander kreuzenden Bün- I dein aus Glasfasern oder Mineralfasern gebildet ist.

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6. Brechkern nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

■ die Glasfaserbündel oder Mineralfaserbündel mit einer versteifen-' den Imprägnierung versehen sind.

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7. Brechkern nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich- ¹ - net, daß oberhalb des Gitternetzes mindestens ein A'ssteifungssteg (7) angeordnet is^.

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8. Brechkern nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitternetz aus einem schmelzeabweisend beschichteten Drahtgewebe besteht.