DE8418911U1

DE8418911U1 - Seitenspeiser für Gußstücke

Info

Publication number: DE8418911U1
Application number: DE19848418911
Authority: DE
Original assignee: Chemex GmbH
Current assignee: Chemex GmbH
Priority date: 1984-06-21
Filing date: 1984-06-21
Publication date: 1987-11-19

Description

Seitenspeiser für Gußstücke

In der Gießereitechnik ist es häufig notwendig, in den Gießformen zusätzliche Speiser anzuordnen, die sich beim Gießvorgang mit der Schmelze füllen und beim Erstarrungsvorgang die im Gußstück auftretenden Volumendefizite ausgleichen, um eine Lunkerbildung im Gußstück zu verhindern. Dazu müssen di.e Speiser so beschaffen sein, daß die darin befindliche Schmelze später als das Gußstück erstarrt, damit während des Erstarrungsvorgangs ein Materialtransport zum Gußstück hin stattfinden kann, der das Gußstück dichtspeist. Die Speiser können dabei nach oben offen oder geschlossen ausgebildet sein und unterschiedliche geometrische Form besitzen, beispielsweise Trichterform, Zylinderform, Kugelform o. dgl.

Unter sonst gleichen Bedingungen hängt die Erstarrungszeit der Schmelze von dem Erstarrungsmodul, d. h. von dem Verhältnis von Volumen zu Oberfläche ab. Für Naturspeiser ist eine ausreichende Speisung gewährleistet, wenn ihr Erstarrungsmodul um etwa 10 - 20 % größer ist als der Erstarrungsmodul des zugeordneten Gußstückes bzw. des dichtzuspeisenden Gußstückabschnitts. Allerdings läßt sich dabei nur ein verhältnismäßig geringer Teil des Speiservolumens zur Speisung ausnutzen, so daß die Naturspeiser ziemlich großvolumig sein müssen, mit der Folge, daß ein beträchtliches Restvolumen im Speiser erstarrt und anschließend zur Rückführung in den Schmelzekreipleuf wieder aufgeschmolzen werden muß. Das nicht ausgenutzte Restvolumen unrf damit die Baugrötie läßt sich verringern durch eine Umhüllung der Speiser aus wärmeisolierendem und/oder exothermem Material, welches die Warmhaltung der im Speiser befindlichen Schmalze durch Verminderung der Wärmeabfuhr bzw. durch zusätzliche Wärmezufuhr verbessert. Eine solche Umhüllung verlängert den Erstarrungsvorgang im Speiser erheblich, verglichen mit einem Naturspeiser gleicher Wirksamkeit,

und der Erstarrungsmodul eines umhüllten Speisers ergibt sich aus dem Verhältnis von Volumen zu Oberfläche unter Berücksichtigung eines entsprechenden Verlängerungsfaktors, der im allgemeinen einen Wert von 1,2 bis 1,7 hat.

Beim Sandguß werden die Speiser normalerweise im Oberkasten angeordnet, da sie sich über die lunkergefährdeten Abschnitte des Gußstückes hinaus nach oben erstrecken müssen, um wirksam zu sein. Diese Anordnung ermöglicht es bei Kopfspeisern und bei denjenigen Seitenspeisern, die im Bereich des Oberkastens in das Gußstück münden, das Speiservolumen unmittelbar an die als Speiserhals bezeichnete Verbindungsöffnung zum Gußstück anzuschließen. Wenn jedoch Seitenspeiser im Bereich des Unterkastens in das Gußstück münden, hat die Auslaßöffnung des Speiservolumens zwangsläufig einen mehr oder weniger großen Abstand vom Speiserhals, weil zwischen dem Speiser und dem Gußstück noch ein ausreichender Steg aus Formstoff (z. B. kuhstharzgebundenem Sand) verbleiben muß. In einem solchen Fall ist es erforderlich, zwischen der Auslaßöffnung des Speiservolumens und dem Speiserhals noch einen im wesentlichen waagerechten Verbindungskanal anzubringen, der auch als Speiserfuß bezeichnet wird. Dieser Speiserfuß kann für sich keine Speisung des Gußstückes bewirken und gehört damit nicht mehr zum wirksamen Speiservolumen, darf andererseits aber nicht vor Beendigung der Speisung erstarren. Er muß deshalb gesondert mit der Modulmethode ermittelt und dem wirksamen Speiservolumen hinzugerechnet werden.

Der Speiserfuß befindet sich im Unterkasten und ist in den Formstoff des Unterkastens eingeformt, also naturbelassen. Somit muß sein Modul um den Faktor 1,1 bis 1,2 größer sein als der Gußstückmodul, und außerdem muß er vor seinem Einlaß unterhalb der Auslaßöffnung des Speisers noch mit einem zusätzlichen Schmelzereservoir versehen sein, um einer vorzeitigen Erstarrung im Einlaßbereich des Speiserfußes vorzubeugen. Damit hat der Speiserfuß eine drastische Erhöhung des nicht ausgenutzten Rest-

Volumens, also des Kreislaufmetalls zur Folge. Ein weiterer erheblicher Nachteil des Speiserfußes besteht aber auch darin, daß er einen sehr großflächigen Speiserhals benötigt. Dadurch muß das Entfernen des Speisers durch Brennen, Sägen, Trennschleifen oder ähnlich aufwendige Trennmethoden erfolgen, wobei häufig auch noch eine Nachbearbeitung zum Glätten der Trennfläche hinzukommt.

Es ist das Ziel der Erfindung, der Gießereitechnik einen Seitenspeiser mit einem verbesserten Speiserfuß zur Verfügung zu stellen, der mit beliebigen Speiserteilen kombinierbar ist und die vorangehend geschilderten Nachteile vermeidet. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Speiserfuß als gesondertes Bauteil ausgebildet und mit einer isolierenden und/oder exothermen Umhüllung versehen ist.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es mit Hilfe einer isolierenden und/oder exothermen Umhüllung gelingt, eine Dendritenbildung, die bei Natur-Speiserfüßen den Speisungsfluß vorzeitig behindert, so lange hinauszuzögern, bis das Gußstück erstarrt ist. Dadurch kann ein dünner und enger Speiserfuß zwischen der Auslaßöffnung des Speiservolumens und dem Speiserhals angeordnet werden, der in seinem Einlaßbereich auch kein zusätzliches Schmelzereservoir mehr benötigt. Dies ergibt die angestrebten Vorteile einer Verringerung sowohl des nicht ausgenutzten Restvolumens als auch der Speiserhalsfläche im Vergleich zu einem Natur-Speiserfuß gleicher Wirksamkeit. Damit wird der Putzaufwand für das Abtrennen des Speisers gesenkt und die Kosten für das Kreislaufmetall verringert.

Hinsichtlich der Senkung des Putzaufwandes kommt bei der Erfindung entscheidend die Tatsache zum Tragen, daß ein dünner Speiserhals durch einfaches Abbrechen des Speisers am Speiserhals erfolgen kann, also die bisher erforderlichen und sehr aufwendigen Trennmethoden nicht mehr angewandt zu werden brauchen. Dadurch vermindert sich der Putzaufwand überproportional

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zur Verringerung der Speiserhalsfläche. Analoges gilt auch für die Kosten des Kreislaufmetalls, weil nicht nur das wirksame Durchflußvolumen des Speiserfußes kleiner wird, sondern auch das zusätzliche Schmelzereservoir im Einlaßbereich des Speiserfußes entfällt.

Der erfindungsgemäße Speiserfuß ist in Verbindung mit beliebigen Speisern einsetzbar, also in Verbindung mit Naturspeisern ebenso wie in Verbindung mit umhüllten Speisern, wobei es auch nicht darauf ankommt, ob der Speiser offen oder geschlossen ausgebildet ist und welche Form er hat. Zweckmäßig ist der Speiserfuß einlaßseitig mit genormten Anschlußmaßen versehen, die .an die Maße der gängigen, im allgemeinen ebenfalls genormten Speisertypen angepaßt sind. Für Sondertypen von Speisern läßt sich der erfindungsgemäße Speiserfuß aber natürlich auch ohne weiteres mit entsprechenden Sondermaßeh herstellen. Modulmäßig bietet die Anpassung des erfindungsgemäßen Speiserfußes an die unterschiedlichen Speisertypen keine Schwierigkeiten, da bei seiner Modul-Ermittlung normalerweise ein hoher Verlängerungsfaktor z. B. im Bereich von 1,7 angesetzt werden kann.

Nor'zAalerweise reicht es aus, den Speiserfuß als Durchflufökanal mit Kreisquerschnitt auszubilden. Zwingend erforderlich ist das aber nicht. Vielmehr kann der Speiserfuß auch einen ovalen oder schlitzartigen Querschnitt haben oder mehrere getrennt nebeneinanderliegende Durchflußkanäle aufweisen, insbesondere wenn er in Verbindung mit einem ovalen Speiser zur Speisung über eine größere Gußstückbreite eingesetzt wird.

Das Material der Umhüllung des Speiserfußes läßt sich dem jeweiligen Bedarf anpassen. Es kann ein nur isolierendes oder nur exothermes Material entsprechend dem Material für isolierende bzw. exotherme Speiserumhüllungen sein, aber auch eine Kombination aus isolierendem und exothermem Material beispielsweise derart, daß eine exotherme Schicht von einer außenliegenden Isolier-

schicht umgeben ist. Außerdem kann die Umhüllung auch noch mit einer Auskleidung z. B. in Form eines keramischen Rohres verseilen sein, um den Speiserfufi» gegen die Einwirkung etwaiger Verbrennungsgase abzuschirmen.

Der erfindungsgemäße Speiserfuß kann über eine vor£eformte Ausnehmung in den Unterkasten eingelegt, aber auch mit aufgeformt werden. Zur Gußstückseite hin kann er mit einem SchÜchteüberzug oder vorzugsweise mit einem Brechkern versehen sein.

Brechkerne sind in Verbindung mit direkt an das Gußstück angesetzten Speisern bekannt. Sie bestehen im Prinzip aus einer mit einer Mittelöffnung versehenen Scheibe und haben den Zweck, im Bereich des Speiserhalses eine Einschnürung .zu schaffen, die eine Sollbruchstelle zum leichten Abbrechen des Speisers bildet. Solche Brechkerne waren bisläng bei Speiserfüßen nicht verwendbar und können erstmals durch die Erfindung nun auch bei Speiserfüßen nutzbar gemacht werden. Als Material für die Brechkerne kommen die bisher für Brechkerne eingesetzten Materialien in Betracht, bevorzugt sind jedoch feuerfeste wärmeisolierende Materialien wie Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Titandioxid, Aluminiumsilikat und andere Silikate sowie deren Mischungen.

Der erfindungsgemäße Speiserfuß ist für alle Gußwerkstoffe, insbesondere für Eisengußwerkstoffe und Stahl geeignet.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei stellen dar:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Brechkern im Längsschnitt und

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

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In den Zeichnungen ist ein typisches Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Speiserfußes 1 veranschaulicht. Dabei ist der Speiserfuß 1 unterhalb der Trennebene 2 zwischen Oberkasten und Unterkasten im Formstoff des Unterkastens angeordnet und einlaßseitig mit einem Speiser 3 verbunden, der als geschlossene Kappe angedeutet ist, aber auch jede gewünschte andere Form haben kann.

Der Speiserfuß 1 besitzt eine Umhüllung 5 aus isolierendem und/oder exothermem Material und ist mit einem dünnen engen Durchflußkanal ¹J versehen, der einerseits über einen ebenfalls in der Umhüllung befindlichen Einlaßtrichter 6 mit der Auslaßöffnung 7 des Speisers 3 und andererseits mit dem Speiserhals 8 verbunden ist. Es ist erkennbar, daß der Einlaßtrichter 6 lediglich den Querschnitt der Auslaßöffnung 7 auf den Querschnitt des Kanals 4 reduziert und kein zusätzliches Schmelzereservoir bildet.

Am Speiserhals befindet sich ein Brechkern 9 vorzugsweise aus dem vorerwähnten feuerfesten wärmeisolierenden Material, der z. B. aus einer ggfs. gesinterten oder gepreßten dünnwandigen Platte von 0,1 bis 0,5 mm Dicke ausgestanzt bzw. ausgeschnitten oder auch als solcher formgepreßt sein kann. Er kann ' eine gegenüber dem Durchflußkanal 4 nochmals verengte öffnung besitzen, ist aber auch von Vorteil, wenn er keine zusätzliche , Verengung des Speiserhalses 8 bildet, weil er in jedem Fall den Speiserfuß 1 gegen das Gußstück isoliert, wodurch eine gute Oberfläche des Gußstückes im Bereich des Speiserfußes gewährleistet ■■ wird. ^/S

j Zweckmäßig ist der Durchmesser d₁ des Durchfluiäkanals

um den Faktor 0,1 bis 0,7 kleiner als der Durchmesser D der Auslaßöffnung 7 des Speisers 3* und zweckmäßig ist der Durchmesser d₂ der Brechkern-Öffnung 10 um den Faktor 0,5-1 kleiner als der Kanaldurchmesser d... Bei einer von der Kreisform abweichenden Querschnittsfläche der öffnungen 7 und 10 bzw. des Kanals 5 sind diese Werte auf eine Kreisfläche gleicher Flächengröße bezogen.

Claims

PATENTANWÄLTE In'haNNOVER Schutzansprüche

1. Seitenspeiser für Gußstücke, bestehend aus einem Speiserteil und einem Speiserfuß in Form eines im wesentlichen waagerechten Verbindungskanals zwischen der Auslaßöffnung des Speiserteils und dem gußstückseitigen Speiserhals, dadurch gekannzeichnet, daß der Speiserfuß (1) als gesondertes Bauteil ausgebildet und mit einer isolierenden und/oder exothermen Umhüllung (5) versehen ist,.

2. Seitenspe .ser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (d..) des auf den Kreisquerschnitt bezogenen Verbindungskanals (¹O um den Faktor 0,1 bis 0,7 kleiner ist als der auf den Kreisquerschnitt bezogene Durchmesser (D) der Auslaßöffnung (7) des Speisers (3).

3. Seitenspeiser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Speiserhals (8) des Verbindungskanals (4) ein Brechkern (9) mit einer Mittelöffnung (10) angeordnet ist.

4. Seitenspeiser nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der auf den Kreisquerschnitt bezogene Durchmesser (dp) der Brechkern-Öffnung (10) um den Faktor 0,5 bis 1 kleiner ist als der auf den Kreisquerschnitt bezogene Durchmesser (d..) des Verbindungskanals (4).

5. Seitenspeiser nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechkern (9) eine Dicke von 0,1 bis 0,5 mm aufweist und aus einem feuerfesten wärmeisolierenden Material wie Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Titandioxid und/ oder einem Silikat besteht.