DE9108476U1 - Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen - Google Patents

Description

EIKENBERG & PARTNER

PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

Chemex GmbH 381/5

Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen

Die Erfindung betrifft Einsätze für offene und geschlossene Speiser, die beim Gießen von Metallen in Gießformen zur Anwendung kommen und aus isolierendem und/oder exothermen Material geformt sind.

Speiser haben bekanntlich die Aufgabe, daß durch Abkühlung und Erstarren des flüssigen Metalls auftretende Volumendefizit in Gußteilen auszugleichen und so Lunkerbildungen im Gußstück zu verhindern. Man unterscheidet zwischen geschlossenen und offenen Speisern. Geschlossene Speiser sind allseitig von Formstoff umhüllt, während offene Speiser bis zur Oberseite der Gießform hochgezogen und der freien Atmosphäre direkt zugänglich sind.

In der Praxis ist es üblich, die Speiserwände einer Gießform mit wärmeabgebender und/oder wärmeisolierender Auskleidung zu versehen. Dadurch wird die Erstarrung der Schmelze verlängert und damit die Speiserwirksamkeit verbessert. Diese Umhüllungen werden in der Regel als Speisereinsätze vorgeformt und dann in die Gießform eingesetzt.

Damit ein Speiser flüssiges Metall an das Gußstück abgeben kann, darf sich in ihm keine Gußhaut bilden, die der Atmosphäre den Zutritt verschließt und damit aufgrund des im Speiser entstehenden Unterdrucks das Abfließen der Schmelze in das Gußstück blockiert. Bei offenen Speisern wird die Bildung von Gußhaut durch entsprechende Abdeckung der Oberfläche der Schmelze verhindert. Bei geschlossenen Speisern wird dies durch sogenannte Williamsspitzen oder -leisten erreicht, wie sie beispielsweise in dem DE-GM 81 10 973 beschrieben werden. Diese Spitzen bzw. Leisten werden durch die Schmelze stark aufgeheizt und bilden somit am höchsten Punkt der Speiser eine "heiße Stelle", die den Luftzutritt während der Speisungsperiode sichert. Dieser Effekt kommt jedoch in extremen Fällen nicht immer voll zur Wirkung. Das ist dann der Fall, wenn sich die Metalloberfläche durch die einsetzende Schrumpfung absenkt, und der Kontakt zur Williamsspitze bzw. - leiste nicht mehr gegeben ist.

Aus dem DE-GM 86 30 620 ist ein Speisereinsatz bekannt, dessen Innenfläche eine Mehrzahl von Längsrippen aufweist, die auf dem Umfang verteilt angeordnet sind, und das Volumen des Speiserhohlraums um wenigstens 20 % gegenüber dem Volumen ohne Rippen verringern. Zusätzlich kann am Deckel des Einsatzes noch eine Williamsleiste vorgesehen sein. Das Material der Rippen ist ebenso wie das der übrigen Teile des Einsatzes aus einer exothermen und/oder wärmeisolierenden Zusammensetzung gebildet.

Durch diese Lösung ist gewährleistet, zumindest dann, wenn die Rippen aus exothermem Material bestehen, daß die Schmelze beim Absenken im Speiser immer mit "heißen Stellen" in Berührung bleibt und sich daher eine geschlossene Gußhaut nicht ausbilden kann. Ein wesentlicher Nachteil ist jedoch darin zu sehen, daß sich aufgrund der sich ausbildenden Wärmegradienten sowohl bei exothermen und/oder wärmeisolierenden Rippen die Wärme nicht nur in Richtung Schmelze, sondern auch in Richtung Formstoff übertragen wird. Dadurch verringert sich die Effektivität der gewollten Wärmeübertragung in Richtung Schmelze.

1 OB 476,

Ein weiterer Nachteil der Lösung gemäß DE-GM 86 30 620 ergibt sich dann, wenn die Rippen wesentlich mehr als 20 % des Innenvolumens des Speisereinsatzes einnehmen, weil diese einem Mini-Speiser angenäherten Speiser dann nicht mehr sinnvoll bei größeren Gußstücken eingesetzt werden können.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen Speisereinsatz zur Verfügung zu stellen, der die Ausbildung von Gußhaut in allen Betriebszuständen mit Sicherheit verhindert und auf effektive Weise die Erstarrungszeit des Speisers verlängert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Speisereinsatz gelöst, dessen Innenraum durch eine Längswand geteilt ist, die bis kurz oberhalb seiner Basis verläuft.

Durch die lang heruntergezogene Längswand ist gewährleistet, daß auch in Extremfällen bei Volumenabsenkungen im Speiser der Kontakt zur Längswand nicht verloren geht. Der Effekt der Williamsleiste bzw. -spitze als heiße Stelle wird also bis auf den Bereich der Basis des Einsatzes, wo dieser Effekt auch nicht mehr erforderlich ist, in allen Querschnitten des Speisers sichergestellt .

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes ist darin zu sehen, daß er ein großes Speiservolumen bei gleichzeitiger Erhöhung seiner exothermischen und/oder wärmeisolierenden Wirkung zur Verfügung stellt.

Wenn die Längswand aus exothermem Material besteht, bietet die Erfindung den Vorteil, daß die Wärme von der Längswand großflächig an die Schmelze, und zwar nur an die Schmelze, abgegeben wird, denn ein Abfließen der Wärme direkt nach außen ist nicht möglich, da sie auf diesem Weg auf jeden Fall immer die Schmelze passieren muß. Die angebotene Exothermik wird also auf sehr effektive Weise ausgenutzt.

Aber auch wenn die Längswand nur aus isolierendem Material gefertigt ist, stellt sich der eben beschriebene Effekt, wenn auch in etwas abgeschwächter Form, ein. Die bei Beginn des Gießvorganges in den Speiser einfließende, sehr heiße Schmelze, heizt nämlich die Längswand bis auf gleiche Temperatur auf, die dann im weiteren Verlauf wieder langsam unter Wärmeabgabe an die umgebene Schmelze abgesenkt wird. Die Längswand stellt somit gewissermaßen einen Wärmepuffer mitten in der Schmelze dar.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Unterkante der Längswand nach oben eingezogen, und zwar so, daß ihr größter Abstand von der Basis in der Mitte, und der kleinste Abstand jeweils am Rand zu verzeichnen ist. Damit soll eine Einengung des Speiserhalses eines eventuell vorhandenen Brechkerns vermieden werden, die ein vorzeitiges Erstarren der Schmelze in diesem Bereich zur Folge haben könnte.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch einen Einsatz für geschlossene Speiser,

Fig. 2: einen Längsschnitt A-A nach Fig. 1,

Fig. 3: eine Draufsicht auf den Speisereinsatz gemäß Fig. 1, und

Fig. 4: einen Längsschnitt durch einen Einsatz für offene Speiser.

Der bzw. die in der Zeichnung dargestellten Speisereinsätze haben einen kreisförmigen Querschnitt. Sie können aber auch mit einem ovalen oder anderen geeigneten Querschnitt ausgeführt werden. Desweiteren kann der erfindungsgemäße Einsatz vollständig

91 08

aus exothermem und/oder isolierendem Material geformt sein, wobei je nach Einsatzfall die Längswand und die übrigen Teile des Einsatzes aus dem gleichen oder unterschiedlichem Material bestehen können.

Wie Fig. 1 und auch Fig. 2 zu entnehmen ist, teilt die weit nach unten gezogene Längswand 1 den Innenraum 2 des Speisereinsatzes in der Mitte. Der Speisereinsatz wird durch Schießen hergestellt. Um sein Ausformen aus der Schießform zu erleichtern, ist der Einsatz insgesamt, d.h. auch die Längswand 1, konisch ausgebildet. Durch diese Form der Längswand 1 tritt an ihrer Unterkante 4 ein gewisser Williamsleisten-Effekt auf, wie er allgemein bekannt ist.

Die Wandstärke der Längswand 1 ist maximal so groß wie die der übrigen Teile des Einsatzes, um das Speiservolumen nicht unnötig einzuschränken. Nach unten ergibt sich die Grenze für die Wandstärke aus der Festigkeit, die so groß sein muß, daß die Längswand 1 nicht wegbrechen kann.

Die Längswand 1 kann, wie oben schon erwähnt, integral mit den übrigen Teilen des Einsatzes ausgebildet werden. Diese Variante ist in Fig. 1 dargestellt. Sie kann aber auch seperat hergestellt werden und dann, beispielsweise durch Kleben, mit dem Einsatz verbunden werden. Diese, in Fig. 2 dargestellte Variante, kann vor allem bei sehr großen Speisereinsätzen zum Einsatz kommen, bei denen eine integrierte Fertigung der Längswand 1 durch Schießen Schwierigkeiten bereiten könnte.

Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Unterkante 4 der Längswand 1 von der Basis 3 des Speisereinsatzes aus gesehen in konvexer Form nach oben gezogen. Ihre größte Entfernung von der Basis 3 hat die Unterkante 4 in der Mitte, die geringste jeweils an den Rändern der Längswand 1. Durch diese Form der Unterkante 4 ist eine tiefe Teilung des Innenraumes 2 des Einsatzes

91 08

bei gleichzeitiger Vermeidung einer Einengung des Speiserhalses eines nicht dargestellten Brecherkernes möglich.

Der in Fig. 4 gezeigte Einsatz für offene Speiser entspricht in seinem prinzipiellen Aufbau dem Einsatz gemäß der Figuren 1 bis 3. Die Längswand 1 ist hier bis zum oberen, offenen Rand 5 des Einsatzes hochgezogen. Das Aufbringen von Aufstreupulver zur Vermeidung der Bildung einer Gußhaut ist nicht erforderlich, da die Längswand 1 gewissermaßen eine "heiße Stelle", an der Oberfläche der Schmelze bildet, und somit der Atmosphärendruck: wirken kann. Als flankierende Sicherheitsmaßnahme kann Aufstreupulver in der üblichen Weise allenfalls bei größeren Speisereinsätzen erforderlich sein.

Bei Speisern mit sehr großem Volumen, für die die Speiseransätze in aller Regel gestampft werden, kann es zur Verstärkung der erfindungsgemäßen Wirkungen zweckdienlich sein, weitere Längswände, die annähernd parallel zueinander liegen oder sich kreuzen, vorzusehen. Insofern soll der Terminus "eine Längswand" der Schutzansprüche bei dieser Ausführung der Erfindung auch zwei oder mehrere Längswände umfassen.

Claims (2)

Chemex GmbH 381/5 Schutzansprüche

1. Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen, der aus isolierendem und/oder exothermem Material geformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sein Innenraum (2) durch eine Längswand (1) geteilt ist, die bis kurz oberhalb seiner Basis (3) verläuft.

2. Speisereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterkante (4) der Längswand (1) derart nach oben eingezogen ist, daß der größte Abstand von der Basis (3) in der Mitte, und der kleinste Abstand jeweils am Rand zu verzeichnen ist.