EP2431111B1 - Speiseranordnung mit einem Überlaufschutz - Google Patents

Speiseranordnung mit einem Überlaufschutz Download PDF

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EP2431111B1
EP2431111B1 EP11177769.4A EP11177769A EP2431111B1 EP 2431111 B1 EP2431111 B1 EP 2431111B1 EP 11177769 A EP11177769 A EP 11177769A EP 2431111 B1 EP2431111 B1 EP 2431111B1
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EP
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feeder
cover
holding element
feeder body
cover region
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Jürgen Schäfer
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GTP Schaefer Giesstechnishe Produkte GmbH
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GTP Schaefer Giesstechnishe Produkte GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a feeder arrangement for use with a casting mold used in the casting of metals, comprising a feeder insert having a feeder body forming a feeder body of an exothermic and / or insulating material, wherein the feeder body for receiving the flowing from the mold cavity of the mold liquid metal feeder body Side walls, a lid portion and a bottom portion having a feed opening formed therein as a connection to the mold cavity of the mold and in the lid portion a vent for the feeder volume is formed.
  • a feeder insert with the aforementioned features results for example from the DE 20 2007 005 575 U1 ,
  • the feeder insert in the casting process by the inflow of the liquid metal in the feed volume of the feeder insert correspondingly displaced air can escape, is in the Cover region of the feeder body formed a vent opening. It is not excluded that when filling the feeder liquid liquid metal also exits through this vent to the outside.
  • the feeder insert is embedded in a sand mold, such an excess of metal is of no concern since the excess metal spreads on the outside of the sand mold and solidifies here.
  • the feeder insert is placed freely on the upper part of a mold and is not surrounded by a sand bed. In such applications, excess metal leaking over the vent will drain over the outside of the feeder sleeve and come in contact with parts of the mold, which is disadvantageous and therefore undesirable.
  • the invention is therefore based on the object, a feeder arrangement with the generic features in such a way that, especially when using the feeder insert outside a sand mold leakage excess liquid metal is avoided to the outside of the feeder insert.
  • the basic idea of the invention is that a pool connected to the vent opening is arranged on the outer surface of the cover area of the feeder body for receiving liquid metal emerging from the feeder volume via the vent opening.
  • the invention has the advantage that flowing out of the vent opening of the feeder body to the outside liquid metal collects in the formed on the surface of the lid portion pools and so far can not flow to the outside of the feeder body.
  • the design of the volume of the pool is dependent on the casting conditions and can be set arbitrarily in the design of the feeder insert.
  • a retaining element which engages over the outside of the feeder body and is to be fixed to the casting mold is provided, which in turn can be used to form the pool without changing the basic shape of the feeder body.
  • the holding element engages over the lid region of the feeder body with a circumferential holding projection only over a partial region such that the edge surface of the holding attachment forms the pool on the upper side of the lid region of the feeder body.
  • a holding element which engages over the outside of the feeder body and is to be fixed to the casting mold is provided, which completely overlaps the lid region of the feeder body with a lid, the pool on the outer surface of the lid of the holding element is arranged and the lid of the holding element has a aligned with the vent opening of the feeder body through opening.
  • the lid enclosing the feeder body of the holding element prevents the formation of a flame.
  • the pool consists of a depression formed in the lid on the outside of the lid of the holding element.
  • the recess enclosing the edge surface of the lid of the holding element further to the formation of a directional opening for the vent hopper corresponding inclined course may have, and it may be formed in the recess of the lid of the holding element in the manufacture of the holding element.
  • FIG. 1 results in a feeder assembly forming feeder body 10 of a feeder insert sidewalls 11, a lid portion 12 and a bottom portion 13, wherein within the feeder body 10, a feeder volume 14 is formed, which serves to receive the rising metal from the casting of the metal in the casting mold.
  • the bottom portion 13 of the feeder body 10 has a feeder opening 15 as a connection to the mold cavity, not shown, of the mold.
  • two vents 16 are provided in the illustrated embodiment, which are arranged outside of a concentrically arranged William core 21 projecting from the lid portion 12 into the feeder volume 14.
  • the function of such a William core 21 is known in the art and plays no role in the realization of the present invention.
  • a depression 17 is embedded in the material of the cover region 12, into which the two ventilation openings 16 open.
  • the peripheral edge surface 18 forming the recess 17 is formed with such an inclination that a funnel shape of the recess 17 results, with the funnel tapering in the direction of the vent openings 16 or of the feeder volume 14 formed in the feeder body 10.
  • material ribs 22 still protrude on the outer upper side of the lid region 12, they are caused by the manufacture of the feeder body 10 on a shooting machine in one shot.
  • FIG. 2 illustrated embodiment of a feeder arrangement of the feeder body 10 is enclosed by a holding member 30 and thereby fixed on the mold, not shown, or a mold plate as part thereof.
  • the feeder body 10 itself is not designed to form a pond 20, but is formed in a conventional manner; Such a simple feeder mold is commonly referred to as a feeder cap.
  • the holding member 30 is now used to form a pond 20 by the holding member 30, the lid portion 12 of the feeder body 10 does not completely overlaps, but only with a circumferential holding lug 31, the lid portion 12 of the feeder body 10 only in the outer corner region and thus only over a partial area of the entire surface of the lid portion 12 overlaps.
  • the edge surface 32 of the circumferential holding projection 31 forms or delimits the pool 20 on the upper side of the lid region 12 of the feeder body 10.
  • the edge surface 32 of the retaining lug 31 is inclined such that the diameter of the pool 20 enclosed by the edge surface 32 at the lid portion 12 of the feeder sleeve 10 is greater than at the free upper edge of the holding lug 31st
  • FIG. 3 illustrated embodiment of a feeder arrangement differs from the above to FIG. 2 described embodiment, characterized in that the feeder body 10 cross-holding member 40 has a cover portion 12 of the feeder body 10 cross-massive cover 41, in which a aligned with the vent opening 16 of the feeder body 10 through hole 42 is formed.
  • the pool 20 forming depression 17 in the material of the lid 41, into which the passage opening 42 opens as a connection to the feeder volume 14 via the vent opening 16 of the feeder sleeve 10.
  • the peripheral edge surface 18 forming the recess 17 is formed with such an inclination that a funnel shape of the recess 17 results.
  • material ribs 22 protrude on the outer upper side of the lid 41, they are caused by the production of the holding element 40 on a shooting machine in one shot.

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

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Speiseranordnung zum Gebrauch mit einer beim Gießen von Metallen verwendeten Gießform aufweisend einen Speisereinsatz mit einem ein Speiservolumen ausbildenden Speiserkorpus aus einem exothermen und/oder isolierenden Material, wobei der das Speiservolumen zur Aufnahme des aus dem Formhohlraum der Gießform überströmenden flüssigen Metalls beinhaltende Speiserkorpus Seitenwände, einen Deckelbereich sowie einen Bodenbereich mit einer darin ausgebildeten Speiseröffnung als Verbindung zum Formhohlraum der Gießform aufweist und in dem Deckelbereich eine Entlüftungsöffnung für das Speiservolumen ausgebildet ist.
  • Ein Speisereinsatz mit den vorgenannten Merkmalen ergibt sich beispielsweise aus der DE 20 2007 005 575 U1 . Damit die bei dem Gießvorgang durch das Einströmen des flüssigen Metalls in das Speiservolumen des Speisereinsatzes entsprechend verdrängte Luft entweichen kann, ist in dem Deckelbereich des Speiserkorpus eine Entlüftungsöffnung ausgebildet. Dabei ist es nicht auszuschließen, dass beim Befüllen des Speiservolumens flüssiges Metall auch über diese Entlüftungsöffnung nach außen austritt. Soweit der Speisereinsatz in eine Sandform eingebettet ist, ist ein derartiger Metallüberschuss nicht weiter von Belang, da sich das überschüssige Metall auf der Außenseite der Sandform verteilt und hier erstarrt. Es gibt jedoch auch Anwendungsfälle, bei denen der Speisereinsatz frei auf dem Oberteil einer Gießform aufgesetzt und nicht von einem Sandbett umgeben ist. Bei derartigen Anwendungsfällen wird über die Entlüftungsöffnung austretendes überschüssiges Metall über die Außenseite des Speisereinsatzes ablaufen und mit Teilen der Gießform in Berührung kommen, was nachteilig und daher unerwünscht ist.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Speiseranordnung mit den gattungsgemäßen Merkmalen so auszubilden, dass insbesondere bei einem Einsatz des Speisereinsatzes außerhalb einer Sandform ein Austreten überschüssigen flüssigen Metalls nach außerhalb des Speisereinsatzes vermieden ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Schutzansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
  • Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass auf der äußeren Oberfläche des Deckelbereichs des Speiserkorpus ein an die Entlüftungsöffnung angeschlossener Tümpel zur Aufnahme von über die Entlüftungsöffnung aus dem Speiservolumen austretendem flüssigem Metall angeordnet ist. Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass aus der Entlüftungsöffnung des Speiserkorpus nach außen überströmendes flüssiges Metall sich in dem auf der Oberfläche des Deckelbereichs ausgebildeten Tümpel sammelt und insoweit nicht nach außerhalb des Speiserkorpus abfließen kann.
  • Die Auslegung des Volumens des Tümpels ist dabei von den Gießbedingungen abhängig und kann bei der Auslegung des Speisereinsatzes beliebig festgelegt werden. Im Gießbetrieb besteht die Möglichkeit, den Speisereinsatz zu überwachen und die weitere Metallzufuhr in den Formhohlraum der Gießform zu stoppen, sofern ein Austritt von flüssigem Metall aus der Entlüftungsöffnung des Speisereinsatzes sichtbar wird. In diesem Fall kann das bis dahin ausgetretene flüssige Metall keinen Schaden anrichten, soweit es sich in dem an dem Speisereinsatz ausgebildeten Tümpel sammelt.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Tümpel aus einer auf der Außenseite des Deckelbereichs in dem Deckelbereich des Speiserkorpus ausgebildeten Vertiefung besteht, wobei in einer zweckmäßigen Weise vorgesehen sein kann, dass die die Vertiefung umschließende Randfläche des Deckelbereichs einen der Ausbildung eines zur Entlüftungsöffnung gerichteten Trichters entsprechenden geneigten Verlauf aufweist.
  • Hinsichtlich der Herstellung eines solchermaßen ausgebildeten Speisereinsatzes kann vorgesehen sein, dass die Vertiefung des Deckelbereichs des Speiserkorpus bei der Herstellung des Speisereinsatzes eingeformt ist.
  • In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist zunächst vorgesehen, dass ein den Speiserkorpus außen übergreifendes und an der Gießform festzulegendes Halteelement vorgesehen ist, welches seinerseits zur Ausbildung des Tümpels herangezogen werden kann, ohne die Grundform des Speiserkorpus zu verändern. Hierbei ist vorgesehen, dass das Halteelement den Deckelbereich des Speiserkorpus mit einem umlaufenden Halteansatz lediglich über einen Teilbereich übergreift derart, dass die Randfläche des Halteansatzes den Tümpel auf der Oberseite des Deckelbereichs des Speiserkorpus ausbildet.
  • Soweit bei der Herstellung des Speiserkorpus wie auch des Halteelements jeweils ein organischer Binder mit in der Regel unterschiedlichen Anteilen zum Einsatz kommt, kann der Fall eintreten, dass der organische Binder bei dem Eintritt des heißen Metalls in das Speiservolumen unter Bildung einer Flamme verbrennt. Um diesen unerwünschten Vorgang zu vermeiden oder zumindest einzuschränken, ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass ein den Speiserkorpus außen übergreifendes und an der Gießform festzulegendes Haltelement vorgesehen ist, welches den Deckelbereich des Speiserkorpus vollständig mit einem Deckel übergreift, wobei der Tümpel auf der äußeren Oberfläche des Deckels des Halteelements angeordnet ist und der Deckel des Halteelements eine mit der Entlüftungsöffnung des Speiserkorpus fluchtende Durchgangsöffnung aufweist. Hiermit ist der Vorteil verbunden, dass der den Speiserkorpus einhausende Deckel des Halteelements die Bildung einer Flamme verhindert. Hierbei kann ebenso wie bei der Ausbildung des Tümpels in dem Deckelbereich des Speiserkorpus vorgesehen sein, dass der Tümpel aus einer auf der Außenseite des Deckels des Halteelements in dem Deckel ausgebildeten Vertiefung besteht. Entsprechend kann weiterhin die die Vertiefung umschließenden Randfläche des Deckels des Halteelements an der Ausbildung eines zur Entlüftungsöffnung gerichteten Trichters entsprechenden geneigten Verlauf aufweisen, und es kann die Vertiefung in dem Deckel des Halteelements bei der Herstellung des Haltelements eingeformt sein.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Speisereinsatz mit einem in dessen Deckelbereich ausgeformten Tümpel im Schnitt,
    Fig. 2
    einen mittels eines gesonderten Halteelementes an einer Gießform festzulegenden Speisereinsatz mit einem durch das Halteelement gebildeten Tümpel,
    Fig. 3
    eine andere Ausführungsform der Speiseranordnung gemäß Figur 2 in einer gegenüber Figur 2 um 90° gedrehten Schnittdarstellung.
  • Wie sich zunächst aus Figur 1 ergibt, hat ein die Speiseranordnung bildender Speiserkorpus 10 eines Speisereinsatzes Seitenwände 11, einen Deckelbereich 12 und einen Bodenbereich 13, wobei innerhalb des Speiserkorpus 10 ein Speiservolumen 14 ausgebildet ist, welches der Aufnahme des beim Abgießen des Metalls in die Gießform daraus aufsteigenden Metalls dient. Hierzu weist der Bodenbereich 13 des Speiserkorpus 10 eine Speiseröffnung 15 als Verbindung zum nicht dargestellten Formhohlraum der Gießform auf. In dem Deckelbereich 12 des Speiserkorpus 10 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Entlüftungen 16 vorgesehen, die außerhalb eines zentrisch angeordneten, vom Deckelbereich 12 in das Speiservolumen 14 vorstehenden Williamskerns 21 angeordnet sind. Die Funktion eines derartigen Williamskerns 21 ist im Stand der Technik bekannt und spielt für die Verwirklichung der vorliegenden Erfindung keine Rolle.
  • An der äußeren Oberseite des Deckelbereichs 12 ist eine Vertiefung 17 in das Material des Deckelbereichs 12 eingelassen, in die die beiden Entlüftungsöffnungen 16 einmünden. Die die Vertiefung 17 ausbildende, umlaufende Randfläche 18 ist mit einer derartigen Neigung ausgebildet, dass sich eine Trichterform der Vertiefung 17 ergibt, wobei sich der Trichter in Richtung der Entlüftungsöffnungen 16 beziehungsweise des im Speiserkorpus 10 ausgebildeten Speiservolumens 14 verjüngt. Soweit auf der äußeren Oberseite des Deckelbereichs 12 noch Materialrippen 22 hervorstehen, sind diese durch die Herstellung des Speiserkorpus 10 auf einer Schießmaschine in einem Schuss bedingt.
  • Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Speiseranordnung ist der Speiserkorpus 10 von einem Halteelement 30 umschlossen und dadurch auf der nicht weiter dargestellten Gießform beziehungsweise einer Formplatte als Teil davon festgelegt. Der Speiserkorpus 10 selbst ist dabei nicht zur Ausbildung eines Tümpels 20 eingerichtet, sondern ist in herkömmlicher Weise ausgebildet; eine derartige einfache Speiserform wird üblicherweise als Speiserkappe bezeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist nun das Halteelement 30 zur Ausbildung eines Tümpels 20 herangezogen, indem das Halteelement 30 den Deckelbereich 12 des Speiserkorpus 10 nicht vollständig übergreift, sondern nur mit einem umlaufenden Halteansatz 31, der den Deckelbereich 12 des Speiserkorpus 10 lediglich in dessen äußeren Eckbereich und damit lediglich über einen Teilbereich der gesamten Fläche des Deckelbereiches 12 übergreift. Damit ist die Möglichkeit gegeben, die Materialstärke des umlaufenden Halteansatzes 31 des Halteelementes 30 zur Ausbildung des Tümpels 20 heranzuziehen, indem die Randfläche 32 des umlaufenden Halteansatzes 31 den Tümpel 20 auf der Oberseite des Deckelbereichs 12 des Speiserkorpus 10 ausbildet bzw. umgrenzt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Randfläche 32 des Halteansatzes 31 derart geneigt, dass der Durchmesser des von der Randfläche 32 umschlossenen Tümpels 20 an dem Deckelbereich 12 des Speisereinsatzes 10 größer ist als an der freien Oberkante des Halteansatzes 31.
  • Das in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Speiseranordnung unterscheidet sich von dem vorstehend zu Figur 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, dass das den Speiserkorpus 10 übergreifende Halteelement 40 einen den Deckelbereich 12 des Speiserkorpus 10 übergreifenden, massiven Deckel 41 aufweist, in welchem eine mit der Entlüftungsöffnung 16 des Speiserkorpus 10 fluchtende Durchgangsöffnung 42 ausgebildet ist. Ähnlich dem zu Figur 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist auf der äußeren Oberseite des Deckels 41 die den Tümpel 20 bildende Vertiefung 17 in das Material des Deckels 41 eingelassen, in die die Durchgangsöffnung 42 als Verbindung zu dem Speiservolumen 14 über die Entlüftungsöffnung 16 des Speisereinsatzes 10 mündet. Gleichfalls ist die die Vertiefung 17 ausbildende, umlaufende Randfläche 18 mit einer derartigen Neigung ausgebildet, dass sich eine Trichterform der Vertiefung 17 ergibt. Soweit auf der äußeren Oberseite des Deckels 41 noch Materialrippen 22 hervorstehen, sind diese durch die Herstellung des Halteelements 40 auf einer Schießmaschine in einem Schuss bedingt.
  • Mit der Anordnung des Deckels 41 und der damit verbundenen vollständigen Einhausung des Speiserkorpus 10 ist ein Herausschlagen von Flammen aus der Speiserordnung insbesondere bei der Verbrennung des bei der Herstellung des Speisereinsatzes 10 verarbeiteten Binders ausgeschlossen.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den Schutzansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (7)

  1. Speiseranordnung zum Gebrauch mit einer beim Gießen von Metallen verwendeten Gießform aufweisend einen Speisereinsatz mit einem ein Speiservolumen (14) ausbildenden Speiserkorpus (10) aus einem exothermen und/oder isolierenden Material, wobei der das Speiservolumen zur Aufnahme des aus dem Formhohlraum der Gießform überströmenden flüssigen Metalls beinhaltende Speiserkorpus Seitenwände (11) einen Deckelbereich (12) sowie einen Bodenbereich (13)
    mit einer darin ausgebildeten Speiseröffnung (15) als Verbindung zum Formhohlraum der Gießform aufweist und in dem Deckelbereich eine Entlüftungsöffnung (16) für das Speiservolumen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der äußeren Oberfläche des Deckelbereichs (12) des Speiserkorpus (10) ein an die Entlüftungsöffnung (16) angeschlossener Tümpel (20) zur Aufnahme von über die Entlüftungsöffnung (16) aus dem Speiservolumen (14) austretendem flüssigem Metall angeordnet ist.
  2. Speiseranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tümpel (20) aus einer auf der Außenseite des Deckelbereichs (12) in dem Deckelbereich (12) des Speiserkorpus (10) ausgebildeten Vertiefung (17) besteht.
  3. Speiseranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Vertiefung (17) umschließende Randfläche (18) des Deckelbereichs (12) einen der Ausbildung eines zur Entlüftungsanordnung (16) gerichteten Trichters entsprechenden geneigten Verlauf aufweist.
  4. Speiseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (17) des Deckelbereichs (12) des Speiserkorpus (10) bei der Herstellung des Speisereinsatzes eingeformt ist.
  5. Speiseranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Speiserkorpus (10) außen übergreifendes und an der Gießform festzulegendes Halteelement (30) vorgesehen ist, welches den Deckelbereich (12) des Speiserkorpus (10) mit einem umlaufenden Halteansatz (31) lediglich über einen Teilbereich übergreift derart, dass die Randfläche (32) des Halteansatzes (31) den Tümpel (20) auf der Oberseite des Deckelbereichs (12) des Speiserkorpus (10) ausbildet und umschließt.
  6. Speiseranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Speiserkorpus (10) außen übergreifendes und an der Gießform festzulegendes Haltelement (40) vorgesehen ist, welches den Deckelbereich (12) des Speiserkorpus (10) vollständig mit einem Deckel (41) übergreift, wobei der Tümpel (20) auf der äußeren Oberfläche des Deckels (41) des Halteelements (40) angeordnet ist und der Deckel (41) des Halteelements (40) eine mit der Entlüftungsöffnung (16) des Speiserkorpus (10) fluchtende Durchgangsöffnung (42) aufweist.
  7. Speiseranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Tümpel (20) aus einer auf der Außenseite des Deckels (41) des Halteelements (40) in dem Deckel (41) ausgebildeten Vertiefung (17) besteht.
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