EP3135400B1 - Brechkern mit einem dessen durchtrittsöffnung durchsetzenden netzartigen gewebe - Google Patents

Brechkern mit einem dessen durchtrittsöffnung durchsetzenden netzartigen gewebe Download PDF

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EP3135400B1
EP3135400B1 EP16185153.0A EP16185153A EP3135400B1 EP 3135400 B1 EP3135400 B1 EP 3135400B1 EP 16185153 A EP16185153 A EP 16185153A EP 3135400 B1 EP3135400 B1 EP 3135400B1
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EP
European Patent Office
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breaker core
frame
netlike
webbing
core according
Prior art date
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Active
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EP16185153.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3135400A1 (de
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Jörg Schäfer
Thomas Schäfer
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GTP Schaefer Giesstechnishe Produkte GmbH
Original Assignee
GTP Schaefer Giesstechnishe Produkte GmbH
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Publication date
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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
    • 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
    • B22C9/084—Breaker cores

Definitions

  • the invention relates to a refractive core for use in the foundry, wherein the disc-shaped and an opening for the molten metal having refractive core on the casting model facing bottom of a casting model to be applied to the feeder body is fixed and the breaker core has a consisting of a refractory material net-like fabric.
  • the feeders In the foundry industry, it is often necessary to arrange additional feeders in the molds, whose feeder body fills with the casting of the casting with the liquid metal and compensates for volume deficits occurring during the solidification of the casting, in order to prevent voids formation in the casting.
  • the feeders must be such that the liquid metal fed therein solidifies later than the casting, so that during the solidification process, a material transport can take place towards the casting, which tightly feeds the casting.
  • the feeders consist of an exothermic and / or insulating material or are shaped as so-called natural feeders in the mold sand enclosing the casting model.
  • the feeders of any geometrical shape are arranged on the casting site of the casting to be fed, and on forming the casting mold by compression of the other Processes are created during molding of the casting model by means of the molding sand cavities in which individual, consisting of an exothermic and / or insulating material feeders are subsequently used and thereby connected to the created by the demolding of the casting mold in the mold cavity.
  • feeders are arranged as so-called head feeders regularly on the G confusemodellober Design or on the later Gus published.
  • so-called refractive cores which are fixed on the casting model facing bottom of the feeder body to the feeder body, consist of a refractory material and having a passage opening over which the hot metal rising from the mold cavity of the mold flows into the inner cavity of the feeder body or from there back into the mold cavity.
  • the refractive cores usually produced by shooting in a shooting machine are disk-shaped, wherein the passage opening is formed by a constriction formed in disk-shaped Brechkern emotions, thereby to provide a predetermined breaking point for breaking the Essiserrestes from the surface of the Gus publishedes.
  • Such an arrangement of the feeder with a breaker core is for example from the WO 2009/103539 A1 known.
  • a breaker core for feeder of aluminum casts with the aforementioned generic features known, consisting of a grid of intersecting glass fiber bundles, mineral fiber bundles or preferably melt-coated metal wires exists, which is glued as a breaker core to a feeder body or molded in the manufacture of the feeder body in the material. Furthermore, it is off DE 94 19 461 U1 a head feeder is known in which a tissue spanning the feeder opening of a gas-poor, refractory material is nailed or glued to the feeder body. In this respect, this tissue also fulfills break core function.
  • the invention has for its object to improve a breaker core with the features mentioned in that the occurrence of remaining after casting on the casting and to be eliminated by cleaning metal residues is further limited.
  • the invention provides for this purpose a breaker core with the features mentioned, in which in the breaker core an existing of a heat-resistant material annular frame is fixed with the net-like fabric spanned therein, which spans the passage opening of the breaker core, wherein the frame with an outer side wall the body of the disc-shaped Breaking core is fixed and the plane of the spanned in the frame reticulated fabric is set with a stepped offset to the upper, the feeder-facing end of the side wall, so that the net-like fabric located in the region of the casting model facing bottom of the refractive core and molded in the mold feeder with breaker core is positioned directly on the surface of the casting formed by the casting.
  • the essential advantage associated with the invention is that due to the particular shape of the frame with the step-like offset of the plane provided at the lower end of the side wall for attachment of the net-like fabric to the opposite upper end of the frame, the level of the net-like fabric almost in the lower, on the casting model resting surface of the refractive core is located, so that the predetermined breaking point formed by the net-like tissue for breaking off the riser is moved directly to the surface of the casting. Thus, hardly any additional cleaning effort.
  • Another advantage is that due to the net-like fabric spanned in the frame, these frames can be handled reliably as a separate component in the production of the breaker core in the shooting mold.
  • the arrangement of the frame allows for tension and retention of the net-like fabric in the frame, irrespective of the strength of the molding material mixture at the positioning point of the net-like fabric in the disk-shaped breaker core.
  • the use of a frame made of a heat-resistant material for holding the tensioned net-like fabric also offers the advantage that the frame is not through the hot core flowing through the breaker core is melted and thus no combustion gases harmful to the casting process are formed.
  • a radially outwardly projecting, at least partially circumferential flange is formed at the upper end of the side wall and extends into the body of the disk-shaped refractive core.
  • Side wall, flange and / or projection can thereby have a peripheral shape on the outside of the frame; but it is also sufficient if they are designed in the form of sub-segments.
  • the body of the breaker core covers the inside of the side wall of the frame with a covering gusset, wherein in the case of the presence of an additional projection of the gusset also covers its top facing the feeder.
  • the annular frame consists of two mutually movable subframe, after applying the required tension of the net-like fabric can be fixed against each other. It is preferred if the sub-frame formed with a congruent shape and are plugged into each other and absorb the mesh-like tissue between them and span the fabric by the nesting.
  • a suitable connection technique for this purpose may be the so-called spot welding.
  • the clinching is proposed by the so-called TOX® method. Thereafter, it is provided that the sub-frame are connected to the mesh-like fabric inserted therebetween by making a positive and snap-like connections in a cold forming process, wherein the punctiform connections of the sub-frame respectively capture the mesh-like tissue lying between the sub-frame. Because the mesh-like tissue inserted between the sub-frames prior to clinching is fixed by the so-called TOX® points, a better and more stable clamping of the net-like tissue in the frame holding it takes place with corresponding stress by the metal flowing through the net-like tissue.
  • the TOX® points attached at various locations on the circumference of the frame improve the tension of the net-like fabric in the frame and, finally, the corresponding connection technique is simple and inexpensive in mass production of the frame because no heat treatment or insertion of additional fasteners is required is.
  • the nestable sub-frames each have a cup-shaped shape with a conically tapered from the upper end of the side wall to the lower end with the net-like tissue fixed thereto contour.
  • the frame with the net-like fabric stretched therein is shot into the disk-shaped breaker core by shooting in a shooting machine during the production of the breaker core.
  • the net-like fabric to reduce the flow resistance has a through hole with a smaller dimension than the passage opening of the refractive core.
  • the through hole has an area of 10 to 50 percent of the area enclosed by the frame surface of the passage opening of the refractive core, wherein the network width, that is, the width of the network openings, 1 to 20 millimeters a width of the network structure forming threads from 1 to 15 millimeters.
  • the frame may be made of metal as the refractory material. Since possibly the projection provided on the frame may come into contact with the liquid metal from the side of the casting model or the mold cavity in front of the casting, the casting could be connected to the frame due to the heat of the liquid metal, which in turn would cause separation would make feeder remainders more difficult. Therefore, it is provided in the use of metal as a material for the production of the frame, that the casting model facing bottom of the projection is provided with a refractory coating. For this purpose, for example, a refractory Kokillenschlichte can be used.
  • the frame may be made of ceramic or a refractory material as each heat-resistant material.
  • a disc-shaped breaker core 10 is shown with a centrally located through opening 11 which is made of a refractory molding material mixture by shooting in a shooting machine.
  • a frame 12 is arranged, which holds a net-like fabric 15, which spans the passage opening of the breaker core 10.
  • the frame 12 has a pot-shaped shape with a circumferential side wall 17, wherein the pot-shaped shape narrows slightly conically to the net-like fabric 15 out.
  • the frame 12 consists of two, each having a congruent shape having sub-frame, namely an outer sub-frame 19 and an inner sub-frame 20, which are inserted into one another.
  • the net-like fabric 15 is disposed between outer sub-frame 19 and inner sub-frame 20 and is tensioned in the assembly of the frame 13 by the nesting of the two sub-frames 19, 20; Subsequently, the two sub-frames 19, 20 fixed to each other, preferably welded together.
  • an inwardly projecting projection 18 is formed on the two sub-frames 19 and 20 respectively still at the opposite end of the flange 13, wherein the two projections 18 together pinch the net-like fabric 15 between them and thereby additionally in particular in the edge region support.
  • the two sub-frames 19 and 20 are connected to each other by spot welding at points 22.
  • a through hole 16 is arranged, which serves to reduce the fürströmwiderstandes at the breaker core.
  • This through-hole 16 may have an area of about 10 to 50 percent of the passage opening of the breaker core enclosed by the frame. However, such a through hole is not mandatory.
  • the frame 12 is so inserted into the mold during the production of the disc-shaped breaker core 10 and thus injected into the molding material mixture that the flange 13 has come to lie approximately in the middle of the material thickness of the disc-shaped breaker core 10, while due to the through the side wall 17th the frame 12 formed offset of the net-like fabric 15 to the plane of the flange 13, the net-like fabric 15 is positioned at molded into the mold as part of a feeder breaker core 10 directly to the surface of the casting formed by the casting.
  • the dimensions of the frame in relation to the passage opening 11 of the refractive core 10 are made such that the material of the refractive core 10 also covers the inside of the side wall 17 with a gusset 21, wherein the formed on the inner sub-frame 20 projection 18 the support forms for the side wall 17 covering gusset 21 of the refractive core material.
  • the side wall 17 may also directly form the inner wall of the passage opening, in which case the flange 13 provides for a corresponding fixing of the frame 12 to the breaker core 10.
  • the shape of the frame 12 with the flange 13 and the projection 18 shown in the drawing represents an expedient embodiment of the invention, other forms of the frame 12 are encompassed by the invention.
  • the net-like fabric 15 is directly connected to the lower edge of the side wall 17 ( Fig. 5 ).
  • connection technique is a form-fitting and point-like connection of the two flanges 13 produced without additional connection means and without the application of heat in a cold forming process
  • the TOX® points 25 by inserting a Matrizenst Zis in a die with a pressing of between Die punches and die lying material layers are produced in the die. Due to special Gesenkformen it comes to appropriate material hardening in the die area, so that virtually snap-like connections arise.
  • the mains voltage is increased and is fixed accordingly after completion of the cold deformation.

Landscapes

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

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Brechkern zum Einsatz in der Gießerei, wobei der scheibenförmige und eine Durchtrittsöffnung für das flüssige Metall aufweisende Brechkern an der einem Gießmodell zugewandten Unterseite eines an dem Gießmodell anzusetzenden Speiserkorpus festlegbar ist und der Brechkern ein aus einem feuerfesten Material bestehendes netzartiges Gewebe aufweist.
  • In der Gießereitechnik ist es häufig notwendig, in den Gießformen zusätzliche Speiser anzuordnen, deren Speiserkorpus sich beim Abguss des Gussstückes mit dem flüssigen Metall füllt und bei der Erstarrung des Gussstücks auftretende Volumendefizite ausgleicht, um eine Lunkerbildung im Gussstück zu verhindern. Dazu müssen die Speiser so beschaffen sein, dass das darin eingespeiste flüssige Metall später als das Gussstück erstarrt, damit während des Erstarrungsvorganges ein Materialtransport zum Gussstück hin stattfinden kann, der das Gussstück dichtspeist. Hierzu bestehen die Speiser aus einem exothermen und/oder isolierenden Material oder werden als sogenannte Naturspeiser in dem das Gießmodell einschließenden Formsand ausgeformt. Im Rahmen von bekannten Verfahren zur Herstellung von mit Speisern zu versehenden Gießformen werden die Speiser mit einer beliebigen geometrischen Form an der zu speisenden Stelle des späteren Gussstücks an dem Gießmodell angeordnet und bei der Erstellung der Gießform durch Verdichtung des eingeanderen Verfahren werden beim Abformen des Gießmodells mittels des Formsandes Hohlräume geschaffen, in welche einzelne, aus einem exothermen und/oder isolierenden Material bestehende Speiser nachträglich eingesetzt werden und dadurch an den durch das Entformen des Gießmodells in der Gießform geschaffenen Formhohlraum angeschlossen sind. Dabei werden Speiser als sogenannte Kopfspeiser regelmäßig auf der Gießmodelloberfläche beziehungsweise auf dem späteren Gusstück angeordnet.
  • Beim Einsatz von Speisern besteht generell das Problem, dass nach dem Abguss in dem Speiserkorpus jeweils erstarrtes Gussmaterial in Form von sogenannten Speiserresten verbleibt, die nach dem Entformen des Gussstücks von diesem entfernt werden müssen. Um diese Abtrennung zu erleichtern, ist die Verwendung von sogenannten Brechkernen bekannt, die auf der dem Gießmodell zugewandten Unterseite des Speiserkorpus an dem Speiserkorpus festgelegt werden, aus einem feuerfesten Material bestehen und eine Durchtrittsöffnung aufweisen, über die das aus dem Formhohlraum der Gießform aufsteigende heiße Metall in den inneren Hohlraum des Speiserkorpus beziehungsweise von dort aus wieder zurück in den Formhohlraum strömt. Die in der Regel durch Schießen in einer Schießmaschine hergestellten Brechkerne sind scheibenförmig ausgebildet, wobei die Durchtrittsöffnung von einer in scheibenförmigen Brechkernkörper ausgebildeten Einschnürung gebildet ist, um dadurch eine Sollbruchstelle für das Abbrechen des Speiserrestes von der Oberfläche des Gusstückes zu schaffen. Eine derartige Anordnung des Speisers mit einem Brechkern ist beispielsweise aus der WO 2009/103539 A1 bekannt.
  • Aus der DE 84 18 690 U1 ist ein Brechkern für Speiser von Aluminiumgussstücken mit den eingangs genannten gattungsgemäßen Merkmalen bekannt, der aus einem Gitternetz aus einander kreuzenden Glasfaserbündeln, Mineralfaserbündeln oder vorzugsweise schmelzeabweisend beschichteten Metalldrähten besteht, welches als Brechkern an einem Speiserkorpus angeklebt oder bei der Herstellung des Speiserkorpus in dessen Material eingeformt ist. Weiterhin ist aus DE 94 19 461 U1 ein Kopfspeiser bekannt, bei welchem ein die Speiseröffnung überspannendes Gewebe aus einem gasarmen, feuerfesten Material auf den Speiserkorpus aufgenagelt oder aufgeklebt ist. Insofern erfüllt dieses Gewebe ebenfalls Brechkernfunktion.
  • Schließlich ist in der DE 35 25 637 A1 ein scheibenförmiger Brechkern mit einer Durchtrittsöffnung für das flüssige Metall beschrieben, welcher aus mindestens einem, mit einem feuerfesten Material beschichteten Metallblech besteht. Eine netzartige Struktur des Brechkerns ist nicht angesprochen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brechkern mit den eingangs genannten Merkmalen dahingehend zu verbessern, dass das Auftreten von nach dem Abguss an dem Gussstück verbleibenden und durch Putzarbeiten zu beseitigenden Metallresten weiter eingeschränkt ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
  • Die Erfindung sieht hierzu einen Brechkern mit den eingangs genannten Merkmalen vor, bei welchem in dem Brechkern ein aus einem hitzebeständigen Material bestehender ringförmiger Rahmen mit dem darin aufgespannten netzartigen Gewebe festgelegt ist, welches die Durchtrittsöffnung des Brechkerns überspannt, wobei der Rahmen mit einer äußeren Seitenwand an dem Korpus des scheibenförmigen
    Brechkerns festgelegt ist und die Ebene des in dem Rahmen aufgespannten netzartigen Gewebes mit einem stufenförmigen Versatz zum oberen, dem Speiser zugewandten Ende der Seitenwand festgelegt ist, sodass das netzartige Gewebe im Bereich der dem Gießmodell zugewandten Unterseite des Brechkerns gelegen und bei in die Gießform eingeformtem Speiser mit Brechkern unmittelbar an der Oberfläche des durch das Abgießen gebildeten Gussstücks positioniert ist.
  • Mit der Erfindung ist der wesentliche Vorteil verbunden, dass aufgrund der besonderen Gestalt des Rahmens mit dem stufenartigen Versatz der am unteren Ende der Seitenwand vorgesehenen Ebene zur Anbringung des netzartigen Gewebes zum gegenüberliegenden oberen Ende des Rahmens die Ebene des netzartigen Gewebes nahezu in der unteren, auf dem Gießmodell aufliegenden Fläche des Brechkerns gelegen ist, so dass die von dem netzartigen Gewebe ausgebildete Sollbruchstelle für das Abbrechen des Speiserrestes unmittelbar an die Oberfläche des Gussstücks verlagert ist. Somit entsteht kaum ein zusätzlicher Putzaufwand. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass aufgrund des in dem Rahmen aufgespannten netzartigen Gewebes dieser Rahmen als gesondertes Bauteil bei der Herstellung des Brechkerns in der Schießform prozesssicher gehandhabt werden kann. Soweit eine ausreichende Spannung des netzartigen Gewebes im Fließweg durch den Brechkern sichergestellt sein muss, damit das Gewebe bei dem Durchströmen mit dem flüssigen Metall während des Abgusses nicht in den Formhohlraum und damit in die Gussstückstruktur hineingezogen wird, ermöglicht die Anordnung des Rahmens eine Spannung und Halterung des netzartigen Gewebes in dem Rahmen unabhängig von der Festigkeit der Formstoffmischung an der Positionierungsstelle des netzartigen Gewebes in dem scheibenförmigen Brechkern. Der Einsatz eines aus einem hitzebeständigen Material bestehenden Rahmens zur Halterung des gespannten netzartigen Gewebes bietet zudem den Vorteil, dass der Rahmen nicht durch das den Brechkern durchströmende heiße Metall aufgeschmolzen wird und damit keine für den Gießprozess schädlichen Verbrennungsgase entstehen.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass am oberen Ende der Seitenwand ein radial nach außen abstehender, wenigstens teilweise umlaufender Flansch ausgebildet ist und sich in den Korpus des scheibenförmigen Brechkerns hinein erstreckt. Hiermit ist der Vorteil verbunden, dass der Rahmen mit seinem in den scheibenförmigen Brechkernkörper eingreifenden Flansch im Korpus des scheibenförmigen Brechkerns sicher verankert ist.
  • Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass an dem dem Gießmodell zugewandten unteren Ende der Seitenwand ein innenseitig einspringender und das netzartige Gewebe stützender Vorsprung ausgebildet ist. Hierdurch wird die Fixierung des netzartigen Gewebes während des Durchströmens mit dem heißen Metall zusätzlich verbessert.
  • Seitenwand, Flansch und/oder Vorsprung können dabei eine außen an dem Rahmen umlaufende Gestalt haben; es reicht aber auch aus, wenn sie in Form von Teilsegmenten ausgebildet sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Korpus des Brechkerns die Innenseite der Seitenwand des Rahmens mit einem abdeckenden Zwickel überdeckt, wobei im Falle des Vorhandenseins eines zusätzlichen Vorsprungs der Zwickel auch dessen dem Speiser zugewandte Oberseite überdeckt.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zweckmäßig, wenn der ringförmige Rahmen aus zwei gegeneinander beweglichen Teilrahmen besteht, die nach Aufbringen der erforderlichen Spannung des netzartigen Gewebes gegeneinander festlegbar sind. Bevorzugt ist dabei, wenn die Teilrahmen mit einer kongruenten Form ausgebildet und ineinander einsteckbar sind und das netzartige Gewebe dabei zwischen sich aufnehmen und das Gewebe durch das Ineinanderstecken aufspannen. Eine zweckmäßige Verbindungstechnik hierfür kann das sogenannte Punktschweißen darstellen.
  • Als besonders zweckmäßige Verbindungstechnik für die Teilrahmen zur Bildung des das netzartige Gewebe aufspannenden Rahmens ist nach einem Ausführungsbeispiel das Clinchen nach dem sogenannten TOX®-Verfahren vorgeschlagen. Danach ist vorgesehen, dass die Teilrahmen mit dem dazwischen eingelegten netzartigen Gewebe durch in einem Kaltumformprozess erfolgende Herstellung von formschlüssigen und druckknopfartigen Verbindungen miteinander verbunden werden, wobei die punktförmigen Verbindungen der Teilrahmen jeweils das zwischen den Teilrahmen liegende netzartige Gewebe erfassen. Dadurch dass das zwischen den Teilrahmen vor dem Clinchen eingelegte netzartige Gewebe von den sogenannten TOX®-Punkten fixiert ist, findet eine bessere und bei entsprechender Beanspruchung durch das durch das netzartige Gewebe fließende Metall stabilere Verklemmung des netzartigen Gewebes in dem dieses haltenden Rahmen statt. Zusätzlich wird durch die an verschiedenen Stellen auf dem Umfang des Rahmens angebrachten TOX®-Punkte die Spannung des netzartigen Gewebes im Rahmen verbessert, und schließlich ist die entsprechende Verbindungstechnik einfach und kostengünstig in der Serienproduktion des Rahmens, weil keine Wärmebehandlung oder das Einbringen zusätzlicher Verbindungselemente erforderlich ist.
  • Im Einzelnen kann vorgesehen sein, dass die ineinander einsteckbaren Teilrahmen jeweils eine topfförmige Gestalt mit einer sich leicht konisch vom oberen Ende der Seitenwand zu deren unterem Ende mit dem daran festgelegten netzartigen Gewebe verengenden Kontur aufweisen.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Rahmen mit dem darin aufgespannten netzartigen Gewebe bei der Herstellung des Brechkerns durch Schießen in einer Schießmaschine in den scheibenförmigen Brechkern eingeschossen ist.
  • Hinsichtlich der Ausbildung des netzartigen Gewebes kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das netzartige Gewebe zur Verringerung des Durchströmungswiderstandes ein Durchgangsloch mit einer geringeren Abmessung als die Durchtrittsöffnung des Brechkerns aufweist. Im Einzelnen kann dabei nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, dass das Durchgangsloch eine Fläche von 10 bis 50 Prozent der von dem Rahmen umschlossenen Fläche der Durchtrittsöffnung des Brechkerns aufweist, wobei die Netzweite, das heißt die Weite der Netzöffnungen, 1 bis 20 Millimeter bei einer Breite der die Netzstruktur bildenden Fäden von 1 bis 15 Millimeter beträgt.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Rahmen aus Metall als dem hitzebeständigen Material bestehen. Da ggf. der am Rahmen vorgesehene Vorsprung von der Seite des Gießmodells beziehungsweise des vor dem Abguss bestehenden Formhohlraums her in Kontakt mit dem flüssigen Metall kommen kann, könnte sich wegen der Hitze des flüssigen Metalls das Gussteil mit dem Rahmen verbinden, was wiederum ein Abtrennen des Speiserrests erschweren würde. Daher ist bei dem Einsatz von Metall als Material für die Herstellung des Rahmens vorgesehen, dass die dem Gießmodell zugewandte Unterseite des Vorsprungs mit einer feuerfesten Beschichtung versehen ist. Hierzu kann beispielsweise eine feuerfeste Kokillenschlichte verwendet werden.
  • Alternativ kann der Rahmen aus Keramik oder einem Feuerfestmaterial als jeweils hitzebeständigem Material bestehen.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:
    • Fig. 1:
    einen scheibenförmigen Brechkern mit einem darin verankerten, ein netzartiges Gewebes aufspannenden Rahmen im Querschnitt,
    Fig. 2:
    den Rahmen gemäß Fig. 1 in einer Einzeldarstellung im Querschnitt,
    Fig. 3:
    den Rahmen gemäß Fig. 2 einschließlich des darin aufgespannten netzartigen Gewebes in Draufsicht,
    Fig. 4:
    ein anderes Ausführungsbeispiel des Brechkerns gemäß Fig. 1,
    Fig. 5:
    ein weiteres Ausführungsbeispiel des Brechkerns gemäß Fig. 1.
    Fig. 6:
    einen durch Anwendung des Clinchens als Verbindungstechnik für die Teilrahmen hergestellten Rahmen in einer Seitenansicht.
  • In Fig. 1 ist ein scheibenförmiger Brechkern 10 mit einer darin mittig angeordneten Durchtrittsöffnung 11 dargestellt, der aus einer feuerfesten Formstoffmischung durch Schießen in einer Schießmaschine hergestellt ist. In dem scheibenförmigen Brechkern 10 ist ein Rahmen 12 angeordnet, der ein netzartiges Gewebe 15 hält, welches die Durchtrittsöffnung des Brechkerns 10 überspannt.
  • Der Rahmen 12 weist eine topfförmige Gestalt mit einer umlaufenden Seitenwand 17 auf, wobei sich die topfförmige Gestalt leicht konisch zu dem netzartigen Gewebe 15 hin verengt. Am oberen, den größeren Durchmesser der Rahmenkontur aufweisenden Ende der Seitenwand 17 ist ein außen umlaufender, radial abstehender Flansch 13 ausgebildet, während das netzartige Gewebe 15 am unteren, dem Flansch 13 gegenüberliegenden Ende der Seitenwand 17 gehaltert ist. Wie sich aus einer Zusammenschau der Fig. 2 und 3 ergibt, besteht der Rahmen 12 aus zwei, jeweils eine kongruente Form aufweisenden Teilrahmen, nämlich einem äußeren Teilrahmen 19 und einem inneren Teilrahmen 20, die ineinander gesteckt sind. Das netzartige Gewebe 15 ist zwischen äußerem Teilrahmen 19 und innerem Teilrahmen 20 angeordnet und wird bei der Montage des Rahmens 13 durch das Ineinanderstecken der beiden Teilrahmen 19, 20 gespannt; anschließend werden die beiden Teilrahmen 19, 20 aneinander fixiert, vorzugsweise aneinander geschweißt. Somit entsteht ein stabiles und bei der Herstellung des Brechkerns sicher handhabbares Bauteil. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist an den beiden Teilrahmen 19 und 20 jeweils noch an dem dem Flansch 13 gegenüberliegenden Ende der Seitenwand 17 ein innenseitig einspringender Vorsprung 18 ausgebildet, wobei die beiden Vorsprünge 18 gemeinsam das netzartige Gewebe 15 zwischen sich einklemmen und dadurch insbesondere im Randbereich zusätzlich stützen. Die beiden Teilrahmen 19 und 20 sind miteinander durch Punktverschweißen an den Punkten 22 verbunden.
  • Wie sich aus Fig. 3 ergibt, kann vorgesehen sein, dass in dem netzartigen Gewebe, vorzugsweise mittig in dessen innerhalb des Rahmens liegender freier Fläche, ein Durchgangsloch 16 angeordnet ist, welches der Verringerung des Durchströmwiderstandes bei dem Brechkern dient. Dieses Durchgangsloch 16 kann eine Fläche von etwa 10 bis 50 Prozent der von dem Rahmen umschlossenen Durchtrittsöffnung des Brechkerns aufweisen. Allerdings ist ein derartiges Durchgangsloch nicht zwingend erforderlich.
  • Der Rahmen 12 ist bei der Herstellung des scheibenförmigen Brechkerns 10 derart in die Schießform eingelegt und somit in die Formstoffmischung mit eingeschossen, dass der Flansch 13 etwa in der Mitte der Materialstärke des scheibenförmigen Brechkerns 10 zu liegen gekommen ist, während aufgrund des durch die Seitenwand 17 des Rahmens 12 gebildeten Versatzes des netzartigen Gewebes 15 zu der Ebene des Flansches 13 das netzartige Gewebe 15 bei in die Gießform als Bestandteil eines Speisers eingeformtem Brechkern 10 unmittelbar an der Oberfläche des durch das Abgießen gebildeten Gussstücks positioniert ist.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Abmessungen des Rahmens im Verhältnis zur Durchtrittsöffnung 11 des Brechkerns 10 so getroffen, dass das Material des Brechkerns 10 auch die Innenseite der Seitenwand 17 mit einem Zwickel 21 überdeckt, wobei der an dem inneren Teilrahmen 20 ausgebildete Vorsprung 18 das Auflager für den die Seitenwand 17 überdeckenden Zwickel 21 des Brechkernmaterials bildet. Hierdurch ist eine besonders gute Verankerung des Rahmens 12 in dem Brechkernkörper verwirklicht, jedoch ist dies nicht zwingend erforderlich. Die Seitenwand 17 kann auch unmittelbar die innere Wandung der Durchtrittsöffnung bilden, wobei dann der Flansch 13 für eine entsprechende Festlegung des Rahmens 12 an dem Brechkern 10 sorgt.
  • Die in der Zeichnung dargestellte Gestalt des Rahmens 12 mit dem Flansch 13 und dem Vorsprung 18 stellt zwar eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung dar, jedoch sind auch andere Formen des Rahmens 12 von der Erfindung umfasst. So kann auf die zusätzliche Ausbildung des Flansches 13 an dem Rahmen 12 verzichtet sein (Fig. 4), und es ist - alternativ oder zusätzlich - auch möglich, auf die Ausbildung des Vorsprunges 18 zu verzichten. In diesem Fall ist das netzartige Gewebe 15 unmittelbar mit dem unteren Rand der Seitenwand 17 verbunden (Fig. 5).
  • Aus Fig. 6 ergibt sich eine insbesondere für die Serienproduktion einfach zu handhabende und im Hinblick auf die Anforderungen an den Rahmen 12 einschließlich des darin aufgespannten netzartigen Gewebes 15 technisch zweckmäßige Verbindungstechnik für die Teilrahmen 19, 20. Es ist zu erkennen, dass das ein Durchgangsloch 16 aufweisende netzartige Gewebe 15 zwischen den Teilrahmen 19, 20 eingelegt ist und sich auch in den Bereich der aufeinander liegenden äußeren Flansche 13 der beiden Teilrahmen 19, 20 erstreckt. In diesem Bereich sind die beiden Teilrahmen 19, 20 durch das Anbringen von sogenannten TOX®-Punkten 25 in einem Clinch-Prozess miteinander verbunden. Bei dieser bekannten Verbindungstechnik handelt es sich um eine ohne zusätzliche Verbindungsmittel und ohne Anwendung von Wärme in einem Kaltumformprozess hergestellte formschlüssige und punktförmige Verbindung der beiden Flansche 13, wobei die TOX®-Punkte 25 durch das Einfahren eines Matrizenstempels in ein Gesenk mit einem Einpressen der zwischen Matrizenstempel und Gesenk liegenden Materiallagen in das Gesenk erzeugt werden. Aufgrund spezieller Gesenkformen kommt es zu entsprechenden Materialverfestigungen im Gesenkbereich, so dass quasi druckknopfartige Verbindungen entstehen. Durch das punktförmige Einpressen der beiden Flansche 13 einschließlich des dazwischen liegenden netzartigen Gewebes 15 in das beim Clinch-Prozess zur Anwendung gebrachte Gesenk wird die Netzspannung erhöht und ist nach Abschluss der Kaltverformung entsprechend fixiert.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung 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 (15)

  1. Brechkern (10) zum Einsatz in der Gießerei, wobei der scheibenförmige und eine Durchtrittsöffnung (11) für das flüssige Metall aufweisende Brechkern (10) an der einem Gießmodell zugewandten Unterseite eines an dem Gießmodell anzusetzenden Speisers festlegbar ist und der Brechkern (10) ein aus einem feuerfesten Material bestehendes netzartiges Gewebe (15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Brechkern (10) ein aus einem hitzebeständigen Material bestehender ringförmiger Rahmen (12) mit dem darin aufgespannten netzartigen Gewebe (15) festgelegt ist, welches die Durchtrittsöffnung (11) des Brechkerns (10) überspannt, wobei der Rahmen (12) mit einer äußeren Seitenwand (17) an dem Korpus des scheibenförmigen Brechkerns (10) festgelegt ist und die Ebene des in dem Rahmen (12) aufgespannten netzartigen Gewebes (15) mit einem stufenförmigen Versatz zum oberen, dem Speiser zugewandten Ende der Seitenwand (17) festgelegt ist, sodass das netzartige Gewebe (15) im Bereich der dem Gießmodell zugewandten Unterseite des Brechkerns (10) gelegen und bei in die Gießform eingeformtem Speiser mit Brechkern (10) unmittelbar an der Oberfläche des durch das Abgießen gebildeten Gussstücks positioniert ist.
  2. Brechkern nach Anspruch 1, bei welchem am oberen Ende der Seitenwand (17) ein radial nach außen abstehender, wenigstens teilweise umlaufender Flansch (13) ausgebildet ist und sich in den Korpus des scheibenförmigen Brechkerns (10) hinein erstreckt.
  3. Brechkern nach Anspruch 1, bei welchem an dem dem Gießmodell zugewandten unteren Ende der Seitenwand (17) ein innenseitig einspringender und das netzartige Gewebe (15) stützender Vorsprung (18) ausgebildet ist.
  4. Brechkern nach Anspruch 2 oder 3, bei welchem der Korpus des Brechkerns (10) die Innenseite der Seitenwand (17) des Rahmens (12) mit einem ggf. den Vorsprung (18) auf dessen Oberseite abdeckenden Zwickel (21) überdeckt.
  5. Brechkern nach einen der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem der ringförmige Rahmen (12) aus zwei gegeneinander beweglichen Teilrahmen (19, 20) besteht, die nach Aufbringen der erforderlichen Spannung des netzartigen Gewebes (15) gegeneinander festlegbar sind.
  6. Brechkern nach Anspruch 5, bei welchem die Teilrahmen (19, 20) ineinander einsteckbar sind und das netzartige Gewebe (15) zwischen sich aufnehmen und durch das Ineinanderstecken aufspannen.
  7. Brechkern nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem die Teilrahmen (19, 20) mit dem dazwischen eingelegten netzartigen Gewebe (15) mittels formschlüssiger und druckknopfartiger Verbindungen miteinander verbunden sind, wobei die punktförmigen Verbindungen der Teilrahmen (19, 20) jeweils das zwischen den Teilrahmen (19, 20) liegende netzartige Gewebe (15) erfassen.
  8. Brechkern nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem die ineinander einsteckbaren Teilrahmen (19, 20) jeweils eine topfförmige Gestalt mit einer sich leicht konisch vom oberen Ende der Seitenwand (17) zu deren unterem Ende mit dem daran festgelegten netzartigen Gewebe (15) verengenden Kontur aufweisen.
  9. Brechkern nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem der Rahmen (12) mit dem darin aufgespannten netzartigen Gewebe (15) in den scheibenförmigen Brechkern (10) eingeschossen ist.
  10. Brechkern nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem der Rahmen (12) aus Metall besteht.
  11. Brechkern nach Anspruch 10, bei welchem die dem Gießmodell zugewandte Unterseite des Vorsprungs (18) mit einer feuerfesten Beschichtung versehen ist.
  12. Brechkern nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem der Rahmen (12) aus Keramik oder aus einem Feuerfestmaterial besteht.
  13. Brechkern nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welchem das netzartige Gewebe (15) ein Durchgangsloch (16) aufweist, welches eine geringere Abmessung als die Durchtrittsöffnung (11) aufweist.
  14. Brechkern nach Anspruch 13, bei welchem das Durchgangsloch (16) eine Fläche von 10 bis 50 Prozent der von dem Rahmen (12) umschlossenen Fläche des netzartigen Gewebes (15) aufweist.
  15. Brechkern nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei welchem die Weite der Netzöffnungen im netzartigen Gewebe (15) 1 Millimeter bis 20 Millimeter bei einer Breite der die Netzstruktur bildenden Fäden von 1 Millimeter bis 15 Millimeter beträgt.
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