EP3756787B1 - Speisereinsatz mit hülle - Google Patents
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- EP3756787B1 EP3756787B1 EP19182035.6A EP19182035A EP3756787B1 EP 3756787 B1 EP3756787 B1 EP 3756787B1 EP 19182035 A EP19182035 A EP 19182035A EP 3756787 B1 EP3756787 B1 EP 3756787B1
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Classifications
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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
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- 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 present invention relates to a feeder insert for insertion into a casting mold used in the casting of metals, comprising a feeder body consisting of an insulating and/or exothermic feeder material, the feeder body having a peripheral and outwardly directed outer contour side wall, a side wall delimited at least by the side wall Feeder cavity for receiving liquid metal and a feeder port for connecting the feeder cavity to a mold cavity of the mold during the casting process.
- the feeder opening is generally formed in a base area of the feeder body, with the feeder cavity being delimited by a cover area on the side opposite the base area, with a further opening being able to be formed in the cover area.
- the feeder inserts In foundry technology, it is often necessary to arrange additional feeder inserts in the casting molds, the feeder body of which fills with the liquid metal when the casting is poured and compensates for volume deficits that occur during the solidification of the casting in order to prevent the formation of cavities in the casting.
- the feeder inserts must be designed in such a way that the liquid metal fed into them solidifies later than the casting, so that material can be transported to the casting during the solidification process, which tightly feeds the casting.
- the modulus of the feeder sleeve must be greater than the modulus of the respective nodal point of the casting to be cast.
- the feeder inserts have the feeder cavity delimited by the feeder body for receiving liquid metal and a feeder opening for connecting the feeder cavity to the mold cavity of the casting mold during the casting process.
- the feeder cavity consists of an exothermic and/or insulating feeder material.
- the exothermic material should include an oxidizable metal and an oxidizing agent, which can produce an exothermic reaction, it also being proposed to add components of an insulating refractory material to the material mixture, resulting in an exothermic-insulating material mixture.
- the heat balance of pure insulating risers is poorer due to the lack of active heat supply during the solidification process.
- feeder bodies made from exothermic/insulating granular feeder material are also known.
- a dimensionally stable, metallic feeder is, for example, in EP 1 864 729 A2 described. Since no exothermic reaction takes place with these feeder inserts, only the insulating effect is taken into account. Since the dimensionally stable metal body must not melt, it requires an appropriate wall that withdraws the heat from the liquid metal when it comes into contact with it, which can lead to the formation of edge shells on the metal rest of the feeder. In addition, gases produced during the casting process cannot be discharged and so-called gas defects or gas explosions can occur inside the feeder.
- EP 2 489 449 B1 known to enclose a feeder body made of exothermic feeder material with a shell made of insulating refractory material.
- a shell made of refractory material is relatively expensive.
- a feeder insert with an exothermic feeder body in which the side wall of the feeder body, starting from the upper wall part, extends convexly outwards and merges at the lower end into a passage part, also known as the feeder neck, with the side wall having several frames protruding into the interior, which the ends merge into the upper wall or the passage part.
- the feeder body can either be composed of several separately manufactured parts or be manufactured in one piece using a lost core. However, the use of a lost core in production is expensive.
- the object is achieved in particular by a feeder insert with the features mentioned at the outset, the feeder insert comprising a sleeve made of sheet metal in addition to the feeder body, the sleeve surrounding the outer contour at least in sections and at least one cavity being formed between the sleeve and the outer contour.
- the invention therefore provides that the feeder body made of a granular and/or fibrous feeder material is surrounded by a casing at least along a longitudinal section in the circumferential direction, with an air gap between at least a section of the inside of the casing and a section of the outer contour filled cavity is formed.
- the feeder insert thus has insulation formed by the at least one cavity, which reduces the amount of heat during the casting process that is emitted from the feeder body to the molding material surrounding the feeder insert. If the feeder sleeve is appropriately dimensioned, it has either a higher modulus than conventional feeder sleeves (without casing) with the same weight or the same volume of the feeder body, or the same modulus with a lower weight or smaller volume of the feeder body.
- the cavity it is not absolutely necessary for the cavity to also be delimited by the sleeve in the axial longitudinal direction of the feeder body. Rather, the at least one cavity can be closed by the feeder body itself, for example at its upper end facing the cover area. It is preferred that the at least one cavity is delimited by the shell on one side in the axial longitudinal direction, in particular in the direction of the bottom region.
- the sleeve can in particular be pot-shaped, with the sleeve having at least one base section, which may have an opening and which bears against an end face, in particular of the base area of the feeder body.
- the sleeve and the feeder body are therefore two different components of the feeder insert.
- the shell is formed from a metal sheet, in which case the shell can in particular have a wall thickness of at most 2 mm [millimeters], particularly preferably of at most 1 mm.
- the casing which consists of sheet metal, is produced in a deep-drawing process.
- the casing can be connected to the feeder body, in particular in the base area and/or cover area, in particular in a materially bonded manner, for example by means of an adhesive, or in a non-positive manner.
- a large number (at least three, preferably at least five or more) be provided by spacers, which counteract a radial deformation of the shell in the direction of the outer contour of the feeder body.
- spacers can be arranged and fastened as independent components between the inside of the sleeve and the outer contour of the feeder body.
- the spacers are formed in one piece with the casing or with the feeder body.
- the outer contour of the feeder body can have a multiplicity of outer contour projections against which the inside of the sleeve rests.
- the sleeve which is made of sheet metal, for example, can have, for example, embossing, beads, projections or the like as spacers.
- the casing could be designed in a wavy or zigzag shape, for example, with the corresponding low points being able to bear against the outer contour of the feeder body as spacers.
- the spacers are distributed regularly over the outer contour of the feeder body.
- the spacers are point-shaped, a single coherent cavity can be formed between the casing and the outer contour of the feeder body. However, it is also possible for the spacers to extend over the length or over the entire circumference of the outer contour, so that a plurality of cavities which are separate from one another are formed.
- the sleeve surrounding the feeder body radially on the outside in the circumferential direction preferably extends from the bottom area over at least half the length of the feeder body.
- the sleeve surrounding the feeder body in the circumferential direction preferably extends over two thirds of the length of the feeder body or even over the entire length of the feeder body. Preferred lies the sleeve-shaped or cup-shaped casing with its inner surface at the radially outermost points of all outer contour projections of the feeder body.
- the sleeve has a base section which extends over the end face of the feeder body in the base area of the feeder body and in particular is in contact with the base area of the feeder body at least in sections, the sleeve having an opening in the base section that is assigned to the feeder opening of the feeder body , where the opening of the shell is smaller than the feeder opening.
- a (metallic) breaker core is simultaneously made available through the shell, which constricts the connection between the feeder opening and the casting and thus specifies a predetermined breaking point for the metallic feeder residue located in the feeder cavity after the casting process.
- the sleeve can be designed in its bottom section in such a way that, starting from the feeder opening of the feeder body, it tapers towards its opening facing the casting.
- the shell of the shell surrounding the feeder body in the circumferential direction and the base section of the shell forming the breaker core can thus be produced in one piece.
- the sleeve can thus be attached to the feeder body, which is in particular a one-piece part, in a second process step after it has been produced.
- the outer contour preferably has a large number (at least three, preferably at least five or particularly preferably at least ten) of outer contour projections and/or outer contour recesses. When the outer contour projections are formed, the inside of the casing rests against the outer contour projections.
- the feeder body With a corresponding dimensioning of the feeder body, it has a higher modulus in comparison to conventional feeder bodies (without projections and recesses on the outside) with the same weight or the same volume of the feeder body.
- the outer contour projections also serve as support points/surfaces for the cover.
- the feeder body is made in particular from granular and/or fibrous feeder material and preferably made from exothermic material, ie it comprises at least one oxidizable material, for example an oxidizable metal, an oxidizing agent, optionally fillers and/or fibers and a binder.
- oxidizable material for example an oxidizable metal, an oxidizing agent, optionally fillers and/or fibers and a binder.
- the outer contour projections and/or outer contour recesses can have any shape.
- the outer contour projections/outer contour recesses can be designed in the shape of a cube, cuboid, dome-shaped, pyramid-shaped or with a trapezoidal section, in which case the edges can be rounded.
- the outwardly directed surface of the outer contour projection can be curved in the circumferential direction corresponding to the radius of the feeder body at the appropriate point.
- the outer contour projections and/or the outer contour recesses have a height or a depth which is in particular at least 5%, preferably at least 10% and at most 45%, preferably at most 20% of the maximum outside diameter of the feeder body.
- the outer contour projections and/or outer contour recesses preferably extend longitudinally in one direction and in particular along a longitudinal axis defined by the feeder opening of the feeder body.
- the elongated outer contour projections/outer contour recesses extend, in particular, starting from the base area or the cover area.
- the cross-sectional design of the elongated outer contour projections and/or outer contour recesses can be arbitrary, but is preferably rectangular or triangular, optionally with rounded edges.
- the outwardly directed surface of the elongated outer contour projection is also curved in the circumferential direction corresponding to the radius of the feeder body at the appropriate point.
- the outer contour projections and/or outer contour recesses each extend along the entire side wall of the feeder body.
- the elongate outer contour projections and/or outer contour recesses are preferably arranged uniformly one behind the other in the circumferential direction, it being possible for a total of at most 9, preferably at most 6, outer contour projections and/or outer contour recesses to be provided.
- the outer contour of the feeder body has a lamellar shape.
- a corresponding core box for the production of a feeder body can thus have elongated recesses/protrusions corresponding to the outer contour projections and/or outer contour recesses on its inner surface defining the outer contour.
- a width of the outer contour projections and/or the outer contour recesses and/or a distance between adjacent outer contour projections/outer contour recesses changes along their length, in particular along the longitudinal axis of the feeder body.
- the outer contour projections extending along the longitudinal axis of the feeder body are in particular designed such that they are arranged directly adjacent to one another in the circumferential direction of the feeder body, with the feet of the projections (in their cross-sectional configuration) merging directly into one another.
- a feeder body produced in a corresponding core box can be removed from the core box in the direction of the longitudinal axis after it has been produced.
- the core box accordingly has on its inner side, which defines the outer contour of the feeder body, projections or recesses that taper in a straight line and extend in a straight line.
- the outer contour projections have a chamfer on their (front) side facing the feeder opening, it being possible for adjacent projections in the circumferential direction to have different angles of the chamfer.
- the projections of the outer contour can be pointed or rounded.
- the figures show a feeder body 1 that has a peripheral side wall 2 that extends from a base area 11 along a longitudinal axis 7 to a cover area 12 .
- the side wall 2 delimits a feeder cavity 4 with an inner contour 14.
- the feeder cavity 4 is adjoined by a feeder opening 5, via which the feeder cavity 4 is connected to the mold cavity of the casting mold during the casting process.
- the side wall 2 On its outside, the side wall 2 has an outer contour 3 with a large number of outer contour projections 6 extending along the longitudinal axis 7, which are arranged one behind the other in the circumferential direction of the feeder body 1 and, starting from the base area 13, extend over approximately three quarters of the length of the feeder body 1 .
- the feeder body 1 thus has a lamellar outer contour in the lower area.
- FIG. 2 shows that the outer contour projections 6 have a width 8 that increases along the longitudinal axis 7 from the base area 11 to the cover area 12, so that the width of a cavity 10 between two adjacent outer contour projections 6 decreases.
- the cross-sectional configuration of the inner contour 14 proceeds along the bottom region 11 having the feeder opening 5 the longitudinal axis 7 towards the cover area 12 tapers. It is thus possible to produce the feeder body 1 in a single process step without a lost core in a core box.
- the feeder insert shown in the figures has, in addition to the feeder body 1, a sleeve 9 which surrounds the lower area of the feeder body 1 in the area of the outer contour projections 6 in the circumferential direction.
- the inside of the sleeve 9 rests on the outside of the outer contour projections 6 in the area of the side wall 2 .
- the sleeve 9 also covers the bottom area 11 of the feeder body 1, with an opening 13 in the sleeve 9 being smaller than the feeder opening 5.
- the shell 9 prevents molding material from getting between the outer contour projections 6 during the molding process, so that cavities 10 filled with air are formed, which are delimited by adjacent outer contour projections 6 and the shell 9 and at their upper ends by the feeder body 1 itself. These cavities 10 provide insulation during the casting process.
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- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Speisereinsatz zum Einsetzen in eine beim Gießen von Metallen verwendete Gießform, umfassend einen aus einem isolierenden und/oder exothermen Speisermaterial bestehenden Speiserkorpus, wobei der Speiserkorpus eine umlaufende und eine nach außen gerichtete Außenkontur aufweisende Seitenwand, einen zumindest von der Seitenwand begrenzten Speiserhohlraum zur Aufnahme von flüssigem Metall und eine Speiseröffnung zum Verbinden des Speiserhohlraums mit einem Formhohlraum der Gießform während des Gießvorganges. Die Speiseröffnung ist in der Regel in einem Bodenbereich des Speiserkorpus ausgebildet, wobei der Speiserhohlraum auf der dem Bodenbereich gegenüberliegenden Seite von einem Deckelbereich begrenzt ist, wobei in dem Deckelbereich eine weitere Öffnung ausgebildet sein kann.
- In der Gießereitechnik ist es häufig notwendig, in den Gießformen zusätzliche Speisereinsätze anzuordnen, deren Speiserkorpus sich beim Abguss des Gussstückes mit dem flüssigen Metall füllt und bei der Erstarrung des Gussstückes auftretende Volumendefizite ausgleicht, um eine Lunkerbildung im Gussstück zu verhindern. Dazu müssen die Speisereinsätze 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. Hierbei soll der sogenannte Modul des Speisereinsatzes größer sein als der Modul des jeweiligen Knotenpunktes des abzugießenden Gussstückes. Die Speisereinsätze weisen hierzu den von dem Speiserkorpus begrenzten Speiserhohlraum zur Aufnahme von flüssigem Metall auf sowie eine Speiseröffnung zum Verbinden des Speiserhohlraums mit dem Formhohlraum der Gießform während des Gießvorganges. Um die spätere Erstarrung des in dem Speiserhohlraum eintretenden flüssigen Metalls zu gewährleisten, besteht der Speiserhohlraum aus einem exothermen und/oder isolierenden Speisermaterial.
- Aus der
EP 0 888 199 B1 sind geeignete Materialmischungen für das Speisermaterial zur Herstellung des Speiserkorpus bekannt. Demnach soll das exotherme Material ein oxidierbares Metall und ein Oxidationsmittel umfassen, welche eine exotherme Reaktion erzeugen können, wobei auch bereits vorgeschlagen ist, der Materialmischung Bestandteile eines isolierenden feuerfesten Materials zuzusetzen, so dass sich eine exotherm-isolierende Materialmischung ergibt. Im Gegensatz zu aus exothermem Material bestehenden Speisern ist mangels einer aktiven Wärmezufuhr während des Erstarrungsvorgangs der Wärmehaushalt reiner Isolierspeiser schlechter. - Im Gegensatz zu aus exothermem/isolierendem körnigem Speisermaterial hergestellten Speiserkorpussen sind auch Speiserkorpusse aus einem reinen Metallkörper bekannt. Ein solcher formstabiler, metallischer Speiser ist beispielsweise in
EP 1 864 729 A2 beschrieben. Da bei diesen Speisereinsätzen keine exotherme Reaktion stattfindet, wird nur auf die isolierende Wirkung abgestellt. Da der formstabile Metallkörper nicht aufschmelzen darf, benötigt er eine entsprechende Wandung, die dem flüssigen Metall bei Berührung die Wärme entzieht, wobei es dadurch zur Randschalenbildung am metallischen Speiserrest kommen kann. Zudem können beim Gießprozess entstandene Gase nicht abgeführt werden und es kann zu sogenannten Gasfehlern oder Gasexplosionen im Speiserinneren kommen. - Um die Isolierwirkung eines Speisereinsatzes zu erhöhen, ist beispielsweise aus
EP 2 489 449 B1 bekannt, einen aus exothermen Speisermaterial bestehenden Speiserkorpus mit einer aus isolierendem feuerfesten Material bestehenden Schale zu umschließen. Das Herstellen einer solchen aus feuerfestem Material bestehenden Schale ist aber relativ kostenintensiv. - Aus
EP 3 009 209 A1 ist es daher bekannt, von dem Speisermaterial vollständig umgebene Lufthohlräume im Inneren des Speiserkorpus als zusätzlicher Isolator anzuordnen. Ein Nachteil einer solchen Ausgestaltung liegt aber darin, dass bei einer exothermen Reaktion des radial außen zu den Lufthohlräumen angeordneten Speisermaterials die entstehende thermische Energie ebenfalls durch die Lufthohlräume isoliert ist, so dass die entstehende Wärme in den den Speisereinsatz umgebenden Formstoff abgegeben wird. Dies ist insbesondere nachteilig, da ein Speisereinsatz bei der exothermen Reaktion von innen nach außen brennt und die für die Nachspeisung erforderliche thermische Energie am Ende des Gießvorganges verloren geht. - Zur Erhöhung des Moduls eines Speisereinsatzes ist aus
EP 0 779 844 B1 ein Speisereinsatz mit einem exothermen Speiserkorpus bekannt, bei dem die Seitenwandung des Speiserkorpus von dem oberen Wandungsteil ausgehend konvex nach außen gebogen verläuft und am unteren Ende in ein auch als Speiserhals bezeichnetes Durchlassteil übergeht, wobei die Seitenwandung mehrere in den Innenraum ragende Spanten aufweist, welche an den Enden in die obere Wandung beziehungsweise das Durchlassteil übergehen. Der Speiserkorpus kann entweder aus mehreren getrennt hergestellten Teilen zusammengesetzt werden oder unter Verwendung eines verlorenen Kerns einteilig hergestellt werden. Allerdings ist die Verwendung eines verlorenen Kerns bei der Herstellung aufwendig. - Aus
DE 101 56 571 C1 ,US 2001/026036 A1 ,JP 2013 215799 A DE 10 2007 012117 A1 sind jeweils Speisereinsätze mit den Merkmalen des Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. - Da die heutigen Gussstücke einerseits aufgrund einer komplexer werdenden Formgebung bezüglich ihrer Speisung während des Gießprozesses immer anspruchsvoller werden und andererseits auch die räumliche Positionierung von Speisereinsätzen in den Gießformen immer schwieriger wird, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Speisereinsatz bereitzustellen, der auf alternative Weise bei gleicher Speisermasse und gleichem Speiserhohlraumvolumen ein höheres Modul zur Verfügung stellt.
- Die Aufgabe wird insbesondere durch einen Speisereinsatz mit den eingangs genannten Merkmalen gelöst, wobei der Speisereinsatz zusätzlich zu dem Speiserkorpus eine Hülle aus einem metallischen Blech umfasst, wobei die Hülle die Außenkontur zumindest abschnittsweise umgibt und zwischen der Hülle und der Außenkontur mindestens ein Hohlraum ausgebildet ist.
- Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken also vor, dass der aus einem körnigen und/oder faserartigen Speisermaterial hergestellte Speiserkorpus zumindest entlang eines Längsabschnittes in Umfangsrichtung von einer Hülle umgeben ist, wobei zwischen zumindest einem Abschnitt der Innenseite der Hülle und einem Abschnitt der Außenkontur ein mit Luft gefüllter Hohlraum ausgebildet ist. Der Speisereinsatz weist also eine durch den mindestens einen Hohlraum gebildete Isolierung auf, die während des Gießvorgangs die Wärmemenge vermindert, die von dem Speiserkorpus an den den Speisereinsatz umgebenden Formstoff abgegeben wird. Bei einer entsprechenden Dimensionierung des Speisereinsatzes weist dieser im Vergleich zu herkömmlichen Speisereinsätzen (ohne Hülle) entweder ein höheres Modul bei gleichem Gewicht beziehungsweise gleichem Volumen des Speiserkorpus oder einen gleichen Modul bei einem geringeren Gewicht beziehungsweise kleinerem Volumen des Speiserkorpus auf.
- Es ist allerdings nicht zwingend erforderlich, dass der Hohlraum auch in axialer Längsrichtung des Speiserkorpus von der Hülle begrenzt ist. Vielmehr kann der mindestens eine Hohlraum an beispielsweise seinem oberen, dem Deckelbereich zugewandten Ende von dem Speiserkorpus selbst verschlossen sein. Bevorzugt ist, dass der mindestens eine Hohlraum an einer Seite in axialer Längsrichtung, insbesondere in Richtung des Bodenbereiches von der Hülle begrenzt ist.
- Die Hülle kann insbesondere topfförmig ausgebildet sein, wobei die Hülle zumindest einen gegebenenfalls eine Öffnung aufweisenden Bodenabschnitt aufweist, der an einer Stirnseite insbesondere des Bodenbereichs des Speiserkorpus anliegt.
- Die Hülle und der Speiserkorpus sind also zwei unterschiedliche Bauteile des Speisereinsatzes.
- Die Hülle ist aus einem metallischen Blech gebildet, wobei die Hülle insbesondere eine Wandstärke von maximal 2 mm [Millimeter], besonders bevorzugt von maximal 1 mm aufweisen kann. Insbesondere wird die aus einem Blech bestehende Hülle in einem Tiefziehverfahren hergestellt.
- Die Hülle kann insbesondere im Bodenbereich und/oder Deckelbereich mit dem Speiserkorpus insbesondere stoffschlüssig, beispielsweise durch Klebstoff, oder kraftschlüssig verbunden sein.
- Um zu verhindern, dass sich die Hülle während eines Formvorganges einer Gießform ungewollt aufgrund des druckbeaufschlagten Fomstoffes verformt, können eine Vielzahl (mindestens drei, bevorzugt mindestens fünf oder mehr) von Abstandshaltern vorgesehen sein, die einer radialen Verformung der Hülle in Richtung der Außenkontur des Speiserkorpus entgegenwirken. Solche Abstandshalter können prinzipiell als eigenständige Bauteile zwischen der Innenseite der Hülle und der Außenkontur des Speiserkorpus angeordnet und befestigt sein. Bevorzugt ist jedoch, dass die Abstandshalter einteilig mit der Hülle oder mit dem Speiserkorpus ausgebildet sind. Beispielsweise kann die Außenkontur des Speiserkorpus eine Vielzahl von Außenkonturvorsprüngen aufweisen, an denen die Innenseite der Hülle anliegt. Die beispielsweise aus Blech ausgebildete Hülle kann hingegen beispielsweise Prägungen, Sicken, Vorsprünge oder ähnliches als Abstandshalter aufweisen. Alternativ könnte die Hülle beispielsweise wellenförmig oder zickzackförmig ausgebildet sein, wobei die entsprechenden Tiefpunkte als Abstandshalter an der Außenkontur des Speiserkorpus anliegen können.
- Die Abstandshalter sind insbesondere regelmäßig über die Außenkontur des Speiserkorpus verteilt angeordnet.
- Wenn die Abstandshalter punktförmig ausgebildet sind, so kann ein einziger zusammenhängender Hohlraum zwischen Hülle und Außenkontur des Speiserkorpus ausgebildet werden. Es ist aber auch möglich, dass sich die Abstandshalter über die Länge oder über den gesamten Umfang der Außenkontur erstrecken, so dass mehrere voneinander getrennte Hohlräume ausgebildet werden.
- Die den Speiserkorpus radial außen in Umfangsrichtung umgebende Hülle erstreckt sich bevorzugt von dem Bodenbereich über mindestens die Hälfte der Länge des Speiserkorpus. Bevorzugt erstreckt sich die den Speiserkorpus in Umfangsrichtung umgebende Hülle über zwei Drittel der Länge des Speiserkorpus oder sogar über die gesamte Länge des Speiserkorpus. Bevorzugt liegt die hülsenförmige oder topfförmige Hülle mit ihrer Innenfläche an den radial äußersten Stellen aller Außenkonturvorsprünge des Speiserkorpus an.
- In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Hülle einen Bodenabschnitt auf, der sich über die Stirnseite des Speiserkorpus im Bodenbereich des Speiserkorpus erstreckt und insbesondere mit dem Bodenbereich des Speiserkorpus zumindest abschnittsweise in Anlage ist, wobei die Hülle in dem Bodenabschnitt eine der Speiseröffnung des Speiserkorpus zugeordnete Öffnung aufweist, wobei die Öffnung der Hülle kleiner ist als die Speiseröffnung. Auf diese Weise wird durch die Hülle gleichzeitig ein (metallischer) Brechkern zur Verfügung gestellt, der die Verbindung zwischen der Speiseröffnung und dem Gussstück einschnürt und somit eine Sollbruchstelle für den nach dem Gießvorgang im Speiserhohlraum befindlichen metallischen Speiserrest vorgibt. Die Hülle kann in ihrem Bodenabschnitt so ausgebildet sein, dass sie sich ausgehend von der Speiseröffnung des Speiserkorpus zu ihrer dem Gussstück zugewandten Öffnung verjüngt. Der den Speiserkorpus in Umfangsrichtung umgebende Mantel der Hülle und der den Brechkern ausbildende Bodenabschnitt der Hülle können somit einteilig herstellbar sein. Die Hülle kann somit in einem zweiten Prozessschritt nach Herstellung des insbesondere einteiligen Speiserkorpus an diesem angebracht werden.
- Bevorzugt weist die Außenkontur eine Vielzahl (mindestens drei, bevorzugt mindestens fünf oder besonders bevorzugt mindestens zehn) von Außenkonturvorsprüngen und/oder Außenkonturrücksprüngen auf. Bei der Ausbildung von Außenkonturvorsprüngen liegt die Hülle mit ihrer Innenseite an den Außenkonturvorsprüngen an.
- Es kann also insbesondere vorgesehen sein, dass auf der radial nach außen ausgerichteten Außenseite des Speiserkorpus viele regelmäßig oder unregelmäßig angeordnete, lokal vorspringende Vorsprünge (Erhebungen) und/oder lokal rückspringende Rücksprünge (Vertiefungen) ausgebildet sind. Bei einer entsprechenden Dimensionierung des Speiserkorpus weist dieser im Vergleich zu herkömmlichen Speiserkorpussen (ohne Vorsprünge und Rücksprünge auf der Außenseite) ein höheres Modul bei gleichem Gewicht beziehungsweise gleichem Volumen des Speiserkorpus auf. Die Außenkonturvorsprünge dienen zudem als Auflagepunkte/-fläche für die Hülle.
- Der Speiserkorpus ist insbesondere aus körnigem und/oder faserartigem Speisermaterial hergestellt und bevorzugt aus exothermem Material hergestellt, umfasst also wenigstens ein oxidierbares Material, beispielsweise ein oxidierbares Metall, ein Oxidationsmittel, ggf. Füllstoffe und/oder Fasern sowie ein Bindemittel.
- Prinzipiell können die Außenkonturvorsprünge und/oder Außenkonturrücksprünge jede beliebige Gestalt haben. So können die Außenkonturvorsprünge/Außenkonturrücksprünge beispielsweise würfelförmig, quaderförmig, kalottenförmig, pyramidenförmig oder im Schnitt trapezförmig ausgebildet sein, wobei die Kanten abgerundet sein können. Zur Ausbildung einer Auflagefläche für die Hülle kann die nach außen gerichtete Oberfläche des Außenkonturvorsprungs in Umfangrichtung entsprechend dem Radius des Speiserkorpus an der entsprechenden Stelle gekrümmt sein.
- Die Außenkonturvorsprünge und/oder die Außenkonturrücksprünge haben eine Höhe beziehungsweise eine Tiefe, die insbesondere mindestens 5%, bevorzugt mindestens 10% und höchstens 45%, bevorzugt höchstens 20 % des maximalen Außendurchmessers des Speiserkorpus beträgt.
- Zur einfachen Herstellung erstrecken sich die Außenkonturvorsprünge und/oder Außenkonturrücksprünge bevorzugt länglich in eine Richtung und insbesondere entlang einer durch die Speiseröffnung definierten Längsachse des Speiserkorpus. Die länglichen Außenkonturvorsprünge/Außenkonturrücksprünge erstrecken sich insbesondere ausgehend von dem Bodenbereich oder dem Deckelbereich. Die Querschnittsgestaltung der länglichen Außenkonturvorsprünge und/oder Außenkonturrücksprünge kann beliebig sein, ist aber bevorzugt rechteckförmig oder dreiecksförmig, gegebenenfalls mit abgerundeten Kanten. Insbesondere zur Ausbildung einer Auflagefläche für die Hülle ist die nach außen gerichtete Oberfläche auch des länglichen Außenkonturvorsprungs zudem in Umfangrichtung entsprechend dem Radius des Speiserkorpus an der entsprechenden Stelle gekrümmt.
- In einer Ausführungsform erstrecken sich die Außenkonturvorsprünge und/oder Außenkonturrücksprünge jeweils entlang der gesamten Seitenwand des Speiserkorpus.
- Bevorzugt sind die länglichen Außenkonturvorsprünge und/oder Außenkonturrücksprünge in Umfangsrichtung gleichmäßig hintereinander angeordnet, wobei insgesamt höchstens 9 bevorzugt höchstens 6 Außenkonturvorsprünge und/oder Außenkonturrücksprünge vorgesehen sein können. Die Außenkontur des Speiserkorpus weist in diesem Fall eine lamellenartige Gestalt auf. Ein solcher Speiserkorpus ist besonders einfach in einem einzigen Prozessschritt herstellbar. So kann ein entsprechender Kernkasten zur Herstellung eines Speiserkorpus auf seiner die Außenkontur vorgebenden Innenfläche den Außenkonturvorsprüngen und/oder Außenkonturrücksprüngen entsprechende längliche Rücksprünge/Vorsprünge aufweisen.
- In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, wenn sich eine Breite der Außenkonturvorsprünge und/oder der Außenkonturrücksprünge und oder ein Abstand zwischen benachbarten Außenkonturvorsprünge/Außenkonturrücksprünge entlang ihrer Länge insbesondere entlang der Längsachse des Speiserkorpus ändert. Insbesondere nimmt ein Abstand zwischen zwei benachbarten Außenkonturvorsprüngen von dem Bodenbereich des Speiserkorpus zu dem Deckelbereich ab. Dies ist insbesondere auch dann vorteilhaft, wenn eine dem Speiserhohlraum zugewandte Innenkontur des Speiserkorpus sich in ihrer Querschnittsgestaltung ausgehend von dem die Speiseröffnung aufweisenden Bodenbereich zu dem gegenüberliegenden Deckelbereich verjüngt. Die Innenkontur weist somit keine konkave Form auf. Somit kann der Speiserkorpus einteilig in einem einzigen Prozessschritt ohne verlorenen Kern hergestellt werden.
- Die sich entlang der Längsachse des Speiserkorpus erstreckenden Außenkonturvorsprünge sind insbesondere so ausgebildet, dass sie in Umfangsrichtung des Speiserkorpus unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind, wobei die Füße der Vorsprünge (in ihrer Querschnittsgestaltung) unmittelbar ineinander übergehen.
- Somit kann ein in einem entsprechenden Kernkasten hergestellter Speiserkorpus in Richtung der Längsachse aus dem Kernkasten nach seiner Herstellung entnommen werden. Der Kernkasten weist dementsprechend auf seiner die Außenkontur des Speiserkorpus vorgebenden Innenseite sich in eine Richtung verjüngende gradlinig erstreckende Vorsprünge beziehungsweise Rücksprünge auf.
- In einer weiteren Ausführungsform kann zudem vorgesehen sein, dass die Außenkonturvorsprünge auf ihrer der Speiseröffnung zugewandten (Stirn-)Seite eine Fase aufweisen, wobei insbesondere in Umfangsrichtung benachbarte Vorsprünge unterschiedliche Winkel der Fase aufweisen können.
- In radialer Richtung können die Vorsprünge der Außenkontur spitz oder abgerundet zulaufen.
- Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, wobei die Figuren bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen. Es zeigen schematisch
- Figur 1:
- eine Längsschnittansicht durch einen Speiserkorpus mit einer Hülle und
- Figur 2:
- eine Draufsicht auf den Speiserkorpus mit Hülle gemäß
Figur 1 . - In den Figuren ist ein Speiserkorpus 1 dargestellt, der eine umlaufende Seitenwand 2 aufweist, die sich von einem Bodenbereich 11 entlang einer Längsachse 7 zu einem Deckelbereich 12 erstreckt. Die Seitenwand 2 begrenzt mit einer Innenkontur 14 einen Speiserhohlraum 4. An den Speiserhohlraum 4 schließt sich eine Speiseröffnung 5 an, über die der Speiserhohlraum 4 während des Gießvorganges mit dem Formhohlraum der Gießform verbunden ist.
- Die Seitenwand 2 weist auf ihrer Außenseite eine Außenkontur 3 mit einer Vielzahl von sich entlang der Längsachse 7 erstreckenden Außenkonturvorsprüngen 6 auf, die in Umfangsrichtung des Speiserkorpus 1 hintereinander angeordnet sind und sich ausgehend von dem Bodenbereich 13 über etwa drei Viertel der Länge des Speiserkorpus 1 erstrecken. Der Speiserkorpus 1 weist somit im unteren Bereich eine lamellenförmige Außenkontur auf.
- Wie insbesondere aus
Figur 2 hervorgeht, weisen die Außenkonturvorsprünge 6 eine Breite 8 auf, die entlang der Längsachse 7 von dem Bodenbereich 11 zum Deckelbereich 12 zunimmt, so dass die Breite eines Hohlraumes 10 zwischen zwei benachbarten Außenkonturvorsprüngen 6 abnimmt. - Es ist zu erkennen, dass sich die Querschnittsgestaltung der Innenkontur 14, ausgehend von dem die Speiseröffnung 5 aufweisenden Bodenbereich 11 entlang der Längsachse 7 hin zum Deckelbereich 12 verjüngt. Es ist somit möglich, den Speiserkorpus 1 in einem einzigen Prozessschritt ohne verlorenen Kern in einem Kernkasten herzustellen.
- Der in den Figuren dargestellte Speisereinsatz weist zusätzlich zu dem Speiserkorpus 1 eine Hülle 9 auf, die den unteren Bereich des Speiserkorpus 1 im Bereich der Außenkonturvorsprünge 6 in Umfangsrichtung umgibt. Die Innenseite der Hülle 9 liegt dabei im Bereich der Seitenwand 2 an den Außenseiten der Außenkonturvorsprünge 6 an. Die Hülle 9 überdeckt zudem den Bodenbereich 11 des Speiserkorpus 1, wobei eine Öffnung 13 der Hülle 9 kleiner ist als die Speiseröffnung 5.
- Die Hülle 9 verhindert, dass während des Formvorganges Formstoff zwischen die Außenkonturvorsprünge 6 gelangt, so dass mit Luft gefüllte Hohlräume 10 ausgebildet werden, die von benachbarten Außenkonturvorsprüngen 6 und der Hülle 9 sowie an ihren oberen Enden vom Speiserkorpus 1 selbst begrenzt sind. Diese Hohlräume 10 sorgen für eine Isolierung während des Gießvorganges.
-
- 1
- Speiserkorpus
- 2
- Seitenwand
- 3
- Außenkontur
- 4
- Speiserhohlraum
- 5
- Speiseröffnung
- 6
- Außenkonturvorsprung
- 7
- Längsachse
- 8
- Breite
- 9
- Hülle
- 10
- Hohlraum
- 11
- Bodenbereich
- 12
- Deckelbereich
- 13
- Öffnung
- 14
- Innenkontur
Claims (9)
- Speisereinsatz zum Einsetzen in eine beim Gießen von Metallen verwendete Gießform, umfassend einen aus einem isolierenden und/oder exothermen Speisermaterial bestehenden Speiserkorpus (1), aufweisend- eine umlaufende Seitenwand (2), wobei die Seitenwand (2) eine nach außen gerichtete Außenkontur (3) aufweist,- einen zumindest von der Seitenwand (2) begrenzten Speiserhohlraum (4) zur Aufnahme von flüssigem Metall und- eine Speiseröffnung (5) zum Verbinden des Speiserhohlraums (4) mit einem Formhohlraum der Gießform während des Gießvorganges wobeider Speisereinsatz zusätzlich zu dem Speiserkorpus (1) eine Hülle (9) umfasst, wobei die Hülle (9) die Außenkontur (3) zumindest abschnittsweise umgibt und zwischen der Hülle (9) und der Außenkontur (3) mindestens ein Hohlraum (10) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (9) aus einem metallischen Blech gebildet ist.
- Speisereinsatz nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl von Abstandshaltern vorgesehen sind, wobei die Abstandshalter einer radialen Verformung der Hülle entgegenwirken.
- Speisereinsatz nach Anspruch 2, wobei die Abstandshalter einteilig mit der Hülle oder mit dem Speiserkorpus ausgebildet sind.
- Speisereinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hülle (9) sich über einen die Speiseröffnung (5) aufweisenden Bodenbereich (11) des Speiserkorpus (1) erstreckt und eine der Speiseröffnung (5) des Speiserkorpus (1) zugeordnete Öffnung (13) aufweist, wobei die Öffnung (13) der Hülle (9) kleiner ist als die Speiseröffnung (5).
- Speisereinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Außenkontur (3) eine Vielzahl von Außenkonturvorsprüngen (6) und/oder Außenkonturrücksprüngen aufweist.
- Speisereinsatz nach Anspruch 5, wobei sich zumindest einige Außenkonturvorsprünge (6) und/oder Außenkonturrücksprünge jeweils entlang einer durch die Speiseröffnung (5) definierten Längsachse des Speiserkorpus (1) erstrecken.
- Speisereinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 6, wobei sich eine Breite der Außenkonturvorsprünge (6) und/oder der Außenkonturrücksprünge entlang ihrer Länge ändert.
- Speisereinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich eine Querschnittsgestaltung einer Innenkontur (14) des Speiserkorpus (1) ausgehend von der Speiseröffnung (5) entlang der Längsachse (7) verjüngt.
- Speisereinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Speiserkorpus (1) einteilig ausgebildet ist.
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