EP3917698B1 - Einteiliger speiserkörper zur verwendung beim giessen von metallen - Google Patents

Einteiliger speiserkörper zur verwendung beim giessen von metallen Download PDF

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EP3917698B1
EP3917698B1 EP20700563.8A EP20700563A EP3917698B1 EP 3917698 B1 EP3917698 B1 EP 3917698B1 EP 20700563 A EP20700563 A EP 20700563A EP 3917698 B1 EP3917698 B1 EP 3917698B1
Authority
EP
European Patent Office
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feeder
section
feeder body
guide part
sliding
Prior art date
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Active
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EP20700563.8A
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English (en)
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EP3917698A1 (de
EP3917698C0 (de
Inventor
Heiko Schirmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chemex Foundry Solutions GmbH
Original Assignee
Chemex Foundry Solutions GmbH
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Publication date
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Publication of EP3917698B1 publication Critical patent/EP3917698B1/de
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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
    • B22C9/082—Sprues, pouring cups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/2015—Means for forcing the molten metal into the die
    • B22D17/2023—Nozzles or shot sleeves

Definitions

  • the invention relates to a one-piece feeder body for use as a component of a two-part or multi-part, telescopic riser insert when casting metals, with a riser wall which at least partially delimits a feeder cavity for receiving liquid metal, the riser wall having a passage opening for the liquid metal into the feeder cavity and an outer surface on which at least one outwardly projecting holding element and at least one guide part with a sliding section for a feeder element corresponding to the feeder body are arranged. Furthermore, the invention also relates to a two-part or multi-part riser insert for use in casting metals into casting molds and a kit for producing riser inserts.
  • One-piece riser bodies are used in a variety and variety in casting metals into molds. Such riser bodies are often part of a riser insert, also referred to as a riser system.
  • a riser insert also referred to as a riser system.
  • Such a one-piece feeder body which forms a two-part or multi-part, telescopic feeder insert together with a feeder element in the casting operation, is surrounded on the outside at least in some areas by a molding material used to produce a casting mold, such as molding sand.
  • the feeder body and the feeder insert partially formed from it should be in a fixed position during the casting process held in the mold by the mold cavity to be filled with metal.
  • Known one-piece feeder bodies have a feeder wall, by means of which a feeder cavity for receiving liquid metal is at least partially delimited.
  • the feeder wall of the feeder body usually has an inner surface which at least partially defines the feeder cavity of the feeder insert.
  • the feeder wall also includes a passage opening for the liquid metal into the feeder cavity. During the casting process, a portion of the liquid metal used for casting enters the through-opening.
  • the metal located in the feeder cavity of the feeder insert serves to replenish the casting, which is kept in the liquid state for a certain period of time until the metal present in the casting mold has at least partially solidified.
  • feeder inserts or feeder systems are used, the overall height of which can be changed when the molding material is pressed into a finished molded part.
  • a feeder insert for use in casting metals, which comprises two mold elements which can be moved into one another along its longitudinal axis and which delimit the feeder cavity for receiving the liquid metal.
  • one mold element is inserted into the other mold element or the other mold element is pushed over the one mold element.
  • holding elements are provided on one of the mold elements, which are designed to support the other mold element. If the pressure when pressing the molding material exceeds a predetermined value, the holding elements on one molded part are separated or deformed in such a way that a relative movement between the two molded elements is possible.
  • the relative movement between the feeder body and a feeder element of the feeder insert is controlled by means of at least one guide part arranged on the outer surface of the feeder body.
  • the guide part has a sliding section for a feeder element corresponding to the feeder body, along which, as the molding material is compressed, in particular the inside of the feeder element slides.
  • the guide part usually protrudes from the outer surface of the feeder wall, so that the inside of the feeder element is only partially supported by the feeder wall, namely via the guide part or parts.
  • the guide part which extends over a section along the outer surface of the feeder body, was often at least partially broken off before the feeder body was used as intended. This resulted in the feeder element, which is movably accommodated in relation to the feeder body, then being guided unevenly to the feeder body and thus there is a risk of the feeder element tilting or tilting towards the feeder body.
  • the invention is based on the object of specifying a one-piece feeder body and a feeder insert, by means of which an improved relative movement between the feeder body and the feeder element and thus improved telescoping of the feeder insert, in particular while avoiding the disadvantages described above, is made possible.
  • the invention solves the underlying problem by a feeder body for use as a component of a two-part or multi-part, telescopic feeder insert when casting metals with the features according to claim 1.
  • the guide part has a support section which projects outwards on the outer surface, which, then extends to the sliding section of the guide part for guiding the feeder element in the direction of the passage opening.
  • the invention thus relates to a one-piece feeder body which has a riser wall which at least partially delimits a riser cavity for receiving liquid metal.
  • the feeder wall includes a passage opening for the liquid metal into the feeder cavity.
  • an attachment area for attaching the feeder body to a mold model and/or a mold plate is preferably provided on the outer surface in the area of the passage opening of the feeder wall.
  • the guide part prevents the guide part from breaking off or deforming prematurely before it is used as intended, namely when the inside of the feeder element slides along it.
  • the guide part also better resists the forces that occur during the telescoping of the feeder body and feeder element to one another.
  • the support section extends downwards from the sliding section of the guide part and thus in the direction of the passage opening on the feeder wall.
  • the support section like the guide part, projects on the outer surface of the feeder wall, so that the shoulder at the lower end of the sliding section of the guide part is at least reduced, preferably completely balanced.
  • the sliding section has a sliding surface
  • the support section has an end surface, the sliding surface being inclined at an angle ⁇ 1 to the central axis and the end surface being inclined at an angle ⁇ 2 to the central axis of the passage opening, the angles being in open in opposite directions.
  • the inventive design of the support section it is achieved that during the relative movement of the feeder body and feeder element to one another, no frictional effect occurs on the support section itself through the inside of the feeder element.
  • the sliding surface on the sliding section and the end surface on the supporting section of the feeder body according to the invention are inclined in opposite directions to the central axis of the passage opening.
  • the sliding surface thus preferably widens in the direction of movement of the feeder element moved relative to the feeder body.
  • the widening sliding surface of the guide part thus at least partially counteracts the sliding movement of the feeder element relative to the feeder body.
  • the end surface of the support section is inclined in the opposite direction, so that it is ensured that it does not come into contact with the inside of the feeder element.
  • a plurality of guide parts are arranged on the feeder body according to the invention at an angular distance from one another around the central axis of the passage opening, preferably at a uniform angular distance around the central axis of the passage opening.
  • the provision of several guide parts on the riser wall causes an improved guidance of the feeder element, which can be moved relative to the feeder body.
  • several guide parts preferably evenly distributed on the outer surface of the feeder wall, a friction effect is created that is more evenly distributed along the circumference when the feeder body and feeder element are moved into one another.
  • the feeder body preferably has at least three, four, five or more such guide parts according to the invention on its outer surface.
  • a preferred embodiment of the one-piece feeder body according to the invention provides that five guide parts are arranged on the outer surface with an angular offset of preferably approximately 72 degrees from one another.
  • a preferably precise radial alignment of the longitudinal axis of the feeder element to the longitudinal axis of the feeder body is achieved.
  • preferably five guide parts ensure that in the event of one of the guide parts breaking off on the outside of the feeder wall, the remaining guide parts, in addition to guiding the feeder element relative to the feeder body, can also preferably ensure the radial alignment and thus the desired concentricity between the feeder element and the feeder body.
  • the feeder body according to the invention has a first end defining the passage opening and a second end opposite the passage opening, the support section preferably having a step-free transition to the sliding section and / or ending in the direction of the second end of the feeder body without a step on the outer surface of the feeder wall.
  • the feeder body is preferably positioned on a mold plate with its first end, on which the passage opening for the liquid metal is formed.
  • the feeder body according to the invention is thus fixed during the production of the casting mold relative to the mold plate which determines at least part of the outer contour of the casting mold.
  • the feeder body also has a second, preferably open end, to which the feeder element of a feeder insert, which is movable relative to the feeder body, can be assigned.
  • the connection to the feeder element is preferably achieved via the open end, with the feeder body and feeder element then jointly defining the feeder cavity.
  • a step-free transition is formed between the support section projecting on the outside of the feeder wall and the sliding section of the guide part.
  • a step-free transition between the sliding surface of the sliding section and the end surface of the support section on the guide part also means the provision of an edge, provided that both preferably flat surfaces of the sliding section and Support sections in the transition end at the same height as each other.
  • the support section In the direction of its second end, the support section also has a step-free transition from its end surface to the outer surface of the feeder wall adjacent to the end. This also results in an improved flow of force from the support section into the structure of the feeder wall that supports the support section. This further reduces material failure and the associated breakage of the guide part on the riser wall before or during intended use.
  • a preferred development of the feeder body according to the invention provides that the guide part or parts has an attachment section that extends from the sliding section in the direction of the second end and preferably projects on the outer surface.
  • the attachment section which is arranged at the opposite end of the sliding section in relation to the support section, the attachment or bringing into contact of the feeder element used to form a feeder insert on the feeder body according to the invention is simplified.
  • the attachment area is preferably formed near the second, open end of the feeder body.
  • the attachment areas of the plurality of guide parts distributed along the outer surface of the feeder wall preferably form an outer diameter whose dimensions are smaller than the inner diameter on the inside of the feeder element.
  • the inner diameter of the feeder element preferably has sufficient play in relation to the outer diameter of the attachment areas of the guide parts on the feeder body according to the invention.
  • the attachment section of the guide part has an attachment surface which is inclined at an angle ⁇ 3 to the central axis of the passage opening, which is different from the angle ⁇ 1 of the sliding surface of the sliding section, the angles of inclination of the attachment surface and sliding surface having the same opening direction.
  • the attachment surfaces of the attachment areas on the various guide parts which are inclined to the center axis of the passage opening, the attachment or radial alignment of a feeder element to be attached to the feeder body is further simplified. This makes it easier to assemble a feeder insert, which consists of a feeder body and a feeder element to be joined to the feeder body.
  • the angle of inclination ⁇ 3 of a respective attachment surface of the attachment area is preferably greater than the angle of inclination ⁇ 1 of the sliding surface of the sliding section of the guide part which immediately adjoins the attachment section.
  • the transition area between the attachment surface and the sliding surface on the guide part is also designed to be step-free for easier transfer of the feeder element.
  • the holding element projects outwards directly on the guide part or is arranged protruding outwards adjacent to the guide part on the outer surface.
  • the holding element which holds the feeder element in the starting position relative to the feeder body is preferably formed on the guide part which projects on the outer surface of the feeder body according to the invention.
  • areas of the guide part are used as a base structure for connecting the holding element to the outer surface of the riser wall. This achieves a structurally simple connection of the holding element, which usually projects furthest from the outer surface of the feeder body, to the feeder wall.
  • the holding element can also be arranged separately from the guide part on the outer surface of the feeder wall.
  • the holding element is arranged approximately radially projecting on the sliding section of the guide part, and the support section extends from the holding element in the direction of the first end of the feeder body.
  • the support section also has the function of supporting the holding element on the guide part in the direction of the passage opening. This further reduces the risk of the holding element breaking off prematurely on the guide part.
  • the holding element is preferably arranged on the end region of the sliding section facing the support section. When the feeder body according to the invention is aligned vertically, the holding element is arranged or formed at the lower end of the sliding section of the guide part.
  • the sliding section has a sliding surface which runs approximately parallel to the outer surface of the feeder wall in the direction of extension of the guide part.
  • at least a section of the feeder wall forming the feeder body also has an outer cross section which widens along the longitudinal axis of the feeder body in the direction of the passage opening.
  • the longitudinal axis of the feeder body runs in particular coaxially with the central axis of the passage opening.
  • a uniform gap is preferably formed between the outer surface of the feeder wall of the feeder body according to the invention and an inside of the feeder element corresponding to the feeder body.
  • the guide part or parts have an extension direction that runs approximately parallel to the central axis, with the attachment section and/or the sliding section preferably having a width transverse to the extension direction of the guide part, which widens in the direction of the first end of the feeder body.
  • the width on the attachment surfaces and/or the sliding surfaces increasing in the direction of the sliding movement, the safe sliding during the relative movement of the feeder body and feeder element, during the compaction of the molding material when producing the casting mold, is further improved. Tilting or tilting of a feeder element on or towards the feeder body according to the invention is avoided by the surfaces that preferably widen in the direction of movement.
  • the holding element is preferably arranged evenly spaced from the side edges of the sliding surface on the guide part.
  • the holding element which is preferably arranged centrally on the sliding section, has a width which is in a range of approximately one third to approximately half in relation to the width of the sliding section.
  • Surface areas of the sliding surface are preferably formed on both sides of the holding element.
  • the support section has a width transverse to the direction of extension of the guide part, which decreases in the direction of the first end of the feeder body. This results in an optimized introduction or transmission of the forces absorbed by the support section into the areas of the feeder wall that support the support section.
  • the width of the support section in the extension direction decreases in relation to the largest overall width of the support section in the range from approximately 0.15 to approximately 0.3.
  • the feeder wall has a sleeve section with an outer cross section that widens from the second end in the direction of the first end and an attachment area adjoining the sleeve section for attachment to a mold model or a mold plate with an extension in the direction of the first end tapering cross section.
  • the feeder body is divided into two functional areas. The upper functional area assigned to the second end of the feeder body with its sleeve section enables the relative movement between the feeder body and the feeder element to form a telescopic feeder insert according to the invention.
  • the sleeve section preferably has a height in the direction of the longitudinal axis of the feeder body, which corresponds to approximately half, preferably more than half, of the total height of the feeder body according to the invention.
  • an attachment area is provided on the feeder body according to the invention, which is set up for attachment to a mold model or a mold plate.
  • the attachment area of the feeder body according to the invention also has an outer cross section which tapers starting from the sleeve section in the direction of the first end of the feeder body.
  • the guide part according to the invention with its attachment area, its sliding section, its support section and the holding element arranged on the sliding section extends along the sleeve section from the second end of the feeder body according to the invention in the direction of the transition between the sleeve section and the attachment area of the feeder body.
  • the guide part or parts preferably extend over the entire height of the sleeve section.
  • the upper and lower ends of the guide section each preferably end with the outer circumference of the outer surface of the sleeve section. Accordingly, a step-free transition is formed from the attachment area at the upper end to the sleeve section and from the support section at the lower end to the sleeve section.
  • the attachment surface on the attachment section, the sliding surface on the sliding section and the end surface on the support section have a flat configuration in the extension direction of the guide part and transversely to the extension direction.
  • the sliding surface of the sliding section protrudes approximately 1.5 mm from the outer surface of the feeder wall forming the sleeve section.
  • the attachment surface and the end surface are preferably each inclined to the sliding surface and end at the outer surface of the feeder wall.
  • the holding element forms a semi-cylindrical structural part on the sliding surface, which has a radius of approximately 2 mm and a height of approximately 5 mm with a total height of the guide part of approximately 35 mm and a maximum width of the guide part at its widest point of approximately 10 mm.
  • the dimensions of the guide part and the holding element must be adjusted in relation to the overall height of the guide part in the direction of extension.
  • the feeder body according to the invention is preferably designed to be rotationally symmetrical for use as a lower part of a feeder insert.
  • a rotationally symmetrical feeder body can be arranged within a mold cavity to form a casting mold without any preferred direction.
  • the feeder body according to the invention is designed asymmetrically.
  • a feeder body of a side feeder for use in vertically divisible molds is designed asymmetrically, such a feeder body according to the invention preferably having a center of gravity of the feeder cavity offset from the central axis of the passage opening.
  • Such an asymmetrically designed feeder body also preferably has on its outer surface one or more guide parts according to the invention described in more detail above with their support sections.
  • a one-piece feeder body according to the invention is preferred, wherein the feeder body (i) is formed from exothermic feeder material or comprises exothermic feeder material at least in sections and/or (ii) is formed from insulating feeder material or comprises insulating feeder material in sections.
  • the material located in the riser cavity is preferably kept in a liquid state over a comparatively long period of time.
  • the entire one-piece feeder body is preferably made of an exothermic feeder material.
  • the feeder body according to the invention can also consist entirely or only partially of an insulating feeder material bound with a binder, in particular quartz sand, with which the heat emission from the interior of the riser body is reduced in a simple manner.
  • the feeder insert comprises at least one feeder body according to the invention, which is preferably designed according to one of the above preferred embodiments, and one or more further feeder elements, the feeder body being connected to the one or more feeder elements to form a telescopic feeder insert, and where the feeder body defines the feeder cavity together with the one white or together with at least one of the further feeder elements.
  • the invention thus relates to a multi-part feeder insert, in which the feeder body according to the invention interacts with at least one further feeder element to form the feeder cavity, the feeder body and the at least one feeder element being designed to be telescopic relative to one another.
  • the multi-part feeder insert is composed of the one-piece feeder body and the at least one feeder element.
  • a two-part or multi-part feeder insert is to be understood in particular as meaning a feeder insert composed of the one-piece feeder body according to the invention and at least one individual, further feeder element.
  • the feeder body according to the invention and the at least one further feeder element can be reversibly separated from one another and rejoined together as often as desired before their actual use in a casting mold.
  • a relative movement in the direction of the longitudinal axes of the feeder body and feeder element to one another preferably takes place.
  • a multi-part riser insert also referred to as a "telescopic riser”
  • a part of the riser insert e.g. the riser body
  • a part of the riser insert e.g. B. the feeder body
  • the feeder element is preferably pushed at least in sections over the feeder body, which is preferably fixed on a mold plate or a mold model.
  • the feeder body and feeder element are preferably designed to be regularly non-deformable.
  • Yet another aspect of the present invention relates to a kit for producing feeder inserts, comprising one or more feeder bodies according to one of the preferred embodiments described above, and at least two further feeder elements, which are connected to the feeder body or bodies according to the invention according to one of the preferred embodiments described above correspond in such a way that two or more different feeder inserts can be produced, the feeder cavities of which have different volumes.
  • the invention is based on the additional idea of being able to assemble a single feeder body according to the invention with different feeder elements to form a feeder insert, which are designed differently.
  • the one or more feeder bodies each have a coupling section which is designed to be complementary or corresponding to a respective coupling region of a feeder element to be joined thereto.
  • the coupling areas of the different feeder bodies or the coupling areas of the different feeder elements are preferably designed to be identical.
  • the coupling area on the feeder body has at least one guide part which has a support section which projects outwards on the outer surface and which extends in the direction of the passage opening, preferably adjacent to the sliding section of the guide part for guiding the feeder element
  • the kit according to the invention preferably comprises a centering mandrel which corresponds to the passage opening in the one feeder body or in at least one of the at least two feeder bodies according to one of the preferred embodiments described above.
  • the feeder insert is preferably aligned vertically with the feeder body according to the invention and the feeder element to the mold plate or to the mold model.
  • the centering mandrel preferably has a centering mandrel base which has a shape adapted to the shape of the passage opening.
  • the passage opening comprises a non-cylindrical cross section, but preferably has a cross section, preferably selected from the group consisting of oval, non-round, flattened circle and polygonal
  • the cross section of the centering mandrel base is designed to be complementary to the cross section of the passage opening
  • At least the feeder body or bodies are positively picked up on the centering mandrel.
  • An anti-twist device is preferably created between the centering mandrel and the feeder body or bodies, via which the feeder body can be brought into contact with one another in one or more preferred positions relative to the centering mandrel.
  • the preferred embodiments or developments described for the feeder body according to the invention are at the same time or analogously also preferred embodiments of the feeder insert according to the invention and of the kit for producing a feeder insert.
  • Preferred embodiments or further developments of the feeder insert or the kit for producing a riser insert described herein, which relate to the feeder body, are also preferred embodiments of the feeder body, etc.
  • Fig. 1 shows a one-piece feeder body 1 according to the invention, which is used when casting metals in a casting mold (not shown).
  • the feeder body 1 has a feeder wall 2 with an inner surface 4, which is designed to at least partially form a feeder cavity 42, 42 '( Fig. 4, Fig. 5 ) to limit the absorption of liquid metal.
  • the feeder wall 2 of the feeder body further comprises an outer surface 6, on which at least one guide part 8 for a feeder element 20, 20 'corresponding to the feeder body ( Fig. 4, Fig. 5 ) is arranged.
  • at least one outwardly projecting holding element 10 is provided on the outer surface 6, which is designed to hold the feeder element 20, 20 'in a starting position relative to the feeder body 1.
  • the feeder wall 2 has a passage opening 12 ( Fig. 2 , Fig. 3 ), which is designed to allow liquid metal to flow into the feeder cavity 42, 42 '( Fig. 4, Fig. 5 ) can occur.
  • the feeder body 1 has a sliding section 14 on the guide part 8 for the feeder element 20 corresponding to the feeder body, the guide part 8 further having a support section 16 which projects outwards on the outer surface 6.
  • the support section 16 extends subsequently to the sliding section 14 of the guide part 8 in the direction of the passage opening 12. With the support section 16, the forces acting on the sliding section 14, which is set up to guide the feeder element 20, are safely absorbed and into the adjacent area of the feeder wall 2 is derived.
  • the guide part 8 has an attachment area 18, which also projects outwards on the outer surface 6 of the feeder wall 2.
  • the feeder body 1 also has a first end 22 defining the passage opening 12 and a second end 24 opposite the passage opening.
  • the attachment region 18 extends from the sliding section 14 of the guide part 8 in the direction of the second end 24 on the feeder body 1.
  • the support section 16 and the attachment section 18 are arranged at opposite ends of the sliding section 14.
  • Fig. 2 How out Fig. 2 Several guide parts 8 can be seen at an angular distance from one another about the central axis 26 ( Fig.3 ) of the passage opening 12 arranged around. In the embodiment shown, five guide parts 8 are arranged on the outer surface 6 with an offset of preferably approximately 72 degrees from one another.
  • the holding element 10 projects directly outwards from the guide part 8. All holding elements 10 together form a receptacle for the feeder element 20, which is to be held in a starting position relative to the feeder body.
  • Fig. 3 shows a sectional view of the feeder body 1 according to the invention, which has a sleeve section 28 with an outer cross section that widens from the second end 24 towards the first end 22. Furthermore, the feeder body 1 comprises an attachment area 30 which directly adjoins the sleeve section 28 for attachment to a mold model or a mold plate 50 ( Fig. 4, Fig. 5 ). The attachment area 30 has an outer cross section that tapers from the sleeve section 28 towards the first end 22. As a result, the feeder body forms a reduced contact surface on the mold plate 50 to be brought into contact with the feeder body.
  • the guide part 8 extends along the sleeve section 28. In the embodiment shown, the guide parts 8 extend along the entire height of the sleeve section 28 from the second end 24 of the feeder body 1 to the transition 32 between the sleeve section 28 and the attachment area 30.
  • the sliding section 14 has a sliding surface 34 and the supporting section 16 has an end surface 36.
  • the attachment area 18 has an attachment surface 38 for attaching the feeder element 20 to the second end 24 of the feeder body 1.
  • the holding element 10 is arranged approximately radially projecting on the sliding section 14 of the guide part 8, with the holding element 10 at the lower end of the sliding section when the feeder body according to the invention is arranged vertically 14 of the guide part 8 is arranged.
  • the guide parts 8 have an extension direction which runs approximately parallel to the central axis 26 of the passage opening, the attachment section 18 and the sliding section 14 has a width transverse to the direction of extension of the guide part 8, which widens from the second end 24 towards the first end 22 on the feeder body 1.
  • the support section 16 has a width transverse to the direction of extension of the guide part, which decreases in the direction of the first end 22 of the feeder body 1.
  • the inner surface 4 of the feeder wall 2 is designed such that the feeder cavity formed at least partially by the feeder body 1 ( Fig. 4, Fig. 5 ) narrows from the second end 24 on the feeder body 1 in the direction of the passage opening 12 at the first end 22 of the feeder body.
  • the inner surface 4 has a cross section that tapers in the direction of the passage opening 12.
  • the inner surface 4 has a conical shape in sections.
  • Fig. 3a shows the guide part 8 arranged in the area of the sleeve part 28 on the outer surface 6 in an enlarged illustration.
  • the guide part 8 is shown with a different hatching compared to the remaining feeder wall in order to clarify its specific design.
  • the guide part 8 and the feeder wall 2 are preferably formed in one piece, and there is no structural separation between the individual parts of the feeder body 1, as could be assumed from the different hatchings.
  • the sliding surface 34 of the sliding section 14 runs at an angle ⁇ 1 inclined to the central axis 26 of the passage opening 12 and the end surface 36 of the support section 16 runs at an angle ⁇ 2 inclined to the central axis 26 of the passage opening 12, the angles ⁇ 1 and ⁇ 1 being opened in opposite directions are.
  • the center axis 26 is moved into the feeder wall 2 for simplified representation.
  • the sliding surfaces 34 and the end surfaces 36 of the guide parts 8 are therefore inclined in opposite directions with respect to the central axis 26 of the passage opening 12.
  • the attachment surface 38 runs at an angle ⁇ 3 inclined to the center axis 26 of the passage opening, the inclination angle ⁇ 1 of the sliding surface 34 and the inclination angle ⁇ 3 of the attachment surface 38 having the same opening direction, but being of different sizes relative to the center axis 26 of the passage opening 12.
  • the sliding surface 34 of the sliding section 14 runs in the extension direction of the guide part 8 in the area of the sleeve part 28 approximately parallel to the outer surface 6 of the feeder wall 2.
  • the outer diameter of the outer surface 6 of the feeder wall 2 as well as the circumference defined by the sliding surfaces 34 of the guide parts 8 expands in the area of the sleeve part 28 from the second end 24 towards the first end 22 of the feeder body 1.
  • both the support section 16 and the attachment section 18 of the guide part 8 have a step-free transition to the sliding section 14.
  • the support section 14 runs towards the first end 22 of the feeder body 1 without any offset on the outer surface 6 of the feeder wall 2.
  • the attachment section 18 also runs towards the second end 24 of the feeder body 1 without any offset on the outer surface 6 of the feeder wall 2.
  • a first embodiment of a first feeder insert 40 is shown, which is formed from the feeder body 1 and a first feeder element 20.
  • the feeder body 1 and the feeder element 20 together form a feeder cavity 42 for the liquid metal entering the feeder cavity via the passage opening 12.
  • the feeder body 1 and the feeder element 20 are designed such that the feeder element 20 can be displaced at least in sections on the outside over the feeder body 1.
  • the feeder body 1 can in particular be inserted telescopically into the feeder element 20.
  • the feeder body 1 and the feeder element 20 are held in position relative to one another by means of a centering mandrel 44.
  • a guide part 8 is arranged on the outer surface 6 of the feeder wall 2 of the feeder body 1, by means of which the tilting or tilting of the feeder element 20 relative to the feeder body 1, during the displacement movement of the feeder body 1 and the feeder element 20 relative to one another, is avoided.
  • a holding element 10 is arranged on the guide part 8, by means of which the feeder element 20 is held in a starting position before the feeder element is moved to the feeder body 1.
  • the feeder element 20 has at its upper end 46 a receptacle 48 for the tip of the centering mandrel 44.
  • Fig. 5 shows a second embodiment of a feeder insert 40', which is composed of the feeder body 1 according to the invention and a further feeder element 20' corresponding to the feeder body 1. How Fig. 5 clarified, the feeder body 1 according to the invention can correspond to different feeder elements 20, 20 '.
  • the feeder body 1 and the feeder element 20 ' act with one another in an almost identical form, as shown below Fig. 4 described.
  • the feeder insert 40' points in contrast to the feeder insert 40 Fig. 4 an enlarged feeder cavity 42' for receiving the liquid metal.
  • a receptacle 48' for the centering mandrel 44' is provided at the closed, upper end 46 of the feeder element 20'.
  • Fig. 6 - 9 show an exemplary embodiment of a method for producing at least one molded part of a casting mold, not shown in more detail, wherein a feeder body 1 designed according to the invention is pushed or placed with its passage opening 12 on a centering mandrel 44.
  • the centering mandrel 44 is attached to a mold plate 50, which defines at least surface areas of the molded part to be produced, not shown in detail.
  • the feeder body 1 comes into direct contact with the mold plate 50 via its attachment area 30.
  • the feeder element 20 is placed with its lower end on the attachment section 18 of the guide part 8 and the receptacle 48 at the upper end 46 of the feeder element 20 is pushed over the tip of the centering mandrel 44 and so the feeder element 20 with the feeder body 1 becomes a feeder insert 42 according to the invention composed.
  • the feeder element 20 is moved to its starting position on the feeder body 1 until the feeder element 20 has been brought into contact with the holding elements 10 which project radially outwards on the guide parts 8.
  • a molding material 52 is entered into a mold (not shown).
  • the feeder insert 40 formed from the feeder body 1 and the feeder element 20 is completely surrounded on the outside by the molding material 52.
  • Fig. 9 shows, the molding material 52 is pressed within the mold, whereby the molding material 52, as indicated, is compacted and a solid molded part is formed.
  • the feeder element 20 is displaced parallel to the center axis 26 of the passage opening 12 in the direction of the mold plate 50.
  • the holding elements 10 arranged on the guide parts 8 are separated from the guide part 8.
  • the feeder cavity 42 of the feeder insert 40 becomes smaller.
  • the feeder element 20 also runs on the sliding sections 14 of the guide part 8 (by means of the sliding surfaces 34).
  • Fig.3a trained circumference that widens in the direction of the first end 22 on the feeder body 1.
  • the sliding section or sections 14 protruding from the outer surface 6 of the feeder wall 2 with their sliding surfaces 34 of the guide parts 8 each form a type of ramp for the feeder element 20 which can be pushed over the feeder body 1.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen einteiligen Speiserkörper zur Verwendung als Bauteil eines zwei- oder mehrteiligen, teleskopierbaren Speisereinsatzes beim Gießen von Metallen, mit einer Speiserwandung, die mindestens teilweise einen Speiser-Hohlraum zur Aufnahme von flüssigem Metall begrenzt, wobei die Speiserwandung eine Durchtrittsöffnung für das flüssige Metall in den Speiser-Hohlraum und eine Außenfläche, an der wenigstens ein nach außen abstehendes Halteelement und wenigstens ein Führungsteil mit einem Gleitabschnitt für ein mit dem Speiserkörper korrespondierendes Speiserelement angeordnet sind, besitzt. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auch auf einen zwei- oder mehrteiligen Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen sowie ein Kit zur Herstellung von Speisereinsätzen.
  • Einteilige Speiserkörper werden in einer Vielzahl und Vielfalt beim Gießen von Metallen in Gießformen verwendet. Solche Speiserkörper sind häufig Teil eines Speisereinsatzes, auch bezeichnet als Speisersystem. Ein solcher einteiliger Speiserkörper, welcher im Gießbetrieb zusammen mit einem Speiserelement einen zwei- oder mehrteiligen, teleskopierbaren Speisereinsatz ausbildet, wird außenseitig zumindest bereichsweise von einem zum Herstellen einer Gießform verwendeten Formstoff, wie beispielsweise Formsand, umgeben. Innerhalb der herzustellenden Gießform soll der Speiserkörper und der zum Teil daraus gebildete Speisereinsatz in einer festen Position zu einem während des Gießvorganges durch das Metall auszufüllenden Formhohlraum in der Gießform gehalten werden. Bekannte einteilige Speiserkörper weisen eine Speiserwandung auf, mittels der mindestens teilweise ein Speiser-Hohlraum zur Aufnahme von flüssigem Metall begrenzt wird. Die Speiserwandung des Speiserkörpers besitzt üblicherweise eine Innenfläche, welche zumindest teilweise den Speiser-Hohlraum des Speisereinsatzes definiert. Die Speiserwandung umfasst ferner eine Durchtrittsöffnung für das flüssige Metall in den Speiser-Hohlraum. Während des Gießvorganges tritt eine Teilmenge des zum Gießen verwendeten flüssigen Metalls über die Durchtrittsöffnung in diesen ein. Das im Speiser-Hohlraum des Speisereinsatzes befindliche Metall dient zum Nachspeisen des Gussstückes, welches über eine gewisse Zeitdauer im flüssigen Zustand gehalten wird, bis das in der Gießform vorhandene Metall wenigstens teilweise erstarrt ist.
  • Um dem heutzutage beim Herstellen der Gießform auf den Formstoff einwirkenden hohen Drücken begegnen zu können, werden Speisereinsätze bzw. Speisersysteme verwendet, welche beim Verpressen des Formstoffes zu einem fertigen Formteil in ihrer Gesamthöhe veränderbar sind.
  • Aus der Veröffentlichung EP 1 184 104 A1 ist ein Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen bekannt, der zwei entlang seiner Speiser-Längsachse ineinander verschiebbare Formelemente umfasst, welche den Speiser-Hohlraum zur Aufnahme des flüssigen Metalls begrenzen. Während des Verdichtungsvorganges wird somit ein Formelement in das andere Formelement eingeschoben bzw. das andere Formelement über das eine Formelement hinweggeschoben. Um die beiden Formelemente vor dem Kompressionsvorgang in einer Ausgangsposition zueinander zu fixieren, sind an einem der Formelemente Halteelemente vorgesehen, welche zum Tragen des jeweils anderen Formelementes eingerichtet sind. Übersteigt der Druck beim Verpressen des Formstoffes einen vorbestimmten Wert, werden die Halteelemente an dem einen Formteil abgetrennt oder so deformiert, dass eine Relativbewegung zwischen den beiden Formelementen möglich ist.
  • Neben dem zeitweisen Halten der relativ zueinander beweglichen Einzelteile des Speisereinsatzes mittels der Halteelemente in einer Ausgangsposition ist auch das gezielte Führen während der Relativbewegung von Speiserkörper und Speiserelement zueinander und damit dem Teleskopieren des Speisereinsatzes immer entscheidender für einen reibungslosen Herstellungsprozess der Gießform geworden. Die Relativbewegung zwischen dem Speiserkörper und einem Speiserelement des Speisereinsatzes wird mittels wenigstens eines an der Außenfläche des Speiserkörpers angeordneten Führungsteiles gesteuert. Das Führungsteil weist einen Gleitabschnitt für ein mit dem Speiserkörper korrespondierendes Speiserelement auf, entlang dem, mit Verdichten des Formstoffes, insbesondere die Innenseite des Speiserelementes abgleitet. Das Führungsteil steht üblicherweise an der Außenfläche der Speiserwandung vor, sodass die Innenseite des Speiserelementes nur partiell, nämlich über das oder die Führungsteile, von der Speiserwandung getragen wird. In der Vergangenheit ist das Führungsteil, welches sich über einen Abschnitt entlang der Außenfläche des Speiserkörpers erstreckt, häufig bereits vor der bestimmungsgemä-ßen Verwendung des Speiserkörpers zumindest teilweise abgebrochen. Das führte dazu, dass das beweglich zum Speiserkörper aufgenommene Speiserelement dann ungleichmäßig zum Speiserkörper geführt wird und damit das Risiko des Verkantens oder Verkippens des Speiserelementes zum Speiserkörper besteht.
  • Ausgehend von der vorstehend dargelegten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen einteiligen Speiserkörper sowie einen Speisereinsatz anzugeben, mittels denen eine verbesserte Relativbewegung zwischen Speiserkörper und Speiserelement und damit ein verbessertes Teleskopieren des Speisereinsatzes, insbesondere unter Vermeidung der oben beschriebenen Nachteile, ermöglicht wird.
  • Die Erfindung löst die ihr zugrundeliegende Aufgabe durch einen Speiserkörper zur Verwendung als Bauteil eines zwei- oder mehrteiligen, teleskopierbaren Speisereinsatzes beim Gießen von Metallen mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1. Erfindungsgemäß weist das Führungsteil einen an der Außenfläche nach außen vorspringenden Stützabschnitt auf, welcher sich, anschließend an den Gleitabschnitt des Führungsteiles zum Führen des Speiserelementes, in Richtung der Durchtrittsöffnung erstreckt.
  • Die Erfindung betrifft somit einen einteiligen Speiserkörper, der eine Speiserwandung aufweist, die mindestens teilweise einen Speiser-Hohlraum zur Aufnahme von flüssigem Metall begrenzt. Die Speiserwandung umfasst eine Durchtrittsöffnung für das flüssige Metall in den Speiser-Hohlraum. Zudem ist bevorzugt im Bereich der Durchtrittsöffnung der Speiserwandung an der Außenfläche ein Ansetzbereich zum Ansetzen des Speiserkörpers an ein Formmodell und/oder eine Formplatte vorgesehen. Die Erfindung macht sich hierbei die Erkenntnis zunutze, dass das Führungsteil, welches im Stand der Technik am freien Ende seines Gleitabschnittes mit einem Absatz endet, mit Hilfe eines Stützabschnittes eine erhöhte Festigkeit erhält. Mit dem Stützabschnitt kann das Führungsteil gegenüber äußeren mechanischen Einflüssen, wie darauf einwirkenden Kräften, verbessert widerstehen. Damit ist bereits einem vorzeitigen Abbrechen oder Deformieren des Führungsteiles vor seiner bestimmungsgemäßen Verwendung, nämlich wenn die Innenseite des Speiserelementes daran entlanggleitet, vermieden. Zudem widersteht das Führungsteil, mit dem Vorsehen des Stützabschnittes, auch verbessert den auftretenden Kräften während des Teleskopierens von Speiserkörper und Speiserelement zueinander. Bevorzugt erstreckt sich der Stützabschnitt, bei einer insbesondere senkrechten Ausrichtung der Speiser-Längsachse des Speiserkörpers, vom Gleitabschnitt des Führungsteiles aus nach unten und damit in Richtung der Durchtrittsöffnung an der Speiserwandung. Der Stützabschnitt springt ebenso wie das Führungsteil an der Außenfläche der Speiserwandung vor, sodass der Absatz am unteren Ende des Gleitabschnittes des Führungsteiles zumindest verringert, bevorzugt gänzlich ausgeglichen ist. Dadurch wird beim Abgleiten des Speiserelementes entlang des Führungsteiles eine auf den Gleitabschnitt einwirkende Reibkraft vom Gleitabschnitt über den Stützabschnitt in angrenzende Bereiche der Speiserwandung abgeleitet.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Speiserkörpers weist der Gleitabschnitt eine Gleitfläche auf, und der Stützabschnitt weist eine Abschlussfläche auf, wobei die Gleitfläche in einem Winkel α1 geneigt zur Mittenachse und die Abschlussfläche in einem Winkel α2 geneigt zur Mittenachse der Durchtrittsöffnung verlaufen, wobei die Winkel in entgegengesetzte Richtungen geöffnet sind. Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Stützabschnittes ist erreicht, dass während der Relativbewegung von Speiserkörper und Speiserelement zueinander an dem Stützabschnitt selbst keine Reibwirkung durch die Innenseite des Speiserelementes entsteht. Vorzugsweise sind die Gleitfläche am Gleitabschnitt und die Abschlussfläche am Stützabschnitt des erfindungsgemäße Speiserkörpers in entgegengesetzte Richtungen zur Mittenachse der Durchtrittsöffnung geneigt. Bevorzugt weitet sich die Gleitfläche somit in der Bewegungsrichtung des relativ zum Speiserkörper bewegten Speiserelementes auf. Die sich aufweitende Gleitfläche des Führungsteiles wirkt somit mindestens teilweise der Gleitbewegung des Speiserelementes relativ zum Speiserkörper entgegen. Die Abschlussfläche des Stützabschnittes ist hingegen in die entgegengesetzte Richtung geneigt, sodass sichergestellt ist, dass diese nicht mit der Innenseite des Speiserelementes in Kontakt gelangt.
  • Bevorzugt sind an dem erfindungsgemäßen Speiserkörper mehrere Führungsteile in einem Winkelabstand zueinander um die Mittenachse der Durchtrittsöffnung herum angeordnet, bevorzugt in einem gleichmäßigen Winkelabstand um die Mittenachse der Durchtrittsöffnung herum. Das Vorsehen von mehreren Führungsteilen an der Speiserwandung bewirkt eine verbesserte Führung des relativ zum Speiserkörper bewegbaren Speiserelementes. Zudem entsteht mittels mehrerer, bevorzugt gleichmäßig an der Außenfläche der Speiserwandung verteilt angeordneter Führungsteile eine entlang des Umfangs gleichmäßigerverteilte Reibwirkung beim Ineinanderverschieben von Speiserkörper und Speiserelement zueinander. Bevorzugt weist der Speiserkörper an seiner Außenfläche mindestens drei, vier, fünf oder mehr solcher erfindungsgemäßen Führungsteile auf.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen einteiligen Speiserkörpers sieht vor, dass fünf Führungsteile mit einem Winkelversatz von vorzugsweise etwa 72 Winkelgrad zueinander an der Außenfläche angeordnet sind. Mit dem Vorsehen von fünf Führungsteilen an der Außenfläche der Speiserwandung ist eine bevorzugt genaue radiale Ausrichtung der Längsachse des Speiserelementes zur Längsachse des Speiserkörpers erreicht. Zudem ist mit bevorzugt fünf Führungsteilen bewirkt, dass im Falle des Abbrechens eines der Führungsteile an der Außenseite der Speiserwandung, die verbleibenden Führungsteile neben dem Führen des Speiserelementes relativ zum Speiserkörper auch vorzugsweise die radiale Ausrichtung und damit die gewünschte Konzentrizität zwischen Speiserelement und Speiserkörper gewährleisten können.
  • Vorzugsweise weist der erfindungsgemäße Speiserkörper ein die Durchtrittsöffnung definierendes erstes Ende und ein der Durchtrittsöffnung gegenüberliegendes zweites Ende auf, wobei bevorzugt der Stützabschnitt einen absatzfreien Übergang zum Gleitabschnitt aufweist und/oder in Richtung des zweiten Endes des Speiserkörpers absatzfrei an der Außenfläche der Speiserwandung ausläuft. Der Speiserkörper wird bevorzugt mit seinem ersten Ende, an dem die Durchtrittsöffnung für das flüssige Metall ausgebildet ist, auf einer Formplatte positioniert. Der erfindungsgemäße Speiserkörper ist somit während des Herstellens der Gießform relativ zu der zumindest einen Teil der Außenkontur der Gießform bestimmenden Formplatte fixiert. Der Speiserkörper besitzt zudem ein zweites, bevorzugt offenes Ende, dem das relativ zum Speiserkörper bewegbare Speiserelement eines Speisereinsatzes zugeordnet werden kann. Bevorzugt ist über das offene Ende die Verbindung zum Speiserelement erzielt, wobei Speiserkörper und Speiserelement dann gemeinsam den Speiser-Hohlraum definieren.
  • Zwischen dem an der Außenseite der Speiserwandung vorspringenden Stützabschnitt und dem Gleitabschnitt des Führungsteiles ist insbesondere ein absatzfreier Übergang ausgebildet. Unter einem absatzfreien Übergang zwischen der Gleitfläche des Gleitabschnitts und der Abschlussfläche des Stützabschnittes am Führungsteil ist auch das Vorsehen einer Kante zu verstehen, sofern beide bevorzugt ebenen Flächen von Gleitabschnitt und Stützabschnitt im Übergang auf gleicher Höhe zueinander auslaufen. Auch in Richtung seines zweiten Endes weist der Stützabschnitt einen absatzfreien Übergang von seiner Abschlussfläche auf die Außenfläche der endseitig angrenzenden Speiserwandung auf. Damit ist auch ein verbesserter Kraftfluss von dem Stützabschnitt in die den Stützabschnitt tragende Struktur der Speiserwandung erreicht. Ein Materialversagen und ein damit verbundenes Abbrechen des Führungsteiles an der Speiserwandung vor oder während der bestimmungsgemäßen Verwendung ist damit weiter vermindert.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Speiserkörpers sieht vor, dass das oder die Führungsteile einen sich vom Gleitabschnitt in Richtung des zweiten Endes erstreckenden, bevorzugt an der Außenfläche vorspringenden Ansetzabschnitt aufweist. Mit dem Vorsehen eines Ansetzabschnittes, der bezogen auf den Stützabschnitt, am entgegengesetzten Ende des Gleitabschnittes angeordnet ist, ist das Ansetzen bzw. Inkontaktbringen des zur Ausbildung eines Speisereinsatzes verwendeten Speiserelementes am erfindungsgemäßen Speiserkörper vereinfacht. Der Ansetzbereich ist bevorzugt nahe des zweiten, offenen Endes des Speiserkörpers ausgebildet. Bevorzugt bilden die Ansetzbereiche der mehreren entlang der Außenfläche der Speiserwandung verteilt angeordneten Führungsteile einen Außendurchmesser, der in seinen Abmessungen geringer ist als der Innendurchmesser an der Innenseite des Speiserelementes. Bevorzugt weist der Innendurchmesser des Speiserelementes ausreichend Spiel zum Außendurchmesser der Ansetzbereiche der Führungsteile am erfindungsgemäßen Speiserkörper auf.
  • Vorzugsweise besitzt der Ansetzabschnitt des Führungsteiles eine Ansetzfläche, welche in einem Winkel α3 geneigt zur Mittenachse der Durchtrittsöffnung verläuft, der unterschiedlich ist zum Winkel α1 der Gleitfläche des Gleitabschnittes, wobei die Neigungswinkel von Ansetzfläche und Gleitfläche die gleiche Öffnungsrichtung aufweisen. Mit den geneigt zur Mittenachse der Durchtrittsöffnung verlaufenden Ansetzflächen derAnsetzbereiche an den verschiedenen Führungsteilen ist das Ansetzen bzw. radiale Ausrichten eines an den Speiserkörper anzusetzenden Speiserelementes weiter vereinfacht. Damit ist die Montage eines Speisereinsatzes, der aus einem Speiserkörper und einem sich mit dem Speiserkörper zu fügenden Speiserelementes zusammensetzt, erleichtert. Bevorzugt ist der Neigungswinkel α3 einer jeweiligen Ansetzfläche des Ansetzbereiches größer als der Neigungswinkel α1 der Gleitfläche des sich an den Ansetzabschnitt unmittelbar anschließenden Gleitabschnittes des Führungsteiles. Vorzugsweise ist auch der Übergangsbereich zwischen der Ansetzfläche und der Gleitfläche am Führungsteil für ein vereinfachtes Überführen des Speiserelementes absatzfrei ausgebildet.
  • Vorzugsweise steht das Halteelement unmittelbar an dem Führungsteil nach außen ab oder ist benachbart zum Führungsteil an der Außenfläche nach außen vorstehend angeordnet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das das Speiserelement relativ zum Speiserkörper in der Ausgangsposition haltende Halteelement vorzugsweise an dem an der Außenfläche des erfindungsgemäßen Speiserkörpers vorstehenden Führungsteil ausgebildet. Dadurch werden Bereiche des Führungsteiles als Basisstruktur für die Anbindung des Halteelementes an der Außenfläche der Speiserwandung verwendet. Damit ist eine konstruktiv einfache Anbindung des Halteelementes, welches üblicherweise am weitesten an der Außenfläche des Speiserkörpers absteht, an der Speiserwandung erreicht. In einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Speiserkörpers kann das Halteelement auch separat zum Führungsteil an der Außenfläche der Speiserwandung angeordnet sein.
  • Bevorzugt ist das Halteelement am Gleitabschnitt des Führungsteiles etwa radial abstehend angeordnet, und der Stützabschnitt erstreckt sich vom Halteelement ausgehend in Richtung des ersten Endes des Speiserkörpers. Neben der strukturellen Verstärkung des Führungsteiles, insbesondere des Gleitabschnittes, hat der Stützabschnitt weiterhin die Funktion, das Halteelement am Führungsteil in Richtung der Durchtrittsöffnung abzustützen. Damit ist das Risiko eines vorzeitigen Abbrechens des Halteelementes am Führungsteil weiter verringert. Zudem wird durch das Abstützen des Halteelementes in Richtung der Durchtrittsöffnung am erfindungsgemäßen Speiserkörper während des gezielten Abtrennens des Halteelementes ein Herausbrechen von Flächenbereichen an der Gleitfläche des Führungsteiles vermieden. Bevorzugt ist das Halteelement an dem dem Stützabschnitt zugewandten Endbereich des Gleitabschnittes angeordnet. Bei senkrechter Ausrichtung des erfindungsgemäßen Speiserkörpers ist das Halteelement am unteren Ende des Gleitabschnittes des Führungsteiles angeordnet bzw. ausgebildet.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Speiserkörpers sieht vor, dass der Gleitabschnitt eine Gleitfläche aufweist, welche in Erstreckungsrichtung des Führungsteiles etwa parallel zur Außenfläche der Speiserwandung verläuft. Vorzugsweise weist auch zumindest ein Abschnitt der den Speiserkörper ausbildenden Speiserwandung einen äu-ßeren Querschnitt auf, der sich entlang der Längsachse des Speiserkörpers in Richtung der Durchtrittsöffnung erweitert. Die Längsachse des Speiserkörpers verläuft insbesondere koaxial zur Mittenachse der Durchtrittsöffnung. Bevorzugt ist zwischen der Außenfläche der Speiserwandung des erfindungsgemäßen Speiserkörpers und einer Innenseite des mit dem Speiserkörper korrespondierenden Speiserelementes ein gleichmäßiger Spalt ausgebildet.
  • Bevorzugt weisen das oder die Führungsteile eine etwa parallel zur Mittenachse verlaufende Erstreckungsrichtung auf, wobei bevorzugt der Ansetzabschnitt und/oder der Gleitabschnitt eine Breite quer zur Erstreckungsrichtung des Führungsteiles aufweist, die sich in Richtung des ersten Endes des Speiserkörpers erweitert. Mit der in Richtung der Gleitbewegung zunehmenden Breite an den Ansetzflächen und/oder den Gleitflächen ist das sichere Abgleiten während der Relativbewegung von Speiserkörper und Speiserelement, während der Formstoffverdichtung beim Herstellen der Gießform, weiter verbessert. Ein Verkanten oder Verkippen eines Speiserelementes am oder zum erfindungsgemäßen Speiserkörper ist durch die sich in Bewegungsrichtung bevorzugt verbreiternden Flächen vermieden.
  • Das Halteelement ist zu den Seitenkanten der Gleitfläche am Führungsteil bevorzugt gleichmäßig beabstandet angeordnet. Das vorzugsweise mittig am Gleiabschnitt angeordnete Halteelement weist eine Breite auf, welche im Verhältnis zur Breite des Gleitabschnittes in einem Bereich von ungefähr einem Drittel bis etwa der Hälfte liegt. Bevorzugt sind jeweils zu beiden Seiten des Halteelementes Flächenbereiche der Gleitfläche ausgebildet.
  • Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Speiserkörpers weist der Stützabschnitt eine Breite quer zur Erstreckungsrichtung des Führungsteiles auf, die sich in Richtung des ersten Endes des Speiserkörpers verringert. Dadurch ist eine optimierte Krafteinleitung bzw. -übertragung der vom Stützabschnitt aufgenommenen Kräfte in die den Stützabschnitt tragenden Bereiche der Speiserwandung erreicht. Bevorzugt verringert sich die Breite des Stützabschnittes in Erstreckungsrichtung im Verhältnis zur größten Gesamtbreite des Stützabschnittes im Bereich von etwa 0,15 bis ungefähr 0,3.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Speiserkörpers weist die Speiserwandung einen Hülsenabschnitt mit einem sich vom zweiten Ende in Richtung des ersten Endes erweiternden äußeren Querschnitt und einen sich an den Hülsenabschnitt anschließenden Ansetzbereich zum Ansetzen an ein Formmodell oder eine Formplatte mit einem sich in Richtung des ersten Endes verjüngenden Querschnitt auf. Der Speiserkörper ist vorliegend in zwei Funktionsbereiche unterteilt. Der obere, dem zweiten Ende des Speiserkörpers zugeordnete Funktionsbereich mit seinem Hülsenabschnitt ermöglicht die Relativbewegung zwischen Speiserkörper und Speiserelement zur Ausbildung eines erfindungsgemäßen, teleskopierbaren Speisereinsatzes. Der Hülsenabschnitt weist bevorzugt eine Höhe in Richtung der Längsachse des Speiserkörpers auf, die etwa der Hälfte, bevorzugt mehr als der Hälfte, der Gesamthöhe des erfindungsgemäßen Speiserkörpers entspricht. An den Hülsenabschnitt unmittelbar anschließend ist ein Ansetzbereich am erfindungsgemäßen Speiserkörper vorgesehen, der zum Ansetzen an ein Formmodell oder eine Formplatte eingerichtet ist. Der Ansetzbereich des erfindungsgemäßen Speiserkörpers weist ferner einen äußeren Querschnitt auf, der sich ausgehend vom Hülsenabschnitt in Richtung des ersten Endes des Speiserkörpers verjüngt.
  • Das erfindungsgemäße Führungsteil mit seinem Ansetzbereich, seinem Gleitabschnitt, seinem Stützabschnitt und dem am Gleitabschnitt angeordneten Halteelement erstreckt sich entlang des Hülsenabschnitts vom zweiten Ende des erfindungsgemäßen Speiserkörpers in Richtung des Überganges zwischen Hülsenabschnitt und Ansetzbereich des Speiserkörpers. Das oder die Führungsteile erstrecken sich bevorzugt über die gesamte Höhe des Hülsenabschnitts. Das obere und untere Ende des Führungsabschnittes laufen jeweils bevorzugt mit dem Außenumfang der Außenfläche des Hülsenabschnittes aus. Demnach ist ein absatzfreier Übergang vom Ansetzbereich am oberen Ende zum Hülsenabschnitt und vom Stützabschnitt am unteren Ende zum Hülsenabschnitt ausgebildet. Entgegen der gewölbten Außenkontur des Hülsenabschnittes weisen die Ansetzfläche am Ansetzabschnitt, die Gleitfläche am Gleitabschnitt und die Abschlussfläche am Stützabschnitt in Erstreckungsrichtung des Führungsteiles und quer zur Erstreckungsrichtung eine ebene Ausgestaltung auf. In einer bevorzugten Ausführungsform des einteiligen Speiserkörpers steht die Gleitfläche des Gleitabschnittes etwa 1,5 mm an der Außenfläche der den Hülsenabschnitt ausbildenden Speiserwandung vor. Die Ansetzfläche und die Abschlussfläche sind vorzugsweise jeweils geneigt zur Gleitfläche und laufen endseitig an der Außenfläche der Speiserwandung aus. Das Halteelement bildet an der Gleitfläche ein halbzylindrisches Strukturteil aus, welches einen Radius von etwa 2 mm und eine Höhe von etwa 5 mm bei einer Gesamthöhe des Führungsteiles von etwa 35 mm und einer Maximalbreite des Führungsteiles an seiner breitesten Stelle von etwa 10 mm hat. In Abhängigkeit von der Größe des zur Verwendung geplanten erfindungsgemäßen Speiserkörpers sind die Abmessungen des Führungsteiles und des Halteelementes im Verhältnis zur Gesamthöhe des Führungsteiles in Erstreckungsrichtung anzupassen.
  • In einer Weiterbildung ist der erfindungsgemäße Speiserkörper vorzugsweise zur Verwendung als Unterteil eines Speisereinsatzes rotationssymmetrisch ausgebildet. Ein derartig rotationssymmetrisch ausgebildeter Speiserkörper kann ohne eine beliebige Vorzugsrichtung innerhalb eines Formhohlraumes zur Ausbildung einer Gießform angeordnet werden. In einer alternativen Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Speiserkörper asymmetrisch ausgebildet. Insbesondere ein Speiserkörper eines Seitenspeisers zur Verwendung in vertikal teilbaren Gießformen ist asymmetrisch ausgebildet, wobei ein solcher erfindungsgemäßer Speiserkörper bevorzugt einen zur Mittenachse der Durchtrittsöffnung versetzten Volumenschwerpunkt des Speiser-Hohlraumes aufweist. Auch ein solch asymmetrisch ausgebildeter Speiserkörper besitzt vorzugsweise an seiner Außenfläche ein oder mehrere oben näher beschriebene erfindungsgemäße Führungsteile mit ihren Stützabschnitten.
  • Ein erfindungsgemäßer einteiliger Speiserkörper ist bevorzugt, wobei der Speiserkörper (i) aus exothermem Speisermaterial gebildet ist oder zumindest abschnittsweise exothermes Speisermaterial umfasst und/oder (ii) aus isolierendem Speisermaterial gebildet ist oder abschnittsweise isolierendes Speisermaterial umfasst. Mit dem Einsatz von exothermem Speisermaterial wird bevorzugt das im Speiser-Hohlraum befindliche Material über einen vergleichsweise langen Zeitraum in flüssigem Zustand gehalten. Bevorzugt ist in einer Ausführung der gesamte einteilige Speiserkörper aus einem exothermen Speisermaterial ausgebildet. Alternativ oder optional kann der erfindungsgemäße Speiserkörper auch vollständig oder auch nur teilweise aus einem isolierenden mit Bindemittel gebundenen Speisermaterial, insbesondere Quarzsand, bestehen, mit dem die Wärmeabgabe aus dem Inneren des Speiserkörpers auf einfache Weise verringert wird.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen zwei- oder mehrteiligen Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Speisereinsatz wenigstens einen erfindungsgemäßen Speiserkörper, welcher bevorzugt nach einer der vorstehend bevorzugten Ausführungsformen ausgebildet ist, und ein oder mehr weitere Speiserelemente umfasst, wobei der Speiserkörper mit dem einen oder den weiteren Speiserelementen zu einem teleskopierbaren Speisereinsatz verbunden ist, und wobei der Speiserkörper gemeinsam mit dem einen weieren oder gemeinsam mit zumindest einem der weiteren Speiserelemente den Speiser-Hohlraum definiert. Die Erfindung betrifft somit einen mehrteiligen Speisereinsatz, bei dem der erfindungsgemäße Speiserkörper mit wenigstens einem weiteren Speiserelement zur Ausbildung des Speiser-Hohlraumes zusammenwirkt wobei der Speiserkörper und das mindestens eine Speiserelement relativ zueinander teleskopierbar ausgebildet sind. Für den erfindungsgemäßen Gebrauch wird der mehrteilige Speisereinsatz aus dem einteiligen Speiserkörper und dem zumindest einen Speiserelement zusammengesetzt. Unter einem zwei- oder mehrteiligen Speisereinsatz ist vorliegend insbesondere ein sich aus dem einteiligen erfindungsgemäßen Speiserkörper und zumindest einem einzelnen, weiteren Speiserelement zusammensetzender Speisereinsatz zu verstehen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung können der erfindungsgemäße Speiserkörper und das zumindest eine weitere Speiserelement vor ihrer eigentlichen Verwendung in einer Gießform beliebig oft reversibel voneinander getrennt und wieder miteinander gefügt werden.
  • Beim Teleskopieren von Speiserkörper und Speiserelement relativ zueinander erfolgt bevorzugt eine Relativbewegung in Richtung der Längsachsen von Speiserkörper und Speiserelement zueinander. Bei einem solch mehrteiligen Speisereinsatz, auch bezeichnet als "Teleskop-Speiser", wird beim Verdichten des Formstoffes bei der Herstellung der Gießform ein Teil des Speisereinsatzes (z. B. der Speiserkörper) in das andere Teil eingeschoben bzw. ein Teil des Speisereinsatzes (z. B. der Speiserkörper) wird über das andere Teil hinweggeschoben. Bevorzugt wird das Speiserelement beim Verdichten des zur Ausbildung der Gießform verwendeten Formstoffes zumindest abschnittsweise über den vorzugsweise auf einer Formplatte bzw. einem Formmodell fest aufstehenden Speiserkörper geschoben. Speiserkörper und Speiserelement sind bevorzugt in sich selbst regelmäßig nicht verformbar ausgebildet.
  • Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Kit zur Herstellung von Speisereinsätzen, umfassend einen oder mehrere Speiserkörper nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen, und mindestens zwei weitere Speiserelemente, welche mit dem oder den erfindungsgemäßen Speiserkörpern gemäß einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen derart korrespondieren, dass zwei oder mehr unterschiedliche Speisereinsätze erzeugbar sind, deren Speiser-Hohlräume unterschiedliche Volumina besitzen.
  • Der Erfindung liegt insoweit der ergänzende Gedanke zugrunde, einen einzigen erfindungsgemäßen Speiserkörper mit verschiedenen Speiserelementen zu einem Speisereinsatz zusammensetzen zu können, die unterschiedlich ausgestaltet sind. Bevorzugt weisen der eine oder die mehreren Speiserkörper jeweils einen Kopplungsabschnitt auf, der komplementär bzw. korrespondierend mit einem jeweiligen Kopplungsbereich eines damit zusammenzufügenden Speiserelements ausgebildet ist. Um verschiedene erfindungsgemäße Speiserkörper mit verschiedenen Speiserelementen kombinieren zu können, sind die Kopplungsbereiche der verschiedenen Speiserkörper bzw. die Kopplungsbereiche der verschiedenen Speiserelemente vorzugsweise jeweils identisch ausgebildet. Der Kopplungsbereich am Speiserkörper weist mindestens ein Führungsteil auf, das einen an der Außenfläche nach außen vorspringenden Stützabschnitt aufweist, welcher sich, bevorzugt anschließend an den Gleitabschnitt des Führungsteils zum Führen des Speiserelementes, in Richtung der Durchtrittsöffnung erstreckt
  • Ferner umfasst das erfindungsgemäße Kit vorzugsweise einen Zentrierdorn, der mit der Durchtrittsöffnung in dem einen Speiserkörper oder in zumindest einem der mindestens zwei Speiserkörper nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen korrespondiert. Mit Hilfe des Zentrierdorns erfolgt bevorzugt eine senkrechte Ausrichtung des Speisereinsatzes mit dem erfindungsgemäßen Speiserkörper und dem Speiserelement zur Formplatte bzw. zum Formmodell. Der Zentrierdorn weist bevorzugt einen Zentrierdornfuß auf, der eine an die Form der Durchtrittsöffnung angepasste Formgebung aufweist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, in der die Durchtrittsöffnung einen nicht zylindrischen Querschnitt umfasst, sondern vorzugsweise einen Querschnitt hat, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus oval, unrund, abgeflachter Kreis und polygonal, und der Querschnitt des Zentrierdornfußes komplementär zum Querschnitt der Durchtrittsöffnung ausgebildet ist, erfolgt ein formschlüssiges Aufnehmen von zumindest dem oder den Speiserkörpern am Zentrierdorn. Bevorzugt wird eine Verdrehsicherung zwischen dem Zentrierdorn und dem oder den Speiserkörpern erzeugt, worüber der Speiserkörper zum Zentrierdorn in einer oder mehreren Vorzugspositionen miteinander in Kontakt gebracht werden kann.
  • Die zum erfindungsgemäßen Speiserkörper beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen bzw. Weiterbildungen sind zugleich bzw. analog auch bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes sowie des Kits zur Herstellung eines Speisereinsatzes. Hierin beschriebene bevorzugte Ausführungsformen bzw. Weiterbildungen zum Speisereinsatz oder zum Kit zur Herstellung eines Speisereinsatzes, welche sich auf den Speiserkörper beziehen, sind zugleich auch bevorzugte Ausführungsformen des Speiserkörpers, usw.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Speiserkörpers sowie eines erfindungsgemäßen Speisereinsatzes, aus denen sich weitere für die vorliegende Erfindung bevorzugte Merkmale ergeben, unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben. Hierbei zeigen:
    • Fig. 1:
    eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Speiserkörpers zur Verwendung beim Gießen von Metallen;
    Fig. 2:
    eine Ansicht des erfindungsgemäßen Speiserkörpers nach Fig. 1 von unten;
    Fig. 3, 3a:
    eine Schnittdarstellung bzw. eine vergrößerte Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Speiserkörpers nach Fig. 1;
    Fig. 4:
    eine Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Speisereinsatzes mit einem erfindungsgemäßen Speiserkörper;
    Fig. 5:
    eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Speisereinsatzes mit einem erfindungsgemäßen Speiserkörper nach Fig. 1; und
    Fig. 6 - Fig. 9:
    Ansichten, welche schematisch die Herstellung einer Gießform vom Aufsetzen eines erfindungsgemäßen Speisereinsatzes bis zum Pressen des zur Ausbildung der Gießform verwendeten Formstoffs zeigt.
  • Fig. 1 zeigt einen einteiligen erfindungsgemäßen Speiserkörper 1, der beim Gießen von Metallen in einer nicht näher gezeigten Gießform verwendet wird. Der Speiserkörper 1 weist eine Speiserwandung 2 mit einer Innenfläche 4 auf, welche dazu eingerichtet ist, mindestens teilweise einen Speiser-Hohlraum 42, 42' (Fig. 4, Fig. 5) zur Aufnahme von flüssigem Metall zu begrenzen. Die Speiserwandung 2 des Speiserkörpers umfasst ferner eine Außenfläche 6, an der wenigstens ein Führungsteil 8 für ein mit dem Speiserkörper korrespondierendes Speiserelement 20, 20' (Fig. 4, Fig. 5) angeordnet ist. Des Weiteren ist an der Außenfläche 6 wenigstens ein nach außen abstehendes Halteelement 10 vorgesehen, welches dazu eingerichtet ist, dass Speiserelement 20, 20' in einer Ausgangsposition relativ zum Speiserkörper 1 zu halten. Ferner besitzt die Speiserwandung 2 eine Durchtrittsöffnung 12 (Fig. 2, Fig. 3), welche dazu eingerichtet ist, dass flüssiges Metall in den Speiser-Hohlraum 42, 42' (Fig. 4, Fig. 5) eintreten kann.
  • Erfindungsgemäß weist der Speiserkörper 1 an dem Führungsteil 8 einen Gleitabschnitt 14 für das mit dem Speiserkörper korrespondierende Speiserelement 20 auf, wobei das Führungsteil 8 ferner einen an der Außenfläche 6 nach außen vorspringenden Stützabschnitt 16 besitzt. Der Stützabschnitt 16 erstreckt sich anschließend an den Gleitabschnitt 14 des Führungsteiles 8 in Richtung der Durchtrittsöffnung 12. Mit dem Stützabschnitt 16 werden die auf den Gleitabschnitt 14, der zum Führen des Speiserelementes 20 eingerichtet ist, einwirkenden Kräfte sicher aufgenommen und in den angrenzenden Bereich der Speiserwandung 2 abgeleitet wird. Des Weiteren weist das Führungsteil 8 einen Ansetzbereich 18 auf, der ebenfalls an der Außenfläche 6 der Speiserwandung 2 nach außen vorspringt. Der Speiserkörper 1 besitzt zudem ein die Durchtrittsöffnung 12 definierendes erstes Ende 22 und ein der Durchtrittsöffnung gegenüberliegendes zweites Ende 24. Der Ansetzbereich 18 erstreckt sich vom Gleitabschnitt 14 des Führungsteiles 8 in Richtung des zweiten Endes 24 am Speiserkörper 1. Der Stützabschnitt 16 und der Ansetzabschnitt 18 sind an entgegengesetzten Enden des Gleitabschnittes 14 angeordnet.
  • Wie aus Fig. 2 ersichtlich sind mehrere Führungsteile 8 in einem Winkelabstand zueinander um die Mittenachse 26 (Fig.3) der Durchtrittsöffnung 12 herum angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform sind fünf Führungsteile 8 mit einem Versatz von vorzugsweise etwa 72 Winkelgrad zueinander an der Außenfläche 6 angeordnet. Das Halteelement 10 steht unmittelbar an dem Führungsteil 8 nach außen ab. Sämtliche Halteelemente 10 bilden gemeinsam eine Aufnahme für das relativ zum Speiserkörper in einer Ausgangsposition zu haltende Speiserelement 20 aus.
  • Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Speiserkörpers 1, der einen Hülsenabschnitt 28 mit einem sich vom zweiten Ende 24 in Richtung des ersten Endes 22 erweiternden äußeren Querschnitts aufweist. Ferner umfasst der Speiserkörper 1 einen sich unmittelbar an den Hülsenabschnitt 28 anschließenden Ansetzbereich 30 zum Ansetzen an ein Formmodell oder eine Formplatte 50 (Fig. 4, Fig. 5). Der Ansetzbereich 30 weist einen sich vom Hülsenabschnitt 28 in Richtung des ersten Endes 22 verjüngenden äußeren Querschnitt auf. Dadurch bildet der Speiserkörper eine verringerte Anlagefläche an der mit dem Speiserkörper in Anlage bzw. Kontakt zu bringenden Formplatte 50 aus. Wie Fig. 3 ferner zeigt, erstreckt sich das Führungsteil 8 entlang des Hülsenabschnitts 28. In der gezeigten Ausführungsform erstrecken sich die Führungsteile 8 entlang der gesamten Höhe des Hülsenabschnittes 28 vom zweiten Ende 24 des Speiserkörpers 1 bis zum Übergang 32 zwischen dem Hülsenabschnitt 28 und dem Ansetzbereich 30.
  • Der Gleitabschnitt 14 weist eine Gleitfläche 34 und der Stützabschnitt 16 eine Abschlussfläche 36 auf. Der Ansetzbereich 18 besitzt eine Ansetzfläche 38 zum Ansetzen des Speiserelementes 20 am zweiten Ende 24 des Speiserkörpers 1. Das Halteelement 10 ist am Gleitabschnitt 14 des Führungsteiles 8 etwa radial abstehend angeordnet, wobei das Halteelement 10 bei senkrechter Anordnung des erfindungsgemäßen Speiserkörpers am unteren Ende des Gleitabschnittes 14 des Führungsteiles 8 angeordnet ist. Der Stützabschnitt 16 mit seiner Abschlussfläche 36, der unmittelbar unterhalb des Halteelementes 10 angeordnet ist, erstreckt sich in Richtung des ersten Endes 22 des Speiserkörpers 1. Die Führungsteile 8 weisen eine etwa parallel zur Mittenachse 26 der Durchtrittsöffnung verlaufende Erstreckungsrichtung auf, wobei der Ansetzabschnitt 18 und der Gleitabschnitt 14 eine Breite quer zur Erstreckungsrichtung des Führungsteiles 8 aufweisen, die sich vom zweiten Ende 24 in Richtung des ersten Endes 22 am Speiserkörper 1 erweitert. Im Gegensatz dazu weist der Stützabschnitt 16 eine Breite quer zur Erstreckungsrichtung des Führungsteiles auf, welche sich in Richtung des ersten Endes 22 des Speiserkörpers 1 verringert.
  • Wie ferner aus Fig. 3 ersichtlich, ist die Innenfläche 4 der Speiserwandung 2 derart ausgebildet, dass der zumindest teilweise vom Speiserkörper 1 gebildete Speiser-Hohlraum (Fig. 4, Fig. 5) sich vom zweiten Ende 24 am Speiserkörper 1 in Richtung der Durchtrittsöffnung 12 am ersten Ende 22 des Speiserkörpers verengt. Insbesondere weist die Innenfläche 4 einen sich in Richtung der Durchtrittsöffnung 12 verjüngenden Querschnitt auf. In der gezeigten Ausführung weist die Innenfläche 4 abschnittsweise eine Kegelform auf.
  • Fig. 3a zeigt das im Bereich des Hülsenteiles 28 an der Außenfläche 6 angeordnete Führungsteil 8 in einer vergrößerten Abbildung. Das Führungsteil 8 ist gegenüber der verbleibenden Speiserwandung mit einer veränderten Schraffur dargestellt, um dessen konkrete Ausgestaltung zu verdeutlichen. Das Führungsteil 8 und die Speiserwandung 2 sind vorzugsweise einstückig ausgebildet, und es besteht nicht, wie durch die unterschiedlichen Schraffuren angenommen werden könnte, eine strukturelle Trennung zwischen den Einzelteilen des Speiserkörpers 1.
  • Wie Fig. 3a zeigt, verläuft die Gleitfläche 34 des Gleitabschnittes 14 in einem Winkel α1 geneigt zur Mittenachse 26 der Durchtrittsöffnung 12 und die Abschlussfläche 36 des Stützabschnittes 16 verläuft in einem Winkel α2 geneigt zur Mittenachse 26 der Durchtrittsöffnung 12, wobei die Winkel α1 und α1 in entgegengesetzte Richtungen geöffnet sind. Die Mittenachse 26 ist zur vereinfachten Darstellung in die Speiserwandung 2 verschoben. Die Gleitflächen 34 und die Abschlussflächen 36 der Führungsteile 8 sind somit, bezogen auf die Mittenachse 26 der Durchtrittsöffnung12, in entgegengesetzte Richtungen geneigt. Die Ansetzfläche 38 verläuft in einem Winkel α3 geneigt zur Mittenachse 26 der Durchtrittsöffnung, wobei der Neigungswinkel α1 der Gleitfläche 34 und der Neigungswinkel α3 der Ansetzfläche 38 die gleiche Öffnungsrichtung haben, aber zur Mittenachse 26 der Durchtrittsöffnung 12 unterschiedlich groß sind. Die Gleitfläche 34 des Gleitabschnittes 14 verläuft in Erstreckungsrichtung des Führungsteiles 8 im Bereich des Hülsenteiles 28 etwa parallel zur Außenfläche 6 der Speiserwandung 2. Der Außendurchmesser der Außenfläche 6 der Speiserwandung 2 wie auch der von den Gleitflächen 34 der Führungsteile 8 definierte Umfang erweitert sich im Bereich des Hülsenteiles 28 vom zweiten Ende 24 in Richtung des ersten Endes 22 des Speiserkörpers 1.
  • Wie aus Fig. 3a weiter ersichtlich, weist sowohl der Stützabschnitt 16 als auch der Ansetzabschnitt 18 des Führungsteiles 8 einen absatzfreien Übergang zum Gleitabschnitt 14 auf. Der Stützabschnitt 14 läuft in Richtung des ersten Endes 22 des Speiserkörpers 1 absatzfrei an der Außenfläche 6 der Speiserwandung 2 aus. Auch der Ansetzabschnitt 18 läuft in Richtung des zweiten Endes 24 des Speiserkörpers 1 absatzfrei an der Außenfläche 6 der Speiserwandung 2 aus.
  • In Fig. 4 ist eine erste Ausführungsform eines ersten erfindungsgemäßen Speisereinsatzes 40 gezeigt, der aus dem Speiserkörper 1 und einem ersten Speiserelement 20 gebildet wird. Der Speiserkörper 1 und das Speiserelement 20 bilden gemeinsam einen Speiser-Hohlraum 42 für das über die Durchtrittsöffnung 12 in den Speiser-Hohlraum eintretende flüssige Metall aus. Der Speiserkörper 1 und das Speiserelement 20 sind derart ausgebildet, dass das Speiserelement 20 zumindest abschnittsweise außenseitig über den Speiserkörper 1 verschiebbar ist. Der Speiserkörper 1 ist insbesondere teleskopartig in das Speiserelement 20 einschiebbar. Der Speiserkörper 1 und das Speiserelement 20 werden mittels eines Zentrierdorns 44 zueinander in Position gehalten. Ferner ist an der Außenfläche 6 der Speiserwandung 2 des Speiserkörpers 1 ein Führungsteil 8 angeordnet, mittels dem das Verkippen oder Verkanten des Speiserelement 20 zum Speiserkörper 1, während der Verschiebebewegung von Speiserkörper 1 und Speiserelement 20 zueinander, vermieden wird. Am Führungsteil 8 ist ein Halteelement 10 angeordnet, mittels dem das Speiserelement 20 in einer Ausgangsposition vor dem Verschieben des Speiserelementes zum Speiserkörper 1 gehalten wird. Das Speiserelement 20 weist an seinem oberen Ende 46 eine Aufnahme 48 für die Spitze des Zentrierdornes 44 auf.
  • Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Speisereinsatzes 40`, welcher aus dem erfindungsgemäßen Speiserkörper 1 und einem mit dem Speiserkörper 1 korrespondierenden, weiteren Speiserelement 20' zusammengesetzt ist. Wie Fig. 5 verdeutlicht, kann der erfindungsgemäße Speiserkörper 1 mit verschiedenen Speiserelementen 20, 20' korrespondieren.
  • Der Speiserkörper 1 und das Speiserelement 20' wirken in nahezu identischer Form miteinander, wie zu Fig. 4 beschrieben. Der Speisereinsatz 40' weist im Gegensatz zum Speisereinsatz 40 aus Fig. 4 einen vergrößerten Speiser-Hohlraum 42' zum Aufnehmen des flüssigen Metalls auf. Am geschlossenen, oberen Ende 46 des Speiserelementes 20' ist eine Aufnahme 48' für den Zentrierdorn 44' vorgesehen.
  • Die Fig. 6 - 9 zeigen eine beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen von zumindest einem nicht näher gezeigten Formteil einer Gießform, wobei ein erfindungsgemäß ausgebildeter Speiserkörper 1 mit seiner Durchtrittsöffnung 12 auf einem Zentrierdorn 44 aufgeschoben bzw. aufgesetzt wird. Der Zentrierdorn 44 ist an einer Formplatte 50 befestigt, welche zumindest Flächenbereiche des nicht näher gezeigten herzustellenden Formteiles definiert. Der Speiserkörper 1 gelangt über seinen Ansetzbereich 30 unmittelbar in Anlage mit der Formplatte 50.
  • Im nächsten in Fig. 7 gezeigten Schritt wird das Speiserelement 20 mit seinem unteren Ende an dem Ansetzabschnitt 18 des Führungsteiles 8 angesetzt und die Aufnahme 48 am oberen Ende 46 des Speiserelementes 20 über die Spitze des Zentrierdornes 44 geschoben und so das Speiserelement 20 mit dem Speiserkörper 1 zu einem erfindungsgemäßen Speisereinsatz 42 zusammengesetzt. Das Speiserelement 20 wird bis in seine Ausgangsposition am Speiserkörper 1 verschoben, bis das Speiserelement 20 in Anlage mit den an den Führungsteilen 8 radial nach außen abstehenden Halteelementen 10 gebracht wurde.
  • In dem in Fig. 8 gezeigten Verfahrensschritt wird ein Formstoff 52 in eine nicht näher dargestellte Form eingegeben. Mit Eingeben des Formstoffes 52 wird der aus Speiserkörper 1 und dem Speiserelement 20 gebildete Speisereinsatz 40 außenseitig vollständig von dem Formstoff 52 umgeben.
  • Anschließend wird, wie Fig. 9 zeigt, der Formstoff 52 innerhalb der Form verpresst, wodurch sich der Formstoff 52, wie angedeutet, verdichtet und ein festes Formteil ausgebildet wird. Mit dem Verdichten wird das Speiserelement 20 parallel zur Mittenachse 26 der Durchtrittsöffnung 12 in Richtung der Formplatte 50 verschoben. Mit dem Verschieben des Speiserelementes 20 über den Speiserkörper 1 werden die an den Führungsteilen 8 angeordneten Halteelemente 10 vom Führungsteil 8 abgetrennt. Zudem verkleinert sich der Speiser-Hohlraum 42 des Speisereinsatzes 40. Das Speiserelement 20 läuft zudem an dem sich mittels der Gleitflächen 34 der Gleitabschnitte 14 des Führungsteiles 8 (Fig.3a) ausgebildeten, in Richtung des ersten Endes 22 am Speiserkörper 1 aufweitenden Umfang auf. Der oder die an der Außenfläche 6 der Speiserwandung 2 vorstehenden Gleitabschnitte 14 mit ihren Gleitflächen 34 der Führungsteile 8 bilden jeweils eine Art Auflaufschräge für das über den Speiserkörper 1 schiebbare Speiserelement 20 aus.
    • Bezugszeichen
    • 1
    Speiserkörper
    2
    Speiserwandung
    4
    Innenfläche
    6
    Außenfläche
    8
    Führungsteil
    10
    Halteelement
    12
    Durchtrittsöffnung
    14
    Gleitabschnitt
    16
    Stützabschnitt
    18
    Ansetzabschnitt
    20, 20'
    Speiserelement
    22
    erstes Ende
    24
    zweites Ende
    26
    Mittenachse
    28
    Hülsenabschnitt
    30
    Ansetzbereich
    32
    Übergang
    34
    Gleitfläche
    36
    Abschlussfläche
    38
    Ansetzfläche
    α1, α2, α3
    Neigungswinkel
    40, 40'
    Speisereinsatz
    42, 42'
    Speiser-Hohlraum
    44, 44'
    Zentrierdorn
    46
    Ende
    48, 48`
    Aufnahme
    50
    Formplatte
    52
    Formstoff

Claims (15)

  1. Einteiliger Speiserkörper (1) zur Verwendung als Bauteil eines zwei- oder mehrteiligen, teleskopierbaren Speisereinsatzes (40, 40`) beim Gießen von Metallen, mit einer Speiserwandung (2), die mindestens teilweise einen Speiser-Hohlraum (42, 42`) zur Aufnahme von flüssigem Metall begrenzt, wobei die Speiserwandung (2)
    - eine Durchtrittsöffnung (12) für das flüssige Metall in den Speiser-Hohlraum (42, 42`) und
    - eine Außenfläche (6), an derwenigstens ein nach außen abstehendes Halteelement (10) und wenigstens ein Führungsteil (8) mit einem Gleitabschnitt (14) für ein mit dem Speiserkörper (1) korrespondierendes Speiserelement (20, 20`) angeordnet sind,
    besitzt,
    wobei das Führungsteil (8) einen an der Außenfläche (6) nach außen vorspringenden Stützabschnitt (16) aufweist, welcher sich, anschließend an den Gleitabschnitt (14) des Führungsteils (8) zum Führen des Speiserelementes (20, 20`), in Richtung der Durchtrittsöffnung (12) erstreckt.
  2. Speiserkörper (1) nach Anspruch 1,
    wobei der Gleitabschnitt (14) eine Gleitfläche (34) aufweist und der Stützabschnitt (16) eine Abschlussfläche (36) aufweist, wobei die Gleitfläche (34) in einem Winkel (α1) geneigt zur Mittenachse (26) und die Abschlussfläche (36) in einem Winkel (α2) geneigt zur Mittenachse (26) der Durchtrittsöffnung (12) verlaufen, wobei die Winkel (α1, α2) in entgegengesetzte Richtungen geöffnet sind.
  3. Speiserkörper (1) nach Anspruch 1 oder 2,
    wobei mehrere Führungsteile (8) in einem Winkelabstand zueinander um die Mittenachse der Durchtrittsöffnung (12) herum angeordnet sind, bevorzugt in einem gleichmäßigen Winkelabstand um die Mittenachse (26) der Durchtrittsöffnung (12) herum.
  4. Speiserkörper (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei fünf Führungsteile (8) mit einem Versatz von vorzugsweise etwa 72 Winkelgrad zueinander an der Außenfläche (6) angeordnet sind.
  5. Speiserkörper (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei der Speiserkörper (1) ein die Durchtrittsöffnung (12) definierendes erstes Ende (22) und ein der Durchtrittsöffnung (12) gegenüberliegendes zweites Ende (24) besitzt, und wobei bevorzugt der Stützabschnitt (16) einen absatzfreien Übergang zum Gleitabschnitt (14) aufweist und/oder in Richtung des zweiten Endes (24) des Speiserkörpers (1) absatzfrei an der Außenfläche (6) der Speiserwandung (2) ausläuft.
  6. Speiserkörper (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei das oder die Führungsteile (8) einen sich vom Gleitabschnitt (14) in Richtung des zweiten Endes (24) erstreckenden, bevorzugt an der Außenfläche (6) vorspringenden Ansetzabschnitt (18) aufweist,
    wobei vorzugsweise der Ansetzabschnitt (18) des Führungsteiles (8) eine Ansetzfläche (38) besitzt, welche in einem Winkel (α3) geneigt zur Mittenachse (26) der Durchtrittsöffnung (12) verläuft, der unterschiedlich ist zum Winkel (α1) der Gleitfläche (34) des Gleitabschnittes (14), wobei die Neigungswinkel von Ansetzfläche (38) und Gleitfläche (34) dieselbe Öffnungsrichtung aufweisen.
  7. Speiserkörper (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei das Halteelement (10) unmittelbar an dem Führungsteil (8) nach außen absteht oder benachbart zum Führungsteil (8) an der Außenfläche (6) nach außen vorstehend angeordnet ist.
  8. Speiserkörper (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis 7,
    wobei das Halteelement (10) am Gleitabschnitt (14) des Führungsteiles (8) etwa radial abstehend angeordnet ist und der Stützabschnitt (16) sich vom Halteelement (10) ausgehend in Richtung des ersten Endes (22) des Speiserkörpers (1) erstreckt.
  9. Speiserkörper (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei der Gleitabschnitt (14) eine Gleitfläche (34) aufweist, welche in Erstreckungsrichtung des Führungsteiles (8) etwa parallel zur Außenfläche (8) der Speiserwandung (2) verläuft.
  10. Speiserkörper (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei das oder die Führungsteile (8) eine etwa parallel zur Mittenachse (26) verlaufende Erstreckungsrichtung aufweisen, wobei bevorzugt der Ansetzabschnitt (18) und/oder der Gleitabschnitt (14) eine Breite quer zur Erstreckungsrichtung des Führungsteiles (8) aufweist, die sich in Richtung des ersten Endes (22) des Speiserkörpers (1) erweitert, wobei vorzugsweise der Stützabschnitt (16) eine Breite quer zur Erstreckungsrichtung des Führungsteiles (8) aufweist, die sich in Richtung des ersten Endes (22) des Speiserkörpers (1) verringert.
  11. Speiserkörper (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei die Speiserwandung (2) einen Hülsenabschnitt (28) mit einem sich vom zweiten Ende (24) in Richtung des ersten Endes (22) erweiternden äußeren Querschnitt und einen sich an den Hülsenabschnitt (28) anschließenden Ansetzbereich (30) zum Ansetzen an ein Formmodell oder eine Formplatte (50) mit einem sich in Richtung des ersten Endes (22) verjüngenden Querschnitt aufweist
    und/oder
    wobei das oder die Führungsteile (8) sich entlang des Hülsenabschnitts (28) vom zweiten Ende (24) des Speiserkörpers (1) in Richtung des Überganges (32) zwischen Hülsenabschnitt (28) und Ansetzbereich (30) erstreckt.
  12. Speiserkörper (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    wobei der Speiserkörper (1)
    (i) aus exothermem Speisermaterial gebildet ist oder abschnittsweise exothermes Speisermaterial umfasst,
    und/oder
    (ii) aus isolierendem Speisermaterial gebildet ist oder abschnittsweise isolierendes Speisermaterial umfasst.
  13. Zwei- oder mehrteiliger Speisereinsatz (40, 40`) zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen, umfassend
    - einen Speiserkörper (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    und
    - ein oder mehr weitere Speiserelemente (20, 20'),
    wobei der Speiserkörper (1) mit dem einen oder den weiteren Speiserelementen (20, 20`) zu einem teleskopierbaren Speisereinsatz (40, 40`) verbunden ist
    und
    wobei der Speiserkörper (1) gemeinsam mit dem einen weiteren oder gemeinsam mit zumindest einem der weiteren Speiserelemente (20, 20`) den Speiser-Hohlraum (42, 42`) definiert.
  14. Kit zur Herstellung von Speisereinsätzen (40, 40'), umfassend
    - ein oder mehrere Speiserkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, und
    - mindestens zwei weitere Speiserelemente (20, 20`), welche mit dem oder den Speiserkörpern (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 derart korrespondieren, dass zwei oder mehr unterschiedliche Speisereinsätze (40, 40`) erzeugbar sind, deren Speiser-Hohlräume (42, 42`) unterschiedliche Volumina besitzen.
  15. Kit nach Anspruch 14, umfassend
    einen Zentrierdorn (44, 44'), der mit der Durchtrittsöffnung (12) in dem einen Speiserkörper (1) oder in zumindest einem der mindestens zwei Speiserkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 korrespondiert.
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