WO2020156770A1 - EINTEILIGER SPEISERKÖRPER ZUR VERWENDUNG BEIM GIEßEN VON METALLEN - Google Patents

EINTEILIGER SPEISERKÖRPER ZUR VERWENDUNG BEIM GIEßEN VON METALLEN Download PDF

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WO2020156770A1
WO2020156770A1 PCT/EP2020/050360 EP2020050360W WO2020156770A1 WO 2020156770 A1 WO2020156770 A1 WO 2020156770A1 EP 2020050360 W EP2020050360 W EP 2020050360W WO 2020156770 A1 WO2020156770 A1 WO 2020156770A1
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feeder
section
feeder body
guide part
sliding
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PCT/EP2020/050360
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Inventor
Heiko Schirmer
Original Assignee
Chemex Foundry Solutions Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/08—Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • B22C9/088—Feeder heads
    • 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 feeder insert when casting metals, with a feeder wall that at least partially delimits a feeder cavity for receiving liquid metal, the feeder wall being a passage opening for the has liquid metal in 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 feeder insert for use in casting metals in casting molds and a kit for producing feeder inserts.
  • One-piece feeder bodies are used in a variety and variety in the casting of metals in molds. Such feeder bodies are often part of a feeder insert, also referred to as a feeder system.
  • a feeder insert also referred to as a feeder system.
  • Such a one-piece feeder body which forms a two-part or multi-part, telescopic feeder insert in the casting operation together with a feeder element, is surrounded on the outside at least in regions by a molding material, such as molding sand, used to produce a casting mold.
  • a molding material such as molding sand
  • 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 wall of the feeder further comprises a passage opening for the liquid metal into the feeder cavity. During the casting process, a subset of the liquid metal used for casting enters it through the passage opening.
  • the metal located in the feeder cavity of the feeder insert serves to make up 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 which can be changed in their total height when the molding material is pressed into a finished molded part.
  • a feeder insert for use in the casting of metals which comprises two shaped elements which can be pushed into one another along its longitudinal axis, and which delimit the feeder cavity for receiving the liquid metal.
  • a molded element is thus pushed into the other molded element or the other molded element is pushed over one molded element.
  • holding elements are provided on one of the shaped elements, which are designed to carry the respective other shaped element. If the pressure when pressing the molding material exceeds a predetermined value, the holding elements on the one molded part are cut off or deformed in such a way that a relative movement between the two molded elements is possible.
  • the guide part has a sliding section for a feeder element corresponding to the feeder body, along which, with compression of the molding material, in particular the inside of the feeder element slides.
  • the guide part usually protrudes on 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 has the result that the feeder element movably received in relation to the feeder body is then guided unevenly to the feeder body and there is therefore a risk of the feeder element tilting or tilting towards the feeder body.
  • the invention has for its object to provide 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 an improved telescoping of the feeder insert is made possible, in particular while avoiding the disadvantages described above .
  • the invention achieves the object on which it is based 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 projecting outwards on the outer surface, which is, 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 feeder wall which at least partially delimits a feeder cavity for holding liquid metal.
  • the feeder wall comprises a passage opening for the liquid metal into the feeder cavity.
  • an attachment area for attaching the feeder body to a molded model and / or a molded plate is preferably provided in the area of the passage opening of the feeder wall on the outer surface.
  • the guide part also withstands the forces occurring during the telescoping of the feeder body and feeder element to one another.
  • the support section preferably extends, in particular in the case of a vertical alignment of the feeder longitudinal axis of the feeder body, downward 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, protrudes 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 and the supporting section has an end surface, the sliding surface being inclined at an angle a1 to the center axis and the end surface being inclined at an angle a2 to the center axis of the passage opening, the angles in opposite directions are open.
  • 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 face 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 preferably 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 wall of the feeder causes improved guidance of the feeder element movable relative to the feeder body.
  • a frictional effect is distributed evenly along the circumference when the feeder body and feeder element are pushed 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 to one another.
  • a preferably precise radial alignment of the longitudinal axis of the feeder element with the longitudinal axis of the feeder body is achieved.
  • the feeder body according to the invention preferably 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 running out 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, at 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 can be moved relative to the feeder body, can be assigned.
  • connection to the feeder element is preferably achieved via the open end, 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 supporting section on the guide part is also to be understood to mean the provision of an edge, provided that both preferably planar surfaces of the sliding section and End the support section in the transition at the same height to each other.
  • the support section has a step-free transition from its end surface to the outer surface of the feeder wall adjacent at the end.
  • 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, preferably projecting on the outer surface.
  • the attachment area is preferably formed near the second, open end of the feeder body.
  • the attachment areas of the plurality of guide parts arranged distributed along the outer surface of the feeder wall preferably form an outer diameter which is smaller in its dimensions than the inner diameter on the inside of the feeder element.
  • the inside diameter of the feeder element preferably has sufficient play with the outside diameter of the attachment areas of the guide parts on the feeder body according to the invention.
  • the attachment section of the guide part preferably has an attachment surface which is inclined at an angle a3 to the central axis of the passage opening, which is different from the angle cd 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 or radial alignment of a feeder element to be attached to the feeder body is further simplified with the attachment surfaces of the attachment regions which run inclined to the center axis of the passage opening. This simplifies the assembly of a feeder insert, which is composed of a feeder body and a feeder element to be joined to the feeder body.
  • the inclination angle a3 of a respective attachment surface of the attachment region is preferably greater than the inclination angle cd of the sliding surface of the sliding portion of the guide part immediately adjoining the attachment portion.
  • the transition area between the attachment surface and the sliding surface on the guide part is preferably also designed to be free of steps for a simplified transfer of the feeder element.
  • the holding element preferably protrudes outward directly on the guide part or is arranged so as to project outward adjacent to the guide part on the outer surface. According to a preferred embodiment, the holding element holding the feeder element in the initial position relative to the feeder body is preferably formed on the guide part projecting on the outer surface of the feeder body according to the invention.
  • the holding element can also be arranged separately from the guide part on the outer surface of the feeder wall.
  • the holding element is preferably arranged on the sliding section of the guide part, projecting approximately radially, and the supporting 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 on the guide part breaking off prematurely.
  • breaking out of surface areas on the sliding surface of the guide part is avoided.
  • the holding element is preferably arranged on the end region of the sliding section facing the support section.
  • 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 portion of the feeder wall forming the feeder body also has an outer cross section that 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 to 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 preferably have an extension direction running approximately parallel to the central axis, the attachment section and / or the sliding section preferably having a width transverse to the direction of extension of the guide part, which widens in the direction of the first end of the feeder body.
  • the width at the attachment surfaces and / or the sliding surfaces increasing in the direction of the sliding movement, the safe sliding off during the relative movement of the feeder body and feeder element, during the molding material compression during the production of the casting mold, is further improved. Tilting or tilting of a feeder element on or to 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 uniformly spaced from the side edges of the sliding surface on the guide part.
  • the holding element which is preferably arranged in the center of the sliding section, has a width which is in a range from 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 width decreases in the direction of the first end of the feeder body.
  • the feeder wall has a sleeve section with an outer cross section widening from the second end in the direction of the first end and an attachment region adjoining the sleeve section for attachment to a molded model or a molded plate with an toward the first end tapering cross-section.
  • the feeder body is divided into two functional areas. The upper functional area associated with 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 is approximately half, preferably more than half, the total height of the feeder body according to the invention. speaks.
  • an attachment area is provided on the feeder body according to the invention, which is set up for attachment to a molded model or a molded plate.
  • the attachment area of the feeder body according to the invention also has an outer cross section which tapers in the direction of the first end of the feeder body, starting from the sleeve section.
  • 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 preferably each terminate with the outer circumference of the outer surface of the sleeve section. Accordingly, a step-free transition 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 is formed.
  • 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 direction of extension of the guide part and transversely to the direction of extension.
  • the sliding surface of the sliding section protrudes approximately 1.5 mm on 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 on 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 are to be adapted in relation to the total 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 the lower part of a feeder insert.
  • a rotationally symmetrical feeder body can be arranged without any preferred direction within a mold cavity to form a casting mold.
  • the feeder body according to the invention is asymmetrical.
  • a feeder body of a side feeder for use is formed asymmetrically in vertically divisible molds, such a feeder body according to the invention preferably having a center of volume of the feeder cavity offset from the center 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 above, with their support sections.
  • a one-piece feeder body according to the invention is preferred, the feeder body (i) being formed from exothermic feeder material or at least partially comprising exothermic feeder material and / or (ii) being formed from insulating feeder material or comprising partially isolating feeder material.
  • the material in the feeder cavity is preferably kept in a liquid state for a comparatively long period of time.
  • the entire one-piece feeder body is preferably formed from 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 binder, in particular quartz sand, with which the heat emission from the inside of the feeder 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 preferred embodiments above, and one or more further feeder elements, the feeder body being connected to the one or the further feeder elements to form a telescopic feeder insert, and wherein the feeder body defines the feeder cavity together with the one further feeder element 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 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 joined together again as often as required before they are actually used in a casting mold.
  • a multi-part feeder insert also referred to as a “telescopic feeder”
  • part of the feeder insert e.g. the feeder body
  • part of the feeder insert e.g. (E.g. the feeder body)
  • the feed element is preferably pushed at least in sections over the feeder body, which preferably stands firmly on a mold plate or a mold model.
  • a still further 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 preferably 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 therewith.
  • the coupling areas of the different feeder bodies or the coupling areas of the different feeder elements are preferably each designed identically.
  • 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, preferably adjoining the sliding section of the guide part for guiding the feeder element, extends in the direction of the passage opening
  • the kit according to the invention preferably comprises a centering mandrel which corresponds to the passage opening in 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 foot which has a shape adapted to the shape of the passage opening.
  • the passage opening has a non-cylindrical cross section, but preferably has a cross section, preferably selected from the group consisting of oval, non-circular, flattened circle and polygonal, and the cross section of the centering mandrel foot is complementary to the cross section of the passage opening is at least one or more feeder bodies on the centering mandrel.
  • An anti-rotation device is preferably generated between the centering mandrel and the feeder body or bodies, by means of 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 further 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 of the kit for producing a feeder insert, which relate to the feeder body, are also preferred embodiments of the feeder body, etc.
  • FIG. 1 is a perspective view of a feeder body according to the invention for use in casting metals; 2: a view of the feeder body according to the invention from FIG. 1 from below;
  • 3a a sectional view or an enlarged sectional view of the feeder body according to the invention according to FIG. 1; 4: a view of a first embodiment of a feeder insert with a feeder body according to the invention;
  • FIG. 5 shows a view of a further embodiment of a feeder insert with a feeder body according to FIG. 1; and FIGS. 6-9: Views which schematically illustrate the production of a casting mold from
  • Fig. 1 shows a one-piece feeder body 1 according to the invention, which is used in the casting of metals in a mold, not shown.
  • the feeder body 1 has a feeder wall 2 with an inner surface 4, which is set up to at least partially delimit a feeder cavity 42, 42 '(FIG. 4, FIG. 5) for holding liquid metal.
  • the feeder wall 2 of the feeder body further comprises an outer surface 6, on which at least one guide part 8 is arranged for a feeder element 20, 20 '(FIG. 4, FIG. 5) corresponding to the feeder body.
  • at least one holding element 10 projecting outwards is provided on the outer surface 6 and is designed to hold the feeder element 20, 20 ′ in an initial position relative to the feeder body 1.
  • the feeder wall 2 has a passage opening 12 (FIG.
  • 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 also having a support section 16 projecting outward on the outer surface 6.
  • the support section 16 then extends to the sliding section 14 of the guide part 8 in the direction of the passage opening 12.
  • 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.
  • a plurality of guide parts 8 are arranged at an angular distance from one another around the central axis 26 (FIG. 3) of the passage opening 12.
  • five guide parts 8 are arranged on the outer surface 6 with an offset of preferably approximately 72 degrees to one another.
  • the holding element 10 is directly on the guide part 8 from the outside. All holding elements 10 together form a receptacle for the feeder element 20 to be held in a starting position relative to the feeder body.
  • FIG. 3 shows a sectional illustration of the feeder body 1 according to the invention, which has a sleeve section 28 with an outer cross section widening from the second end 24 in the direction of the first end 22. Furthermore, the feeder body 1 comprises an attachment region 30 directly adjoining the sleeve section 28 for attachment to a mold model or a mold plate 50 (FIG. 4, FIG. 5). The attachment region 30 has an outer cross section tapering from the sleeve section 28 in the direction of the first end 22. As a result, the feeder body forms a reduced contact surface on the shaped plate 50 to be brought into contact with the feeder body. 3 further shows, the guide part 8 extends along the sleeve section 28.
  • 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 support 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 on the sliding section 14 of the guide part 8 approximately radially protruding, the holding element 10 being arranged at the lower end of the sliding section 14 of the guide part 8 when the feeder body according to the invention is arranged vertically.
  • the guide parts 8 have an extension direction running approximately parallel to the central axis 26 of the passage opening, the attachment section 18 and the sliding section 14 having a width transverse to the direction of extension of the guide part 8, which widens from the second end 24 in the direction of 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 width 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 (FIG. 4, FIG.
  • the inner surface 4 has a cross section that tapers in the direction of the passage opening 12. In the embodiment shown, the inner surface 4 has a conical shape in sections.
  • FIG 3a shows the guide part 8 arranged in the region of the sleeve part 28 on the outer surface 6 in an enlarged illustration.
  • the guide part 8 is shown with a modified hatching in relation to the remaining wall of the feeder in order to clarify its specific configuration.
  • 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 by the different hatching.
  • the sliding surface 34 of the sliding section 14 is inclined at an angle a1 to the central axis 26 of the passage opening 12 and the end surface 36 of the supporting section 16 is inclined at an angle a2 to the central axis 26 of the passage opening 12, the angles a1 and a1 are opened in opposite directions.
  • the central axis 26 is shifted into the feeder wall 2 for a simplified illustration.
  • the sliding surfaces 34 and the end surfaces 36 of the guide parts 8 are thus inclined in opposite directions with respect to the central axis 26 of the passage opening 12.
  • the attachment surface 38 is inclined at an angle a3 to the central axis 26 of the passage opening, the angle of inclination a1 of the sliding surface 34 and the angle of inclination a3 of the attachment surface 38 having the same opening direction, but being different in relation to the central axis 26 of the passage opening 12.
  • the sliding surface 34 of the sliding section 14 extends in the direction of extension of the guide part 8 in the region 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 widens in the region of the sleeve part 28 from the second end 24 in the direction of the first end 22 of the feeder body 1. As can further be seen from FIG.
  • 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 in the direction of the first end 22 of the feeder body 1 without a step on the outer surface 6 of the feeder wall 2.
  • the attachment section 18 also runs in the direction of the second end 24 of the feeder body 1 without a step on the outer surface 6 of the feeder wall 2.
  • FIG. 4 shows a first embodiment of a first feeder insert 40 according to the invention, 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 in such a way that the feeder element 20 can be displaced on the outside at least in sections over the feeder body 1.
  • the feeder body 1 can in particular be telescopically inserted 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 to the feeder body 1 is avoided during the displacement movement of feeder body 1 and feeder element 20 relative to one another.
  • a holding element 10 is arranged on the guide part 8, by means of which the feeder element 20 is held in an initial position before the feeder element is displaced relative 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.
  • 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 in almost identical form with one another, as described for FIG. 4.
  • the feeder insert 40 ' has an enlarged feeder cavity 42' for receiving the liquid metal.
  • FIG. 6 to 9 show an exemplary embodiment of a method for producing at least one shaped 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 onto a centering mandrel 44.
  • the centering mandrel 44 is fastened to a mold plate 50, which defines at least surface areas of the molded part not to be produced.
  • the feeder body 1 comes into direct contact with the molding plate 50 via its attachment region 30.
  • the lower end of the feeder element 20 is attached to 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 thus the feeder element 20 with the feeder body 1 assembled into a feeder insert 42 according to the invention.
  • the feeder element 20 is displaced into its starting position on the feeder body 1 until the feeder element 20 has been brought into contact with the holding elements 10 protruding radially outward on the guide parts 8.
  • a molding material 52 is introduced into a mold, which is not shown in detail.
  • 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.
  • the molding material 52 is pressed inside the mold, as a result of which the molding material 52 is compacted, as indicated, and a solid molding is formed.
  • the feed element 20 is displaced parallel to the central 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 is reduced.
  • the feeder element 20 also runs on the circumference which widens in the direction of the first end 22 on the feeder body 1 and is formed by means of the sliding surfaces 34 of the sliding sections 14 of the guide part 8 (FIG. 3a).
  • the one or more protruding on the outer surface 6 of the feeder wall 2 sliding portions 14 with their sliding surfaces 34 of the guide members 8 each form a kind of run-up slope for the feeder element 20 which can be pushed over the feeder body 1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft 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 Speiser-körper korrespondierendes Speiserelement angeordnet sind, besitzt, wobei das Führungsteil einen an der Außenfläche nach außen vorspringenden Stützabschnitt aufweist, welcher sich, anschließend an den Gleitabschnitt des Führungsteils zum Führen des Speiserelementes, in Richtung der Durchtrittsöffnung erstreckt.

Description

Einteiliger Speiserkörper zur Verwendung beim Gießen von Metallen
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, teleskopier- baren 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 Gießvorgan- ges 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 zu- mindest teilweise den Speiser-Hohlraum des Speisereinsatzes definiert. Die Speiserwandung umfasst ferner eine Durchtrittsöffnung für das flüssige Metall in den Speiser-Hohl- raum. 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 Formele- ment 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 vorbe- stimmten Wert, werden die Halteelemente an dem einen Formteil abgetrennt oder so deformiert, dass eine Relativbewegung zwischen den beiden Formelementen möglich ist.
Verwiesen sei zudem auf den folgenden Stand der Technik: DE 10 2006 055 988 A1 , DE 10 2013 102 381 A1 , DE 20 2015 104 866 U1 , DE 20 2016 103 215 U1 , DE 20 2018 102 896 U1 und US 2009/0014482 A1 . 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 da- mit 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 bestimmungsgemäßen 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 Ver- meidung 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 Speiserele- mentes daran entlanggleitet, vermieden. Zudem widersteht das Führungsteil, mit dem Vorsehen des Stützabschnittes, auch verbessert den auftretenden Kräften während des Tele- skopierens 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 da- mit 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 Gleitab- schnitt 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 a1 geneigt zur Mittenachse und die Abschlussfläche in einem Winkel a2 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 erfindungsge- mäße 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 Durchtrittsöff- nung 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 gleichmäßiger verteilte Reibwirkung beim Ineinanderverschieben von Speiserkörper und Speiserelement zu- einander. 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 Füh- rungsteilen 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 er- streckenden, 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 An- setzbereiche der Führungsteile am erfindungsgemäßen Speiserkörper auf.
Vorzugsweise besitzt der Ansetzabschnitt des Führungsteiles eine Ansetzfläche, welche in einem Winkel a3 geneigt zur Mittenachse der Durchtrittsöffnung verläuft, der unterschiedlich ist zum Winkel cd der Gleitfläche des Gleitabschnittes, wobei die Neigungswinkel von Ansetzfläche und Gleitfläche die gleiche Öffnungsrichtung aufweisen. Mit den geneigt zur Mittenachse der Durchtrittsöffnung verlaufenden Ansetzflächen der Ansetzbereiche 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 Neigungs- Winkel a3 einer jeweiligen Ansetzfläche des Ansetzbereiches größer als der Neigungswinkel cd 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 o- der 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 äußeren 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 Gleit- bewegung 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 Stütz- abschnitt 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 Re- lativbewegung 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 ent- spricht. 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 Speiser- körpers. 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 ge- wölbten 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 Hülsenab- schnitt 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 Füh- rungsteiles 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 Verwen- düng 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 vollstän- dig 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 wei- eren 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 be- vorzugt 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 korrespondie- ren, 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 Aus- richtung 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, vor- zugsweise 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 Spei- serkörper 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 Speiser- einsatzes. 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. We 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 un- teren 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 .
We Fig. 3a zeigt, verläuft die Gleitfläche 34 des Gleitabschnittes 14 in einem Winkel a1 geneigt zur Mittenachse 26 der Durchtrittsöffnung 12 und die Abschlussfläche 36 des Stützabschnittes 16 verläuft in einem Winkel a2 geneigt zur Mittenachse 26 der Durchtrittsöffnung 12, wobei die Winkel a1 und a1 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 Durchtrittsöffnung 12, in entgegengesetzte Richtungen geneigt. Die Ansetzfläche 38 verläuft in einem Winkel a3 geneigt zur Mittenachse 26 der Durchtrittsöffnung, wobei der Neigungswinkel a1 der Gleitfläche 34 und der Neigungswinkel a3 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 . We 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 Außenflä- che 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 Außenflä- che 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 Zentrier- dorn 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 erfindungsge- mäßen 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 dar- gestellte 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 ausge- bildet 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.
Bezuqszeichen
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 a1 , a2, a3 Neigungswinkel 40, 40‘ Speisereinsatz
42, 42‘ Speiser-Hohlraum 44, 44‘ Zentrierdorn
46 Ende
48, 48‘ Aufnahme
50 Formplatte
52 Formstoff

Claims

Ansprüche
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 (a1) geneigt zur Mittenachse (26) und die Abschlussfläche (36) in einem Winkel (a2) geneigt zur Mittenachse (26) der Durchtrittsöffnung (12) verlaufen, wobei die Wnkel (a1 , a2) in entgegengesetzte Richtungen geöffnet sind.
3. Speiserkörper (1) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei mehrere Führungsteile (8) in einem Wnkelabstand 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 Wnkelgrad 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.
7. Speiserkörper (1) nach Anspruch 6,
wobei der Ansetzabschnitt (18) des Führungsteiles (8) eine Ansetzfläche (38) besitzt, welche in einem Winkel (a3) geneigt zur Mittenachse (26) der Durchtrittsöffnung (12) verläuft, der unterschiedlich ist zum Winkel (cd) der Gleitfläche (34) des Gleitabschnittes (14), wobei die Neigungswinkel von Ansetzfläche (38) und Gleitfläche (34) dieselbe Öffnungsrichtung aufweisen.
8. 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 angeord- net ist.
9. Speiserkörper (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis 8,
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.
10. 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.
1 1 . 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) auf- weist, die sich in Richtung des ersten Endes (22) des Speiserkörpers (1 ) erweitert.
12. Speiserkörper (1) nach Anspruch 1 1 ,
wobei der Stützabschnitt (16) eine Breite querzur Erstreckungsrichtung des Führungsteiles (8) aufweist, die sich in Richtung des ersten Endes (22) des Speiserkörpers (1) verringert.
13. 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.
14. Speiserkörper (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei das oder die Führungsteile (8) sich entlang des Hülsenabschnitts (28) vom zweiten Ende (24) des Speiserkörpers (1) in Richtung des Überganges (32) zwischen Hülsenab- schnitt (28) und Ansetzbereich (30) erstreckt.
15. 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 16. 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‘) de- finiert.
17. Kit zur Herstellung von Speisereinsätzen (40, 40‘), umfassend ein oder mehrere Speiserkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, und mindestens zwei weitere Speiserelemente (20, 20‘), welche mit dem oder den Speiserkörpern (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 derart korrespondieren, dass zwei oder mehr unterschiedliche Speisereinsätze (40, 40‘) erzeugbar sind, deren Speiser-Hohlräume (42, 42‘) unterschiedliche Volumina besitzen.
18. Kit nach Anspruch 17, 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 15 korrespondiert.
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