WO2022117242A1 - SPEISEREINSATZ ZUR VERWENDUNG BEIM GIEßEN VON METALLEN IN GIEßFORMEN - Google Patents

SPEISEREINSATZ ZUR VERWENDUNG BEIM GIEßEN VON METALLEN IN GIEßFORMEN Download PDF

Info

Publication number
WO2022117242A1
WO2022117242A1 PCT/EP2021/076732 EP2021076732W WO2022117242A1 WO 2022117242 A1 WO2022117242 A1 WO 2022117242A1 EP 2021076732 W EP2021076732 W EP 2021076732W WO 2022117242 A1 WO2022117242 A1 WO 2022117242A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
feeder
feeder body
cavity
insert according
sections
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/076732
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael BIEMEL
Heiko Schirmer
Sven DOMMEN
Original Assignee
Chemex Foundry Solutions Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chemex Foundry Solutions Gmbh filed Critical Chemex Foundry Solutions Gmbh
Priority to JP2023533667A priority Critical patent/JP2023553859A/ja
Priority to EP21785873.7A priority patent/EP4255653A1/de
Priority to CN202180077781.2A priority patent/CN116528999A/zh
Priority to KR1020237019441A priority patent/KR20230114268A/ko
Priority to MX2023006615A priority patent/MX2023006615A/es
Publication of WO2022117242A1 publication Critical patent/WO2022117242A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/08—Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • B22C9/088—Feeder heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/08—Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • B22C9/084—Breaker cores

Definitions

  • the invention relates to a feeder insert for use in casting metals in moulds, with a feeder body and a feeder element which interacts with the feeder body and delimits a feeder cavity for receiving liquid metal, the feeder body having a first end with a passage opening for the liquid metal and a second end opposite the first end which is open and the feeder element is disposed at the second open end, the feeder body and the feeder element being telescopically slidable within one another in sections.
  • the invention also relates to a kit for producing one or more feeder inserts and to the use of such a feeder insert.
  • Feeder sleeves are known in the prior art for use in the casting of metals in molds.
  • the feeder inserts are at least partially surrounded by a molding material used to produce the casting molds, such as molding sand.
  • the feeder insert is held in a predetermined position within the casting mold or a molded part of the casting mold by means of the molding material surrounding the feeder insert.
  • the feeder body and the feeder element of the feeder sleeve delimit a feeder cavity for receiving the liquid metal used during casting within the feeder sleeve.
  • the feeder body has a first end with a passage for the liquid metal through which a connection is generated to areas of a mold cavity of the molded part of the casting mold to be produced.
  • a portion of the metal that is filled into the mold cavity of the casting mold during casting passes through the passage opening into the feeder cavity of the feeder insert.
  • the metal in the feeder sleeve which is kept in the liquid state, can flow back into the mold.
  • the feeder body has a second end opposite the first end which is open and closed by the feeder element located at the second open end. As a result, an almost closed feeder cavity is formed.
  • feeder inserts are used, the overall height of which can be changed during the compression process of the molding material to form a finished molded part.
  • German Patent and Trademark Office has identified the following prior art for the priority application DE 10 2020 132 342.5: DE 101 56 571 C1, DE 10 2005 025 701 A1, EP 1 184 104 A1 and EP 1 920 859 A1.
  • the publication EP 1 184 104 A1 discloses a feeder insert for use in the casting of metals, which has a feeder body and a feeder element, the feeder body and the feeder element being telescopically slidable into one another in sections. The feeder body and the feeder element are thus moved relative to one another during the compression process.
  • This feeder insert has proven itself in practice.
  • the molding material can be overcompacted below the feeder element moving towards the feeder body. This occasionally leads to damage to the model plate or water is pressed out of the mold material, which can lead to various problems in the casting process.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a feeder insert which, on the one hand, withstands high compression pressures during production of the casting mold and, when it is used, also reduces the risk of excessive compression of the molding material below the feeder element moving towards the feeder body and at best avoided.
  • the invention solves the task on which it is based with a feeder insert with the features according to claim 1.
  • the feeder body and the feeder element can be telescopically pushed into one another in sections, so that the feeder cavity can be compressed to a minimum volume VK, with the feeder body at least a portion defined by 40% of this minimum volume VK.
  • the invention thus relates to a feeder insert for use in casting metals in moulds, with a feeder body and a feeder element which interacts with the feeder body and delimits a feeder cavity for receiving liquid metal, the feeder body having a first end with a passage opening for the liquid metal and has a second end opposite the first end, which is open, and the feeder element is arranged at this second, open end, the feeder body and the feeder element being telescopically slidable into one another in sections, so that the feeder cavity can be compressed to a minimum volume VK , the feeder body accounting for at least 40% of this minimum volume VK.
  • the feeder body forms a proportion of at least 40% of the minimum volume VK of the compressed feeder cavity.
  • the feeder body according to the invention has a significantly increased proportion of the minimum volume of the feeder insert, which is in particular maximally compressed, in comparison to feeder bodies of known feeders or feeder inserts.
  • the feeder body also referred to as lower feeder part, is therefore significantly larger in relation to the feeder element, also referred to as upper feeder part, of a feeder insert according to the invention than a feeder body of known feeder inserts in relation to its feeder element.
  • a large feeder head was essential for good dense feeding during the casting process.
  • the size of a feeder body i.e.
  • a feeder cavity compressed to a minimum volume VK is to be understood as meaning the state of a feeder insert according to the invention in which it has preferably been maximally compressed.
  • the maximum compressible minimum volume of the feeder sleeve defines the state of the feeder sleeve in which further compression of the feeder sleeve, ie further displacement of the feeder body and feeder element relative to one another, results in damage to the feeder body (feeder lower part) and/or the feeder element (feeder upper part) would lead.
  • the feeder body and the feeder element are preferably telescoped into one another in sections.
  • a preferred embodiment of the feeder insert according to the invention provides that the feeder body defines a proportion of 45% or more, preferably 50% or more, particularly preferably 60% or more, preferably 70% or more, particularly preferably 80% or more of the minimum volume VK.
  • the greater the proportion of the feeder body in the minimum volume VK the further the thermal center of the feeder insert moves in the direction of the cast part to be produced.
  • the advantage increases that the feeder element can be made lighter and a feeder insert according to the invention can be produced with less material expenditure compared to the known feeder inserts. With a feeder element that becomes smaller in relation to the feeder body, overcompression of the molding material under the feeder element is increasingly avoided during the compression process of the molding material.
  • the feeder body preferably has a mass ITIK and the feeder element has a mass me, and the ratio of the mass ITIK of the feeder body to the mass rriE of the feeder element is 0.5 or greater, preferably 0.85 or greater, particularly preferably 1 or greater, very particularly preferably 2 or greater, preferably 4-5 or greater, most preferably about 5.75.
  • the mass ratio of feeder body to feeder element also has an advantageous effect on the desired arrangement of the thermal center in the vicinity of the cast part to be produced.
  • the mass ratios of feeder body to feeder element are also dependent on the materials used to form the feeder body and feeder element. The preferred highest value of the mass ratio of 5.75 is achieved in particular when a heavy, exothermic lower part (feeder body) and a light, insulating upper part (feeder element) are preferably used to form a feeder insert according to the invention.
  • the portion of the minimum volume VK defined by the feeder body has a sphericity qi of 0.75 or greater, preferably 0.8 or greater, more preferably 0.85 or greater, most preferably 0.9 or greater.
  • the feeder element can be pushed into the feeder body in sections, or the feeder body can be pushed into the feeder element in sections.
  • the feeder body of the feeder insert according to the invention is preferably a non-deformable lower part of the feeder.
  • the feeder element is preferably a non-deformable feeder shell.
  • the feeder body usually rests on and is held in position by a mold plate or pattern.
  • the feeder element when the molding material used to produce the casting mold or a molded part of the casting mold is compressed, the feeder element, ie the upper part of the feeder, is pushed into the feeder body. In the process, surface areas of the feeder element and feeder body preferably slide off one another.
  • the feeder body ie the lower part of the feeder
  • the feeder body is pushed into the feeder element.
  • surface areas of the upper part of the feeder and the lower part of the feeder preferably slide on one another.
  • a feeder element that is pushed over the outside of the feeder body in this case has larger dimensions or a greater mass associated therewith than a feeder element that can be pushed into the inside of the feeder body.
  • the feeder body preferably achieves higher proportions of the minimum volume V of the feeder cavity or larger mass ratios of the feeder body achieved to the feeder element.
  • the proportion of the feeder body in the overall minimum volume VK of the feeder cavity in the case of a feeder insert with a feeder element pushed outside over the feeder body is defined solely by the feeder body, in particular in the direction of the feeder element by its second, upwardly open end becomes.
  • the proportion of the feeder body in the minimum volume VK of the feeder cavity in a feeder insert according to the invention in which the feeder element is pushed into the feeder body on the inside, is defined by the lower end of the feeder element pushed into the feeder body; In particular, the lower end of the feeder element then forms the limit of the minimum volume VK within the feeder body.
  • the center of volume of the feeder cavity lies within the volume fraction defined by the feeder body when the feeder cavity is compressed down to the minimum volume VK.
  • the thermal center of the feeder insert according to the invention shifts together with the center of volume of the feeder cavity in the direction of the casting to be produced. It is advantageous if the center of volume of the feeder cavity moves far in the direction of the first end of the feeder body.
  • the invention relates to a feeder insert for use in the casting of metals in casting molds, with a feeder body and a feeder element that interacts with the feeder body and delimits the feeder cavity for receiving liquid metal, the feeder body having a first end with a passage opening for has the liquid metal and a second end opposite the first end, which is open, and the feeder element is arranged at this second open end, wherein the feeder element can be pushed into the feeder body in sections, so that the feeder cavity can be compressed down to a minimum volume VK , wherein the feeder body defines at least 40% of this minimum volume VK, wherein the feeder body has a mass ITIK and the feeder element has a mass rriE, and the ratio of the mass ITIK of the feeder body to the mass rriE of the feeder element is 0.5 or greater, and wove i the center of volume of the feeder cavity lies within the volume fraction defined by the feeder body when the feeder cavity is compressed to the minimum volume VK.
  • Such a feeder insert according to the invention combines the features essential to the invention such that such a feeder insert achieves at least a constant or even higher heat output during the refilling process during casting despite a reduced feed volume and an associated reduced mass.
  • the feeder insert according to the invention is preferably an inverse telefeeder, ie the feeder element is pushed into the interior of the usually fixed feeder body during the compression process of the molding material. The feeder element and the feeder body are usually moved relative to one another in such a way that the feeder insert is compressed to the maximum extent.
  • the feeder cavity inside the feeder insert then has a minimum volume VK, of which at least 40% is formed by the feeder body.
  • the feeder body has a mass which corresponds to at least half the mass of the feeder element.
  • the feeder element is set up to be pushed over the outside of the feeder body, which is regularly stationary during the compression process of the molding material, instead of being pushed into the feeder body.
  • a further development of the feeder insert according to the invention provides that the feeder body has a wall extending from the first to the second end, the wall forming a guide on its inside delimiting the feeder cavity for the feeder element to be inserted along it into the feeder body.
  • the provision of a guide counteracts canting of the feeder element during the compression process when producing the molded part or the casting mold. From its starting position at the beginning of the compression process, the feeder element can be pushed into the feeder body so far that the maximum compressible state of the feeder insert is reached.
  • a sliding effect is preferably achieved between the surfaces of the feeder body and the feeder element that slide on one another when the feeder element is moved relative to the feeder body.
  • the guide preferably has at least one guide surface or a plurality of guide sections arranged on the inside of the wall of the feeder body.
  • the guide is formed on the inside of the wall of the feeder body over its entire circumference, as a result of which a large-area sliding effect is brought about.
  • An alternative embodiment of the feeder insert provides that several guide sections are provided on the inside of the wall of the feeder body, preferably distributed evenly over the circumference of the feeder body.
  • the individual guide sections extend in the circumferential direction only in a predetermined angular range along the inside of the feeder body. However, each guide section extends in the direction of movement of the feeder element, preferably from the second open end of the feeder body in the direction of the first end with its passage opening.
  • the feeder element which can be displaced relative to the feeder body, is preferably guided during the entire movement of the feeder element from its rest position to the maximum compressed state of the feeder insert.
  • the feeder body as well as the feeder element preferably have guide surfaces facing one another, which at least partially overlap one another in the direction of movement of the feeder element.
  • the feeder body preferably has a longitudinal axis extending from the first end to the second end and, at least along a section of its longitudinal axis, an inner cross-sectional area which is configured to be essentially rotationally symmetrical about the longitudinal axis.
  • the feeder element that is preferably movable along the inside of the feeder body also has a substantially rotationally symmetrical outer cross-sectional shape.
  • the longitudinal axis of the feeder body runs, in particular, coaxially to the central axis of the passage opening at the first end of the feeder body.
  • the feeder body has, starting from its second end in the direction of its first end, an inner, free cross-sectional area which is the same size and/or decreases along at least a section of its longitudinal axis.
  • the feeder body is preferably divided into two functional areas in the longitudinal direction. With the help of the upper functional area assigned to the second end of the feeder body, the relative movement between the displaceable feeder element and the usually fixed feeder body is ensured for forming the telescopic movement according to the invention.
  • the upper functional area has a substantially equally large free cross-sectional area along a section of the longitudinal axis of the feeder body.
  • the section with its essentially constant cross-sectional area has a height in the direction of the longitudinal axis which is determined as a function of the size ratios of the feeder body to the feeder element.
  • the height preferably corresponds to at least approximately one third of the total height of the feeder body according to the invention. This height is preferably about half the overall height of the feeder body.
  • the second, lower functional area forms an attachment area of the feeder insert according to the invention for attachment to a mold model or a mold plate.
  • the free cross section of the lower functional area decreases from the constant cross section in the direction of the first end of the feeder body. This creates an attachment area on the feeder body with a reduced cross-section, which only requires minor rework on the finished cast part after the casting process.
  • the lower functional area preferably has a convexly curved contour along the longitudinal axis.
  • the lower functional area has a contour along a portion of the longitudinal axis of the feeder body which preferably approximates the shape of a sphere.
  • the feeder element is preferably designed as a feeder cap that can be attached to the second, open end of the feeder body and closes it.
  • a feeder cap a structurally simple possibility for closing the open end of the feeder body is created in order to prevent mold material from penetrating into the feeder cavity when the casting mold is being produced.
  • the cap-like design of the feeder element causes sections of the feeder body to be gripped over or behind, such that the feeder element is locked in the uncompressed state of the feeder insert and thus in its initial position relative to the feeder body.
  • the feeder element is preferably held in its starting position on the inside of the wall of the feeder body, particularly when the feeder insert is designed as an inverse telefeeder.
  • the feeder body and/or the feeder element can have sections which, when brought into contact with one another, bring about a form fit.
  • the feeder element has a contact section which corresponds to the inside of the wall of the feeder body and is set up to slow down the movement of the feeder element during displacement into the feeder body.
  • a controlled braking of the feeder element is effected by means of the contact section on the feeder element during the relative movement between the feeder body and the feeder element initiated by the compression process of the molding material.
  • the feeder insert according to the invention is compressed no further than its predetermined maximum compressible minimum volume.
  • a clamping effect for locking the feeder element relative to the feeder body is preferably achieved between the contact section on the feeder element and the inside of the wall of the feeder body even in the uncompressed state of the feeder insert.
  • the braking function is preferably achieved in that the first functional area on the feeder body, starting from the second, open end, has a free cross section that decreases slightly in the direction of the second functional area, either over the entire circumference or only in certain areas.
  • the contact section of the feeder element runs further and further onto the decreasing cross section of the feeder body.
  • the braking effect is all the greater the further the feeder element is displaced/inserted relative to, in particular into, the feeder body.
  • the feeder body has on the inside of its wall a step that preferably projects radially inwards and serves as a stop for the feeder element that can preferably be pushed into the feeder body. This protruding shoulder in the form of a material projection on the inside of the wall of the feeder body limits the insertion of the feeder element into the feeder body. The maximum possible compression of the feeder insert according to the invention can thus be limited.
  • the feeder element preferably has at least one contact web which protrudes radially outwards over the opening at the second end of the feeder body and which preferably rests on this end along the entire circumference of the opening at the second end of the feeder body.
  • the contact web means that the penetration of molding material into the interior of the feeder insert is avoided during the manufacture of the casting mold or a molded part of the casting mold within which the feeder insert is embedded.
  • the gap between the inside of the wall of the feeder body and the outer surface of the feeder element is covered with the aid of the preferably circumferential contact web.
  • a preferred further development of the feeder insert according to the invention provides that the feeder element can be pushed into the feeder body in sections and the contact web is set up so that it is separated when the feeder element is pushed telescopically into the feeder body.
  • the contact web has the task of holding the feeder element in its initial position relative to the feeder body.
  • the material thickness of the contact bar is selected such that after a predetermined compression pressure has been reached in the molding material, the contact bar is preferably separated, in particular sheared off, evenly and, above all, over the entire circumference of the feeder element.
  • the feeder element can then perform its evasive movement during the production of the casting mold or the molded part of the casting mold, whereby damage to the feeder insert or even breakage of the feeder insert is avoided despite the prevailing pressing pressures.
  • the contact section of the feeder element which faces the inside of the wall of the feeder body, has at least one clamping part for holding the feeder element relative to the inside of the wall of the feeder body.
  • the one or more clamping parts on the contact section of the feeder element only specific areas of the contact section are available for a clamping effect, as an alternative to a contact surface that rests completely on the inside of the wall of the feeder body provided with the feeder body.
  • three or more clamping parts are provided on the contact section of the feeder element, which in one embodiment are designed as material webs and run essentially parallel to the direction of movement.
  • the clamping parts preferably project radially outwards on the substantially cylindrical outer surface of the contact section.
  • the feeder element has at least one material web on the inner side of its wall delimiting the feeder cavity, which preferably extends radially and axially to the longitudinal axis of the feeder body.
  • the at least one inside protruding web of material z. B. designed as a so-called Williams bar or Williams wedge, the formation of a casting skin on the surface of the liquid metal in the feeder cavity and thus a premature solidification of the metal is counteracted.
  • a plurality of material webs are preferably arranged on the inside of the feeder element facing the feeder cavity, which divide this area of the feeder cavity like a chamber.
  • Such a material web preferably extends in the radial and axial direction in relation to the longitudinal axis of the feeder body.
  • Two, three, four or more webs of material are preferably arranged or formed on the inside of the wall of the feeder element.
  • the webs of material preferably extend in the vertical direction of the feeder element from the inside of the cover to the lower end of the feeder element.
  • the two, three, four or more webs of material are preferably distributed uniformly around the longitudinal axis on the inside wall of the feeder element. With the provision of several such webs of material, the retention of the metal within the feeder cavity is improved. Two material webs directly adjacent to one another each have the same angular distance from one another, of course depending on the number of material webs used.
  • the feeder element has, on its inner side facing the feeder cavity, a recess for receiving a centering mandrel tip.
  • a recess for receiving a centering mandrel tip.
  • the feeder body and/or the feeder element comprises or comprise an exothermic heating mass at least in sections.
  • an exothermic heating mass With the help of such an exothermic heating mass, the solidification behavior of the liquid metal within the feeder cavity can be specifically influenced.
  • the feeder body and/or the feeder element is/are preferably equipped with such an exothermic heating mass at certain points or in sections.
  • the feeder insert preferably has a modulus in the range from about 0.5 cm to 9 cm, preferably from about 1.2 cm to 2.6 cm.
  • the specified ratio of 0.5 cm to about 9 cm between volume and heat-emitting surface preferably indicates the feeder inserts, by means of which good dense feeding of a cast part to be produced can be achieved.
  • the modulus of the feeder insert according to the invention is in a range of approximately 1.2 to 2.6 cm.
  • a feeder insert for use in the casting of metals in vertically divisible casting molds, the feeder body and the feeder element being set up for positioning by means of a centering mandrel that can be positioned along a centering axis, and the feeder cavity being designed in such a way that when the Arrangement of the centering axis, a major proportion of the volume of the feeder cavity can be positioned above the centering axis.
  • a feeder insert according to the invention can be used as a side feeder, with the aid of which critical areas of the mold located in a side area of the mold can also be replenished from the top side instead of the usual dense feeding at a mold.
  • the feeder body and/or the feeder element which can be displaced relative to the feeder body, are of asymmetrical design with respect to the longitudinal axis of the feeder body and feeder element, which is preferably defined by the passage opening on the feeder body or a centering mandrel protruding through the passage opening into the feeder cavity .
  • an asymmetrical design of the feeder cavity based on the longitudinal axis of the feeder body and feeder element, is achieved by an uneven design of the feeder body and feeder insert on one side of the longitudinal axis.
  • the feeder insert is positioned with a preferred direction on a mold model or on a mold plate.
  • the feeder element has an odd number of material webs on its inside defining the feeder cavity, with the feeder element then being positioned on the feeder body such that when the centering axis is arranged horizontally, a larger number of material webs are then arranged below the centering axis are than above the centering axis.
  • a feeder insert according to the invention is preferred, the feeder element being formed from an exothermic feeder material or comprising exothermic feeder material at least in sections and/or the feeder body being formed from exothermic feeder material or comprising exothermic feeder material at least in sections.
  • exothermic feeder material With the use of exothermic feeder material, a high level of efficiency and in particular good dense feeding is achieved during the casting process, since the metal in the feeder insert can be kept in the liquid state over a comparatively long period of time via the exothermic feeder material.
  • Areas, e.g. However, a molding sand bonded with a binder, in particular quartz sand, can also simply be used as the feeder material.
  • an exothermic material is preferably used to form at least parts of the shaped elements. Certain areas of the feeder sleeve can be formed from different materials with different properties (exothermic or insulating). Alternatively, the feeder body and feeder element can each be formed from a homogeneous material mixture with exothermic or insulating components.
  • a feeder insert according to the invention is advantageous for certain purposes, in which the feeder body is formed from insulating feeder material or at least partially includes insulating feeder material and/or the feeder element is formed from an insulating feeder material or at least partially includes insulating feeder material.
  • the feeder element is formed from an exothermic feeder material or at least in sections comprises exothermic feeder material and/or the feeder body does not comprise any exothermic feeder material and is preferably formed from insulating feeder material or at least in sections comprises insulating feeder material or is formed from a material or contains a material , which is selected from the group consisting of metals, plastics, cardboards, their mixtures and their composite materials.
  • the feeder element is formed from insulating feeder material or comprises insulating feeder material at least in sections and/or the feeder body is formed from exothermic feeder material or comprises exothermic feeder material at least in sections or is formed from a material or contains a material that is selected is from the group consisting of metals, plastics, cardboard, their mixtures and their composite materials.
  • the feeder body of a feeder insert according to the invention can also consist of other materials, which are preferably selected from the group consisting of metals, plastics, cardboard, their mixtures and their composite materials.
  • the feeder element is formed from an exothermic or insulating feeder material or comprises exothermic or insulating feeder material at least in sections and/or the feeder body is formed from a material or contains a material selected from the group consisting of metals , plastics, cardboard, their mixtures and their composite materials. Exothermic or insulating materials as well as metals, plastics or cardboard or mixtures or composite materials made of metals, plastics and/or cardboard can thus be used as material for the feeder body.
  • Exothermic and insulating feeder materials are preferably used to form the feeder element.
  • the choice of material for the feeder body and the feeder element is made individually in practice, taking into account the task to be performed in each case.
  • the selection of the material for the feeder body can be made independently of the selection of the material for the feeder element, insofar as the specific intended use of the feeder insert according to the invention does not require any adjustment.
  • kits for the production of one or more feeder sleeves comprising a feeder body or multiple feeder body, and a feeder element or multiple feeder elements, which or which with the o- the Feeder bodies correspond or correspond in such a way that a feeder insert, as defined according to one of the preferred embodiments described above, can be produced by the respective assembly of feeder body and feeder element, or several different feeder inserts, as defined according to one of the preferred embodiments described above, with different volumes can be produced are.
  • a feeder insert that can be produced as desired from various feeder bodies and/or feeder elements preferably has a feeder body and feeder element that can be telescopically pushed into one another in sections so that they form a feeder cavity that can be compressed down to a minimum volume VK, with the feeder body in each case defines at least a proportion of 40% of this minimum volume VK of the feeder cavity.
  • a kit according to the invention provides, for example, a feeder body that can be combined with various feeder elements, one of the feeder elements being pushed over the outside of the feeder body and the other feeder element being pushed into the inside of the feeder body.
  • a "classic" tele-feeder is produced with the aid of the feeder element that can be pushed outside over the feeder body, and an inverse tele-feeder is produced with the aid of the feeder element that can be pushed into the feeder body.
  • the kit according to the invention also preferably comprises a centering mandrel which corresponds to the passage opening in the or one of the several feeder bodies and preferably to a recess for receiving a centering mandrel tip in the or one of the several feeder elements.
  • a centering mandrel which corresponds to the passage opening in the or one of the several feeder bodies and preferably to a recess for receiving a centering mandrel tip in the or one of the several feeder elements.
  • the feeder insert according to the invention with its feeder body and its feeder element is preferably aligned perpendicularly to a mold plate or to a mold model.
  • the centering mandrel preferably has a centering mandrel foot which is shaped to match the shape of the passage opening.
  • the passage opening has a non-cylindrical cross section and the cross section of the Centering mandrel foot is complementary to the cross-section of the through-opening.
  • an anti-twist device is then created between the centering mandrel and the feeder body pushed onto the centering mandrel.
  • the centering mandrel tip can also have a non-cylindrical cross-section, so that a preferred alignment around the centering axis is also brought about in the case of the feeder element that can be brought into contact with the feeder body and the centering mandrel tip.
  • the invention relates to the use of a feeder sleeve, as defined at least according to one of the preferred embodiments described above, in the manufacture of a casting mold with a vertical mold split for dense feeding of a mold cavity present in the casting mold during the casting process.
  • FIG. 1 a view of a first embodiment of a feeder insert according to the invention
  • Fig. 2 a view of the feeder sleeve according to the invention according to FIG.
  • FIG. 3 a view of the feeder sleeve according to the invention according to FIG.
  • Fig. 5 a view of the feeder insert according to the invention according to FIG.
  • FIG. 6 a view of the feeder insert according to the invention according to FIG.
  • Sectional view in its maximally compressed state. 1 shows a first embodiment of a feeder sleeve 1 according to the invention, which is used in the casting of metals in a casting mold that is not shown in detail.
  • the feeder insert 1 comprises a feeder body 2 and a feeder element 4 which interacts with the feeder body and delimits a feeder cavity 6 for receiving liquid metal.
  • the feeder body 2 also referred to as the lower part of the feeder, has a first end 8 at which a passage opening 10 is provided for the liquid metal.
  • the feeder body 2 also has a second end 12 opposite the first end 8, the second end 12 of the feeder body 2 being open.
  • the feeder element 4 of the feeder insert according to the invention is arranged on the second, open end 12 of the feeder body 2 and closes it.
  • the feeder body 2 and the feeder element 4 can be telescopically pushed into one another in sections.
  • the feeder element 4 is pushed into the feeder body 2 in sections, with surfaces of the feeder body and feeder element sliding off one another.
  • Feeder body 2 and feeder element 4 themselves are usually not designed to be deformable or compressible.
  • the feeder cavity 6 can be compressed to a minimum volume VK, with the feeder body defining at least a proportion of 40% of this minimum volume VK.
  • the feeder body 2 has a mass ITIK and the feeder element 4 has a mass me, the ratio of the mass ITIK of the feeder body 2 to the mass rriE of the feeder element being 0.5 or greater. In the present embodiment, the ratio of mass ITIK to mass rriE is 2 or more.
  • the feeder sleeve 1 is accommodated with the aid of a centering mandrel 14, which, however, is not part of the feeder sleeve itself.
  • the centering mandrel 14 is only used to position the feeder sleeve 1 during mold production and is removed after the production of at least one part of the casting mold.
  • the centering mandrel 14 corresponds to the passage opening 10 on the feeder body 2 and a recess 16 on the feeder element 4 for receiving a centering mandrel tip 18 of the centering mandrel 14.
  • Fig. 2 shows a sectional view of the feeder insert 1 in the uncompressed state, ie in the starting position of the feeder body 2 and feeder element 4 to each other.
  • the feeder element 4 can be pushed into the feeder body 2 in sections.
  • the feeder body 2 has a wall 20 extending from the first end 8 to the second end 12 .
  • the wall 20 forms or defines, in one embodiment, on its inner side 22 delimiting the feeder cavity 6, a guide for the feeder element 4 that can be pushed in along the inner side of the wall 20.
  • the guide comprises at least one guide surface 24 on the inner side 22 of the wall 20 of the feeder body 2.
  • a plurality of guide sections arranged on the inside of the wall can be provided.
  • the feeder body has a longitudinal axis 26 extending from the first end 8 to the second end 12 .
  • the feeder body also has, along a section of the longitudinal axis 26, a cross-sectional area 28 (FIG. 1) which is essentially rotationally symmetrical about the longitudinal axis.
  • the feeder body has at least one section with an inner free cross-sectional area of the same size and/or decreasing, starting from its second end 12 in the direction of its first end 8 along the longitudinal axis 26.
  • FIG 3 shows the feeder insert 1 in its maximally compressible state, in which the feeder cavity is compressed to its minimum volume VK.
  • the proportion of the feeder body 2' in the minimum volume VK of the feeder cavity is determined upwards by the limit 29 defined by the lower end of the feeder element 4'.
  • the center of volume Vs of the feeder cavity 6 lies within the volume fraction of the minimum volume VK defined by the feeder body 2 .
  • the portion of the minimum volume VK defined by the feeder body has a sphericity of 0.75 or greater.
  • the feeder element 4 is designed as a feeder cap that can be attached to the second, open end 12 of the feeder body 2 and closes the second end 12 .
  • the feeder element 4 has a contact portion 30 which with the inside 22 of the wall 20 of the feeder body 2 corresponds.
  • the contact section 30 is set up to brake the movement of the feeder element during the telescopic displacement of the feeder element 4 in sections in the feeder body 2 .
  • the feeder element 4 has a contact web 32 projecting outwards in the radial direction beyond the second open end 12 of the feeder body.
  • the contact bar 32 rests on the second end 12 of the feeder body 2 along the entire circumference.
  • the contact web 32 holds the feeder element 4 in position at the second end 12 of the feeder body 2 in order to prevent the feeder element 4 from being pushed into the feeder body 2 prematurely.
  • the contact web 32 seals the area between the contact section 30 on the feeder element 4 and the inside 22 of the wall 20 on the feeder body 2, so that no molding material gets between the surfaces that are to be pulled off one another.
  • the contact bar 32 is designed to be severed during the telescoping insertion of the feeder element into the feeder body 2 .
  • one or more clamping parts for holding the feeder element 4 relative to the inside of the wall 20 of the feeder body 2 are provided on the contact section 30 of the feeder element 4 .
  • the clamping part or parts 34 protrude approximately radially on the contact section 30 of the feeder element 4 in relation to the longitudinal axis 26 of the feeder body 2 and thus face the inside of the wall 20 of the feeder body 2 .
  • the feeder element 4 has a plurality of material webs 40 on its inner side 36 of the wall 38 that delimits the feeder cavity 6 .
  • the material webs 40 preferably extend in the radial and axial direction to the longitudinal axis 26 of the feeder body 2.
  • the plurality of material webs 40 arranged on the inside of the wall 38 of the feeder element 4 are distributed evenly around the longitudinal axis 26.
  • the feeder sleeve 1 is positioned during its use along a horizontal centering axis, with a major volume fraction of the feeder cavity being positioned above the centering axis. This is achieved in that the feeder element 4 has an odd number of webs of material 40 has and the feeder element 4 is positioned relative to the centering axis that more webs of material 38 are arranged below the centering axis than above.
  • the feeder insert 1' comprises a feeder body 2' and a feeder element 4' which interacts with the feeder body 2' and delimits a feeder cavity 6 for receiving liquid metal.
  • the feeder body 2' also referred to as the lower part of the feeder, has a first end 8 at which a passage opening 10 for the liquid metal is provided.
  • the feeder body 2 also has a second end 12 opposite the first end 8, the second end 12 of the feeder body 2' being open.
  • the feeder element 4' of the feeder insert 1' according to the invention is arranged on the second, open end 12 of the feeder body 2' and closes it.
  • the feeder body 2' and the feeder element 4' can be telescoped into one another in sections.
  • the feeder element 4' is pushed in sections on the outside over the feeder body 2', with the surfaces of the feeder body and feeder element sliding off one another.
  • Feeder body 2' and feeder element 4' themselves are usually not designed to be deformable or compressible.
  • the feeder cavity 6 can be compressed down to a minimum volume VK, with the feeder body defining at least a proportion of 40% of this minimum volume VK.
  • the embodiment of the feeder body 2' shown in FIG. 4 preferably has a mass ITIK and the feeder element 4' has a mass me, the ratio of the mass ITIK of the feeder body 2' to the mass rriE of the feeder element 4' being 0.5 or greater.
  • a centering mandrel can also be used to ensure that the feeder insert 1' is positioned on a model plate or mold model that is not shown in detail.
  • the centering mandrel then corresponds to the passage opening 10 on the feeder body 2' and a recess 16 on the feeder element 4' for receiving a centering mandrel tip of the centering mandrel.
  • FIG 5 shows a sectional view of the feeder insert 1' in the uncompressed state, ie in the starting position of the feeder body 2' and the feeder element 4' relative to one another.
  • the feeder element 4' can be slid in sections on the outside over the feeder body 2'.
  • a wall 20 of the feeder body 2' forms with its outside 22' the guide for the feeder element 4', which can be pushed along the outside 22' of the wall 20.
  • the guide includes at least one guide surface 24' on the outside 22' of the wall 20.
  • the feeder insert 1' shows the feeder insert 1' in its maximally compressible state, in which the feeder cavity 6 is compressed to its minimum volume VK.
  • the proportion of the feeder body 2' in the minimum volume V of the feeder cavity 6 is itself determined by its second end 12, which is open at the top.
  • the center of volume Vs of the feeder cavity 6 lies within the volume fraction of the minimum volume VK defined by the feeder body 2'.
  • the portion of the minimum volume VK defined by the feeder body 2' preferably has a sphericity of 0.75 or greater.
  • the feeder body 2' also has a contact section 30' which corresponds to the inside of the feeder element 4'.
  • the contact section 30' is set up to brake the movement of the feeder element during the telescoping displacement of the feeder element 4' over the feeder body 2 in sections.
  • one or more clamping parts 34' for holding the feeder element 4' on the outside 22' of the wall 20 of the feeder body 2' are provided on the contact section 30' of the feeder body 2'.
  • the clamping part or parts 34' protrude approximately radially outwards on the contact section 30' of the feeder element 4', relative to a longitudinal axis 26 of the feeder body 2', and thus face the inside of the feeder element 4'.
  • the feeder element 4 ′ has a plurality of material webs 40 on the inner side 36 of its wall 38 that delimits the feeder cavity 6 .
  • the material webs 40 preferably extend in the radial and axial direction to the longitudinal axis 26 of the feeder body 2'.
  • the plurality of webs of material 40 arranged on the inside of the wall 38 of the feeder element 4 ′ are distributed uniformly around the longitudinal axis 26 .
  • the feeder element 4' has a cross-sectional area along a section of the longitudinal axis 26 that tapers conically starting from the lower end in the direction of the upper end.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Speisereinsatz (1, 1') zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen, mit einem Speiserkörper (2, 2') und einem mit dem Speiserkörper (2, 2') zusammenwirkenden Speiserelement (4, 4'), welche einen Speiser-Hohlraum (6) zur Aufnahme flüssigen Metalls begrenzen, wobei - der Speiserkörper (2, 2') ein erstes Ende (8) mit einer Durchtrittsöffnung (10) für das flüssige Metall und ein dem ersten Ende (8) gegenüberliegendes zweites Ende (12) besitzt, welches offen ist, und - das Speiserelement (4, 4') an diesem zweiten, offenen Ende (12) angeordnet ist, wobei der Speiserkörper (2, 2') und das Speiserelement (4, 4') abschnittsweise teleskopartig ineinander verschiebbar sind, so dass der Speiser-Hohlraum (6) bis auf ein Mindestvolumen VK komprimierbar ist, wobei der Speiserkörper (2, 2') zumindest einen Anteil von 40 % dieses Mindestvolumens VK definiert.

Description

Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen, mit einem Speiserkörper und einem mit dem Speiserkörper zusammenwirkenden Speiserelement, welche einen Speiser-Hohlraum zur Aufnahme flüssigen Metalls begrenzen, wobei der Speiserkörper ein erstes Ende mit einer Durchtrittsöff- nung für das flüssige Metall und ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende besitzt, welches offen ist, und das Speiserelement an diesem zweiten offenen Ende angeordnet ist, wobei der Speiserkörper und das Speiserelement abschnittsweise teleskopartig ineinander verschiebbar sind. Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Kit zur Herstellung von einem oder mehreren Speisereinsätzen sowie auf die Verwendung eines sol- chen Speisereinsatzes.
Es sind Speisereinsätze im Stand der Technik bekannt, welche beim Gießen von Metallen in Gießformen verwendet werden. Die Speisereinsätze werden zumindest bereichsweise von einem zum Herstellen der Gießformen verwendeten Formstoff, wie beispielswiese Formsand, umgeben. Mittels des den Speisereinsatz umgebenden Formstoffs wird der Speisereinsatz innerhalb der Gießform oder einem Formteil der Gießform in einer vorbestimmten Position gehalten. Der Speiserkörper und das Speiserelement des Speisereinsatzes begrenzen dabei einen Speiser-Hohlraum zur Aufnahme für das beim Gießen verwendete flüssige Metall innerhalb des Speisereinsatzes. Der Speiserkörper weist ein erstes Ende mit einer Durchtrittsöffnung fürdas flüssige Metall auf, mittels der eine Verbindung zu Bereichen eines Formhohlraums des Formteils der herzustellenden Gießform erzeugt ist. Eine Teilmenge des während des Gießens in den Formhohlraum der Gießform eingefüllten Metalls tritt durch die Durchtrittsöffnung in den Speiser-Hohlraum des Speisereinsatzes. Mit Erstarren des Metalls in der Gießform kann das im Speisereinsatz befindliche, im flüssigen Zustand gehaltene Metall in die Gießform zurückfließen.
Der Speiserkörper besitzt ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende, welches offen ist und durch das an dem zweiten offenen Ende angeordnete Speiserelement verschlossen wird. Dadurch ist ein nahezu geschlossener Speiser-Hohlraum ausgebildet. Um den während des Verdichtungsvorgangs auf den zur Herstellung der Gießform verwendeten Formstoff einwirkenden hohen Drücken begegnen zu können, werden Speisereinsätze verwendet, die, beim Verdichtungsvorgang des Formstoffs zu einem fertigen Formteil, in ihrer Gesamthöhe veränderbar sind.
Das Deutsche Patent- und Markenamt hat zu der Prioritätsanmeldung DE 10 2020 132 342.5 folgenden Stand der Technik ermittelt: DE 101 56 571 C1 , DE 10 2005 025 701 A1 , EP 1 184 104 A1 und EP 1 920 859 A1.
Aus der Veröffentlichung EP 1 184 104 A1 ist ein Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen bekannt, der einen Speiserkörper und ein Speiserelement aufweist, wobei der Speiserkörper und das Speiserelement abschnittsweise teleskopartig ineinander verschiebbar sind. Während des Verdichtungsvorgangs werden somit der Speiserkörper und das Speiserelement relativ zueinander bewegt. Dieser Speisereinsatz hat sich in der Praxis bewährt.
Jedoch wurde festgestellt, dass es in Abhängigkeit von der Geometrie der verwendeten Speisereinsätze unterhalb des sich auf den Speiserkörper zu bewegenden Speiserelements zu einer Überverdichtung des Formstoffs kommen kann. Dies führt gelegentlich zu einer Schädigung der Modellplatte oder es wird Wasser aus dem Formstoff gepresst, infolge dessen es zu verschiedenen Problemen beim Gießverfahren kommen kann.
Ausgehend von der vorstehend angeführten Problematik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen Speisereinsatz anzugeben, der beim Herstellen der Gießform zum einen hohen Verdichtungsdrücken standhält und bei dessen Verwendung zudem das Risiko einer übermäßigen Verdichtung des Formstoffs unterhalb des sich auf den Speiserkörper zu bewegenden Speiserelements reduziert und bestenfalls vermieden ist. Die Erfindung löst die ihr zugrundeliegende Aufgabe bei einem Speisereinsatz mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Insbesondere sind der Speiserkörper und das Speiserelement abschnittsweise teleskopartig ineinander verschiebbar, sodass der Speiser-Hohl- raum bis auf ein Mindestvolumen VK komprimierbar ist, wobei der Speiserkörper zumindest einen Anteil von 40 % dieses Mindestvolumens VK definiert.
Die Erfindung betrifft somit einen Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen, mit einem Speiserkörper und einem mit dem Speiserkörper zusammenwirkenden Speiserelement, welche einen Speiser-Hohlraum zur Aufnahme flüssigen Metalls begrenzen, wobei der Speiserkörper ein erstes Ende mit einer Durchtrittsöffnung für das flüssige Metall und ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende besitzt, welches offen ist, und das Speiserelement an diesem zweiten, offenen Ende angeordnet ist, wobei der Speiserkörper und das Speiserelement abschnittsweise teleskopartig ineinander verschiebbar sind, sodass der Speiser-Hohlraum bis auf ein Mindestvolumen VK komprimierbar ist, wobei der Speiserkörper zumindest einen Anteil von 40 % dieses Mindestvolumens VK ausmacht.
Erfindungsgemäß wird hier der Ansatz verfolgt, dass der Speiserkörper einen Anteil von wenigstens 40 % am Mindestvolumen VK des komprimierten Speiser-Hohlraums ausbildet. Der erfindungsgemäße Speiserkörper hat einen deutlich vergrößerten Anteil am Mindestvolumen des insbesondere maximal komprimierten Speisereinsatzes, im Vergleich zu Speiserkörpern von bekannten Speisern oder Speisereinsätzen. Damit ist der Speiserkörper, auch bezeichnet als Speiser-Unterteil, im Verhältnis zum Speiserelement, auch bezeichnet als Speiser-Oberteil, eines erfindungsgemäßen Speisereinsatzes deutlich größer als ein Speiserkörper von bekannten Speisereinsätzen im Verhältnis zu dessen Speiserelement. Bis vor kurzem wurde angenommen, dass für eine gute Dichtspeisung während des Gießprozesses ein großes Speiser-Oberteil von entscheidender Bedeutung wäre. Dementgegen hat die Größe eines Speiserkörpers, also eines Speiser-Unterteils, an einem Speisereinsatz einen deutlich höheren Einfluss auf eine wirksame Dichtspeisung beim Gießen als die Größe des Speiserelements. Unter einem auf ein Mindestvolumen VK komprimierten Speiser-Hohlraum ist der Zustand eines erfindungsgemäßen Speisereinsatzes zu verstehen, in dem dieser bevorzugt maximal komprimiert wurde. Das maximal komprimierbare Mindestvolumen des Speisereinsatzes definiert den Zustand des Speisereinsatzes, bei dem ein weiteres Komprimieren des Speisereinsatzes, also ein weiteres Verschieben von Speiserkörper und Speiserelement relativ zueinander, zu Schäden am Speiserkörper (Speiser-Unterteil) und/oder dem Speiserelement (Speiser-Oberteil) führen würde. Während des Komprimierens werden der Speiserkörper und das Speiserelement bevorzugt abschnittsweise teleskopartig ineinander verschoben.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes sieht vor, dass der Speiserkörper einen Anteil von 45 % oder größer, bevorzugt 50 % oder größer, besonders bevorzugt 60 % oder größer, vorzugsweise 70 % oder größer, besonders vorzugsweise 80 % oder größer des Mindestvolumens VK definiert. Je größer der Anteil des Speiserkörpers am Mindestvolumen VK ist, desto weiter rückt das thermische Zentrum des Speisereinsatzes in Richtung des herzustellenden Gussteils. Hierbei verstärkt sich mit zunehmendem Anteil des Speiserkörpers am Mindestvolumen VK der Vorteil, dass das Speiserelement leichter ausgeführt und ein erfindungsgemäßer Speisereinsatz im Vergleich zu den bekannten Speisereinsätzen mit weniger Materialaufwand hergestellt werden kann. Bei einem im Verhältnis zum Speiserkörper kleiner werdenden Speiserelement, wird beim Verdichtungsvorgang des Formstoffes zudem das Überverdichten des Formstoffs unter dem Speiserelement zunehmend vermieden.
Bevorzugt besitzt der Speiserkörper eine Masse ITIK und das Speiserelement eine Masse me, und das Verhältnis der Masse ITIK des Speiserkörpers zur Masse rriE des Speiserelements ist 0,5 oder größer, bevorzugt 0,85 oder größer, besonders bevorzugt 1 oder größer, ganz besonders bevorzugt 2 oder größer, vorzugsweise 4 - 5 oder größer, besonders bevorzugt etwa 5,75. Je größer der Speiserkörper im Vergleich zum Speiserelement ausgebildet ist, desto größer wird auch das Verhältnis zwischen Masse ITIK des Speiserkörpers zur Masse rriE des Speiserelements. Auch das Massenverhältnis von Speiserkörper zu Speiserelement hat einen vorteilhaften Einfluss auf die angestrebte Anordnung des thermischen Zentrums in der Nähe des herzustellenden Gussteils. Je größer das Verhältnis der Massen von Speiserkörper zu Speiserelement ist, desto weiter rückt das thermische Zentrum in Richtung des herzustellenden Gussteils und desto besser ist die Dichtspeisung während des Herstellens des Gussteils. Die Massenverhältnisse von Speiserkörper zu Speiserelement sind dabei auch abhängig von den für die Ausbildung von Speiserkörper und Speiserelement verwendeten Materialien. Der bevorzugt höchste Wert des Massenverhältnisses von 5,75 wird insbesondere dann erreicht, wenn zur Ausbildung eines erfindungsgemäßen Speisereinsatzes vorzugsweise ein schweres exothermes Unterteil (Speiserkörper) und ein leichtes isolierendes Oberteil (Speiserelement) verwendet werden.
Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass der vom Speiserkörper definierte Anteil des Mindestvolumens VK eine Sphärizität qi von 0,75 oder größer besitzt, bevorzugt von 0,8 oder größer, besonders bevorzugt von 0,85 oder größer, ganz besonders bevorzugt 0,9 oder größer.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes ist das Speiserelement abschnittsweise in den Speiserkörper einschiebbar, oder der Speiserkörper ist abschnittsweise in das Speiserelement einschiebbar. Der Speiserkörper des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes ist vorzugsweise ein nicht verformbares Speiser-Unterteil. Das Speiserelement ist vorzugsweise ein nicht verformbares Speiser-Oberteil. Der Speiserkörper sitzt bei Benutzung üblicherweise auf einer Formplatte oder einem Formmodell auf und wird durch diese in Position gehalten. Beim Verdichten des zur Herstellung der Gießform bzw. eines Formteils der Gießform verwendeten Formstoffs wird gemäß einer ersten Ausführungsform das Speiserelement, also das Speiser-Oberteil, in den Speiserkörper eingeschoben. Dabei gleiten Flächenbereiche von Speiserelement und Speiserkörper vorzugsweise aneinander ab. In einer zweiten alternativen Ausführungsform wird der Speiserkörper, also das Speiser-Unterteil, in das Speiserelement geschoben. Auch bei dieser Ausführungsform gleiten Flächenbereiche von Speiser-Oberteil und Speiser-Unterteil vorzugsweise aneinander ab. Ein Speiserelement, das hierbei außenseitig über den Speiserkörper geschoben wird, hat größere Abmessungen bzw. eine damit verbundene größere Masse als ein Speiserelement, das innenseitig in den Speiserkörper eingeschoben werden kann. Bei einem Speisereinsatz, bei dem das Speiserelement (Speiser-Oberteil) während des Verdichtens des Formstoffs in den Speiserkörper (Speiser-Unterteil) eingeschoben wird, werden bevorzugt durch den Speiserkörper höhere Anteile am Mindestvolumen V des Speiser-Hohlraums erreicht bzw. größere Massenverhältnisse von Speiserkörper zum Speiserelement erzielt.
In diesem Zusammenhang wird angemerkt, dass der Anteil des Speiserkörpers am gesamten Mindestvolumen VK des Speiser-Hohlraums bei einem Speisereinsatz mit einem außenseitig über den Speiserkörper hinweggeschobenen Speiserelement allein durch den Speiserkörper definiert, insbesondere in Richtung des Speiserelements durch sein zweites, nach oben offenes Ende begrenzt wird. Dementgegen wird der Anteil des Speiserkörpers am Mindestvolumen VK des Speiser-Hohlraums bei einem erfindungsgemäßen Speisereinsatz, bei dem das Speiserelement innenseitig in den Speiserkörper eingeschoben wird, durch das in den Speiserkörper eingeschobene untere Ende des Speiserelements definiert; insbesondere bildet dann das untere Ende des Speiserelements die Grenze des Min- desvolumens VK innerhalb des Speiserkörpers. Nur der Bereich zwischen dem ersten Ende des Speiserkörpers und eben dieser Grenze ist zur Bestimmung des Anteils des Speiserkörpers am gesamten Mindestvolumen VK ZU berücksichtigen. Vorzugsweise ist gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes vorgesehen, dass der Volumenschwerpunkt des Speiser-Hohlraums innerhalb des vom Speiserkörper definierten Volumenanteils liegt, wenn der Speiser-Hohlraum bis auf das Mindestvolumen VK komprimiert ist. Unabhängig von der Ausgestaltung des Speisereinsatzes, also unabhängig davon, ob der Speiserkörper in das Speiserelement eingeschoben oder das Speiserelement in den Speiserkörper eingeschoben wird, verschiebt sich beim Verdichten des Formstoffes das thermische Zentrum des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes zusammen mit dem Volumenschwerpunkt des Speiser-Hohlraums in Richtung des herzustellenden Gussteils. Vorteilhaft ist es, wenn sich der Volumenschwerpunkt des Speiser-Hohlraums weit in Richtung des ersten Endes des Speiserkörpers bewegt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung betrifft die Erfindung einen Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen, mit einem Speiserkörper und einem mit dem Speiserkörper zusammenwirkenden Speiserelement, welche den Speiser- Hohlraum zur Aufnahme flüssigen Metalls begrenzen, wobei der Speiserkörper ein erstes Ende mit einer Durchtrittsöffnung für das flüssige Metall und ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende besitzt, welches offen ist, und das Speiserelement an diesem zweiten offenen Ende angeordnet ist, wobei das Speiserelement abschnittsweise in den Speiserkörper einschiebbar ist, sodass der Speiser-Hohlraum bis auf ein Mindestvolumen VK komprimierbar ist, wobei der Speiserkörper zumindest einen Anteil von 40 % dieses Mindestvolumens VK definiert, wobei der Speiserkörper eine Masse ITIK und das Speiserelement eine Masse rriE besitzt, und das Verhältnis der Masse ITIK des Speiserkörpers zur Masse rriE des Speiserelements 0,5 oder größer ist, und wobei der Volumenschwerpunkt des Speiser-Hohlraums innerhalb des vom Speiserkörper definierten Volumenanteils liegt, wenn der Speiser-Hohlraum bis auf das Mindestvolumen VK komprimiert ist. Ein derartig erfindungsgemäßer Speisereinsatz vereint die erfindungswesentlichen Merkmale, derart, dass ein solcher Speisereinsatz trotz eines verringerten Speisungsvolumens und einer dabei einhergehenden, verringerten Masse zumindest eine gleichbleibende oderauch höhere Heizleistung während des Nachspeisevorgangs beim Gießen erzielt. Bei dem erfindungsgemäßen Speisereinsatz handelt es sich bevorzugt um einen inversen Tele-Speiser, d.h. das Speiserelement schiebt sich beim Verdichtungsvorgang des Formstoffs in das Innere des üblicherweise feststehenden Speiserkörpers hinein. Üblicherweise werden das Speiserelement und der Speiserkörper relativ so zueinander bewegt, dass der Speisereinsatz maximal komprimiert ist. Der Speiser-Hohlraum im Inneren des Speisereinsatzes weist dann ein Mindestvolumen VK auf, das zu einem Anteil von wenigstens 40 % durch den Speiserkörper ausgebildet wird. Zudem weist der Speiserkörper eine Masse auf, welche mindestens der Hälfte der Masse des Speiserelements entspricht. Damit ist bevorzugt ein Speisereinsatz ausgebildet, bei dem der Volumenschwerpunkt des Speiser-Hohlraums innerhalb des vom Speiserkörper definierten Volumenanteils liegt. In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist das Speiserelement dazu eingerichtet, anstelle in den Speiserkörper außenseitig überden regelmäßig während des Verdichtungsvorgangs des Formstoffs feststehenden Speiserkörper geschoben zu werden.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes sieht vor, dass der Speiserkörper eine sich vom ersten zum zweiten Ende ersteckende Wandung aufweist, wobei die Wandung auf ihrer den Speiser-Hohlraum begrenzenden Innenseite eine Führung für das daran entlang in den Speiserkörper einschiebbare Speiserelement bildet. Mit dem Vorsehen einer Führung ist einem Verkanten des Speiserelements während des Verdichtungsvorgangs beim Herstellen des Formteils oder der Gießform entgegengewirkt. Das Speiserelement kann von seiner Ausgangsposition zu Beginn des Verdichtungsvorgangs so weit in den Speiserkörper eingeschoben werden, dass der maximal komprimierbare Zustand des Speisereinsatzes erreicht wird. Vorzugsweise ist durch die Führung beim Bewegen des Speiserelements zum Speiserkörper eine Gleitwirkung zwischen den aufeinander abgleitenden Flächen von Speiserkörper und Speiserelement erreicht.
Vorzugsweise weist die Führung mindestens eine Führungsfläche oder mehrere an der Innenseite der Wandung des Speiserkörpers angeordnete Führungsabschnitte auf. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Führung auf der Innenseite der Wandung des Speiserkörpers über dessen gesamten Umgang ausgebildet, wodurch eine großflächige Gleitwirkung bewirkt ist. Eine alternative Ausführungsform des Speisereinsatzes sieht vor, dass an der Innenseite der Wandung des Speiserkörpers mehrere bevorzugt über den Umfang des Speiserkörpers gleichmäßig verteilt angeordnete Führungsabschnitte vorgesehen sind. Die einzelnen Führungsabschnitte erstrecken sich in Umfangsrichtung nur in einem vorbestimmten Winkelbereich entlang der Innenseite des Speiserkörpers. Jeder Führungsabschnitt erstreckt sich jedoch in Bewegungsrichtung des Speiserelements, vorzugsweise vom zweiten offenen Ende des Speiserkörpers in Richtung des ersten Endes mit seiner Durchtrittsöffnung. Bevorzugt ist das relativ zum Speiserkörper verschiebbare Speiserelement während der gesamten Bewegung des Speiserelements aus seiner Ruhelage bis zum maximal komprimierten Zustand des Speisereinsatzes geführt. Bevorzugt weist der Speiserkörper wie auch das Speiserelement einander zugewandte Führungsflächen auf, die in Bewegungsrichtung des Speiserelements zumindest abschnittsweise einander überdecken. Bevorzugt weist der Speiserkörper eine sich vom ersten Ende zum zweiten Ende erstreckende Längsachse und zumindest entlang eines Abschnitts seiner Längsachse eine um die Längsachse im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildete innere Querschnittsfläche auf. Durch die bevorzugt rotationssymmetrische Querschnittsfläche am Speiserkörper besitzt auch das bevorzugt entlang der Innenseite des Speiserkörpers bewegbare Speiserelement eine im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildete äußere Querschnittsform. Damit können der Speiserkörper und das Speiserelement, bezogen auf ihre Umfangsflächen, in einer beliebigen Ausrichtung miteinander gefügt werden. Die Längsachse des Speiserkörpers verläuft insbesondere koaxial zur Mittenachse der Durchtrittsöffnung am ersten Ende des Speiserkörpers.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes hat der Speiserkörper ausgehend von seinem zweiten Ende in Richtung seines ersten Endes eine entlang zumindest eines Abschnitts seiner Längsachse gleich große und/oder abnehmende innere, freie Querschnittsfläche. Der Speiserkörper ist vorzugsweise in Längsrichtung in zwei Funktionsbereiche unterteilt. Mithilfe des oberen, dem zweiten Ende des Speiserkörpers zugeordnete Funktionsbereiches wird die Relativbewegung zwischen dem verschiebbaren Speiserelement und dem üblicherweise feststehenden Speiserkörper zur Ausbildung der erfindungsgemäßen Teleskopbewegung gewährleistet. Der obere Funktionsbereich hat entlang eines Abschnitts der Längsachse des Speiserkörpers eine im Wesentlichen gleichgroße freie Querschnittsfläche. Der Abschnitt mit seiner im Wesentlichen gleichbleibenden Querschnittsfläche weist in Richtung der Längsachse eine Höhe auf, die sich in Abhängigkeit von den Größenverhältnissen von Speiserkörper zu Speiserelement bestimmt. Bevorzugt entspricht die Höhe mindestens etwa einem Drittel der Gesamthöhe des erfindungsgemäßen Speiserkörpers. Bevorzugt beträgt diese Höhe etwa der Hälfte der Gesamthöhe des Speiserkörpers.
Der zweite, untere Funktionsbereich bildet einen Ansetzbereich des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes zum Ansetzen an ein Formmodell oder eine Formplatte aus. Bevorzugt verringert sich der freie Querschnitt des unteren Funktionsbereiches vom gleichbleibenden Querschnitt aus in Richtung des ersten Endes des Speiserkörpers. Damit wird ein im Querschnitt reduzierter Ansetzbereich am Speiserkörper erzeugt, der nach dem Gießvorgang nur einer geringen Nacharbeit am fertigen Gussteil bedarf. Bevorzugt weist der untere Funktionsbereich entlang der Längsachse eine konvex gekrümmte Kontur auf. Der untere Funktionsbereich hat entlang eines Abschnitts der Längsachse des Speiserkörpers eine Kontur, die vorzugsweise der Form einer Kugel angenähert ist. Dadurch soll der Volumen- anteil des erfindungsgemäßen Speiserkörpers am Mindestvolumen VK des maximal komprimierbaren Speisereinsatzes vergrößert und eine Verschiebung des thermischen Zentrums in Richtung des ersten Endes des Speiserkörpers bewirkt werden.
Vorzugsweise ist das Speiserelement als eine an das zweite, offene Ende des Speiserkörpers ansetzbare, dieses verschließende Speiserkappe ausgebildet. Mit dem Vorsehen einer Speiserkappe ist eine konstruktiv einfache Möglichkeit zum Verschließen des offenen Endes des Speiserkörpers geschaffen, um das Eindringen von Formstoff in den Speiser- Hohlraum beim Herstellen der Gießform zu vermeiden. Neben dem Verschluss des offenen zweiten Endes des Speiserkörpers ist mit der kappenartigen Ausgestaltung des Speiserelements bewirkt, dass Abschnitte des Speiserkörpers über- bzw. hintergriffen werden, derart, dass das Speiserelement im unkomprimierten Zustand des Speisereinsatzes und somit in seiner Ausgangsposition relativ zum Speiserkörper arretiert wird. Bevorzugt wird das Speiserelement, insbesondere bei der Ausgestaltung des Speisereinsatzes als inverser Tele-Speiser, in seiner Ausgangsposition an der Innenseite der Wandung des Speiserkörpers gehalten. Speiserkörper und/oder Speiserelement können dazu Abschnitte haben, die wenn miteinander in Kontakt gebracht, einen Formschluss bewirken.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes besitzt das Speiserelement einen Kontaktabschnitt, der mit der Innenseite der Wandung des Speiserkörpers korrespondiert und dazu eingerichtet ist, die Bewegung des Speiserelements während des Verschiebens in den Speiserkörper abzubremsen. Mittels des Kontaktabschnittes am Speiserelement ist während der durch den Verdichtungsvorgang des Formstoffs initiierten Relativbewegung zwischen Speiserkörper und Speiserelement ein kontrolliertes Abbremsen des Speiserelements bewirkt. Dadurch wird der erfindungsgemäße Speisereinsatz nicht weiter als bis zu seinem vorgegebenen maximal komprimierbaren Mindestvolumen gestaucht. Vorzugsweise ist zwischen dem Kontaktabschnitt am Speiserelement und der Innenseite der Wandung des Speiserkörpers bereits in der unkomprimierten Zustand des Speisereinsatzes eine Klemmwirkung für ein Arretieren des Speiserelements relativ zum Speiserkörper erzielt. Bevorzugt ist die Abbremsfunktion dadurch erreicht, dass der erste Funktionsbereich am Speiserkörper, ausgehend vom zweiten, offenen Ende, einen freien Querschnitt hat, der sich in Richtung des zweiten Funktionsbereiches, entweder über den gesamten Umfang oder auch nur bereichsweise geringfügig verringert. Beim Verschieben des Speiserelements während des Verdichtungsvorgangs läuft der Kontaktabschnitt des Speiserelements immer weiter auf den sich verringernden Querschnitt des Speiserkörpers auf. Die Bremswirkung ist umso größer, je weiter das Speiserelement relativ zum, insbesondere in den, Speiserkörper verschoben/eingeschoben wird. In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung weist der Speiserkörper auf der Innenseite seiner Wandung einen bevorzugt radial nach innen vorspringenden Absatz auf, der als Anschlag für das bevorzugt in den Speiserkörper einschiebbare Speiserelement dient. Dieser vorspringende Absatz in Form eines Materialvorsprungs auf der Innenseite der Wandung des Speiserkörpers begrenzt das Einschieben des Speiserelements in den Speiserkörper. Damit kann die maximal mögliche Kompression des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes begrenzt werden.
Vorzugsweise weist das Speiserelement bezogen auf die Längsachse des Speiserkörpers zumindest einen über die Öffnung am zweiten Ende des Speiserkörpers in radialer Richtung nach außen vorstehenden Anlagesteg auf, der vorzugsweise entlang des gesamten Umfangs der Öffnung am zweiten Ende des Speiserkörpers auf diesem Ende aufliegt. Durch den Anlagesteg ist erreicht, dass beim Herstellen der Gießform oder eines Formteils der Gießform, innerhalb derer oder dessen der Speisereinsatz eingebettet wird, das Eindringen von Formstoff in das Innere des Speisereinsatzes vermieden ist. Mithilfe des vorzugsweise umlaufenden Anlagestegs ist der Spalt zwischen der Innenseite der Wandung des Speiserkörpers und der Außenfläche des Speiserelements abgedeckt.
Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes sieht vor, dass das Speiserelement abschnittsweise in den Speiserkörper einschiebbar ist und der Anlagesteg dazu eingerichtet ist, dass dieser beim teleskopartigen Einschieben des Speiserelements in den Speiserkörper abgetrennt wird. Der Anlagesteg hat neben der Abdeckfunktion des Spalts zwischen Speiserelement und Speiserkörper die Aufgabe, das Speiserelement in seiner Ausgangsposition relativ zum Speiserkörper zu halten. Jedoch ist die Materialstärke des Anlagestegs so gewählt, dass nach Erreichen eines vorbestimmten Verdichtungsdrucks im Formstoff der Anlagesteg bevorzugt gleichmäßig und vor allem vollumfänglich am Speiserelement abgetrennt, insbesondere abgeschert wird. Dadurch kann das Speiserelement dann seine Ausweichbewegung bei der Herstellung der Gießform oder des Formteils der Gießform ausführen, wodurch Schäden am Speisereinsatz oder gar ein Bruch des Speisereinsatzes trotz der herrschenden Pressdrücke vermieden wird.
Vorzugsweise weist der Kontaktabschnitt des Speiserelements, welcher der Innenseite der Wandung des Speiserkörpers zugewandt ist, mindestens ein Klemmteil zum Halten des Speiserelements relativ zur Innenseite der Wandung des Speiserkörpers auf. Mithilfe des einen oder der mehreren Klemmteile am Kontaktabschnitt des Speiserelements sind alternativ zu einer vollumfänglich an der Innenseite der Wandung des Speiserkörpers anliegenden Kontaktfläche nur bestimmte Bereiche des Kontaktabschnitts für eine Klemmwirkung mit dem Speiserkörper vorgesehen. Vorzugsweise sind drei oder mehr Klemmteile am Kontaktabschnitt des Speiserelements vorgesehen, welche in einer Ausführung als Materialsteg ausgebildet sind und im Wesentlichen parallel zur Bewegungsrichtung verlaufen. Die Klemmteile stehen bevorzugt radial nach außen an der im Wesentlichen zylindrischen Außenfläche des Kontaktabschnittes vor.
Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes sieht vor, dass das Speiserelement auf der den Speiser-Hohlraum begrenzenden Innenseite seiner Wandung wenigstens einen Materialsteg aufweist, der sich bevorzugt radial und axial zur Längsachse des Speiserkörpers erstreckt. Mithilfe des mindestens einen innenseitig vorstehenden Materialstegs, z. B. ausgestaltet als sogenannte Williamsleiste oder Williams- keil, wird der Bildung einer Gusshaut an der Oberfläche des flüssigen Metalls im Speiser- Hohlraum und damit einem vorzeitigen Erstarren des Metalls entgegengewirkt. Vorzugsweise sind mehrere Materialstege an der dem Speiser-Hohlraum zugewandten Innenseite des Speiserelements angeordnet, welche diesen Bereich des Speiser-Hohlraums kammerartig unterteilen. Vorzugsweise erstreckt sich ein solcher Materialsteg, bezogen auf die Längsachse des Speiserkörpers, in radialer und axialer Richtung. Bevorzugt werden zwei, drei, vier oder mehr Materialstege an der Innenseite der Wandung des Speiserelements angeordnet bzw. ausgebildet. Vorzugsweise erstrecken sich die Materialstege in Höhenrichtung des Speiserelements von der Innenseite des Deckels bis zum unteren Ende des Speiserelements.
Vorzugsweise sind die zwei, drei, vier oder mehr Materialstege gleichmäßig um die Längsachse herum verteilt an der innenseitigen Wandung des Speiserelements angeordnet. Mit Vorsehen von mehreren solcher Materialstege ist das Flüssighalten des Metalls innerhalb des Speiser-Hohlraums verbessert. Zwei unmittelbar zueinander benachbarte Materialstege weisen jeweils, selbstverständlich in Abhängigkeit von der Anzahl der verwendeten Materialstege, den gleichen Winkelabstand zueinander auf.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Speiserelement an seiner dem Speiser-Hohlraum zugewandten Innenseite eine Ausnehmung zur Aufnahme einer Zentrierdornspitze auf. Mit Vorsehen von wenigstens einer Ausnehmung als Aufnahme für eine Zentrierdornspitze am Speiserelement kann die Lagestabilität bzw. eine gewünschte Ausrichtung des Speisereinsatzes relativ zu einem/einer den Speisereinsatz aufnehmenden Formmodell oder Formplatte vereinfacht gehalten werden. Ferner ist mittels der am Speiserelement vorgesehenen Ausnehmung eine Führung des Speiserelements während des Verdichtungsvorgangs des die Gießform ausbildenden Formstoffs bewirkt, bei dem das Speiserelement relativ zum Speiserkörper und damit auch zum Zentrierdorn zu bewegen ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst bzw. umfassen der Speiserkörper und/oder das Speiserelement zumindest abschnittsweise eine exotherme Heizmasse. Mithilfe einer solchen exothermen Heizmasse kann das Erstarrungsverhalten des flüssigen Metalls innerhalb des Speiser-Hohlraums gezielt beeinflusst werden. Je mehr der Speisereinsatz aus einer exothermen Masse besteht bzw. diese umfasst, desto länger kann das im Speisereinsatz befindliche flüssige Metall durch die exotherme Heizmasse flüssig gehalten werden und desto länger ist der Vorgang des Nachspeisens in das Gussteil hinein möglich. Vorzugsweise ist der Speiserkörper und/oder das Speiserelement punktuell bzw. abschnittsweise mit einer solchen exothermen Heizmasse ausgerüstet.
Vorzugsweise besitzt der Speisereinsatz ein Modul im Bereich von etwa 0,5 cm bis 9 cm, bevorzugt von etwa 1 ,2 cm bis 2,6 cm. Das angegebene Verhältnis von 0,5 cm bis etwa 9 cm zwischen Volumen und wärmeabgebender Oberfläche gibt bevorzugt die Speisereinsätze an, mittels denen eine gute Dichtspeisung eines herzustellenden Gussteils erzielt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt das Modul des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes in einem Bereich von etwa 1 ,2 bis 2,6 cm.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen in vertikal teilbaren Gießformen vorgesehen, wobei der Speiserkörper und das Speiserelement zur Positionierung mittels eines entlang einer Zentrierachse positionierbaren Zentrierdorns eingerichtet sind, und wobei der Speiser-Hohlraum so ausgestaltet ist, dass bei horizontaler Anordnung der Zentrierachse ein überwiegender Volumenanteil des Speiser-Hohlraums oberhalb der Zentrierachse positionierbar ist. Ein entsprechend erfindungsgemäßer Speisereinsatz kann in einer bevorzugten Ausführungsform als Seitenspeiser verwendet werden, mithilfe dem anstelle einer üblichen Dichtspeisung an einer Gießform von deren Oberseite aus auch kritische Bereiche der Gießform nachgespeist werden können, die in einem Seitenbereich der Gießform liegen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes sind der Speiserkörper und/oder das relativ zum Speiserkörper verschiebbare Speiserelement zur Längsachse von Speiserkörper und Speiserelement, welche bevorzugt durch die Durchtrittsöffnung am Speiserkörper oder einen durch die Durchtrittsöffnung in den Speiser-Hohlraum ragenden Zentrierdorn definiert wird, asymmetrisch ausgebildet. Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes ist eine asymmetrische Ausgestaltung des Speiser-Hohlraums, bezogen auf die Längsachse von Speiserkörper und Speiserelement, durch eine ungleichmäßige Ausgestaltung von Speiserkörper und Speisereinsatz auf einer Seite der Längsachse erreicht. Für eine entsprechende Dichtspeisung mit solch einem ausgebildeten Speisereinsatz ist es vorgesehen, dass der Speisereinsatz mit einer Vorzugsrichtung an einem Formmodell oder an einer Formplatte positioniert wird. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das Speiserelement auf seiner den Speiser-Hohlraum definierenden Innenseite eine ungerade Anzahl von Materialstegen aufweist, wobei das Speiserelement dann so am Speiserkörper positioniert wird, dass bei horizontaler Anordnung der Zentrierachse dann unterhalb der Zentrierachse eine größere Anzahl von Materialstegen angeordnet sind als oberhalb der Zentrierachse.
Ein erfindungsgemäßer Speisereinsatz ist bevorzugt, wobei das Speiserelement aus einem exothermen Speisermaterial gebildet ist oder zumindest abschnittsweise exothermes Speisermaterial umfasst und/oder der Speiserkörper aus exothermem Speisermaterial gebildet ist oder zumindest abschnittsweise exothermes Speisermaterial umfasst. Mit dem Einsatz von exothermem Speisermaterial ist eine hohe Wirtschaftlichkeit und insbesondere eine gute Dichtspeisung während des Gießprozesses erreicht, da über das exotherme Speisermaterial das im Speisereinsatz befindliche Metall über einen vergleichsweise langen Zeitraum in flüssigem Zustand gehalten werden kann. Bereiche z.B. des Speiserelements, welche außen über oder innen in den Speiserkörper geschoben werden, können anstatt aus einem exothermen auch aus einem isolierenden Speisermaterial ausgebildet werden, das die Wärmeabgabe aus dem Speisereinsatz auf vorteilhafte Weise verringert. Als Speisermaterial kann aber auch einfach ein mit Bindemittel gebundener Formsand, insbesondere Quarzsand, verwendet werden. Häufig wird aber bevorzugt ein exothermes Material zur Ausbildung von zumindest Teilen der Formelemente verwendet. Bestimmte Bereiche des Speisereinsatzes können aus unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften (exotherm oder isolierend) gebildet sein. Alternativ können die Speiserkörper und Speiserelement jeweils aus einem homogenen Materialgemisch mit exothermen bzw. isolierenden Bestandteilen gebildet sein.
Für bestimmte Zwecke ist ein erfindungsgemäßer Speisereinsatz vorteilhaft, bei dem der Speiserkörper aus isolierendem Speisermaterial gebildet ist oder zumindest abschnittsweise isolierendes Speisermaterial umfasst und/oder das Speiserelement aus einem isolierenden Speisermaterial gebildet ist oder zumindest abschnittsweise isolierendes Speisermaterial umfasst. Bei einer alternativen Ausführungsform des Speisereinsatzes ist be- vorzugt vorgesehen, dass das Speiserelement aus einem exothermen Speisermaterial gebildet ist oder zumindest abschnittsweise exothermes Speisermaterial umfasst und/oder der Speiserkörper kein exothermes Speisermaterial umfasst und vorzugsweise aus isolierendem Speisermaterial gebildet ist oder zumindest abschnittsweise isolierendes Speisermaterial umfasst oder aus einem Material gebildet ist oder ein Material enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metalle, Kunststoffe, Pappen, deren Mischungen und deren Kompositmaterialien. Bei einer weiteren alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes ist das Speiserelement aus isolierendem Speisermaterial gebildet oder umfasst zumindest abschnittsweise isolierendes Speisermaterial und/oder der Speiserkörper ist aus exothermem Speisermaterial gebildet oder umfasst zumindest abschnittsweise exothermes Speisermaterial oder ist aus einem Material gebildet oder enthält ein Material, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metalle, Kunststoffe, Pappen, deren Mischungen und deren Kompositmaterialien.
Anstelle handelsüblicher Speisermaterialien kann der Speiserkörper eines erfindungsgemäßen Speisereinsatzes auch aus anderen Materialien bestehen, die vorzugsweise ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Metalle, Kunststoffe, Pappen, deren Mischungen und deren Kompositmaterialien.
Bei einer weiteren alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes ist das Speiserelement aus einem exothermen oder isolierendem Speisermaterial gebildet oder umfasst zumindest abschnittsweise exothermes oder isolierendes Speisermaterial und/oder der Speiserkörper ist aus einem Material gebildet oder enthält ein Material, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metalle, Kunststoffe, Pappen deren Mischungen und deren Kompositmaterialien. Als Material für den Speiserkörper können somit wahlweise exotherme oder isolierende Materialien sowie Metalle, Kunststoffe oder Pappen oder Mischungen bzw. Kompositmaterialien aus Metallen, Kunststoffen und/oder Pappen eingesetzt werden.
Zur Ausbildung des Speiserelements werden bevorzugt exotherme und isolierende Speisermaterialien verwendet. Die Materialauswahl für den Speiserkörper und das Speiserelement wird in der Praxis individuell und unter Berücksichtigung der jeweils zu erfüllenden Aufgabenstellung vorgenommen. Die Auswahl des Materials für den Speiserkörper kann unabhängig von der Wahl des Materials für das Speiserelement erfolgen, soweit der spezifische Einsatzzweck des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes keine Abstimmung erforderlich macht. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Kit zur Herstellung von einem oder mehreren Speisereinsätzen nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen, umfassend einen Speiserkörper oder mehrere Speiserkörper, und ein Speiserelement oder mehrere Speiserelemente, welches bzw. welche mit dem o- der den Speiserkörpern derart korrespondiert bzw. korrespondieren, dass durch jeweiliges Zusammensetzen von Speiserkörper und Speiserelement ein Speisereinsatz, wie gemäß einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen definiert, erzeugbar ist bzw. mehrere unterschiedliche Speisereinsätze, wie gemäß einer der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen definiert, mit unterschiedlichen Volumina erzeugbar sind.
Der Erfindung liegt insoweit der ergänzende Gedanke zugrunde, einen gegebenen Speiserkörper mit unterschiedlich gestalteten Speiserelementen oder ein gegebenes Speiserelement mit unterschiedlich gestalteten Speiserkörper zu einem erfindungsgemäßen Speisereinsatz zusammensetzen zu können. Bevorzugt weist ein entsprechend aus verschiedenen Speiserkörpern und/oder Speiserelementen beliebig erzeugbarer Speisereinsatz jeweils einen Speiserkörper und Speiserelement auf, die abschnittsweise teleskopartig so ineinander verschiebbar sind, dass diese einen Speiser-Hohlraum ausbilden, der bis auf ein Mindestvolumen VK komprimierbar ist, wobei der Speiserkörper jeweils zumindest einen Anteil von 40 % an diesem Mindestvolumen VK des Speiser-Hohlraums definiert. Ein erfindungsgemäßes Kit sieht beispielsweise einen Speiserkörper vor, der mit verschiedenen Speiserelementen kombinierbar ist, wobei eines der Speiserelemente außenseitig über den Speiserkörper geschoben und das andere Speiserelement innenseitig in den Speiserkörper eingeschoben werden kann. Mithilfe des außenseitig über den Speiserkörper hinwegschiebbaren Speiserelements ist ein „klassischer“ Tele-Speiser erzeugt und mithilfe des in den Speiserkörper einschiebbaren Speiserelements ist ein inverser Tele-Spei- ser erzeugt.
Das erfindungsgemäße Kit umfasst ferner vorzugsweise einen Zentrierdorn, der mit der Durchtrittsöffnung in dem oder einem der mehreren Speiserkörper und vorzugsweise mit einer Ausnehmung zur Aufnahme einer Zentrierdornspitze in dem oder einem der mehreren Speiserelemente korrespondiert. Mithilfe des Zentrierdorns erfolgt bevorzugt eine senkrechte Ausrichtung des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes mit seinem Speiserkörper und seinem Speiserelement zu einer Formplatte bzw. zu einem Formmodell. Der Zentrierdorn weist bevorzugt einen Zentrierdornfuß auf, der eine an die Form der Durchtrittsöffnung angepasste Formgebung hat. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt die Durchtrittsöffnung einen nichtzylindrischen Querschnitt und der Querschnitt des Zentrierdornfußes ist komplementär zum Querschnitt der Durchtrittsöffnung ausgebildet. In dieser Ausgestaltung ist dann eine Verdrehsicherung zwischen dem Zentrierdorn und dem auf dem Zentrierdorn aufgeschobenen Speiserkörper erzeugt. Die Zentrierdornspitze kann ebenfalls einen nichtzylindrischen Querschnitt haben, sodass auch bei dem mit dem Speiserkörper und der Zentrierdornspitze in Kontakt bringbaren Speiserelement eine bevorzugte Ausrichtung um die Zentrierachse herum bewirkt ist.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung eines Speisereinsatzes, wie zumindest gemäß einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen definiert, bei der Herstellung einer Gießform mit vertikaler Formteilung zur Dichtspeisung eines in der Gießform vorhandenen Formhohlraums beim Gießvorgang. Hinsichtlich der erfindungsgemäßen Vorteile und hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kits oder der erfindungsgemäßen Verwendung, die dieselben wie die Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes sind, wird auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zum Speisereinsatz verwiesen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben. Hierbei zeigen:
Fig. 1 : eine Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Speisereinsatzes;
Fig. 2: eine Ansicht des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes nach Fig. 1 in einer
Schnittdarstellung im unkomprimierten Zustand;
Fig. 3: eine Ansicht des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes gemäß Fig. 1 in einer
Schnittdarstellung in seinem maximal komprimierbaren Zustand;
Fig. 4: eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Speisereinsatzes;
Fig. 5: eine Ansicht des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes nach Fig. 4 in einer
Schnittdarstellung im unkomprimierten Zustand und
Fig. 6: eine Ansicht des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes nach Fig. 4 in einer
Schnittdarstellung in seinem maximal komprimierten Zustand. Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Speisereinsatzes 1 , der beim Gießen von Metallen in einer nicht näher gezeigten Gießform verwendet wird. Der Speisereinsatz 1 umfasst einen Speiserkörper 2 und ein mit dem Speiserkörper zusammenwirkendes Speiserelement 4, welche einen Speiser-Hohlraum 6 zur Aufnahme flüssigen Metalls begrenzen.
Der Speiserkörper 2, auch bezeichnet als Speiserunterteil, hat ein erstes Ende 8, an dem eine Durchtrittsöffnung 10 für das flüssige Metall vorgesehen ist. Der Speiserkörper 2 besitzt ferner ein zweites Ende 12, das dem ersten Ende 8 gegenüberliegt, wobei das zweite Ende 12 des Speiserkörpers 2 offen ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Speiserelement 4 des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes an dem zweiten, offenen Ende 12 des Speiserkörpers 2 angeordnet und verschließt dieses.
In der vorliegenden Ausführungsform sind der Speiserkörper 2 und das Speiserelement 4 abschnittsweise teleskopartig ineinander verschiebbar. Bei dem teleskopartigen Ineinanderverschieben wird das Speiserelement 4 abschnittsweise in den Speiserkörper 2 eingeschoben, wobei Flächen von Speiserkörper und Speiserelement aneinander abgleiten. Speiserkörper 2 und Speiserelement 4 selbst sind üblicherweise nicht verformbar bzw. stauchbar ausgebildet.
Mit dem Verschieben von Speiserkörper 2 und Speiserelement 4 ist der Speiser-Hohlraum 6 bis auf ein Mindestvolumen VK komprimierbar, wobei der Speiserkörper zumindest einen Anteil von 40 % dieses Mindestvolumens VK definiert.
In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform hat der Speiserkörper 2 eine Masse ITIK und das Speiserelement 4 eine Masse me, wobei das Verhältnis der Masse ITIK des Speiserkörpers 2 zur Masse rriE des Speiserelements 0,5 oder größer ist. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt das Verhältnis der Masse ITIK zur Masse rriE 2 oder größer.
Um eine korrekte Positionierung des Speisereinsatzes 1 auf einer/einem nicht näher gezeigten Modellplatte oder Formmodell zu gewährleisten, wird der Speisereinsatz 1 mithilfe eines Zentrierdorns 14 aufgenommen, welcher jedoch nicht Teil des Speisereinsatzes selbst ist. Der Zentrierdorn 14 dient lediglich zur Positionierung des Speisereinsatzes 1 während der Formherstellung und wird nach dem Herstellen von zumindest eines Formteils der Gießform entfernt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, korrespondiert der Zentrierdorn 14 mit der Durchtrittsöffnung 10 am Speiserkörper 2 und einer Ausnehmung 16 am Speiserelement 4 zur Aufnahme einer Zentrierdornspitze 18 des Zentrierdorns 14.
Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung des Speisereinsatzes 1 im unkomprimierten Zustand, also in der Ausgangsposition von Speiserkörper 2 und Speiserelement 4 zueinander. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist das Speiserelement 4 abschnittsweise in den Speiserkörper 2 einschiebbar. Der Speiserkörper 2 weist eine sich vom ersten Ende 8 zum zweiten Ende 12 erstreckende Wandung 20 auf.
Die Wandung 20 bildet bzw. definiert in einer Ausführung auf ihrer den Speiser-Hohlraum 6 begrenzenden Innenseite 22 eine Führung für das entlang der Innenseite der Wandung 20 einschiebbare Speiserelement 4. Die Führung umfasst mindestens eine Führungsfläche 24 an der Innenseite 22 der Wandung 20 des Speiserkörpers 2. In einer möglichen Ausgestaltung können anstelle einer Führungsfläche 24 mehrere an der Innenseite der Wandung angeordnete Führungsabschnitte vorgesehen sein.
Der Speiserkörper weist eine sich vom ersten Ende 8 zum zweiten Ende 12 erstreckende Längsachse 26 auf. Der Speiserkörper hat zudem entlang eines Abschnitts der Längsachse 26 eine im Wesentlichen um die Längsachse rotationssymmetrisch ausgebildete Querschnittsfläche 28 (Fig.1). In einer weiteren Ausführungsform des Speisereinsatzes 1 hat der Speiserkörper ausgehend von seinem zweiten Ende 12 in Richtung seines ersten Endes 8 entlang der Längsachse 26 zumindest einen Abschnitt mit einer gleich große und/oder abnehmende innere freie Querschnittsfläche.
Fig. 3 zeigt den Speisereinsatz 1 in seinem maximal komprimierbaren Zustand, in dem der Speiser-Hohlraum auf sein Mindestvolumen VK komprimiert ist. Der Anteil des Speiserkörpers 2‘ am Mindestvolumen VK des Speiser-Hohlraums wird nach oben hin durch die von dem unteren Ende des Speiserelements 4‘ definierte Grenze 29 bestimmt.
Der Volumenschwerpunkt Vs des Speiser-Hohlraums 6 liegt innerhalb des vom Speiserkörper 2 definierten Volumenanteils des Mindestvolumens VK. Der vom Speiserkörper definierte Anteil des Mindestvolumens VK besitzt eine Sphärizität von 0,75 oder größer.
Die Fig. 2 und 3 verdeutlichen ferner, dass das Speiserelement 4 als eine an das zweite, offene Ende 12 des Speiserkörpers 2 ansetzbare und das zweite Ende 12 verschließende Speiserkappe ausgebildet ist. Das Speiserelement 4 besitzt einen Kontaktabschnitt 30, der mit der Innenseite 22 der Wandung 20 des Speiserkörpers 2 korrespondiert. Der Kontaktabschnitt 30 ist dazu eingerichtet, während des abschnittsweise teleskopartigen Verschiebens des Speiserelements 4 in den Speiserkörper 2 die Bewegung des Speiserelements abzubremsen.
Ferner weist das Speiserelement 4 einen sich über das zweite offene Ende 12 des Speiserkörpers in radialer Richtung nach außen vorstehenden Anlagesteg 32 auf. Der Anlagesteg 32 liegt in der gezeigten Ausführungsform entlang des gesamten Umfangs am zweiten Ende 12 des Speiserkörpers 2 auf. Der Anlagesteg 32 hält das Speiserelement 4 am zweiten Ende 12 des Speiserkörpers 2 in Position, um ein vorzeitiges Einschieben des Speiserelements 4 in den Speiserkörper 2 zu vermeiden. Zudem dichtet der Anlagesteg 32 den Bereich zwischen dem Kontaktabschnitt 30 am Speiserelement 4 und der Innenseite 22 der Wandung 20 am Speiserkörper 2 ab, sodass kein Formstoff zwischen die aneinander abzugleitenden Flächen gelangt.
Der Anlagesteg 32 ist dazu eingerichtet, während des teleskopartigen Einschiebens des Speiserelements in den Speiserkörper 2 abgetrennt zu werden.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes sind an dem Kontaktabschnitt 30 des Speiserelements 4 ein oder mehrere Klemmteile zum Halten des Speiserelements 4 relativ zur Innenseite der Wandung 20 des Speiserkörpers 2 vorgesehen. Das oder die Klemmteile 34 stehen bezogen auf die Längsachse 26 des Speiserkörpers 2 etwa radial an dem Kontaktabschnitt 30 des Speiserelements 4 ab und sind somit der Innenseite der Wandung 20 des Speiserkörpers 2 zugewandt.
Das Speiserelement 4 weist auf seiner den Speiser-Hohlraum 6 begrenzenden Innenseite 36 der Wandung 38 mehrere Materialstege 40 auf. Der Materialstege 40 erstrecken sich in der gezeigten Ausführungsform bevorzugt in radialer und axialer Richtung zur Längsachse 26 des Speiserkörpers 2. Die mehreren an der Innenseite der Wandung 38 des Speiserelements 4 angeordneten Materialstege 40 sind gleichmäßig um die Längsachse 26 herum verteilt angeordnet.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Speisereinsatz 1 während seiner Verwendung entlang einer horizontal verlaufenden Zentrierachse positioniert, wobei ein überwiegender Volumenanteil des Speiser-Hohlraums oberhalb der Zentrierachse positioniert ist. Das wird erreicht, in dem das Speiserelement 4 eine ungerade Anzahl von Materialstegen 40 aufweist und das Speiserelement 4 so relativ zur Zentrierachse positioniert wird, dass mehr Materialstege 38 unterhalb der Zentrierachse angeordnet sind als oberhalb.
Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Speisereinsatzes 1 ‘. Der Speisereinsatz 1 ‘ umfasst einen Speiserkörper 2‘ und ein mit dem Speiserkörper 2‘ zusammenwirkendes Speiserelement 4‘, welche einen Speiser-Hohlraum 6 zur Aufnahme flüssigen Metalls begrenzen.
Der Speiserkörper 2‘, auch bezeichnet als Speiserunterteil, hat ein erstes Ende 8, an dem eine Durchtrittsöffnung 10 für das flüssige Metall vorgesehen ist. Der Speiserkörper 2 besitzt ferner ein zweites Ende 12, das dem ersten Ende 8 gegenüberliegt, wobei das zweite Ende 12 des Speiserkörpers 2‘ offen ist. In der gezeigten Ausführung ist das Speiserelement 4‘ des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes 1 ‘ an dem zweiten, offenen Ende 12 des Speiserkörpers 2‘ angeordnet und verschließt dieses.
In der vorliegenden Ausführungsform sind der Speiserkörper 2‘ und das Speiserelement 4‘ abschnittsweise teleskopartig ineinander verschiebbar. Bei dem teleskopartigen Ineinanderverschieben wird das Speiserelement 4‘ abschnittsweise außenseitig über den Speiserkörper 2‘ eingeschoben, wobei Flächen von Speiserkörper und Speiserelement aneinander abgleiten. Speiserkörper 2‘ und Speiserelement 4‘ selbst sind üblicherweise nicht verformbar bzw. stauchbar ausgebildet.
Mit dem Verschieben von Speiserkörper 2‘ und Speiserelement 4‘ ist der Speiser-Hohlraum 6 bis auf ein Mindestvolumen VK komprimierbar, wobei der Speiserkörper zumindest einen Anteil von 40 % dieses Mindestvolumens VK definiert. Bevorzugt hat die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform des Speiserkörpers 2‘ eine Masse ITIK und das Speiserelement 4‘ eine Masse me, wobei das Verhältnis der Masse ITIK des Speiserkörpers 2‘ zur Masse rriE des Speiserelements 4‘ 0,5 oder größer ist.
Zum Positionieren des Speisereinsatzes 1 ‘ auf einer/einem nicht näher gezeigten Modellplatte oder Formmodell zu gewährleisten, kann ebenfalls ein Zentrierdorn verwendet werden. Der Zentrierdorn korrespondiert dann mit der Durchtrittsöffnung 10 am Speiserkörper 2‘ und einer Ausnehmung 16 am Speiserelement 4‘ zur Aufnahme einer Zentrierdornspitze des Zentrierdorns.
Fig. 5 zeigt eine Schnittdarstellung des Speisereinsatzes 1 ‘ im unkomprimierten Zustand, also in der Ausgangsposition von Speiserkörper 2‘ und Speiserelement 4‘ zueinander. Wie aus Fig. 2 verdeutlicht, ist das Speiserelement 4‘ abschnittsweise außenseitig über den Speiserkörper 2‘ schiebbar.
Eine Wandung 20 des Speiserkörpers 2‘ bildet mit ihrer Außenseite 22‘ die Führung für das entlang der Außenseite 22‘ der Wandung 20 schiebbare Speiserelement 4‘. Die Führung umfasst mindestens eine Führungsfläche 24‘ an der Außenseite 22‘ der Wandung 20.
Fig. 6 zeigt den Speisereinsatz 1 ‘ in seinem maximal komprimierbaren Zustand, in dem der Speiser-Hohlraum 6 auf sein Mindestvolumen VK komprimiert ist. Der Anteil des Speiserkörpers 2‘ am Mindestvolumen V des Speiser-Hohlraums 6 wird durch sein zweites, nach oben hin offenes Ende 12 selbst bestimmt. Der Volumenschwerpunkt Vs des Speiser-Hohlraums 6 liegt innerhalb des vom Speiserkörper 2‘ definierten Volumenanteils des Mindestvolumens VK. Der vom Speiserkörper 2‘ definierte Anteil des Mindestvolumens VK besitzt bevorzugt eine Sphärizität von 0,75 oder größer.
Wie Fig. 5 und 6 verdeutlichen, besitzt der Speiserkörper 2‘ zudem einen Kontaktabschnitt 30‘, der mit der Innenseite des Speiserelements 4‘ korrespondiert. Der Kontaktabschnitt 30‘ ist dazu eingerichtet, während des abschnittsweise teleskopartigen Verschiebens des Speiserelements 4‘ über den Speiserkörper 2 die Bewegung des Speiserelements abzubremsen.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes 1 ‘ sind an dem Kontaktabschnitt 30‘ des Speiserkörpers 2‘ ein oder mehrere Klemmteile 34‘ zum Halten des Speiserelements 4‘ zur Außenseite 22‘ der Wandung 20 des Speiserkörpers 2‘ vorgesehen. Das oder die Klemmteile 34‘ stehen, bezogen auf eine Längsachse 26 des Speiserkörpers 2‘, an dem Kontaktabschnitt 30‘ des Speiserelements 4‘ etwa radial nach außen ab und sind somit der Innenseite des Speiserelements 4‘ zugewandt.
Das Speiserelement 4‘ weist auf seiner den Speiser-Hohlraum 6 begrenzenden Innenseite 36 seiner Wandung 38 mehrere Materialstege 40 auf. Der Materialstege 40 erstrecken sich in der gezeigten Ausführungsform bevorzugt in radialer und axialer Richtung zur Längsachse 26 des Speiserkörpers 2‘. Die mehreren an der Innenseite der Wandung 38 des Speiserelements 4‘ angeordneten Materialstege 40 sind gleichmäßig um die Längsachse 26 herum verteilt angeordnet. ln einer Ausführungsform der Erfindung weist das Speiserelement 4‘ entlang eines Abschnitts der Längsachse 26 eine ausgehend vom unteren Ende in Richtung des oberen Endes konisch verjüngende Querschnittsfläche auf.
Gleiche oder ähnliche Bauteile sind mit denselben Bezugszahlen bezeichnet.
Bezuqszeichenliste:
1 , 1‘ Speisereinsatz
2, 2‘ Speiserkörper
4, 4‘ Speiserelement
6 Speiser-Hohlraum
8 erstes Ende
10 Durchtrittsöffnung
12 zweites Ende
14 Zentrierdorn
16 Ausnehmung
18 Zentrierdornspitze
20 Wandung
22 Innenseite
22‘ Außenseite
24, 24‘ Führungsfläche
26 Längsachse
28 Querschnittsfläche
30, 30‘ Kontaktabschnitt
32 Anlagesteg
34, 34‘ Klemmteil
36 Innenseite
38 Wandung
40 Materialsteg
VK Mindestvolumen Speiser-Hohlraum
Vs Volumenschwerpunkt

Claims

- 23 - Ansprüche
1 . Speisereinsatz (1 , 1 ‘) zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen, mit einem Speiserkörper (2, 2‘) und einem mit dem Speiserkörper (2, 2‘) zusammenwirkenden Speiserelement (4, 4‘), welche einen Speiser-Hohlraum (6) zur Aufnahme flüssigen Metalls begrenzen, wobei
- der Speiserkörper (2, 2‘) ein erstes Ende (8) mit einer Durchtrittsöffnung (10) für das flüssige Metall und ein dem ersten Ende (8) gegenüberliegendes zweites Ende (12) besitzt, welches offen ist, und
- das Speiserelement (4, 4‘) an diesem zweiten, offenen Ende (12) angeordnet ist, wobei der Speiserkörper (2, 2‘) und das Speiserelement (4, 4‘) abschnittsweise teleskopartig ineinander verschiebbar sind, so dass der Speiser-Hohlraum (6) bis auf ein Mindestvolumen VK komprimierbar ist, wobei der Speiserkörper (2, 2‘) zumindest einen Anteil von 40 % dieses Mindestvolumens VK definiert.
2. Speisereinsatz nach Anspruch 1 , wobei der Speiserkörper (2, 2‘) einen Anteil von 45 % oder größer, bevorzugt 50 % oder größer, besonders bevorzugt 60 % oder größer, vorzugsweise 70 % oder größer, besonders vorzugsweise 80 % oder größer, des Mindestvolumens VK definiert.
3. Speisereinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Speiserkörper (2, 2‘) eine Masse ITIK und das Speiserelement (4, 4‘) eine Masse me besitzt, und das Verhältnis der Masse ITIK des Speiserkörpers (2, 2‘) zur Masse me des Speiserelements (4, 4‘) 0,5 oder größer ist, bevorzugt 0,85 oder größer ist, besonders bevorzugt 1 oder größer, ganz besonders bevorzugt 2 oder größer, vorzugsweise 4 - 5 oder größer, besonders vorzugsweise etwa 5,75.
4. Speisereinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der vom Speiserkörper (2, 2‘) definierte Anteil des Mindestvolumens VK eine Sphä- rizität qj von 0,75 oder größer besitzt, bevorzugt von 0,8 oder größer, besonders bevorzugt von 0,85 oder größer, ganz besonders bevorzugt 0,9 oder größer.
5. Speisereinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei i) das Speiserelement (4) abschnittsweise in den Speiserkörper (2) einschiebbar ist oder ii) der Speiserkörper (2‘) abschnittsweise in das Speiserelement (4‘) einschiebbar ist.
6. Speisereinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Volumenschwerpunkt des Speiser-Hohlraums (6) innerhalb des vom Speiserkörper (2, 2‘) definierten Volumenanteils liegt, wenn der Speiser-Hohlraum (6) bis auf das Mindestvolumen VK komprimiert ist.
7. Speisereinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen, mit einem Speiserkörper (2) und einem mit dem Speiserkörper (2) zusammenwirkenden Speiserelement (4), welche den Speiser-Hohlraum zur Aufnahme flüssigen Metalls begrenzen, wobei
- der Speiserkörper (2) ein erstes Ende (8) mit einer Durchtrittsöffnung (10) für das flüssige Metall und ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende (12) besitzt, welches offen ist, und
- das Speiserelement (4) an diesem zweiten, offenen Ende (12) angeordnet ist, wobei das Speiserelement (4) abschnittsweise in den Speiserkörper (2) einschiebbar ist, so dass der Speiser-Hohlraum (6) bis auf ein Mindestvolumen VK komprimierbar ist, wobei der Speiserkörper (2) zumindest einen Anteil von 40% dieses Mindestvolumens VK definiert, wobei der Speiserkörper (2) eine Masse ITIK und das Speiserelement (4) eine Masse rriE besitzt, und das Verhältnis der Masse ITIK des Speiserkörpers zur Masse rriE des Speiserelements 0,5 oder größer ist, und wobei der Volumenschwerpunkt Vs des Speiser-Hohlraums innerhalb des vom Speiserkörper (2) definierten Volumenanteils liegt, wenn der Speiser-Hohlraum bis auf das Mindestvolumen VK komprimiert ist.
8. Speisereinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Speiserkörper (2, 2‘) eine sich vom ersten zum zweiten Ende (8, 12) erstreckende Wandung (20) aufweist, wobei die Wandung (20) auf ihrer den Speiser-Hohlraum (6) begrenzenden Innenseite (22) eine Führung für das daran entlang in den Speiserkörper (2) einschiebbare Speiserelement (4) bildet.
9. Speisereinsatz nach Anspruch 8, wobei die Führung mindestens eine Führungsfläche (24) oder mehrere an der Innenseite der Wandung (20) angeordnete Führungsabschnitte aufweist.
10. Speisereinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Speiserkörper (2, 2‘) eine sich vom ersten Ende zum zweiten Ende erstreckende Längsachse (26) und zumindest entlang eines Abschnitts seiner Längsachse eine um die Längsachse im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildete innere Querschnittsfläche (28) aufweist.
11 . Speisereinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Speiserkörper (2, 2‘) ausgehend von seinem zweiten Ende (12) in Richtung seines ersten Endes (8) eine entlang zumindest eines Abschnitts seiner Längsachse (26) eine gleichgroße und/oder abnehmende innere, freie Querschnittsfläche (28) hat.
12. Speisereinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Speiserelement (4) als eine an das zweite, offene Ende des Speiserkörpers (2) ansetzbare, dieses verschließende Speiserkappe ausgebildet ist.
13. Speisereinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Speiserelement (4) einen Kontaktabschnitt (30) besitzt, der mit der Innenseite (22) der Wandung (20) des Speiserkörpers (4) korrespondiert und dazu eingerichtet ist, die Bewegung des Speiserelements während des Verschiebens in den Speiserkörper abzubremsen.
14. Speisereinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Speiserelement (4) bezogen auf die Längsachse (26) des Speiserkörpers (2) zumindest einen über die Öffnung am zweiten Ende (12) des Speiserkörpers (2) in radialer Richtung nach außen vorstehenden Anlagesteg (32) aufweist, der vorzugsweise entlang des gesamten Umfangs der Öffnung am zweiten Ende des Speiserkörpers (2) auf diesem Ende aufliegt.
15. Speisereinsatz nach Anspruch 14, wobei das Speiserelement (4) abschnittsweise in den Speiserkörper (2) einschiebbar ist, und der Anlagesteg (32) dazu eingerichtet ist, dass dieser beim teleskopartigen Einschieben des Speiserelements (4) in den Speiserkörper (2) abgetrennt wird.
16. Speisereinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche 13 bis 15, wobei der Kontaktabschnitt (30) des Speiserelements (4), welcher der Innenseite (22) der Wandung (20) des Speiserkörpers (2) zugewandt ist, mindestens ein Klemmteil (34) zum - 26 -
Halten des Speiserelements (4) relativ zur Innenseite der Wandung (20) des Speiserkörpers (2) aufweist.
17. Speisereinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Speiserelement (4, 4‘) auf der den Speiser-Hohlraum (6) begrenzenden Innenseite (36) seiner Wandung (38) wenigstens einen Materialsteg (40) aufweist, der sich bevorzugt radial und axial zur Längsachse (26) des Speiserkörpers (2, 2‘) erstreckt.
18. Speisereinsatz nach Anspruch 17, wobei zwei, drei, vier oder mehr Materialstege (40) gleichmäßig um die Längsachse (26) herum verteilt an der innenseitigen Wandung (38) des Speiserelements (4, 4‘) angeordnet sind.
19. Speisereinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Speiserelement (4, 4‘) an seiner dem Speiser-Hohlraum (6) zugewandten Innenseite eine Ausnehmung (16) zur Aufnahme einer Zentrierdornspitze (18) aufweist.
20. Speisereinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Speiserkörper (2, 2‘) und/oder das Speiserelement zumindest abschnittsweise eine exotherme Heizmasse umfasst bzw. umfassen.
21 . Speisereinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Speisereinsatz (1 , 1 ‘) ein Modul im Bereich von etwa 0,5 cm bis 9 cm, bevorzugt von etwa 1 ,2 cm bis 2,6 cm, besitzt.
22. Speisereinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, zur Verwendung beim Gießen von Metallen in vertikal teilbaren Gießformen, wobei Speiserkörper (2, 2‘) und Speiserelement (4, 4‘) zur Positionierung mittels eines entlang einer Zentrierachse positionierbaren Zentrierdorns (14) eingerichtet sind, und wobei der Speiser-Hohlraum (6) so ausgestaltet ist, dass bei horizontaler Anordnung der Zentrierachse ein überwiegender Volumenanteil des Speiser-Hohlraums (6) oberhalb der Zentrierachse positionierbar ist.
23. Speisereinsatz nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei
(i) das Speiserelement (4, 4‘) aus exothermem Speisermaterial gebildet ist oder zumindest abschnittsweise exothermes Speisermaterial umfasst und/oder - 27 - der Speiserkörper (2, 2‘) aus exothermem Speisermaterial gebildet ist oder zumindest abschnittsweise exothermes Speisermaterial umfasst, oder
(ii) das Speiserelement (4, 4‘) aus isolierendem Speisermaterial gebildet ist oder zumindest abschnittsweise isolierendes Speisermaterial umfasst und/oder der Speiserkörper (2, 2‘) aus isolierendem Speisermaterial gebildet ist oder zumindest abschnittsweise isolierendes Speisermaterial umfasst oder
(iii) der Speiserkörper (2, 2‘) aus exothermem Speisermaterial gebildet ist oder zumindest abschnittsweise exothermes Speisermaterial umfasst und/oder das Speiserelement (4, 4‘) kein exothermes Speisermaterial umfasst und aus isolierendem Speisermaterial gebildet ist oder zumindest abschnittsweise isolierendes Speisermaterial umfasst oder aus einem Material gebildet ist oder ein Material enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metalle, Kunststoffe, Pappen, deren Mischungen und deren Kompositmaterialien, oder
(iv) der Speiserkörper (2, 2‘) aus isolierendem Speisermaterial gebildet ist oder zumindest abschnittsweise isolierendes Speisermaterial umfasst und/oder das Speiserelement (4, 4‘) aus exothermem Speisermaterial gebildet ist oder zumindest abschnittsweise exothermes Speisermaterial umfasst oder aus einem Material gebildet ist oder ein Material enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metalle, Kunststoffe, Pappen, deren Mischungen und deren Kompositmaterialien.
24. Kit zur Herstellung von einem oder mehr Speisereinsätzen (1 , 1 ‘) nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend einen Speiserkörper (2, 2‘) oder mehrere Speiserkörper (2, 2‘), und ein Speiserelement (4, 4‘) oder mehrere Speiserelemente (4, 4‘), welches bzw. welche mit dem oder den Speiserkörpern (2, 2‘) derart korrespondiert bzw. korrespondieren, dass durch jeweiliges Zusammensetzen von Speiserkörper (2, 2‘) und Speiserelement (4, - 28 -
4‘) ein Speisereinsatz (1 , 1 ‘), wie in einem der vorangehenden Ansprüche definiert, erzeugbar ist bzw. mehrere unterschiedliche Speisereinsätze (1 , 1 ‘), wie in einem der vorangehenden Ansprüche definiert, mit unterschiedlichen Volumina erzeugbar sind.
25. Kit nach Anspruch 24, umfassend einen Zentrierdorn (14), der mit der Durchtrittsöffnung (10) in dem oder einem der mehreren Speiserkörper (2, 2‘) und vorzugsweise mit einer Ausnehmung (16) zur Aufnahme einer Zentrierdornspitze (18) in dem oder einem der mehreren Speiserelemente (4, 4‘) korrespondiert.
26. Verwendung eines Speisereinsatzes (1 , 1 ‘) wie in einem der Ansprüche 1 bis 23 definiert, bei der Herstellung einer Gießform mit vertikaler Formteilung zur Dichtspeisung eines in der Gießform vorhandenen Formhohlraums beim Gießvorgang.
PCT/EP2021/076732 2020-12-04 2021-09-29 SPEISEREINSATZ ZUR VERWENDUNG BEIM GIEßEN VON METALLEN IN GIEßFORMEN WO2022117242A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023533667A JP2023553859A (ja) 2020-12-04 2021-09-29 鋳型での金属の鋳造に使用するためのフィーダ
EP21785873.7A EP4255653A1 (de) 2020-12-04 2021-09-29 SPEISEREINSATZ ZUR VERWENDUNG BEIM GIEßEN VON METALLEN IN GIEßFORMEN
CN202180077781.2A CN116528999A (zh) 2020-12-04 2021-09-29 用于在铸造模具中铸造金属的送料器
KR1020237019441A KR20230114268A (ko) 2020-12-04 2021-09-29 주조 금형에서 금속을 주조하는 데 사용하기 위한 피더
MX2023006615A MX2023006615A (es) 2020-12-04 2021-09-29 Mazarota para utilizar en la colada de metales en moldes de colada.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020132342.5 2020-12-04
DE102020132342.5A DE102020132342A1 (de) 2020-12-04 2020-12-04 Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022117242A1 true WO2022117242A1 (de) 2022-06-09

Family

ID=78049250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2021/076732 WO2022117242A1 (de) 2020-12-04 2021-09-29 SPEISEREINSATZ ZUR VERWENDUNG BEIM GIEßEN VON METALLEN IN GIEßFORMEN

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP4255653A1 (de)
JP (1) JP2023553859A (de)
KR (1) KR20230114268A (de)
CN (1) CN116528999A (de)
DE (2) DE102020132342A1 (de)
MX (1) MX2023006615A (de)
WO (1) WO2022117242A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020132342A1 (de) 2020-12-04 2022-06-09 Chemex Foundry Solutions Gmbh Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen
DE202022104611U1 (de) 2022-08-15 2022-08-22 Demin Srm Gmbh Feeder für Eisen- und Stahlguss

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1184104A1 (de) 2000-08-08 2002-03-06 Chemex Gmbh Speisereinsatz
DE10156571C1 (de) 2001-11-20 2003-01-16 Gtp Schaefer Giestechnische Pr Speisereinsatz mit Schutzkappe
EP1728570A1 (de) * 2005-06-04 2006-12-06 GTP-Schäfer Giesstechnische Produkte GmbH Speiser mit nachgiebigem Speiserunterteil
EP1920859A1 (de) 2006-10-31 2008-05-14 GTP-Schäfer Giesstechnische Produkte GmbH Zweiteiliger Speisereinsatz mit nachgiebigem Speiserunterteil
WO2020156770A1 (de) * 2019-01-31 2020-08-06 Chemex Foundry Solutions Gmbh EINTEILIGER SPEISERKÖRPER ZUR VERWENDUNG BEIM GIEßEN VON METALLEN

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020132342A1 (de) 2020-12-04 2022-06-09 Chemex Foundry Solutions Gmbh Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1184104A1 (de) 2000-08-08 2002-03-06 Chemex Gmbh Speisereinsatz
DE10156571C1 (de) 2001-11-20 2003-01-16 Gtp Schaefer Giestechnische Pr Speisereinsatz mit Schutzkappe
EP1728570A1 (de) * 2005-06-04 2006-12-06 GTP-Schäfer Giesstechnische Produkte GmbH Speiser mit nachgiebigem Speiserunterteil
DE102005025701A1 (de) 2005-06-04 2006-12-14 GTP Schäfer Gießtechnische Produkte GmbH Speiser mit nachgiebigem Speiserunterteil
EP1920859A1 (de) 2006-10-31 2008-05-14 GTP-Schäfer Giesstechnische Produkte GmbH Zweiteiliger Speisereinsatz mit nachgiebigem Speiserunterteil
WO2020156770A1 (de) * 2019-01-31 2020-08-06 Chemex Foundry Solutions Gmbh EINTEILIGER SPEISERKÖRPER ZUR VERWENDUNG BEIM GIEßEN VON METALLEN

Also Published As

Publication number Publication date
CN116528999A (zh) 2023-08-01
KR20230114268A (ko) 2023-08-01
DE202021004374U1 (de) 2023-12-15
DE102020132342A1 (de) 2022-06-09
JP2023553859A (ja) 2023-12-26
MX2023006615A (es) 2023-06-19
EP4255653A1 (de) 2023-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10039519B4 (de) Speisereinsatz
EP2480359B1 (de) Verfahren zur herstellung eines grünlings, vorrichtung zur dessen herstellung und computerprogrammprodukt
EP3003601B2 (de) Speisereinsatz, formelement für den speisereinsatz und verfahren zum giessen von metall unter verwendung derselben
DE2659935C2 (de) Verfahren zum Herstellen von Fittings
EP4255653A1 (de) SPEISEREINSATZ ZUR VERWENDUNG BEIM GIEßEN VON METALLEN IN GIEßFORMEN
WO2016124511A1 (de) Pulverpresse mit kegeligem unterbau
EP2982458B1 (de) Anordnung zur verwendung beim herstellen einer teilbaren giessform
DE4303588C2 (de) Strangpreßvorrichtung und deren Verwendung
EP4076881A1 (de) Vorrichtung zur herstellung von betonsteinen
WO2020169462A1 (de) EINTEILIGER SPEISERKÖRPER ZUR VERWENDUNG BEIM GIEßEN VON METALLEN
EP0682999B1 (de) Pressteil aus Metallpulver, Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung
EP3917698B1 (de) Einteiliger speiserkörper zur verwendung beim giessen von metallen
DE3231998A1 (de) Kolben mit einlage
WO2014207221A1 (de) Speisereinsatz mit isoliertem metallfuss
DE4318512C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Extrudieren von pulverförmigem Material
DE69716541T3 (de) Formkörper aus gepresstem Pulver und Verfahren seiner Herstellung
DE102009014567A1 (de) Gusswerkzeug
DE19745283C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Pulvern
EP0670207B1 (de) Vorrichtung zur Herstellung von hohlzylindrischen Produkten
WO2022180103A1 (de) Vertikal geteilter speiser zur verwendung beim giessen von metallen in giessformen sowie verfahren zu dessen herstellung
WO2013102513A1 (de) Verfahren und werkzeug zur herstellung eines hohlzylindrischen keramikbauteils
DE20122062U1 (de) Speisereinsatz
EP1027306A1 (de) Verfahren zur herstellung von bauteilen aus pulvern

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21785873

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202180077781.2

Country of ref document: CN

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112023009441

Country of ref document: BR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023533667

Country of ref document: JP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20237019441

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112023009441

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20230517

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021785873

Country of ref document: EP

Effective date: 20230704