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WO2008062007A1 - Speisereinsatz und speiserelement - Google Patents

Speisereinsatz und speiserelement Download PDF

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Publication number
WO2008062007A1
WO2008062007A1 PCT/EP2007/062620 EP2007062620W WO2008062007A1 WO 2008062007 A1 WO2008062007 A1 WO 2008062007A1 EP 2007062620 W EP2007062620 W EP 2007062620W WO 2008062007 A1 WO2008062007 A1 WO 2008062007A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
feeder
adapter
tubular
adapter element
insert
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2007/062620
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Beckmann
Helmut Lindner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chemex GmbH
Original Assignee
Chemex 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 GmbH filed Critical Chemex GmbH
Priority to CA002670437A priority Critical patent/CA2670437A1/en
Priority to AT07847249T priority patent/ATE498464T1/de
Priority to EA200970507A priority patent/EA014660B1/ru
Priority to BRPI0717660-0A2A priority patent/BRPI0717660A2/pt
Priority to DE502007006521T priority patent/DE502007006521D1/de
Priority to PL07847249T priority patent/PL2097193T3/pl
Priority to CN2007800436269A priority patent/CN101563177B/zh
Priority to US12/516,119 priority patent/US20090301684A1/en
Priority to EP07847249A priority patent/EP2097193B1/de
Priority to AU2007324542A priority patent/AU2007324542B2/en
Priority to JP2009537626A priority patent/JP2010510071A/ja
Publication of WO2008062007A1 publication Critical patent/WO2008062007A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/08—Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • 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 present invention relates to a feeder element for use in casting metals in molds having a first end for placement on a mold model and an opposed second end for connection to or for supporting an upper riser, the feeder element extending from the first to the second end Passage for liquid metal possesses.
  • the invention also relates to a feeder insert for use in casting metals in molds, having a cavity for receiving liquid metal, comprising or consisting of a feeder element according to the invention and an upper feeder part. Further aspects of the invention relate to kits for producing a feeder element according to the invention or a feeder insert according to the invention and to methods for arranging a feeder insert in a casting mold. Further aspects of the invention will become apparent from the following description and the appended claims.
  • Feeder elements of the type mentioned are known from the prior art.
  • the object of the present invention is to develop a feeder element according to EP 1 184104 B1.
  • the feeder elements (first mold elements) disclosed therein which are provided for supporting an upper feeder part (second mold element), have a first end for placement on mold models, the attachment surface of which in practice is felt to be too large in some cases.
  • ever smaller surface areas (and shelves) are desired, as in the recent past the surfaces of castings have become increasingly filigree.
  • the passage opening (passage opening) for liquid metal must not be arbitrarily small, otherwise an acceptable feeding behavior can not be achieved.
  • a cooling of the feeder neck as it may occur in thin-walled design of a feeder element on its side facing the mold model, may not make disturbing.
  • a feeder element for use in casting metals in molds having a first end for placement on a mold model and an opposed second end for connection to or for supporting an upper riser, wherein the feeder element has a liquid metal passage extending from the first end to the second end, the feed element being two or more parts and comprising or consisting of: (i) a tubular element forming the first end of the feeder element having a wall thickness of at most 1, 5 mm,
  • an adapter element having an opening into which the tubular element is inserted so as to be frictionally connected to the adapter element, the adapter element comprising one or more travel limiters for limiting the insertion path for the tubular element, which are arranged such that the outer surface of the first end opposite the edge region of the tubular element is freely available at maximum wide insertion within the adapter element with its entire circumference or in portions of the circumference.
  • a corresponding feeder insert according to the invention for use in casting metals in molds, having a cavity for receiving liquid metal comprises or consists of: a feeder element according to the invention (as just defined) and an upper feeder part.
  • the feeder element according to the invention can advantageously be used as described in EP 1184104 B1 for the local "first molded element.”
  • the upper feeder part of a feeder insert according to the invention corresponds to the "second molded element" according to EP 1 184104 B1.
  • Food inserts, as described in EP 1184104 B1, are commercially available under the name “Telespeiser” from CHEMEX GmbH, Germany.
  • the tubular element can be inserted into the adapter element to different extents.
  • Such an arrangement is advantageous to prevent breakage of a feeder element according to the invention or a corresponding feeder insert according to the invention, as would otherwise be possible in the molding material compaction due to the then acting compression forces.
  • a destruction of a feeder according to the invention is reliably prevented.
  • the tube-like element can also be inserted as far as possible into the adapter element as soon as it is delivered, so that it is prevented from being pushed back by the path limiter or limiters.
  • the adapter element forms the second end of the feeder element, that is, the end of the feeder element, which is intended for connection to or for supporting an upper feeder part.
  • one or more intermediate elements can also be provided between the adapter element and the upper feeder part.
  • the tubular element of a feeder element according to the invention is preferably cylindrical, but other configurations may be provided, for example rectangular tube cross-sections or tubular elements having a conical shape.
  • the tubular member has a length in the range of 10 to 30 mm, especially if it is cylindrical.
  • the tube-like element has a length in the range of 10 to 30 mm and is not inserted as far as possible in the delivery condition in the adapter element, it allows a further insertion of at least 4 mm in the state before the compression of the molding material. It has been found that in such an arrangement, the compression forces occurring during compression of the molding material can be effectively counteracted.
  • the tubular member has a substantially uniform cross section over the entire length.
  • the ratio of wall thickness to the total diameter of the tubular element is preferably over its entire length between about 1: 5 and 1: 120, more preferably in the range of 1:10 to 1: 100.
  • the thickness of the tubular member is chosen by the skilled person to have sufficient stability and to withstand the crushing forces encountered in the molding material compaction.
  • the tubular element is made of a material which is selected from the group consisting of: metallic, ceramic or plastic materials and composite materials based on metal, ceramic and / or plastic.
  • the tubular element is preferably made of iron, an iron alloy such as steel, aluminum, an aluminum alloy, a brass alloy or ceramic.
  • the adapter element is preferably made of an exothermic or insulating molding compound. The same applies in a feeder insert according to the invention for the upper feeder part.
  • the adapter element of a feeder element usually has a wall or a wall section whose thickness is greater in sections or everywhere than the thickness of the tube-like element at the first end of the feeder element.
  • a wall thickness of less than 1, 5 mm can not be produced with the required process reliability in the context of mass production.
  • a feeder insert according to the invention advantageously resembles in its construction the feeder inserts as described in EP 1 184104 B1, wherein the components described there as "first form element” are replaced by a two- or multi-part feeder element according to the invention
  • the content of EP 1 184104 B1 is incorporated by reference into the present text.
  • the feeder element and the upper feeder part of a feeder insert according to the invention are arranged to be slidable into one another.
  • the tubular element is preferably not pushed far into the adapter element, so that it can be further inserted into the adapter element until it is prevented by the Wegbegrenzern or at a further insertion ,
  • the compression forces occurring during the compression of the molding material is then countered by two separate relative movements, namely the relative movement of the upper feeder part relative to the feeder element (the feeder element is inserted into the upper feeder element) and the relative movement of the tubular element. element relative to the adapter element (the tube-like element is pushed further into the adapter element until it bears against the travel limiters).
  • the feeder element and the upper feeder part of a preferred feeder insert according to the invention together form a cavity for receiving liquid metal.
  • a feeder insert which comprises or consists of:
  • a two or more sectional feeder element having a first end for placement on a mold model and an opposite second end, the feeder element having a liquid metal passageway extending from the first to the second end and comprising or consisting of:
  • the present invention also relates to a kit for producing a feeder element according to the invention, comprising a tube-like element and an adapter element. With regard to the configuration of the tubular element and the associated adapter element, the above applies accordingly.
  • the invention also relates to a kit for producing a feeder insert according to the invention, comprising a tube-like element and an adapter element for producing a feeder element according to the invention and - an upper feeder part.
  • the present invention also relates to a method for arranging a feeder insert in a casting mold, comprising the following steps:
  • the upper feeder part and the feeder element are preferably chosen so that when placing the upper feeder part on the feeder element, a feeder insert is formed, wherein the feeder element and the upper feeder part are slidable into each other, wherein the upper feeder part and the Feeder element are moved into each other (optionally after separation or deformation of holding elements).
  • the molding machine comprises a pattern plate (that is, a molding machine model, usually consisting of a flat plate with cast-in or mechanically-fastened models) and the feeder element is inserted into the molding machine so that it can with its first end is in direct contact with the model plate (the model surface).
  • a pattern plate that is, a molding machine model, usually consisting of a flat plate with cast-in or mechanically-fastened models
  • FIG. 1 A perspective view of a typical vehicle.
  • FIG. 1 A perspective view of a typical vehicle.
  • FIG. 1 A perspective view of a typical vehicle.
  • FIG. 1 A perspective view of a typical vehicle.
  • FIG. 1 longitudinal section through a feeder insert according to the invention with a feeder element in an arrangement in which the tubular element is not inserted maximally far into the adapter element and the feeder insert is fixed by means of a centering mandrel on a mold model.
  • FIG. 2 longitudinal section through the feeder insert according to the invention and the
  • Feeder element of FIG. 1 in an arrangement in which the tubular ele- ment is inserted maximally far into the adapter element and the
  • Feeder insert is attached by means of a centering mandrel on a mold model.
  • Fig. 3 shows a longitudinal section through the feeder insert according to the invention and the feeder element of Fig. 1 in a compressed arrangement, as it exists after compacting.
  • FIG. 4 top view of the feeder element of the feeder insert according to FIG. 1.
  • FIG. 5 enlarged view of a longitudinal section of the feeder element according to FIG. 4.
  • a feeder insert 8 according to the invention is shown in a possible starting arrangement (before the filling of molding material and before the compression process).
  • the feeder insert 8 according to the invention comprises a feeder element 10 and an upper feeder part 18, which are essentially rotationally symmetrical.
  • the axis of rotation extending in the longitudinal direction of the feeder insert 8 is indicated in FIG. 1 by a dashed line 48.
  • the feeder element 10 comprises an adapter element 24 into which a tube-like element 22 is inserted in such a way that it is frictionally connected to the adapter element 24, but is displaceable therein using a certain amount of force.
  • the feeder element 10 may consist of more than two components.
  • the feeder element comprises a first end 14 and a second end 16, the first end 14 being formed by the tubular element 22 and the second end 16 being formed by the adapter element 24.
  • the tubular member includes an edge region opposite the first end 14 of the feeder element.
  • the adapter element 24 includes Wegbeskyr 26.
  • the tubular element 22 is not inserted maximally far into the adapter element 24.
  • the tubular element 22 may be inserted as far as possible into the adapter element 24, so that it rests against the Wegbeskyrn 26 with its the first end 14 opposite edge region and is prevented from further insertion (see Fig. 2).
  • the feeder element 10 With the first end 14 of the tubular element 22, the feeder element 10 is placed on a mold model 12.
  • the feeder element 10 forms between its first end 14 (formed by the tubular element 22) and a second end 16 (formed by the adapter element) a passage 20 for liquid metal.
  • the tubular element 22 has a maximum wall thickness of 1, 5 mm and consists of metallic, ceramic or plastic materials and composite materials based on metal, ceramic and / or plastics.
  • the tubular member 22 is made of iron, an iron alloy such as steel, aluminum, an aluminum alloy, a brass alloy, or ceramics.
  • the adapter element 24 has a wall which is larger in sections or everywhere than the thickness of the tubular element at the first end 14 of the feeder element 10 and, like the upper feeder section 18, consists of an exothermic or insulating molding compound.
  • Wegbebankr 26 are integrated, which are designed in the form of ribs (see Figures 4, 5).
  • the Wegbeskyr consist of the same exothermic or insulating molding compound as the Adapterelelment 24 and do not form a separate component. They serve to limit the insertion path of the tubular element 22.
  • the outer wall of the adapter element 24 has a conically widening section 62, which merges into a section 42 with a constant diameter. At least one holding projection 34 is provided at this section 42.
  • the inner wall of the adapter element 24 also consists of a flared portion and a constant diameter portion.
  • the upper feeder part 18 is placed with its lower edge 38 on holding projections 34 of the adapter element 24 and fixed by means of the centering mandrel 36.
  • the upper feeder part 18 is made quite thick-walled in relation to the tubular element 22 and to the adapter element 24.
  • the outer wall of the upper riser 18 has a first relatively sharply flared portion 56 before the outer wall merges into a less extensive flared conical section 58.
  • the upper feeder part 18 tapers conically upwards.
  • the inner wall of the upper feeder part 18 forms a portion 40, which initially parallel to the outer wall 42 of the adapter element 24 and then merges into a conically upwardly tapering wall portion 50, along which the tip of a centering mandrel during positioning of Feeder insert 8 can be performed.
  • the conical wall section 50 finally opens into a centering bore 52 located in the axis of rotation 48 of the feeder insert 8 for receiving the tip of the centering mandrel 36.
  • the upper riser 18 and the adapter 24 form a cavity of interconnected part cavities 30 and 44 for receiving liquid material.
  • the tubular element 22 of the feeder insert 8 according to the invention is inserted maximally far into the adapter element 24.
  • the illustration includes two cutting planes through the adapter element 24: on the left side of the axis of rotation 48 in FIG. 2, the cutting plane is selected such that the travel limiter 26 is not cut (section A), on the right side of the rotation axis 48 in FIG the cutting plane passes through the Wegbeskyr 26 (section B, to select the cutting planes see also Fig. 4).
  • FIG. 3 the feeder insert 8 (according to Figures 1 and 2) is shown in a compressed arrangement.
  • the connecting surfaces between the holding projections 34 and the adapter element 24 are each quite small, so that the holding projections 34 can be separated from the adapter element 24 with little effort.
  • the upper feeder part 18 Due to the force resulting from the compression, the upper feeder part 18 is displaced in the direction of the mold model 12. In this case, the force need only be sufficiently large to hold the retaining projections 34 from the adapter element 24 to separate.
  • the displacement path of the upper feeder part 18 in the direction of the mold model 12 is predetermined and limited by the degree of compression molding.
  • the tip of the centering mandrel 36 as shown in FIG. 3 breaks through the between the upper end of the center hole 52 and a wall section 54 located in a Wandungsab gleich.
  • This wall portion is dimensioned so that the displacement between the upper feeder part 18 and the adapter element 24 is not hindered.
  • the lower edge 36 of the upper feeder part 18 acts as a stamp surface on the material to be compacted between the lower edge 36 and the mold model 12 during the compression process.
  • FIG. 4 is a plan view of the feeder element 10.
  • four path limiters 26 are provided, distributed uniformly over the circumference of the adapter element 24, which are an integral part of the adapter elements.
  • the tubular element 22 is located at a maximum insertion in sections of its circumference.
  • the Wegbebankr 26 are disposed within the adapter member 24 that the outer surface 46th of the first end 14 opposite edge region of the tubular member 22 is freely present in sections of the circumference.
  • the path limiter (s) 26 may be arranged in the adapter element 24 in such a way that the outer surface 46 of the edge region of the tubular element 22 opposite the first end 14 is freely present with its entire circumference. From Fig. 4, the sectional planes A and B can be seen, which are used in Figures 2 and 5.
  • FIG. 5 shows an enlarged longitudinal section through the feeder element 10, consisting of the adapter part 24 and the tubular element 22.
  • the illustration includes two cutting planes through the adapter element 24: on the left in FIG. 5, the axis of rotation 48, the cutting plane is selected that the Wegbeskyr 26 is not cut (section A), on the right side of the axis of rotation 48 in FIG. 5, the cutting plane through the Wegbeskyr 26 (section B, to select the cutting planes see also Fig. 4). It can again be seen that the outer surface 46 of the edge region 46 of the tubular element 22 opposite the first end 14 is free in sections of the circumference.
  • the cavity 44 of the adapter member 24 includes the free portions of the outer surface 46 of the first end 14 opposite edge region of the tubular member 22 at maximum insertion, so that liquid metal during the casting process with the outer surface 46 of the tube-like element 22 contact and contact there can remain. After solidification of the metal is achieved so that the feeder insert 8 breaks off during cleaning in the immediate vicinity of the casting and not in the upper region of the outer surface 46 of the tubular member 22.
  • the tube-like element 22 can already be completely inserted into the adapter element 24 prior to compaction (compare FIG. 2).
  • the compression forces which act on the feeder insert 8 during the compression process, are absorbed only by the relative movement between the upper feeder part 18 and the adapter element 24.
  • a slot of at least 4 mm is ensured, see. Fig. 1.
  • the compression forces occurring during the compression of the molding material are counteracted by two separate relative movements: first, by the relative movement between the upper feeder part 18 relative to the adapter element 24 and, secondly, by the relative movement between the adapter element 24 and the tubular element 22.
  • FIGS. 1-3 also schematically illustrate a method according to the invention for arranging a feeder insert according to the invention in a casting mold.
  • a tube-like element 22 which is inserted into an adapter element 24, placed together with this on a centering mandrel 36 which is mounted on a mold model 12.
  • the tubular element 22 is thereby brought into direct contact with the mold model 12 with a first end 14.
  • the tubular member is only partially, i. not maximally inserted far into the adapter element 24.
  • the tubular element 22 can be inserted maximally far into the adapter element 24, cf. Fig. 2.
  • an upper feeder part is placed on the adapter element 24 so that it is supported by this.
  • holding projections 34 are provided, for example.
  • the feeder insert 8 is enveloped with molding sand 32 or another molding material (cladding indicated only in the lower region).
  • the tube-like element 22 is inserted maximally far into the adapter element 24, so that it rests against travel limiters 26 and can no longer be pushed into the adapter element 24. Whether the tubular element 22 partially or maximally in the adapter element 24 before the Compression process is inserted depends on the particular application.
  • the arrangement according to FIG. 3 results.
  • the holding projections 34 are broken off by the adapter element 24, the upper feeder part 18 is pushed telescopically a distance onto the adapter element 24.
  • the displacement path of the upper feeder part 18 on the adapter element 24 is predetermined by the degree of molding material compaction.
  • the tube-like element 22 as shown in Fig. 1
  • the spring mandrel 36 breaks through the upper wall 54 of the upper riser 18;
  • the depth of the centering bore 52 is chosen so that the displacement between the upper feeder part and the adapter element 24 is not hindered.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Speiserelement (10) zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen, mit einem ersten Ende (14) zum Aufsetzen auf ein Formmodell (12) und einem gegenüberliegenden zweiten Ende (16) zum Verbinden mit oder zum Tragen eines oberen Speiserteils (18), wobei das Speiserelement (10) einen sich vom ersten zum zweiten Ende (14, 16) erstreckenden Durchlass (20) für flüssiges Metall besitzt, wobei das Speiserelement (10) zwei- oder mehrteilig ist und umfasst oder besteht aus: (i) einem das erste Ende (14) des Speiserelementes (10) bildenden rohrartigen Element (22), das eine Wanddicke von maximal 1,5 mm besitzt, (ii) einem Adapterelement (24) mit einer Öffnung, in die das rohrartige Element (22) so eingeschoben ist, dass es reibschlüssig mit dem Adapterelement verbunden ist, wobei das Adapterelement (24) einen oder mehrere Wegbegrenzer (26) zum Begrenzen des Einschubweges für das rohrartige Element (22) umfasst, die so eingerichtet sind, dass die Außenfläche (46) des dem ersten Ende (14) gegenüberliegenden Randbereiches des rohrartigen Elements (22) bei maximal weitem Einschub innerhalb des Adapterelements (24) mit seinem gesamten Umfang oder in Abschnitten des Umfangs frei vorliegt.

Description

Speisereinsatz und Speiserelement
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Speiserelement zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen, mit einem ersten Ende zum Aufsetzen auf ein Formmodell und einem gegenüberliegenden zweiten Ende zum Verbinden mit oder zum Tragen eines oberen Speiserteils, wobei das Speiserelement einen sich vom ersten zum zweiten Ende erstreckenden Durchlass für flüssiges Metall besitzt. Die Erfindung betrifft zudem einen Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen, mit einem Hohlraum zur Aufnahme flüssigen Metalls, umfassend oder bestehend aus einem erfindungsgemäßen Speiserelement sowie einem oberen Speiserteil. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen Bausätze zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Speiserelements bzw. eines erfindungsgemäßen Speisereinsatzes sowie Verfahren zur Anordnung eines Speisereinsatzes in einer Gießform. Weitere Aspekte der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen.
Speiserelemente der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. In diesem Zusammenhang sei insbesondere verwiesen auf das Dokument EP 1184104 B1 , welches einen Speisereinsatz mit einem ersten Formele- ment offenbart, welches ein Speiserelement der oben genannten Art darstellt. Verwiesen sei zudem auf das Dokument DE 10142357 A1 , welches ein Speisersystem mit einem Speiser bzw. Speiserkopf und einem rohrähnlichen Körper offenbart.
Weitere Dokumente, die den technologischen Hintergrund der vorliegenden Erfindung definieren, sind: DE 10200508324 A1 , EP 1567294 B1 , DE 20118763 U1 , DE 19642838 A1 ; DE 201 12425 U1 ; WO 2005/095020 A3; DE 202004009367 U1 ; DE 202006011980 U1 sowie DE 202004021109 U1.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Speiserelement gemäß EP 1 184104 B1 weiterzubilden. Die dort offenbarten Speiserelemente (erste Formelemente), die zum Tragen eines oberen Speiserteils (zweites Formelement) vorgesehen sind, besitzen ein erstes Ende zum Aufsetzen auf Formmodelle, dessen Aufsatzfläche in der Praxis in manchen Fällen als zu groß empfunden wird. Von Seiten der Gießereiindustrie werden immer kleinere Aufsatzflä- chen (und Stellflächen) gewünscht, da in der jüngeren Vergangenheit die Oberflächen von Gussteilen zunehmend filigraner ausgestaltet wurden. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass die Durchlassöffnung (Durchtrittsöffnung) für flüssiges Metall nicht beliebig klein werden darf, da sonst ein akzeptables Speisungsverhalten nicht mehr erreicht werden kann. Zudem ist zu berücksichtigen, dass sich eine Abkühlung des Speiserhalses, wie sie bei dünnwandiger Ausgestaltung eines Speiserelements an seiner dem Formmodell zugewandten Seite auftreten kann, nicht störend bemerkbar machen darf.
Aus dem Stand der Technik, insbesondere aus der bereits erwähnten DE 10142357 A1 , sind bereits Versuche bekannt, Speiser mit einer nur geringen Aufsatzfläche anzugeben, die im Gießereibetrieb zufriedenstellend funktionieren. Es hat sich jedoch in Untersuchungen gezeigt, dass Ausgestaltungen, in denen ein dünnwandiges rohrartiges Element an seinem dem Gussstück zugewandten Ende frei vorliegt, während sein dem Speiserhohlraum zugewandtes Ende allseitig von Speiser-Formmasse umgeben ist, häufig die gewünschte Ausbildung einer Brechkante am ersten (unteren Ende) nicht gewährleisten. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zur Lösung der vorstehend angegebenen Aufgabe ein Speiserelement zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen angegeben, mit einem ersten Ende zum Aufsetzen auf ein Formmodell und einem gegenüberliegenden zweiten Ende zum Verbinden mit oder zum Tragen eines oberen Speiserteils, wobei das Speiserelement einen sich vom ersten zum zweiten Ende erstreckenden Durchlass für flüssiges Metall besitzt, wobei das Speiserlement zwei- oder mehrteilig ist und umfasst oder besteht aus: (i) einem das erste Ende des Speiserelementes bildenden rohrartigen EIe- ment, das eine Wanddicke von maximal 1 ,5 mm besitzt,
(ii) einem Adapterelement mit einer Öffnung, in die das rohrartige Element so eingeschoben ist, dass es reibschlüssig mit dem Adapterelement verbunden ist, wobei das Adapterelement einen oder mehrere Wegbegrenzer zum Begrenzen des Einschubweges für das rohrartige Element umfasst, die so eingerichtet sind, dass die Außenfläche des dem ersten Ende gegenüberliegenden Randbereiches des rohrartigen Elements bei maximal weitem Einschub innerhalb des Adapterelements mit seinem gesamten Umfang oder in Abschnitten des Umfangs frei vorliegt.
Auf diese Weise wird überraschenderweise gewährleistet, dass beim Putzen der Speiser sicher in unmittelbarer Gussstücknähe abbricht; im Unterschied dazu kommt es bei einer Ausgestaltung, in der das rohrartige Element kein freies Ende innerhalb des Adapterelementes besitzt, häufig zu einem unerwünschten Abbruch des Speisers an der dem ersten Ende des entsprechenden rohrartigen Elementes gegenüberliegenden Kante.
Ein entsprechender erfindungsgemäßer Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen, mit einem Hohlraum zur Aufnahme flüssigen Metalls, umfasst oder besteht aus: einem erfindungsgemäßen Speiserelement (wie soeben definiert) sowie einem oberen Speiserteil. - A -
Das erfindungsgemäße Speiserelement kann vorteilhafterweise so eingesetzt werden, wie es in der EP 1184104 B1 für das dortige „erste Formelement" beschrieben ist. Das obere Speiserteil eines erfindungsgemäßen Speisereinsatzes entspricht dabei dem „zweiten Formelement" gemäß EP 1 184104 B1. Speise- reinsätze, wie sie in der EP 1184104 B1 beschrieben sind, sind im Handel unter der Bezeichnung „Telespeiser" von der CHEMEX GmbH, Deutschland, erhältlich.
Im Lieferzustand eines erfindungsgemäßen Speiserelementes kann das rohrartige Element in das Adapterelement unterschiedlich weit eingeschoben sein. In manchen Fällen ist es vorteilhaft, wenn das rohrartige Element in das Adapter- element nicht maximal weit eingeschoben ist, so dass es zu einem späteren Zeitpunkt, beispielsweise nach Anordnung eines entsprechenden Speisereinsatzes in einer Formmaschine und Verdichten von in die Formmaschine eingefülltem Formmaterial weiter in das Adapterelement eingeschoben werden kann, bis es von dem oder den Wegbegrenzern an einem weiteren Einschub gehindert wird. Eine derartige Anordnung ist vorteilhaft, um einem Zerbrechen eines erfindungsgemäßen Speiserelementes bzw. eines entsprechenden erfindungsgemäßen Speisereinsatzes vorzubeugen, wie es ansonsten bei der Formstoff- Verdichtung aufgrund der dann wirkenden Stauchkräfte möglich wäre. Insbesondere in Kombination mit einem oberen Speiserteil, welches relativ zum erfin- dungsgemäßen Speiserelement verschiebbar angeordnet ist, wird einer Zerstörung eines erfindungsgemäßen Speisers sicher vorgebeugt.
Alternativ kann das rohrartige Element aber auch bereits im Lieferzustand maximal weit in das Adapterelement eingeschoben sein, so dass es von dem oder den Wegbegrenzern an einem weiteren Einschub gehindert wird.
In jedem Falle gilt jedoch, dass in einem erfindungsgemäßen Speiserelement die Außenfläche des dem ersten Ende gegenüberliegenden Randbereiches des rohrartigen Elements bei maximal weitem Einschub innerhalb des Adapterelements mit seinem gesamten Umfang oder in Abschnitten des Umfangs frei vorliegt und somit im Gießbetrieb den Zutritt von flüssigem Metall an die Außenflä- che gestattet. Vorzugsweise bildet das Adapterelement das zweite Ende des Speiserelementes, das heißt das Ende des Speiserelementes, welches zum Verbinden mit oder zum Tragen eines oberen Speiserteils vorgesehen ist. Alternativ können jedoch auch zwischen Adapterelement und oberem Speiserteil ein oder mehrere Zwi- schenelemente vorgesehen sein.
Das rohrartige Element eines erfindungsgemäßen Speiserelementes ist vorzugsweise zylindrisch, andere Ausgestaltungen können jedoch vorgesehen sein, zum Beispiel rechteckige Rohrquerschnitte oder rohrartige Elemente mit einem konischen Verlauf.
Vorzugsweise besitzt das rohrartige Element eine Länge im Bereich von 10 bis 30 mm, insbesondere wenn es zylindrisch ist.
Sofern das rohrartige Element eine Länge im Bereich von 10 bis 30 mm besitzt und im Lieferzustand nicht maximal weit in das Adapterelement eingeschoben ist, erlaubt es im Zustand vor der Verdichtung des Formmaterials einen weiteren Einschub von mindestens 4 mm. Es hat sich gezeigt, dass bei einer derartigen Anordnung den bei einer Verdichtung des Formmaterials auftretenden Stauchkräften wirksam begegnet werden kann.
Vorzugsweise besitzt das rohrartige Element einen über die gesamte Länge im wesentlichen einheitlichen Querschnitt. Das Verhältnis von Wandstärke zum Gesamtdurchmesser des rohrartigen Elementes liegt vorzugsweise über dessen gesamte Länge zwischen etwa 1 :5 und 1 :120, besonders bevorzugt im Bereich von 1 :10 bis 1 :100. Die Dicke des rohrartigen Elements wird vom Fachmann so gewählt, dass es eine ausreichende Stabilität besitzt und den Stauchkräften standhält, die bei der Formmaterial-Verdichtung auftreten.
Vorzugsweise ist das rohrartige Element aus einem Werkstoff gefertigt, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: metallische, keramische oder Kunststoff-Werkstoffe sowie Verbundwerkstoffe auf Basis von Metall, Keramik und/oder Kunststoff. Hierbei ist das rohrartige Element vorzugsweise aus Eisen, einer Eisenlegierung wie Stahl, Aluminium, einer Aluminiumlegierung, einer Messinglegierung oder Keramik gefertigt.
Das Adapterelement ist hingegen vorzugsweise aus einer exothermen oder isolierenden Formmasse hergestellt. Gleiches gilt in einem erfindungsgemäßen Speisereinsatz für das obere Speiserteil.
Es versteht sich, dass das Adapterelement eines erfindungsgemäßen Speiserel- mentes üblicherweise eine Wandung oder einen Wandungsabschnitt besitzt, dessen Dicke abschnittsweise oder überall größer ist als die Dicke des rohrarti- gen Elements am ersten Ende des Speiserelements. Insbesondere bei Herstellung des Adapterelementes aus einer exothermen oder isolierenden Formmasse ist eine Wandungsdicke von weniger als 1 ,5 mm nicht mit der erforderlichen Prozesssicherheit im Rahmen einer Massenfertigung herstellbar.
Es wurde bereits erwähnt, dass ein erfindungsgemäßer Speisereinsatz in seinem Aufbau vorteilhafterweise den Speisereinsätzen ähnelt, wie sie in der EP 1 184104 B1 beschrieben sind, wobei die dort als „erstes Formelement" beschriebenen Bauteile durch ein erfindungsgemäßes zwei- oder mehrteiliges Speiserelement ersetzt werden. Der Inhalt der EP 1 184104 B1 ist im Wege der Verweisung Bestandteil des vorliegenden Textes.
Vorzugsweise sind das Speiserelement und das obere Speiserteil eines erfindungsgemäßen Speisereinsatzes ineinander verschiebbar angeordnet. Insbesondere bei einer solchen Anordnung von Speiserelementen im oberen Speiserteil ist im erfindungsgemäßen Speiserelement das rohrartige Element in das Adapterelement vorzugsweise nicht maximal weit eingeschoben, so dass es weiter in das Adapterelement eingeschoben werden kann, bis es von dem oder den Wegbegrenzern an einem weiteren Einschub gehindert wird. Den bei der Verdichtung des Formmaterials auftretenden Stauchkräften wird dann durch zwei separate Relativbewegungen begegnet, nämlich der Relativbewegung des oberen Speiserteils gegenüber dem Speiserelement (das Speiserelement wird in das obere Speiserteil eingeschoben) und der Relativbewegung des rohrartigen EIe- ments gegenüber dem Adapterelement (das rohrartige Element wird weiter in das Adapterelement eingeschoben, bis es an den Wegbegrenzern anliegt).
Das Speiserelement und das obere Speiserteil eines bevorzugten erfindungsgemäßen Speisereinsatzes bilden gemeinsam einen Hohlraum zur Aufnahme flüs- sigen Metalls.
Zusammenfassend ist also ein Speisereinsatz bevorzugt, der umfasst oder besteht aus:
(a) einem zwei- oder mehrteiligen Speiserelement mit einem ersten Ende zum Aufsetzen auf ein Formmodell und einem gegenüberliegenden zweiten Ende, wobei das Speiserelement einen sich vom ersten zum zweiten Ende erstreckenden Durchlass für flüssiges Metall besitzt und umfasst oder besteht aus:
(a) (i) einem das erste Ende des Speiserelementes bildenden rohrartigen Element, das am ersten Ende eine Wanddicke von maximal 1 ,5 mm besitzt, (a) (ii) einem Adapterelement mit einer Wandung, deren Dicke größer ist als die des rohrartigen Elements am ersten Ende des Speiserelements, und einer Öffnung, in die das rohrartige Element so eingesetzt ist, dass es reibschlüssig mit dem Adapterelement verbunden ist, und
(b) einem oberen Speiserteil, wobei das Speiserelement über sein zweites Ende mit dem oberen Speiserteil verbunden ist und/oder dieses trägt, wobei das Speiserelement und das obere Speiserteil ineinander verschiebbar sind und einen Hohlraum bilden oder umschließen, in manchen Fällen, wenngleich nicht bevorzugt, durch Ausbildung einer Doppelwandung.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Bausatz zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Speiserelements, umfassend ein rohrartiges Element und ein Adapterelement. Hinsichtlich der Ausgestaltung des rohrartigen Elementes und des zugehörigen Adapterelementes gilt dabei das vorstehend Gesagte entsprechend. Die Erfindung betrifft zudem einen Bausatz zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Speisereinsatzes, umfassend ein rohrartiges Element und ein Adapterelement zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Speiserelements sowie - ein oberes Speiserteil.
Auch insoweit gelten die vorstehenden Ausführungen für die Ausgestaltung des rohrartigen Elements, des Adapterelements sowie des oberen Speiserteils entsprechend.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Anordnung eines Spei- sereinsatzes in einer Gießform, mit folgenden Schritten:
Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Speiserelements in einer seiner vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen, wobei das rohrartige Element in das Adapterelement
(a) nicht maximal weit eingeschoben ist, so dass es weiter in das Adapterelement eingeschoben werden kann, bis es von dem oder den Wegbegrenzern an einem weiteren Einschub gehindert wird oder
(b) so weit eingeschoben ist, dass es von dem oder den Wegbegrenzern an einem weiteren Einschub gehindert wird,
Bereitstellen eines oberen Speiserteils, welches vorzugsweise so ausges- taltet ist, wie es in der EP 1184104 B1 angegeben ist,
Aufsetzen des oberen Speiserteils auf das Speiserelement, so dass ein erfindungsgemäßer Speisereinsatz gebildet wird,
Anordnen des Speisereinsatzes in einer Formmaschine (dem Raum über einer Modellplatte, der in der Regel von einem aufgesetzten Formkasten um- grenzt wird), Einfüllen von Formmaterial in die Formmaschine (den auf die Modellplatte aufgesetzten Formkasten), so dass die Außenwandungen des Speisereinsatzes mit dem Formmaterial kontaktiert sind,
Verdichten des Formmaterials, wobei das rohrartige Element im Falle (a) weiter in das Adapterelement eingeschoben wird, bis es von dem oder den Wegbegrenzern an einem weiteren Einschub gehindert wird.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren werden das obere Speiserteil und das Speiserelement vorzugsweise so gewählt, dass beim Aufsetzen des oberen Speiserteils auf das Speiserelement ein Speisereinsatz gebildet wird, wobei das Speiserelement und das obere Speiserteil ineinander verschiebbar sind, wobei beim Verdichten des Formmaterials das obere Speiserteil und das Speiserelement ineinander verschoben werden (gegebenenfalls nach Abtrennung oder Deformierung von Halteelementen).
Vorzugsweise umfasst in einem erfindungsgemäßen Verfahren die Formmaschi- ne eine Modellplatte (das heißt, eine Modelleinrichtung für Formmaschinen, in der Regel bestehend aus einer flachen Platte mit eingegossenen oder mechanisch befestigten Modellen) und das Speiserelement wird so in die Formmaschine eingesetzt, dass es mit seinem ersten Ende in unmittelbarem Kontakt mit der Modellplatte (der Modelloberfläche) steht.
Die Ausführungen aus der EP 1184104 B1 gelten hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand der beigefügten beispielhaften Figuren näher erläutert: Es stellen dar:
Fig. 1 Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Speisereinsatz mit einem Speiserelement in einer Anordnung, bei der das rohrartige Element nicht maximal weit in das Adapterelement eingeschoben ist und der Speisereinsatz mittels eines Zentrierdorns auf einem Formmodell befestigt ist. Fig. 2 Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Speisereinsatz und das
Speiserelement aus Fig. 1 in einer Anordnung, bei der das rohrartige E- lement maximal weit in das Adapterelement eingeschoben ist und der
Speisereinsatz mittels eines Zentrierdorns auf einem Formmodell befes- tigt ist.
Fig. 3 Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Speisereinsatz und das Speiserelement aus Fig. 1 in gestauchter Anordnung, wie sie nach dem Verdichten vorliegt.
Fig. 4 Draufsicht auf das Speiserelement des Speisereinsatzes gemäß Fig. 1.
Fig. 5 Vergrößerte Darstellung eines Längsschnittes des Speiserelements gemäß Fig. 4.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Speisereinsatz 8 in einer möglichen Ausgangsanordnung (vor dem Einfüllen von Formstoff und vor dem Verdichtungsvorgang) dargestellt. Der erfindungsgemäße Speisereinsatz 8 umfasst ein Spei- serelement 10 und ein oberes Speiserteil 18, welche im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet sind. Die in Längsrichtung des Speisereinsatzes 8 verlaufende Rotationsachse ist in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie 48 gekennzeichnet. Das Speiserelement 10 umfasst ein Adapterelement 24, in welches ein rohrartiges Element 22 derart eingeschoben ist, dass es reibschlüssig mit dem Adapterelement 24 verbunden, aber unter Einsatz eines gewissen Kraftaufwandes in diesem verschiebbar ist. Alternativ kann das Speiserelement 10 aus mehr als zwei Bauteilen bestehen. Das Speiserelement umfasst ein erstes Ende 14 und ein zweites Ende 16, wobei das erste Ende 14 vom rohrartigen Element 22 und das zweite Ende 16 vom Adapterelement 24 gebildet wird. Das rohrartige Element umfasst einen Randbereich, der dem ersten Ende 14 des Speiserelements gegenüberliegt. Das Adapterelement 24 umfasst Wegbegrenzer 26. In der dargestellten Ausgangsanordnung ist das rohrartige Element 22 nicht maximal weit in das Adapterelement 24 eingeschoben. Alternativ kann das rohrartige Element 22 maximal weit in das Adapterelement 24 eingeschoben sein, so dass es mit seinem dem ersten Ende 14 gegenüberliegenden Randbereich an den Wegbegrenzern 26 anliegt und am weiteren Einschub gehindert wird (vgl. hierzu Fig. 2). Mit dem ersten Ende 14 des rohrartigen Elements 22 ist das Speiserelement 10 auf ein Formmodell 12 aufgesetzt. Das Speiserelement 10 bildet zwi- sehen seinem ersten Ende 14 (gebildet durch das rohrartige Element 22) und einem zweiten Ende 16 (gebildet durch das Adapterelement) einen Durchlass 20 für flüssiges Metall. Das rohrartige Element 22 hat eine Wanddicke von maximal 1 ,5 mm und besteht aus metallischen, keramischen oder Kunststoff-Werkstoffen sowie Verbundwerkstoffen auf Basis von Metall, Keramik und/oder Kunststoffen. Vorzugsweise besteht das rohrartige Element 22 jedoch aus Eisen, einer Eisenlegierung wie Stahl, Aluminium, einer Aluminiumlegierung, einer Messinglegierung oder Keramik.
Das Adapterelement 24 weist eine Wandung auf, die abschnittweise oder überall größer ist als die Dicke des rohrartigen Elements am ersten Ende 14 des Speise- relements 10 und besteht ebenso wie das obere Speiserteil 18 aus einer exothermen oder isolierenden Formmasse. In das Adapterelement 24 sind Wegbegrenzer 26 integriert, die in Form von Rippen ausgeführt sind (vgl. Figuren 4, 5). Die Wegbegrenzer bestehen aus derselben exothermen oder isolierenden Formmasse wie das Adapterelelment 24 und bilden kein separates Bauteil. Sie dienen dazu, den Einschubweg des rohrartigen Elements 22 zu begrenzen. Ausgehend vom Formmodell 12 besitzt die Außenwandung des Adapterelements 24 einen sich konisch erweiternden Abschnitt 62, der in einen Abschnitt 42 mit konstantem Durchmesser übergeht. An diesem Abschnitt 42 ist mindestens ein Haltevorsprung 34 vorgesehen. Die Innenwandung des Adapterelements 24 besteht ebenfalls aus einem sich erweiternden Abschnitt und einem Abschnitt mit konstantem Durchmesser.
Gemäß Fig. 1 wird das obere Speiserteil 18 mit seinem unteren Rand 38 auf Haltevorsprünge 34 des Adapterelements 24 aufgesetzt und mittels des Zentrier- dorns 36 fixiert. Das obere Speiserteil 18 ist im Verhältnis zum rohrartigen EIe- ment 22 und zum Adapterelement 24 recht dickwandig ausgestaltet. Ausgehend vom unteren Rand 38 weist die Außenwandung des oberen Speiserteils 18 einen ersten, sich relativ stark konisch erweiternden Abschnitt 56 auf, bevor die Außenwandung in einen sich weniger stark erweiternden konischen Abschnitt 58 übergeht. Im Wandungsabschnitt 60 verjüngt sich das obere Speiserteil 18 nach oben hin konisch.
Ebenfalls ausgehend vom unteren Rand 38 bildet die Innenwandung des oberen Speiserteils 18 einen Abschnitt 40, welcher zunächst parallel zur Außenwand 42 des Adapterelements 24 verläuft und dann in einen sich konisch nach oben verjüngenden Wandungsabschnitt 50 übergeht, an dem entlang die Spitze eines Zentrierdorns beim Positionieren des Speisereinsatzes 8 geführt werden kann. Der konische Wandungsabschnitt 50 mündet schließlich in eine in der Rotationsachse 48 des Speisereinsatzes 8 liegende Zentrierbohrung 52 zur Aufnahme der Spitze des Zentrierdorns 36.
Der obere Speiserteil 18 und das Adapterelement 24 bilden einen Hohlraum aus miteinander in Verbindung stehenden Teilhohlräumen 30 und 44 zur Aufnahme flüssigen Materials.
Gemäß Fig. 2 ist das rohrartige Element 22 des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes 8 maximal weit in das Adapterelement 24 eingeschoben. Die Darstellung beinhaltet zwei Schnittebenen durch das Adapterelement 24: Auf der in Fig. 2 linken Seite der Rotationsachse 48 ist die Schnittebene so gewählt, dass der Wegbegrenzer 26 nicht geschnitten wird (Schnitt A), auf der in Fig. 2 rechten Seite der Rotationsachse 48 verläuft die Schnittebene durch den Wegbegrenzer 26 (Schnitt B, zur Wahl der Schnittebenen vgl. auch Fig. 4).
In Fig. 3 ist der Speisereinsatz 8 (gemäß Figuren 1 bzw. 2) in einer gestauchten Anordnung dargestellt. Die Verbindungsflächen zwischen den Haltevorsprüngen 34 und dem Adapterelement 24 sind jeweils recht klein, so dass die Haltevor- sprünge 34 mit geringem Kraftaufwand vom Adapterelement 24 abgetrennt werden können. Durch die bei der Verdichtung entstehende Kraft wird das obere Speiserteil 18 in Richtung des Formmodells 12 verschoben. Hierbei muss die Kraft nur ausreichend groß sein, um die Haltevorsprünge 34 vom Adapterelement 24 abzutrennen. Der Verschiebungsweg des oberen Speiserteils 18 in Richtung des Formmodells 12 ist durch das Maß der Formverdichtung vorgegeben und begrenzt.
Beim Verschieben des oberen Speiserteils 18 in Richtung des Formmodells 12 durchbricht die Spitze des Zentrierdorns 36 gemäß Fig. 3 die zwischen dem oberen Ende der Zentrierbohrung 52 und einem in einem Wandungsabschluss 54 befindlichen Wandabschnitt. Dieser Wandabschnitt ist so dimensioniert, dass die Verschiebung zwischen dem oberen Speiserteil 18 und dem Adapterelement 24 nicht behindert wird.
Für den Fall, dass das rohrartige Element 22, wie in Fig. 1 dargestellt, vor dem Verdichten nicht maximal weit in das Adapterelement 24 eingeschoben ist, kommt es zusätzlich zu der Verschiebung zwischen dem Adapterelement 24 und dem oberen Speiserteil 18 zu einer separaten Verschiebung zwischen dem A- dapterteil 24 und dem rohrartigen Element 22. Das Maß der Verschiebung ist auch hier von der Formverdichtung vorgegeben, ist aber maximal auf die Distanz zwischen dem den ersten Ende 14 gegenüberliegenden Randbereich 46 des rohrartigen Elements und dem oder den Wegbegrenzern 26 vor dem Verdichten begrenzt. Eine solche separate Verschiebung zwischen dem rohrartigen Element 22 und dem Adapterelement 24 unterbleibt beim Verdichten, wenn von der Kon- figuration gemäß Fig. 2 ausgegangen wird.
Der untere Rand 36 des oberen Speiserteils 18 wirkt während des Verdichtungsvorgangs wie eine Stempelfläche auf den zu verdichtenden Formstoff zwischen dem unteren Rand 36 und dem Formmodell 12.
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf das Speiserelement 10. Im dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel sind gleichmäßig über den Umfang des Adapterelements 24 verteilt vier Wegbegrenzer 26 vorgesehen, die integraler Bestandteil der Adapterelemente sind. Gegen diese Wegbegrenzer 26 liegt das rohrartige Element 22 bei einem maximalen Einschub in Abschnitten seines Umfangs an. Die Wegbegrenzer 26 sind so innerhalb des Adapterelements 24 angeordnet, dass die Außenfläche 46 des dem ersten Ende 14 gegenüberliegenden Randbereichs des rohrartigen Elements 22 in Abschnitten des Umfangs frei vorliegt. Alternativ können der oder die Wegbegrenzer 26 so im Adapterelement 24 angeordnet sein, dass die Außenfläche 46 des dem ersten Ende 14 gegenüberliegenden Randbereichs des rohrartigen Elements 22 mit ganzem Umfang frei vorliegt. Aus Fig. 4 sind die Schnittebenen A und B ersichtlich, die in den Figuren 2 und 5 verwendet werden.
Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Längsschnitt durch das Speiserelement 10, bestehend aus dem Adapterteil 24 und dem rohrartigen Element 22. Die Darstellung beinhaltet zwei Schnittebenen durch das Adapterelement 24: Auf der in Fig. 5 linken Seite der Rotationsachse 48 ist die Schnittebene so gewählt, dass der Wegbegrenzer 26 nicht geschnitten wird (Schnitt A), auf der in Fig. 5 rechten Seite der Rotationsachse 48 verläuft die Schnittebene durch den Wegbegrenzer 26 (Schnitt B, zur Wahl der Schnittebenen vgl. auch Fig. 4). Es ist wiederum ersichtlich, dass die Außenfläche 46 des dem ersten Ende 14 gegenüberliegen- den Randbereichs 46 des rohrartigen Elements 22 in Abschnitten des Umfangs frei vorliegt. Der Hohlraum 44 des Adapterelements 24 umfasst die freien Abschnitte der Außenfläche 46 des dem ersten Ende 14 gegenüberliegenden Randbereichs des rohrartigen Elements 22 bei maximalen Einschub, so dass flüssiges Metall während des Gießvorgangs mit der Außenfläche 46 des rohrarti- gen Elements 22 in Kontakt treten und dort verbleiben kann. Nach dem Erstarren des Metalls wird so erreicht, dass der Speisereinsatz 8 beim Putzen in unmittelbarer Nähe des Gussstückes und nicht im oberen Bereich der Außenfläche 46 des rohrartigen Elements 22 abbricht.
Je nach Anwendungsbereich kann das rohrartige Element 22 bereits vor dem Verdichten vollständig in das Adapterelement 24 eingeschoben sein (vgl. hierzu Fig. 2). In diesem Falle werden die Stauchkräfte, die während des Verdichtungsvorgangs auf den Speisereinsatz 8 wirken, nur durch die Relativbewegung zwischen dem oberen Speiserteil 18 und dem Adapterelement 24 aufgenommen. Im alternativen Fall, in dem das rohrartige Element 22 eine Länge zwischen 10 und 30 mm besitzt und im Lieferzustand vor dem Verdichten nicht maximal weit in das Adapterelement 24 eingeschoben ist, wird ein Einschub von mindestens 4 mm gewährleistet, vgl. Fig. 1.
In diesem alternativen Fall wird den bei der Verdichtung des Formmaterials auftretenden Stauchkräften durch zwei separate Relativbewegungen begegnet: zum einen durch die Relativbewegung zwischen dem oberen Speiserteil 18 gegenüber dem Adapterelement 24 und zum anderen durch die Relativbewegung zwischen dem Adapterelement 24 und dem rohrförmigen Elements 22.
Die Figuren 1-3 illustrieren auch schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Anordnung eines erfindungsgemäßen Speisereinsatzes in einer Gießform.
Gemäß Fig. 1 wird ein rohrartiges Element 22, welches in ein Adapterelement 24 eingeschoben ist, mit diesem zusammen auf einen Zentrierdorn 36 aufgesetzt, der auf einem Formmodell 12 befestigt ist. Das rohrartige Element 22 wird dabei mit einem ersten Ende 14 in unmittelbaren Kontakt mit dem Formmodell 12 gebracht. In Fig. 1 ist das rohrartige Element nur teilweise, d.h. nicht maximal weit in das Adapterelement 24 eingeschoben. Alternativ kann das rohrartige Element 22 maximal weit in das Adapterelement 24 eingeschoben sein, vgl. Fig. 2.
Anschließend wird ein oberes Speiserteil auf das Adapterelement 24 so aufgesetzt, dass es von diesem getragen wird. Dazu sind beispielsweise Haltevor- sprünge 34 vorgesehen. Es liegt nun ein zusammengesetzter Speisereinsatz 8 in einer möglichen Ausgangsanordnung vor.
In einem lediglich in Fig. 2 illustrierten Folgeschritt wird der Speisereinsatz 8 mit Formsand 32 oder einem anderen Formstoff umhüllt (Umhüllung nur im unteren Bereich angedeutet). In Fig. 2 ist das rohrartige Element 22 maximal weit in das Adapterelement 24 eingeschoben, so dass es an Wegbegrenzern 26 anliegt und nicht mehr weiter in das Adapterelement 24 eingeschoben werden kann. Ob das rohrartige Element 22 teilweise oder maximal in das Adapterelement 24 vor dem Verdichtungsvorgang eingeschoben wird, hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab.
Nach einem in den Figuren nicht näher dargestellten Verdichtungsvorgang ergibt sich die Anordnung gemäß Fig. 3. Die Haltevorsprünge 34 sind vom Adapterele- ment 24 abgebrochen, das obere Speiserteil 18 ist teleskopartig ein Stück weit auf das Adapterelement 24 aufgeschoben. Der Verschiebungsweg des oberen Speiserteils 18 auf dem Adapterelement 24 ist dabei durch das Maß der Formstoffverdichtung vorgegeben. Für den Fall, dass das rohrartige Element 22, wie in Fig. 1 dargestellt, vor dem Verdichtungsvorgang nicht maximal weit in das Adapterelement 24 eingeschoben war, wird es durch die beim Verdichtungsvorgang wirkende Kraft soweit in das Adapterelement 24 eingeschoben, bis es an den Wegbegrenzern 26 anliegt und dann am weiteren Einschub gehindert wird. Beim Verdichtungsvorgang durchbricht der Federdorn 36 die obere Wandung 54 des oberen Speiserteils 18; die Tiefe der Zentrierbohrung 52 ist dabei so ge- wählt, dass die Verschiebung zwischen dem oberen Speiserteil und dem Adapterelement 24 nicht behindert wird.
Da die das erste Adapterelement 24 überkragende Außenwandung 38 des oberen Speiserteils 18 auf die zwischen ihr und der Formmodell 12 während des Verdichtungsvorganges wie ein Stempel wirkt, kommt es in diesem Bereich zu einer hervorragenden Formstoffverdichtung (in Fig. 3 durch eine im Vergleich mit Fig. 2 dichtere Punktierung des Formsandes 32 angedeutet).

Claims

Patentansprüche
1. Speiserelement (10) zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen, mit einem ersten Ende (14) zum Aufsetzen auf ein Formmodell (12) und einem gegenüberliegenden zweiten Ende (16) zum Verbinden mit oder zum Tragen eines oberen Speiserteils (18), wobei das Speiserelement (10) einen sich vom ersten zum zweiten Ende (14, 16) erstreckenden Durchlass (20) für flüssiges Metall besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Speiserelement (10) zwei- oder mehrteilig ist und umfasst oder besteht aus: (i) einem das erste Ende (14) des Speiserelementes (10) bildenden rohrartigen Element (22), das eine Wanddicke von maximal 1 ,5 mm besitzt, (ii) einem Adapterelement (24) mit einer Öffnung, in die das rohrartige Element (22) so eingeschoben ist, dass es reibschlüssig mit dem Adapterelement verbunden ist, wobei das Adapterelement (24) einen oder mehrere Wegbegrenzer (26) zum Begrenzen des Einschubweges für das rohrartige Element (22) umfasst, die so eingerichtet sind, dass die Außenfläche (46) des dem ersten Ende (14) gegenüberliegenden Randbereiches des rohrartigen Elements (22) bei maximal weitem Einschub innerhalb des Adapterelements (24) mit seinem gesamten Umfang oder in Abschnitten des Umfangs frei vorliegt.
2. Speiserelement (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das rohrartige Element (22) in das Adapterelement (24)
(a) nicht maximal weit eingeschoben ist, so dass es weiter in das Adapterelement (24) eingeschoben werden kann, bis es von dem oder den Wegbegrenzern (26) an einem weiteren Einschub gehindert wird oder
(b) maximal weit eingeschoben ist, so dass es von dem oder den Wegbegrenzern (26) an einem weiteren Einschub gehindert wird.
3. Speiserelement (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Adapterelement (24) das zweite Ende (16) des Speiserelementes (10) bildet.
4. Speiserelement (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das rohrartige Element (22) zylindrisch ist und/oder eine Länge im Bereich von 10 bis 30 mm besitzt.
5. Speiserelement (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das rohrartige Element (22) aus einem Werkstoff gefertigt ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: metallische, keramische oder Kunststoff-Werkstoffe sowie Verbundwerkstoffe auf Basis von Metall, Keramik und/oder Kunststoff, wobei das rohrartige Element vorzugsweise aus Eisen, einer Eisenlegierung wie Stahl, Aluminium, einer AIu- miniumlegierung, einer Messinglegierung oder Keramik gefertigt ist.
6. Speiserelement (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Adapterelement (24) aus einer exothermen oder isolierenden Formmasse hergestellt ist.
7. Speiserelement (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Adapterelement (24) eine Wandung oder einen Wandungsabschnitt besitzt, dessen Dicke abschnittsweise oder überall größer ist als die Dicke des rohrartigen Elements (22) am ersten Ende (14) des Speiserelements (10).
8. Speisereinsatz (8) zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen, mit einem Hohlraum zur Aufnahme flüssigen Metalls, umfassend oder bestehend aus einem Speiserelement (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche sowie einem oberen Speiserteil (18).
9. Speisereinsatz (8) nach Anspruch 8, wobei das Speiserelement (10) und das obere Speiserteil (18) ineinander verschiebbar sind.
10. Speisereinsatz (8) nach Anspruch 8 oder 9, wobei im Speiserelement (10) das rohrartige Element (22) in das Adapterelement (24) nicht maximal weit ein- geschoben ist, so dass es weiter in das Adapterelement (24) eingeschoben werden kann, bis es von dem oder den Wegbegrenzern (26) an einem weiteren Einschub gehindert wird.
1 1. Speisereinsatz (8) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Speiserelement (10) und das obere Speiserteil (18) gemeinsam einen Hohlraum (30, 44) zur Aufnahme flüssigen Metalls bilden.
12. Speisereinsatz (8) nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , umfassend oder bestehend aus:
(a) einem zwei- oder mehrteiligen Speiserelement (10) mit einem ersten Ende (14) zum Aufsetzen auf ein Formmodell (12) und einem gegenüberliegenden zweiten Ende (16), wobei das Speiserelement (10) einen sich vom ersten zum zweiten Ende (14, 16) erstreckenden Durchlass (20) für flüssiges Metall besitzt und umfasst oder besteht aus:
(a) (i) einem das erste Ende (14) des Speiserelementes (10) bildenden rohrartigen Element (22), das am ersten Ende eine Wanddicke von maximal 1 ,5 mm besitzt,
(a) (ii) einem Adapterelement (24) mit einer Wandung, deren Dicke größer ist als die des rohrartigen Elements (22) am ersten Ende (14) des Speiserelements (10), und einer Öffnung, in die das rohrartige Element (22) so eingesetzt ist, dass es reibschlüssig mit dem Adapterelement (24) verbunden ist, und
(b) einem oberen Speiserteil (18), wobei das Speiserelement (10) über sein zweites Ende (16) mit dem oberen Speiserteil (18) verbunden ist und/oder dieses trägt, wobei das Speiserelement (10) und das obere Speiserteil (18) ineinander ver- schiebbar sind und einen Hohlraum (30, 44) bilden oder umschließen.
13. Bausatz zur Herstellung eines Speiserelements nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend ein rohrartiges Element und ein Adapterelement.
14. Bausatz zur Herstellung eines Speisereinsatzes (8) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, umfassend ein rohrartiges Element (22) und ein Adapterelement (24) zur Herstellung eines Speiserelements (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 sowie ein oberes Speiserteil (18).
15. Verfahren zur Anordnung eines Speisereinsatzes (8) in einer Gießform, mit folgenden Schritten:
Bereitstellen eines Speiserelements (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das rohrartige Element (22) in das Adapterelement (24)
(a) nicht maximal weit eingeschoben ist, so dass es weiter in das Adapterelement (24) eingeschoben werden kann, bis es von dem oder den Wegbegrenzern (26) an einem weiteren Einschub gehindert wird oder
(b) so weit eingeschoben ist, dass es von dem oder den Wegbegrenzern (26) an einem weiteren Einschub gehindert wird,
Bereitstellen eines oberen Speiserteils (18), - Aufsetzen des oberen Speiserteils (18) auf das Speiserelement (10), so dass ein Speisereinsatz (8) nach einem der Ansprüche 8 bis 12 gebildet wird, Anordnen des Speisereinsatzes (8) in einer Formmaschine, Einfüllen von Formmaterial (32) in die Formmaschine, so dass die Außenwandungen des Speisereinsatzes (8) mit dem Formmaterial (32) kontaktiert sind, - Verdichten des Formmaterials (31 ), wobei das rohrartige Element (22) im Falle (a) weiter in das Adapterelement (24) eingeschoben wird, bis es von dem oder den Wegbegrenzern (26) an einem weiteren Einschub gehindert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das obere Speiserteil (18) und das Speiserelement (10) so gewählt werden, dass beim Aufsetzen des oberen Speiserteils (18) auf das Speiserelement (10) ein Speisereinsatz (8) gebildet wird, in dem das Speiserelement (10) und das obere Speiserteil (18) ineinander verschiebbar sind, und wobei beim Verdichten des Formmaterials (32) das obere Speiserteil (18) und das Speiserelement (10) ineinander verschoben werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Formmaschine eine Modellplatte umfasst und das Speiserelement so in die Formmaschine eingesetzt wird, dass es mit seinem ersten Ende in unmittelbarem Kontakt mit der Modellplatte steht.
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