DE202013001933U1 - feeder sleeve - Google Patents
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Abstract
Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen, mit einem Formkörper (6) und einem Zuführelement (4), welche den Speiser-Hohlraum (10) zur Aufnahme flüssigen Metalls begrenzen, wobei das Zuführelement (4) eine Durchtrittsöffnung (26) für das flüssige Metall aufweist, und wobei der Formkörper (6) in Speiser-Längsrichtung relativ zu wenigstens einem Teilstück des Zuführelementes (4) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführelement (4) einen Verformungsbereich (22) aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, in zumindest einer ersten Phase einer Relativbewegung des Formkörpers (6) in Speiser-Längs- und in Richtung des Zuführelementes (4) mindestens abschnittsweise einzustülpen.Feeder insert for use when casting metals in casting molds, with a shaped body (6) and a feed element (4) which delimit the feeder cavity (10) for receiving liquid metal, the feed element (4) having a passage opening (26) for the having liquid metal, and wherein the shaped body (6) can be moved in the longitudinal direction of the feeder relative to at least a portion of the feed element (4), characterized in that the feed element (4) has a deformation region (22) which is designed to move into at least a first phase of a relative movement of the shaped body (6) in the longitudinal feeder and in the direction of the feed element (4) at least partially.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen, mit einem Formkörper und einem Zuführelement, welche den Speiser-Hohlraum zur Aufnahme flüssigen Metalls begrenzen, wobei das Zuführelement eine Durchtrittsöffnung für das flüssige Metall aufweist, und wobei der Formkörper in Speiser-Längsrichtung relativ zu wenigstens einem Teilstück des Zuführelementes bewegbar ist.The present invention relates to a feeder insert for use in casting metals in molds, comprising a shaped body and a feed member defining the feeder cavity for receiving liquid metal, the feed member having a passageway for the liquid metal, and wherein the shaped body in feeder Longitudinal direction is movable relative to at least a portion of the feed element.
Vorbekannte Speisereinsätze, auch vereinfacht als Speiser bezeichnet, werden insbesondere beim Herstellungsprozess des Gießens von Metallen in Gießformen eingesetzt. Die Speisereinsätze bilden üblicherweise einen von einem Formmaterial der Gießform umgebenen Raum aus. Der zur Aufnahme des flüssigen Metalls vorgesehene Raum in der Gießform weist einen Durchlass zum Speiser-Hohlraum auf, in welchen dann während des Gießvorganges eine Teilmenge des in die Gießform eingefüllten flüssigen Metalls aufsteigt. Das so in den Speiser gelangte flüssige Metall soll beim Erstarrungsvorgang (der mit einer Kontraktion des Gußmetalls verbunden ist) in die Gießform zurückströmen können und dort zur Kompensation bzw. als Ausgleich für den Volumenverlust dienen.Previously known feeder inserts, also referred to simply as feeders, are used in particular in the production process of casting metals into casting molds. The feeder inserts usually form a space surrounded by a mold material of the mold. The space provided for receiving the liquid metal in the casting mold has a passage to the feeder cavity, in which then during the casting process, a subset of the poured into the mold liquid metal rises. The liquid metal thus obtained in the feeder should be able to flow back into the casting mold during the solidification process (which is associated with a contraction of the cast metal) and serve there for compensation or compensation for the volume loss.
Um ein Zurückströmen des im Speiser befindlichen Metalls gewährleisten zu können, ist sicherzustellen, dass das Metall in den Speiserleitungen noch flüssig ist, während das Metall im Inneren der Gießform bereits (zum Gussstück) erstarrt. Zu diesem Zweck besteht wenigstens ein Teil des Speisereinsatzes aus einem isolierenden und/oder exothermen Material, wobei das exotherme Material durch Einbringen von flüssigem Metall, aufgrund der dabei herrschenden Temperaturen, gezündet wird. Innerhalb des Speisereinsatzes läuft dann selbstständig eine exotherme Reaktion ab, durch die dem im Speiser befindlichen Metall über eine vorbestimmte Zeitdauer Wärmeenergie zugeführt und damit das Metall im Speiser im flüssigen Zustand gehalten wird.In order to ensure a backflow of the metal in the feeder, it must be ensured that the metal in the feeder lines is still liquid, while the metal inside the casting mold is already solidifying (to the casting). For this purpose, at least part of the feeder insert consists of an insulating and / or exothermic material, wherein the exothermic material is ignited by introducing liquid metal, due to the prevailing temperatures. Within the feeder sleeve then runs independently exothermic reaction, supplied by the metal located in the feeder over a predetermined period of time thermal energy and thus the metal is kept in the feeder in the liquid state.
Aus der
Ausgehend von der vorstehend angeführten Problematik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen Speisereinsatz anzugeben, der beim Herstellen der Gießform hohen Verdichtungsdrücken standhält und bei dessen Verwendung zudem das Risiko des Eindringens von Formmaterial bzw. Speisermaterial in den Gießhohlraum reduziert ist.Based on the above-mentioned problem, the invention is therefore an object of the invention to provide a feeder insert that withstands high compression pressures in the manufacture of the mold and the use of which, moreover, the risk of penetration of molding material or feeder material is reduced in the casting cavity.
Die Erfindung löst die ihr zugrundeliegende Aufgabe bei einem Speisereinsatz der eingangs genannten Art dadurch, dass das Zuführelement einen Verformungsbereich aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, in zumindest einer ersten Phase einer Relativbewegung des Formkörpers in Speiser-Längs- und (gleichzeitig) in Richtung des Zuführelementes mindestens abschnittsweise einzustülpen.The invention solves the underlying task in a feeder insert of the type mentioned in that the feed has a deformation region, which is adapted, in at least a first phase of a relative movement of the shaped body in feeder longitudinal and (at the same time) in the direction of the feed at least in sections.
Die Erfindung betrifft somit einen Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen, mit einem Formkörper und einem Zuführelement, welche den Speiser-Hohlraum zur Aufnahme flüssigen Metalls begrenzen, wobei das Zuführelement eine Durchtrittsöffnung für das flüssige Metall aufweist, und wobei der Formkörper in Speiser-Längsrichtung relativ zu wenigstens einem Teilstück des Zuführelementes bewegbar ist, wobei das Zuführelement einen Verformungsbereich aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, in zumindest einer ersten Phase einer Relativbewegung des Formkörpers in Speiser-Längs- und in Richtung des Zuführelementes (d. h. bei einer Relativbewegung in Richtung des Zuführelementes und dabei gleichzeitig in Speiser-Längsrichtung) mindestens abschnittsweise einzustülpen. Ein solches Zuführelement stülpt sich also ein, wenn eine Relativbewegung des Formkörpers in Speiser-Längs- und in Richtung des Zuführelementes durchgeführt wird; eine Einstülprichtung ist dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht fest vorgegeben, üblicherweise und vorzugsweise ist das Zuführelement jedoch so ausgestaltet, dass es sich bei der besagten Relativbewegung in Richtung Speiser-Hohlraum einstülpt.The invention thus relates to a feeder insert for use in the casting of metals in molds, comprising a shaped body and a feed element, which delimit the feeder cavity for receiving liquid metal, wherein the feed element has a passage opening for the liquid Metal, and wherein the shaped body is movable in the feeder longitudinal direction relative to at least a portion of the feed element, wherein the feed element has a deformation region which is adapted, in at least a first phase of a relative movement of the shaped body in Speiser longitudinal and in direction the feeding element (ie in a relative movement in the direction of the feed element and at the same time in the feeder longitudinal direction) at least partially einzustflpen. Such a feed element thus inverts when relative movement of the shaped body in the feeder longitudinal direction and in the direction of the feed element is carried out; An insertion direction is not fixed in the context of the present invention, but usually and preferably, the feed element is designed so that it inverts in the direction of the feeder cavity during said relative movement.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass auf eine Ausgestaltung mit teleskopartig über das Zuführelement schiebbarem Speiser-Formkörper verzichtet werden und die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst werden kann, wenn ein Zuführelement vorgesehen wird, welches einen einstülpbaren Verformungsbereich besitzt. Ein solcher erfindungsgemäß ausgebildeter Verformungsbereich wird vorzugsweise entlang eines vorbestimmten Abschnittes, vorzugsweise in Richtung Speiser-Hohlraum eingestülpt, wobei die aufgrund der Formmaterialverdichtung auf den Speisereinsatz einwirkenden Stauchkräfte durch eine Ausgleichbewegung des Verformungsbereiches vorteilhaft ausgeglichen oder aufgenommen werden können. Damit ist das Risiko des Zerbrechens oder der sonstigen Beschädigung der Speisereinsätze auch bei unsachgemäßer Handhabung reduziert.The invention is based on the finding that it dispenses with an embodiment with a telescoping mold body which can be pushed telescopically over the feed element and that the object according to the invention can be achieved if a feed element is provided which has an insertable deformation region. Such a deformation region designed according to the invention is preferably invaginated along a predetermined section, preferably in the direction of the feeder cavity, wherein the compression forces acting on the feeder insert due to the compression of the material can advantageously be compensated or absorbed by a compensating movement of the deformation zone. This reduces the risk of breakage or other damage to the feeder inserts even if handled improperly.
Vorzugsweise ist der Verformungsbereich eingerichtet, in Richtung des Innenraumes des Formkörpers einzustülpen. Durch Bewegen des Formkörpers in Speiser-Längsrichtung relativ zu wenigstens einem Teilstück des Zuführelementes, d. h. durch Stauchen des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes, wird erreicht, dass wenigstens ein Abschnitt des Verformungsbereiches des Zuführelementes zumindest über eine vorbestimmte Wegstrecke in einen mit dem Zuführelement korrespondierenden Bereich des Formkörpers für das flüssige Metall hineinragt. Mit dem Einstülpen eines Abschnittes des Verformungskörpers in den Formkörper sind eine vorteilhaft verkürzte Ausgestaltung des Zuführelementes und damit ein verringerter Abstand des Formkörpers zum zu erzeugenden Gussteil erreicht. Mit der Stauchbewegung des Speisereinsatzes erfolgt gleichzeitig ein Stauchen des Zuführelementes, wobei der Verformungsbereich des Zuführelementes vorzugsweise derart ausgebildet bzw. dazu eingerichtet ist, dass dieser nach zumindest einer ersten Phase der Relativbewegung zwischen Formkörper und Zuführelement zwei etwa parallel in Speiser-Längsrichtung, und damit auch bevorzugt in Richtung der Speiser-Längsachse, verlaufende Wandabschnitte aufweist.The deformation region is preferably set up in the direction of the interior of the molded body. By moving the shaped body in the feeder longitudinal direction relative to at least a portion of the feed element, d. H. By upsetting the feeder insert according to the invention, it is achieved that at least a portion of the deformation region of the feed element projects at least over a predetermined distance into a region of the shaped body for the liquid metal which corresponds to the feed element. With the invagination of a portion of the deformation body in the molding an advantageously shortened configuration of the feed and thus a reduced distance of the molding to the casting to be produced are achieved. With the compression movement of the feeder insert is simultaneously compressing the feed element, wherein the deformation region of the feed element is preferably designed or adapted to this after at least a first phase of the relative movement between the molding and feed two approximately parallel in the feeder longitudinal direction, and thus also preferably in the direction of the feeder longitudinal axis, extending wall sections.
Der Verformungsbereich des Zuführelementes ist vorzugswseise dazu eingerichtet, in Richtung des Formkörpers (zumindest im Wesentlichen) totraumfrei einzustülpen; dies bedeutet, dass nach dem Einstülpen keine Teile des (eingestülpten) Zuführelements flüssiges Metall dadurch am Abfließen aus dem Speiser-Hohlraum hindern, dass sie innerhalb des Hohlraums einen Totraum ausbilden. Vorzugsweise und bei entsprechender Ausgestaltung des Speisereinsatzes wird so gewährleistet, dass in den Speiser-Hohlraum eintretendes flüssiges Metall nicht durch Teile bzw. Abschnitte des ein- bzw. umgestülpten Verformungsbereiches im Speiser-Hohlraum während des Erstarrens des Gussstückes zurückgehalten wird. Alternativ ist es in manchen Fällen vorteilhaft, den hülsenartigen Verformungsbereich des Zuführelementes derart auszugestalten, dass dieser einen deutlich geringeren Querschnitt im Vergleich zum freien Querschnitt des Speiser-Hohlraumes aufweist. Damit stehen oder ragen die eingestülpten Materialabschnitte frei in den Speiser-Hohlraum hinein (d. h. die eingestülpten Materialabschnitte stehen nicht mit der Innenwandung des Speiser-Hohlraumes in Kontakt).The deformation region of the feed element is vorzugswseise set up in the direction of the shaped body (at least substantially) einzustülpen free of dead space; this means that after being inverted, no parts of the (invaginated) supply element prevent liquid metal from flowing out of the feeder cavity in such a way that they form a dead space within the cavity. Preferably and with a corresponding configuration of the feeder insert, it is thus ensured that liquid metal entering the feeder cavity is not retained by parts or sections of the deformed or inverted deformation region in the feeder cavity during the solidification of the casting. Alternatively, it is advantageous in some cases, the sleeve-like deformation region of the feed element to design such that it has a much smaller cross-section compared to the free cross-section of the feeder cavity. Thus, the invaginated portions of material project or protrude freely into the feeder lumen (i.e., the invaginated portions of material do not contact the inner wall of the feeder lumen).
Bevorzugt ist der Verformungsbereich eines Zuführelements eines erfindungsgemäßen Speisereinsatzes so ausgestaltet, dass nach dem Einstülpen wenigstens ein Wandungsteil des eingestülpten Abschnittes des Verformungsbereiches an einem Wandbereich des Formkörpers anliegt. Dadurch ist erreicht, dass über die Durchtrittsöffnung des Zuführelementes in den Speisereinsatz aufsteigendes flüssiges Metall nicht zwischen die Innenwandung des Formkörpers und den sich daran abstützenden Wandungsteil des eingestülpten Abschnittes eindringen kann. Damit ist eine zusätzliche Dichtfunktion durch den sich in Richtung des Innenraumes des Formkörpers einstülpenden Verformungsbereich geschaffen. Darüber hinaus hat das Abstützen des in den Speiser-Hohlraum des Formkörpers eingestülpten Abschnitts des Zuführelementes den Vorteil, dass während der Relativbewegung des Formkörpers zum Zuführelement eine Führung des Verformungsbereiches erfolgt, was eine bevorzugt konzentrische Ausrichtung von Formkörper und Zuführelement gewährleistet. Ein seitliches bzw. einseitiges Ausknicken des Zuführelementes bzw. ein schräges Verlaufen des Zuführelementes während der Stauchbewegung (d. h. der besagten Relativbewegung) des erfindungsgemäßen Speiseeinsatzes ist dementsprechend vermieden.Preferably, the deformation range of a feed element of a feeder insert according to the invention is designed so that after the invagination at least one wall part of the invaginated portion of the deformation region rests against a wall region of the shaped body. It is thereby achieved that via the passage opening of the feed element in the feeder insert rising liquid metal can not penetrate between the inner wall of the shaped body and the wall part of the invaginated portion supporting it. Thus, an additional sealing function is provided by the bulging in the direction of the interior of the molding deformation region. In addition, the supporting of the in the feeder cavity of the shaped body invaginated portion of the feed element has the advantage that during the relative movement of the shaped body to the feed element, a guide of the deformation region, which ensures a preferably concentric alignment of the molded body and feeding. A lateral or one-sided buckling of the feed element or an oblique running of the feed element during the compression movement (i.e., the said relative movement) of the feed insert according to the invention is accordingly avoided.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Verformungsbereich dazu eingerichtet, während einer der ersten Phase nachfolgenden zweiten Phase der Stauchbewegung, d. h. der Relativbewegung zwischen Formkörper und Zuführelement vorzugsweise vollumfänglich entlang eines Teilstücks einzuknicken. Mit dem Einknicken eines Teilstückes des Verformungsbereiches wird auf vorteilhafte Weise eine Begrenzung der Einstülptiefe des Zuführelementes innerhalb des Formkörpers erreicht. Der Verformungsbereich ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass das Einknicken des Teilstücks bzw. die Ausbildung des erzeugten Knickbereiches in einem Abschnitt des Verformungsbereiches erfolgt, welcher der Durchtrittsöffnung des Zuführelementes näher ist als der (in der ersten Phase der Relativbewegung) eingestülpte Abschnitt. Der Einknickvorgang hat dabei bei entsprechender Ausgestaltung des Verformungsbereiches und des Speiser-Formkörpers keinen Einfluss auf den Abschnitt des Verformungsbereichs, der sich bereits in der ersten Phase der Relativbewegung zwischen Formkörper und Zuführelement an die Innenwandung des Formkörpers angelegt hat. Der eingestülpte Abschnitt und der Knickbereich des Verformungsbereiches bilden nach vollzogener Relativbewegung vorzugsweise aneinander angrenzende kegel- oder zylinderförmige Mantelflächen. Mit der zunächst sprachlichen Unterteilung der Relativbewegung in eine „erste” und eine „zweite” Phase ist nicht gemeint, dass die Stauchbewegung des Speisereinsatzes in der Praxis zeitlich unterbrochen wird. Die Stauchbewegung läuft vielmehr in der Praxis zumindest nahezu ohne zeitliche Unterbrechung ab. Die Unterteilung der Relativbewegung von Formkörper und Zuführelement in zwei Phasen beschreibt aber zwei in bestimmten Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Speisereinsatzes nacheinander ablaufende plastische Verformungsprozesse. Das Einknicken eines Teilstückes des Verformungsbereiches in einer zweiten (Stauch-)Phase ist aber optional: Je nach Ausgestaltung von Formkörper und Zuführelement und abhängig vom Verdichtungsprozeß und der damit verbundenen Stauchung des Speisereinsatzes wird es nicht zwangsläufig zu einem Einknicken eines Teilstücks des Verformungsbereiches des Zuführelementes kommen.According to one embodiment of the invention, the deformation range is set up during one of the first phase subsequent second phase of the compression movement, ie the relative movement between the molding and the feed preferably full along a section to buckle. With the buckling of a portion of the deformation region, a limitation of the insertion depth of the feed element is achieved within the molding in an advantageous manner. The deformation region is preferably designed such that the buckling of the section or the formation of the generated buckling region takes place in a section of the deformation region, which is closer to the passage opening of the feed element than the section (in the first phase of the relative movement). The Einknickvorgang has with appropriate design of the deformation region and the Speiser-shaped body no effect on the portion of the deformation region, which has already created in the first phase of the relative movement between the molding and the feed element to the inner wall of the molding. The invaginated portion and the bending region of the deformation region form after completion of relative movement preferably adjacent cone-shaped or cylindrical lateral surfaces. The linguistic subdivision of the relative movement into a "first" and a "second" phase does not mean that the compression movement of the feeder insert is interrupted in practice. Rather, the compression movement runs in practice at least almost without a time interruption. However, the subdivision of the relative movement of the molded body and the feeding element into two phases describes two plastic deformation processes which proceed successively in certain embodiments of a feeder insert according to the invention. The buckling of a portion of the deformation region in a second (compression) phase is optional: Depending on the configuration of the molding and the feed element and depending on the compression process and the associated compression of the feeder insert, it will not necessarily come to a buckling of a portion of the deformation of the feed ,
Bevorzugt ist das Zuführelement mit dem Formkörper eines erfindungsgemäßen Speisereinsatzes über einen Koppelbereich verbunden, der einen stabilen Verbund zwischen Zuführelement und Formkörper während des Einstülpvorganges gewährleistet. Über den vorhandenen Koppelbereich ist eine sichere Verbindung zwischen Formkörper und Zuführelement gewährleistet, mit der auf vorteilhafte Weise verhindert ist, dass das Zuführelement während der Relativbewegung ausweicht und somit der Vorgang des Einstülpen des Verformungsbereiches in einem Abschnitt des Formkörpers hinein unbeabsichtigt unterbrochen oder fehlgerichtet wird.Preferably, the feed element is connected to the shaped body of a feeder insert according to the invention via a coupling region which ensures a stable bond between the feed element and the molded article during the insertion process. Over the existing coupling region, a secure connection between the molded body and the feeding element is ensured, which advantageously prevents the feeding element from escaping during the relative movement and thus unintentionally interrupting or misdirecting the process of invagination of the deformation region in a section of the molded body.
Bevorzugt weist das Zuführelement einen am Formkörper angreifenden Stützbereich zur Ausbildung eines Koppelbereiches zwischen Zuführelement und Formkörper auf. Die Ausbildung eines Stützbereiches, welcher bevorzugt formschlüssig mit dem Formkörper in Anlage gebracht ist, stellt eine konstruktiv einfache Möglichkeit zur Ausbildung eines Koppelbereiches zwischen Formkörper und Zuführelement dar. Der am Formkörper angreifende Stützbereich des Zuführelementes bildet ein gegen die Relativbewegung des Formkörpers wirkendes Widerlager, das bei der Stauchbewegung des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes in Richtung beispielsweise einer Formplatte der Gießform bewegt wird. Der Stützbereich ist unmittelbar mit dem Verformungsbereich des Zuführelementes verbunden, wodurch eine vorteilhaft feste und zugleich sichere Verbindung zwischen beiden Abschnitten des Zuführelementes bewirkt ist.The feeding element preferably has a supporting region engaging the shaped body for forming a coupling region between the feeding element and the shaped body. The formation of a support region, which is preferably brought into positive contact with the molded body, represents a structurally simple way to form a coupling region between the molded body and the feed element. The supporting on the shaped body support portion of the feed forms an acting against the relative movement of the molding abutment, the at the compression movement of the feeder insert according to the invention in the direction of, for example, a mold plate of the mold is moved. The support region is directly connected to the deformation region of the feed element, whereby an advantageous solid and secure connection between the two sections of the feed element is effected.
Vorzugsweise weist der Speisereinsatz eine Speiser-Längsachse auf, wobei der Stützbereich des Zuführelementes ein mit der Unterseite des Formkörpers in Kontakt stehender sich im Wesentlichen radial zur Speiser-Längsachse erstreckender Kragen ist. Mit einem derartig ausgebildeten Kragen, der an der Unterseite des Formkörpers anliegt, ist eine optimale Kraftübertragung der aus der Relativbewegung herrührenden und auf das Zuführelement übertragenen Druckkräfte für die Umformung des Verformungsbereiches des Zuführelementes gewährleistet. Der an der Unterseite des Formkörpers anliegende Kragen weist vorzugsweise einen entsprechenden seitlichen Überstand von wenigstens 4 mm (vorzugsweise wenigstens 11 mm, besonders bevorzugt wenigstens 15 mm) und vorzugsweise eine Materialstärke im Bereich von 0,2 mm bis 0,8 mm, vorzugsweise ca. 0,5 mm auf.Preferably, the feeder insert has a feeder longitudinal axis, wherein the support region of the feed element is a collar which is in contact with the underside of the shaped body and extends essentially radially to the feeder longitudinal axis. With such a collar formed, which rests against the underside of the molded body, an optimal force transmission of the resulting from the relative movement and transmitted to the feed pressure forces for the deformation of the deformation region of the feed is ensured. The collar resting against the underside of the molded body preferably has a corresponding lateral projection of at least 4 mm (preferably at least 11 mm, more preferably at least 15 mm) and preferably a material thickness in the range from 0.2 mm to 0.8 mm, preferably approx. 0.5 mm.
Der Verformungsbereich des Zuführelementes eines erfindungsgemäßen Speisereinsatzes weist bevorzugt eine zylindrische Hülse auf bzw. ist aus einer zylindrischen Hülse ausgebildet, die (vor der Relativbewegung) im Übergang zum Stützbereich eine nach außen umkragende, sickenartige Vertiefung aufweist. Mit einer solchen nach außen vorstehenden sickenartigen Vertiefung am oberen Ende der zylindrischen Hülse erfährt der Verformungsbereich des erfindungsgemäß ausgebildeten Zuführelementes beim Staucheneine gewünschte Umformbewegung, die während des Einstülpens in beispielsweise einem entsprechend stabil ausgebildeten Teilabschnitt des Zuführelementes selbst oder entlang eines Abschnittes des Formkörpers positioniert ist. Die sickenartige Vertiefung am oberen Ende des Verformungsbereiches des Zuführelementes weist vorzugsweise eine Breite im Bereich von 3 bis 5 mm, vorzugsweise etwa 3 mm, und eine Tiefe im Bereich von 2 bis 8 mm, bevorzugt etwa 4 mm auf. Vorzugsweise ist im Übergangsbereich zwischen der sich in Speiser-Längsrichtung erstreckenden zylindrischen Hülse des Verformungsbereiches und einem sich radial am oberen Ende der Hülse erstreckenden Ringabschnitt, welcher den Grund der sickenartigen Vertiefung ausbildet ein abgerundeter bzw. gekrümmter Übergang mit einem Radius zwischen 1 und 2 mm vorgesehen.The deformation region of the feed element of a feeder insert according to the invention preferably has a cylindrical sleeve or is formed from a cylindrical sleeve which (before the relative movement) has an outwardly projecting, bead-like depression in the transition to the support region. With such an outwardly projecting bead-like depression at the upper end of the cylindrical sleeve, the deformation region of the feed element according to the invention undergoes a desired forming movement during the upsetting, which is positioned during the insertion in, for example, a correspondingly stable section of the delivery element itself or along a section of the shaped article. The bead-like depression at the upper end of the deformation region of the feed element preferably has a width in the range of 3 to 5 mm, preferably about 3 mm, and a depth in the range of 2 to 8 mm, preferably about 4 mm. Preferably, in the transition region between the extending in the feeder longitudinal direction cylindrical sleeve of the deformation region and a radially extending at the upper end of the sleeve ring portion which forms the bottom of the bead-like depression provided a rounded or curved transition with a radius between 1 and 2 mm.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Zuführelement einen sich unterhalb des Verformungsbereiches konisch verjüngenden Ansatzbereich auf, was den Vorteil hat, dass der erfindungsgemäße Speisereinsatz eine vergleichsweise geringe Stellfläche bzw. Ansatzfläche an eine Modellplatte einer Gießform besitzt. Bevorzugt verjüngt sich das Zuführelement auf weniger als die Hälfte des Hülsen-Querschnitts des Verformungsbereiches, wodurch sich eine wirkungsvolle Dichtspeisung auch bereits bei relativ kleinen Gussstücken umsetzen lässt. Bevorzugt ist zwischen der zylindrisch ausgebildeten Hülse und dem konusförmigen Ansatzbereich ein Winkel im Bereich von 25° bis 40°, vorzugsweise etwa 32,5° vorgesehen. Die Verwendung eines sich konisch verjüngenden Ansatzbereiches hat darüber hinaus den Vorteil, dass der Ansatzbereich eine optimale Formfestigkeit bzw. Steifigkeit gegenüber der aus der Verdichtung und der damit verbundenen Relativbewegung des Formkörpers herrührenden Druckbelastung aufweist. Mit dem konusförmig ausgebildeten Ansatzbereich ist zudem vorteilhaft die Höhe des Verformungsbereiches des Zuführelementes begrenzt, wodurch stets eine ausreichende Kraftwirkung auf den Ansatzbereich für eine abdichtende Anlage an der Gießform gewährleistet ist.According to an advantageous embodiment of the invention, the feed element has a tapered below the deformation region neck region, which has the advantage that the feeder insert according to the invention has a comparatively small footprint or approach surface on a model plate of a mold. Preferably, the feed element tapers to less than half of the sleeve cross-section of the deformation region, whereby an effective Dichtspeisung can be implemented even at relatively small castings. Preferably, an angle in the range of 25 ° to 40 °, preferably about 32.5 ° provided between the cylindrically shaped sleeve and the cone-shaped neck region. The use of a conically tapered neck region also has the advantage that the neck region has an optimum dimensional stability or rigidity with respect to the pressure load resulting from the compression and the associated relative movement of the molded body. With the cone-shaped neck region also advantageously the height of the deformation region of the feed is limited, whereby always a sufficient force on the neck region for a sealing contact with the mold is guaranteed.
Bevorzugt ist der Ansatzbereich mit einer Brechkante ausgerüstet, die vorzugsweise Teil eines Brechkerns ist. Durch das Ausrüsten des Zuführelementes mit vorzugsweise einem metallischen Brechkern ist eine schärfere Brechkante erzielt, wodurch eine deutlich reduzierte Nacharbeit an dem herzustellenden Gussteil bewirkt ist. Zudem kann die Stell- bzw. Ansatzfläche für den erfindungsgemäßen Speisereinsatz bei Verwendung einer Brechkante relativ klein gehalten werden.The attachment region is preferably equipped with a break edge, which is preferably part of a breaker core. By equipping the feed element with preferably a metallic breaker core, a sharper breaking edge is achieved, as a result of which significantly reduced reworking on the casting to be produced is effected. In addition, the setting or approach surface for the feeder insert according to the invention can be kept relatively small when using a breaking edge.
Bevorzugt weist der Ansatzbereich des Zuführelementes in einer alternativen Ausführungsform des Erfindung in Erstreckungsrichtung (von Ansatzfläche zur zylindrischen Hülse) verlaufende Sicken auf, so dass die Widerstandsfähigkeit bzw. die Steifigkeit hinsichtlich der auf den Ansatzbereich einwirkenden Druckkräfte vorteilhaft erhöhen ist. Damit lässt sich das Risiko minimieren, dass der Ansatzbereich während des Verdichtungsvorganges des Formmaterials für die Gießform eine plastische Verformung erfährt. Bevorzugt sind mehrere Sicken gleichmäßig über den Umfang des sich konusförmig verjüngenden Ansatzbereiches verteilt. Vorzugsweise weist der Ansatzbereich mindestens vier Sicken auf, die sich vorzugsweise über dessen gesamte Länge (von Ansatzfläche zur zylindrischen Hülse) erstrecken.Preferably, in an alternative embodiment of the invention, the attachment region of the delivery element extends in the direction of extent (from shoulder surface to cylindrical sleeve), so that the resistance or rigidity with respect to the pressure forces acting on the attachment region is advantageously increased. This minimizes the risk that the attachment area undergoes plastic deformation during the compression process of the mold material for the mold. Preferably, a plurality of beads are distributed uniformly over the circumference of the cone-shaped tapered neck region. The attachment region preferably has at least four beads which preferably extend over its entire length (from the contact surface to the cylindrical sleeve).
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Formkörper und/oder das Zuführelement Führungsflächen zur Führung eines Zentrierkerns aufweisen; vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Speisereinsatz als selbstzentrierender Speisereinsatz ausgestaltet. Die Verwendung eines Zentrierkerns, auch bezeichnet als Zentrierdorn, ist immer dann von Vorteil, wenn eine gezielte Ausrichtung des Speisereinsatzes zur Modellplatte einer Gießform notwendig ist. Der Einsatz eines Zentrierkerns und die Ausgestaltung des Speisereinsatzes als selbstzentrierender Speisereinsatz vereinfacht dessen Handhabung auf vorteilhafteWeise. Ein erfindungsgemäßer und selbstzentrierend ausgestalteter Speisereinsatz weist vorzugsweise in seinem sich verjüngenden Ansatzbereich parallel zur Speiser-Längsachse verlaufende Führungsflächen und der Formkörper in einem oberen, waagerecht verlaufenden Wandungsteil eine koaxial zur Speiser-Längsachse angeordnete Zentrierausnehmung für einen oberen Endabschnitt des Zentrierkerns, vorzugsweise einer Zentrierspitze, auf.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the shaped body and / or the feed element have guide surfaces for guiding a centering core; Preferably, the feeder insert according to the invention is designed as a self-centering feeder insert. The use of a centering core, also referred to as a centering mandrel, is always advantageous if a targeted alignment of the feeder insert to the model plate of a casting mold is necessary. The use of a centering core and the design of the feeder insert as a self-centering feeder simplifies its handling in an advantageous manner. An inventive and selbstzentrierend ausgestalteter feeder insert preferably has in its tapered shoulder portion parallel to the feeder longitudinal axis extending guide surfaces and the molding in an upper, horizontally extending wall portion coaxial with the feeder longitudinal axis arranged centering for an upper end portion of the centering, preferably a centering on ,
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes sieht vor, dass das Material für das Zuführelement aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet ist oder einen solchen Werkstoff umfasst. Der Einsatz eines bevorzugt metallischen Werkstoffes für das zur Ausgestaltung des Zuführelementes verwendeten Materials hat sich aufgrund der vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich der Temperaturbeständigkeit in Bezug auf das darüber aufsteigende flüssige Metall und seiner Verformungsfähigkeit des Verformungsbereiches hinsichtlich des damit umzusetzenden Einstülpvorganges bewährt. Das Zuführelement ist eingerichtet, dass die plastische Verformung über den Verformungsbereich umsetzbar ist, ohne dass Materialabschnitte des Verformungsbereiches strukturell geschwächt werden. Damit ist auf vorteilhafte Weise einem Materialbruch vorgebeugt. Bevorzugt findet ein kaltgewalzter Umformstahl als beispielhafte Möglichkeit zur Ausbildung des Zuführelementes Anwendung.An advantageous embodiment of the feeder insert according to the invention provides that the material for the feed element is formed from a metallic material or comprises such a material. The use of a preferably metallic material for the material used for the design of the feed element has proven itself due to the advantageous properties in terms of temperature resistance with respect to the liquid metal rising above it and its deformability of the deformation region with respect to the invagination process to be implemented therewith. The feed element is set up such that the plastic deformation can be converted over the deformation area without structurally weakening material sections of the deformation area. This is advantageously prevented material fracture. Preferably, a cold-rolled forming steel is used as an exemplary option for forming the feed element.
Vorzugsweise ist das Material für den Formkörper ein exotherme und/oder isolierende Eigenschaften aufweisender Werkstoff oder umfasst einen solchen Werkstoff. Mit dem eingesetzten Werkstoff, der sowohl exotherme als auch isolierende Eigenschaften aufweist, ist auf vorteilhafte Weise erreicht, dass das in den Speiser-Hohlraum aufsteigende flüssige Metall über einen ausreichend langen Leitraum im flüssigen Zustand gehalten wird. Die Ausgestaltung der Aussen- und Innenkontur des Formkörpers und dessen Wandstärke, ist vorzugsweise auf die Größe des Gussteiles und damit auf dessen Gussvolumen und der daraus resultierende Vorhaltezeiten für das flüssig zu haltende Metall abgestimmt bzw. angepasst. Der Formkörper zündet bevorzugt nach dem Einströmen des flüssigen Metalls in den Speiser-Hohlraum selbsttätig.Preferably, the material for the shaped body is an exothermic and / or insulating properties exhibiting material or comprises such a material. With the material used, which has both exothermic and insulating properties, is achieved in an advantageous manner that the ascending into the feeder cavity liquid metal is maintained over a sufficiently long Leitraum in the liquid state. The configuration of the outer and inner contour of the molding and its wall thickness, is preferably on the size of the casting and thus on the Cast volume and the resulting retention times for the metal to be kept liquid tuned or adjusted. The shaped body preferably ignites automatically after the inflow of the liquid metal into the feeder cavity.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Gießform, für die selbstständiger Schutz beantragt wird, mit einem Speisereinsatz, der erfindungsgemäß nach einem der Ansprüche 1 bis 15 ausgebildet ist. Das Ausrüsten einer Gießform mit wenigstens einem solch erfindungsgemäß ausgebildeten Speisereinsatz ermöglicht eine vereinfachte Verdichtung des unter anderem auch den Speisereinsatz umhüllenden Formmaterials. Der erfindungsgemäße Speisereinsatz gewährleistet eine vorteilhafte Stauchbewegung während des Verdichtens des Formmaterials, sodass auch relativ hohe Verdichtungsdrücken problemlos an der Gießform erzeugt werden. Zudem ist mit dem Verformungsbereich am erfindungsgemäßen Zuführelement das Risiko des Eindringens von Formmaterial und/oder Abriebmaterial in die Gießform vorteilhaft reduziert. Das wirkt sich ebenfalls auch vorteilhaft auf die Ausfallsicherheit und die Produktivität des Herstellungsprozesses aus.A further aspect of the invention relates to a casting mold for which independent protection is requested, with a feeder insert which according to the invention is designed according to one of
Mit dem oben angeführten Speiser ist ein Verfahren zur Anordnung eines Speisereinsatzes in einer Gießform, mit den folgenden Schritten umsetzbar; Bereitstellen eines Speisereinsatzes nach einem der Ansprüche 1 bis 15, Anordnen des Speisereinsatzes in einer Formmaschine, so dass der Formkörper und das Zuführelement in einer Anordnung vorliegen, aus der heraus der Formkörper relativ zu wenigstens einem Teilstück des Zuführelementes bewegbar ist, Einfüllen von Formmaterial in die Formmaschine, so dass die Außenwandung des Speisereinsatzes mit dem Formmaterial in Kontakt gebracht ist, sowie Verdichten des Formsandes, so dass der Formkörper relativ zum Zuführelement verschoben wird und wenigstens ein Abschnitt des Verformungsbereiches des Zuführelementes eingestülpt wird. Die in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einsatz kommende Formmaschine umfasst bevorzugt eine Modellplatte (d. h. eine Modelleinrichtung für Formmaschinen, in der Regel bestehend aus einer flachen Platte mit eingegossenen oder mechanisch befestigten Modellen). Das Zuführelement wird vorzugsweise derart angeordnet, dass es vor dem Verdichtungsvorgang des Formmaterials in unmittelbarem Kontakt mit der Oberfläche der Modellplatte steht. Ein unmittelbarer Kontakt mit der Modellplatte wird speziell dann von Vorteil, wenn in das Zuführelement eine Brechkante integriert ist, die bevorzugt Teil eines Brechkerns ist. Alternativ wird der Speisereinsatz zusammen mit einem Zentrierkern bzw. Zentrierdorn verwendet, mit dem die Ausrichtung des Speisereinsatzes zur Modellplatte vereinfacht ist, jedoch das Zuführelement weiterhin in direktem Kontakt mit der Oberfläche der Modellplatte steht.With the above-mentioned feeder, a method for arranging a feeder insert in a mold, with the following steps is feasible; Providing a feeder sleeve according to one of
Eine weitere alternative Ausführungsform sieht die Verwendung eines Zentrierkerns vor, welcher dazu eingerichtet ist, dass nur der Zentrierkern nach dem Einsetzen des Speisereinsatzes in die Formmaschine vorzugsweise in unmittelbarem Kontakt mit der Modellplatte steht. Der Speisereinsatz selbst steht dann unmittelbar mit dem Zentrierkern in Kontakt. Zum Zentrierkerns (Zentrierdorn) gehört dabei bevorzugt ein Zentrierring, mit dem der Ansatzbereich des Zuführelementes im Abstand zur Oberfläche der Modellplatte gehalten wird, so dass ein Spalt zwischen dem Ansatzbereich des Speisereinsatzes und der Modellplatte erzeugt ist. Das Spaltmaß beträgt bevorzugt weniger als 1 mm, vorzugsweise weniger als 0,5 mm, besonders bevorzugt weniger als 0,3 mm.A further alternative embodiment provides for the use of a centering core, which is set up so that only the centering core is preferably in direct contact with the model plate after insertion of the feeder insert into the molding machine. The feeder insert itself is then directly in contact with the centering core. The centering core (centering mandrel) preferably includes a centering ring with which the approach region of the feed element is kept at a distance from the surface of the model plate, so that a gap is created between the attachment region of the feeder insert and the model plate. The gap is preferably less than 1 mm, preferably less than 0.5 mm, particularly preferably less than 0.3 mm.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass ein Abschnitt des Verformungsbereiches des Zuführelementes in Richtung des Innenraumes des Formkörpers (d. h. in Richtung des Speiser-Hohlraumes) eingestülpt wird, wenn der Formkörper in Speiser-Längsrichtung auf das Zuführelement zubewegt wird, vorzugsweise über das Zuführelement geschoben wird. Das Einstülpen des Verformungsbereiches in zumindest einen Abschnitt des Speiser-Hohlraumes hinein hat den Vorteil, dass der Formkörper nahezu vollständig über das Zuführelement bewegt wird. Dadurch kann, in Abhängigkeit von der Menge des unterhalb des Formkörpers eingefüllten Formmaterials, der Formkörper gegebenenfalls unmittelbar in Anlage mit der Modellplatte der Gießform gebracht werden.A preferred embodiment of the method is characterized in that a portion of the deformation region of the feed element in the direction of the interior of the shaped body (ie in the direction of the feeder cavity) is invaginated when the shaped body is moved in the feeder longitudinal direction of the feed, preferably via the feeding element is pushed. The invagination of the deformation region into at least a portion of the feeder cavity has the advantage that the shaped body is moved almost completely over the feed element. As a result, depending on the amount of the molding material introduced below the molding, the molding may optionally be brought into direct contact with the mold plate of the casting mold.
Hinsichtlich weiterer Ausgestaltungen des Verfahrens wird auf die obigen Erläuterungen zu den bevorzugten Ausgestaltungsformen des beschriebenen Speisereinsatzes verwiesen.With regard to further embodiments of the method, reference is made to the above explanations of the preferred embodiments of the described feeder insert.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand möglicher Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren erläutert. Hierbei zeigen:The invention will be explained with reference to possible embodiments with reference to the accompanying figures. Hereby show:
In
In
In
In
Nach dem Aufsetzen des erfindungsgemäßen Speisereinsatzes
In einem nicht näher gezeigten, alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der erfindungsgemäße Speisereinsatz zusammen mit einem Zentrierkern eingesetzt, der keinen Zentrierring aufweist bzw. umfasst. In diesem Fall ist bewirkt, dass der Ansatzbereich des Zuführelements des Speisereinsatzes nach dem Einsetzen in die Formmaschine trotz Verwendung eines Zentrierkerns unmittelbar in Kontakt mit der Oberfläche der Modelplatte steht.In an alternative embodiment of the invention, not shown in greater detail, the feeder insert according to the invention is used together with a centering core, which has or does not comprise a centering ring. In this case, the insert portion of the feeder sleeve is caused to be in direct contact with the surface of the pattern plate after insertion into the molding machine despite the use of a centering core.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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