DE9303392U1 - Feeder insert - Google Patents

Description

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PATENTANWÄLTE ** EUROPEAN PATENTATTORNEYSPATENT ATTORNEYS ** EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Chemex GmbH 381-008Chemex GmbH 381-008

SPEISEREINSATZFEEDER INSERT

Die Erfindung betrifft einen Speisereinsatz, der zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Sand-Gießformen bestimmt ist und aus einem hohlen Formkörper aus isolierendem und/oder exothermen Material besteht, welcher an seinem oberen Abschluß einen Deckel und an seinem unteren Abschluß eine gegenüber der Innenwandung verengte Speiseöffnung aufweist. Der Deckel ist dabei häufig mit einem oder mehreren Löchern versehen, und die verengte Speiseöffnung wird dabei in der Regel, wenn auch nicht notwendigerweise, durch einen Brechkern gebildet.The invention relates to a feeder insert which is intended for use in the casting of metals in sand casting molds and consists of a hollow molded body made of insulating and/or exothermic material, which has a cover at its upper end and a feed opening at its lower end which is narrower than the inner wall. The cover is often provided with one or more holes, and the narrowed feed opening is usually, although not necessarily, formed by a breaker core.

Viele Sand-Gießformen werden mit Hilfe einer Modellplatte hergestellt, welche die Innenkontur des Formenhohlraumes vorgibt und an den Stellen, an denen ein Speisereinsatz erforderlich ist, jeweils mit einer Halteeinrichtung, z.B. einem Dorn zur Fixierung der Lage des Speisereinsatzes versehen ist. Nach dem Aufsetzen der Speiser auf die Dorne wird dann der Sand auf die Modellplatte aufgebracht und zur Gießform verdichtet, wobei der Begriff "Sand" im Rahmen der vorliegenden Beschreibung als Synonym für alle Typen von körnigen Formstoffen und Formstoff-Mischungen zu verstehen ist.Many sand casting molds are manufactured using a model plate, which defines the inner contour of the mold cavity and is provided with a holding device, e.g. a mandrel, for fixing the position of the feeder insert at the points where a feeder insert is required. After the feeders have been placed on the mandrels, the sand is then applied to the model plate and compacted to form the casting mold, whereby the term "sand" in the context of this description is to be understood as a synonym for all types of granular molding materials and molding material mixtures.

Bei modernen Hochdruck-Formanlagen, die sich durch einen hohen Verdichtungsgrad des Sandes und durch möglichst kurze Taktzeiten zur optimalen Ausnutzung der Modellplatten auszeichnen, können sich durch die Speisereinsätze jedoch Probleme ergeben. Eines dieser Probleme besteht darin, daß die Speisereinsätze unter dem hohen Verdichtungsdruck des Sandes zerbrechen und zu'Gußausschuß führen können. Ein anderes Problem betrifft das Aufsetzen der Speisereinsätze auf die Dorne, das normalerweise per Hand geschieht und bei kurzen Taktzeiten durchaus zum geschwindigkeitsbestimmenden Maß werden kann. Das Aufsetzen der Speisereinsätze auf die Dorne erfordert eine bestimmte Mindestzeit und begrenzt damit die Taktzeiten, vor allem auch bei größeren Modellplatten, bei denen das Aufsetzen der Speisereinsätze auf die Dorne in der hinteren Zone mit einem erhöhten Aufwand verbunden ist.However, in modern high-pressure molding systems, which are characterized by a high degree of compaction of the sand and by cycle times that are as short as possible for optimal use of the pattern plates, problems can arise due to the feeder inserts. One of these problems is that the feeder inserts can break under the high compaction pressure of the sand and lead to casting waste. Another problem concerns the placement of the feeder inserts on the mandrels, which is normally done by hand and can definitely become a speed-determining factor with short cycle times. Placing the feeder inserts on the mandrels requires a certain minimum time and thus limits the cycle times, especially with larger pattern plates, where placing the feeder inserts on the mandrels in the rear zone involves increased effort.

In der Gießereitechnik besteht eine steigende Tendenz zur Verwendung von Speisereinsätzen mit Brechkernen, die eine möglichst kleine Speiseöffnung besitzen. Für Speisereinsätze mit einer verengten Speiseöffnung wirkt sich jedoch der Zeitaufwand für das Aufsetzen der Speisereinsätze auf die Dorne besonders krass aus. Solche Speisereinsätze können nämlich, wie anhand der weiter unten erläuterten Fig. 3 gezeigt ist, sehr leicht verkanten und müssen dann mit viel Gefühl in die richtige Lage gebracht werden. Dies führt dazu, daß ein paßgenauer Sitz der Speisereinsätze bei herkömmlicher Innengeometrie und herkömmlichen Dornen nur schwer erreichbar ist und es jedenfalls unmöglich ist, bei den angestrebten kurzen Taktzeiten eine Vielzahl von Speisereinsätzen funktionsgerecht auf der Modellplatte zu plazieren. Für nicht funktionsgerecht plazierte Speisereinsätze erhöht sich die Bruchgefahr, ganz abgesehen von Gießfehlern durch unzureichende Speisewirkung. In foundry technology, there is an increasing trend towards using feeder inserts with breaker cores that have the smallest possible feed opening. However, for feeder inserts with a narrow feed opening, the time required to place the feeder inserts on the mandrels is particularly drastic. As shown in Fig. 3 below, such feeder inserts can very easily become jammed and must then be placed in the correct position with great care. This means that it is difficult to achieve a precise fit of the feeder inserts with conventional internal geometry and conventional mandrels and it is in any case impossible to place a large number of feeder inserts on the pattern plate in a functional manner with the short cycle times that are aimed for. For feeder inserts that are not placed correctly, the risk of breakage increases, not to mention casting errors due to insufficient feeding effect.

Hier setzt die Erfindung ein. Sie hat zum Ziel, einen Speisereinsatz zur Verfugung zu stellen, der auch bei Vorhandensein einer z.B. durch einen Brechkern verengten Speiseöffnung rasch und problemlos auf der Modellplatte plaziert werden kann. Dieses Ziel erreicht die Erfindung dadurch, daß der Speisereinsatz eine Zentrieröffnung im Deckel sowie einen sich nach oben hin stetig bis auf den Durchmesser der Zentrieröffnung verjüngenden Wandungsteil der seitlichen Innenwandung besitzt.This is where the invention comes in. Its aim is to provide a feeder insert that can be placed quickly and easily on the model plate even if there is a feed opening that is narrowed, for example, by a breaker core. The invention achieves this aim by providing the feeder insert with a centering opening in the lid and a wall section of the side inner wall that tapers steadily upwards to the diameter of the centering opening.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß der sich stetig bis auf den Durchmesser der Zentrieröffnung verjüngende Teil der Innenwandung des Speisereinsatzes beim Aufsetzen des Einsatzes auf einen Dorn eine Führungsfläche bildet, entlang welcher der Dorn schnell und sicher in die Zentrieröffnung eingeführt wird, ohne daß die Gefahr eines Verkantens besteht. Damit lassen sich die Speisereinsätze sehr schnell und genau auf die Dorne aufsetzen, so daß kurze Taktzeiten und sichere Plazierung der Speisereinsätze auch bei Brechkernen mit enger Speiseöffnung kein Problem mehr sind.The invention ensures that the part of the inner wall of the feeder insert that steadily tapers down to the diameter of the centering opening forms a guide surface when the insert is placed on a mandrel, along which the mandrel is quickly and safely inserted into the centering opening without there being any risk of jamming. This means that the feeder inserts can be placed very quickly and precisely on the mandrels, so that short cycle times and secure placement of the feeder inserts are no longer a problem, even with breaker cores with a narrow feed opening.

Weiterhin wird mit der Erfindung aber auch die Voraussetzung dafür geschaffen, auf einen Handbetrieb zum Bestücken der Modellplatte mit Speisereinsätzen ganz zu verzichten und stattdessen teil- oder vollautomatische Simultan-Bestückungsanlagen vorzusehen, da in jedem Fall eine passgenaue Plazierung der Speisereinsätze auch bei extrem kurzen Taktzeiten gewähr-Furthermore, the invention also creates the prerequisite for completely dispensing with manual operation for equipping the model plate with feeder inserts and instead providing partially or fully automatic simultaneous assembly systems, since in any case a precise placement of the feeder inserts is guaranteed even with extremely short cycle times.

- 3 leistet ist.- 3 is provided.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die sich verjüngende Innenwandung eine größere Wandstärke der Speisereinsätze zur Folge hat, so daß die Einsätze bruchsicherer werden. Zusätzlich ergibt die Innengeometrie der erfindungsgemäßen Speisereinsätze auch noch eine erhöhte Sicherheit im Speisungsverhalten.Another important advantage of the invention is that the tapered inner wall results in a greater wall thickness of the feeder inserts, so that the inserts are more resistant to breakage. In addition, the inner geometry of the feeder inserts according to the invention also results in increased safety in the feeding behavior.

Nachfolgend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigenThe invention is explained in more detail below in an embodiment using the drawings.

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Speisereinsatz im Längsschnitt, Fig. 2 den Einsatz gemäß Fig. 1 nach dem Aufsetzen auf einenFig. 1 shows a feeder insert according to the invention in longitudinal section, Fig. 2 shows the insert according to Fig. 1 after being placed on a

Dorn, und
Fig. 3 zum Vergleich einen herkömmlichen Speisereinsatz, der aufThorn, and
Fig. 3 shows a conventional feeder insert for comparison, which is

einem Dorn verkantet ist.is jammed on a mandrel.

Der Speisereinsatz 1 gemäß Fig. ist ein leicht konischer Hohlkörper mit Kreisquerschnitt, der an seinem oberen Ende mit einem Deckel 2 verschlossen ist und an seinem unteren Ende mit einem Brechkern 3 verbunden ist. Der Brechkern besitzt eine gegenüber der seitlichen Innenwandung 4 des Einsatzes verengte Speiseöffnung 5, auch als Speiserdurchlaß bezeichnet.The feeder insert 1 according to Fig. is a slightly conical hollow body with a circular cross-section, which is closed at its upper end with a cover 2 and is connected at its lower end to a breaker core 3. The breaker core has a feed opening 5 that is narrower than the lateral inner wall 4 of the insert, also referred to as the feeder passage.

Entscheidend für die Erfindung ist die Innengeometrie des Speisereinsatzes 1, die als besondere Merkmale eine Zentrieröffnung 6 im Deckel und eine konisch von der Innenwandung 4 aus bis zur Zentrieröffnung 6 hin verlaufendes Wandungsteil 7 umfaßt. Dieses Wandungsteil 7 dient als Führungsfläche beim Aufsetzen des Einsatzes 1 auf einen Dorn. The key to the invention is the internal geometry of the feeder insert 1, which includes as special features a centering opening 6 in the cover and a wall part 7 that runs conically from the inner wall 4 to the centering opening 6. This wall part 7 serves as a guide surface when placing the insert 1 on a mandrel.

Fig. 2 veranschaulicht den Speisereinsatz gemäß Fig. 1 nach dem Aufsetzen auf einen Dorn 10, der sich auf einer nur schematisch angedeuteten Modellplatte 12 befindet und eine Zentrierspitze 11 besitzt. Es ist leicht verständlich, daß die Zentrierspitze 11 während des Aufsetzvorganges irgendwo zum Kontakt mit der Führungsfläche 7 kommt und dann entlang dieser Führung zwangsläufig, also gewissermaßen "selbsttätig" in die Zentrieröffnung 6 geführt wird. Demgegenüber läßt Fig. 3 erkennen, daß ein herkömmlicher Speisereinsatz bei Aufsetzen auf den Dorn leicht verkanten kann undFig. 2 illustrates the feeder insert according to Fig. 1 after it has been placed on a mandrel 10, which is located on a model plate 12 that is only indicated schematically and has a centering point 11. It is easy to understand that the centering point 11 comes into contact with the guide surface 7 somewhere during the placement process and is then inevitably guided along this guide, i.e. "automatically" to a certain extent, into the centering opening 6. In contrast, Fig. 3 shows that a conventional feeder insert can easily become jammed when placed on the mandrel and

dann von Hand nachjustiert werden muß, wenn die Zentrierspitze des Dornsmust be readjusted manually if the centering tip of the mandrel

nicht zufällig genau auf die Zentrieröffnung trifft. In Fig. 3 sind zumdoes not accidentally hit the centering hole exactly. In Fig. 3, for example,

besseren Vergleich die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 2, jedoch mit einem Indexstrich gekennzeichnet.For better comparison, the same reference numerals are used as in Fig. 2, but marked with an index line.

Der Speisereinsatz gemäß Fig. 1 besitzt einen geschlossenen Deckel, kann aber auch nach oben hin offen sein, indem die Zentrieröffnung bis zur Deckeloberfläche hin durchgehend ausgebildet ist. Die Führungsfläche 7 beginnt im Beispiel der Fig. 1 etwa in der Mitte des SpeiserhöhTraums, was im allgemeinen die zweckmäßigste Lösung sein dürfte. Die Führungsfläche kann aber ohne weiteres auch weiter oben oder weiter unten beginnen und im Extremfall sogar unmittelbar am oberen Ende des Brechkerns 3 anfangen.The feeder insert according to Fig. 1 has a closed lid, but can also be open at the top by having the centering opening extending all the way to the lid surface. The guide surface 7 begins in the example of Fig. 1 approximately in the middle of the feeder cavity, which is generally the most practical solution. However, the guide surface can also easily begin further up or further down and, in extreme cases, even begin directly at the upper end of the breaker core 3.

Es ist auch nicht unbedingt erforderlich, daß die Führungsfläche 7 konisch ausgebildet ist. Sie kann auch mit jeder anderen Kontur von dem zylindrischen Teil der Innenwandung 4 aus in die Zentrieröffnung 6 übergehen, solange nur sichergestellt ist, daß sich in der Führungsfläche keine Unstetigkeiten oder Flächenabschnitte mit einem zu kleinen Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen befinden, an denen der Dorn "hängenbleiben" kann.It is also not absolutely necessary for the guide surface 7 to be conical. It can also have any other contour that extends from the cylindrical part of the inner wall 4 into the centering opening 6, as long as it is ensured that there are no discontinuities or surface sections in the guide surface with an angle of inclination that is too small compared to the horizontal, on which the mandrel can "get caught".

Im übrigen ist auch ein Kreisquerschnitt des Speisereinsatzes 1 kein zwingendes Erfordernis. Der Speisereinsatz kann auch z.B. einen elliptischen Querschnitt besitzen oder eine unregelmäßige, dem jeweiligen Bedarf angepaßte Querschnittsform. Bei einem von der Kreisform abweichenden Querschnitt können auch Brechkerne mit zwei oder mehr Speiseöffnungen zum Einsatz kommen, wobei in einem solchen Fall dann entsprechend viele Dorne und zugeordnete Zentrieröffnungen vorgesehen sein können.Furthermore, a circular cross-section of the feeder insert 1 is not a mandatory requirement. The feeder insert can also have an elliptical cross-section, for example, or an irregular cross-section shape adapted to the respective requirements. If the cross-section deviates from the circular shape, breaker cores with two or more feed openings can also be used, in which case a corresponding number of mandrels and associated centering openings can be provided.

Abschließend sei noch betont, daß die in Fig. 1 - 3 gezeigte Außenform des Speisereinsatzes 1 nur als Beispiel zu verstehen ist und für die Erfindung keine Bedeutung hat. In seiner Außenform kann der Speisereinsatz jede dem Bedarf entsprechende Form aufweisen, also nicht nur leicht konisch, sondern auch z.B. stark konisch, zylindrisch, kugelförmig oder eiförmig ausgebildet bzw. mit jeder anderen, auch unregelmäßigen Außenkontur versehen sein.Finally, it should be emphasized that the external shape of the feeder insert 1 shown in Fig. 1 - 3 is only to be understood as an example and has no significance for the invention. In its external shape, the feeder insert can have any shape that meets requirements, i.e. not only slightly conical, but also, for example, strongly conical, cylindrical, spherical or egg-shaped, or can be provided with any other, even irregular, external contour.

Claims (4)

Chemex GmbH 381-008 SchutzansprücheChemex GmbH 381-008 Protection claims 1.) Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen in Gießformen, bestehend aus einem hohlen Formkörper (1) aus isolierendem und/oder exothermen Material, der an seinem oberen Abschluß mit einem Deckel (2) und an seinem unteren Abschluß mit einer gegenüber der seitlichen Innenwandung verengten Speiseöffnung (5) versehen ist, und der zum Aufsetzen auf einen in der Modellplatte (12) angeordneten Dorn (10) eine Zentrieröffnung (6) im Deckel sowie einen sich nach oben hin stetig bis auf den Durchmesser der Zentrieröffnung verjüngenden Wandungsteil (7) der seitliche Innenwandung (4) besitzt.1.) Feeder insert for use when casting metals in casting molds, consisting of a hollow mold body (1) made of insulating and/or exothermic material, which is provided with a lid (2) at its upper end and with a feed opening (5) narrowed compared to the lateral inner wall at its lower end, and which has a centering opening (6) in the lid for placement on a mandrel (10) arranged in the model plate (12) and a wall part (7) of the lateral inner wall (4) which tapers steadily upwards to the diameter of the centering opening. 2.) Speisereinsatz nach Anspruch 1, wobei der sich verjüngende Wandungsteil (7) der Innenwandung (4) im Abstand oberhalb der Speiseöffnung (5) einsetzt.2.) Feeder insert according to claim 1, wherein the tapered wall part (7) of the inner wall (4) is inserted at a distance above the feed opening (5). 3.) Speisereinsatz nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Speisereinsatz (1) einen Kreisquerschnitt und der sich verjüngende Wandungsteil (7) die Kontur eines Kegel stumpfes aufweist.3.) Feeder insert according to claim 1 or claim 2, wherein the feeder insert (1) has a circular cross-section and the tapered wall part (7) has the contour of a truncated cone. 4.) Speisereinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zentrieröffnung (6) im Deckel auf die Abmessungen einer Zentrierspitze (11) des Doms (12) abgestimmt ist.4.) Feeder insert according to one of the preceding claims, wherein the centering opening (6) in the cover is matched to the dimensions of a centering tip (11) of the dome (12).