EP2925466B1 - Verfahren zur herstellung eines einen exothermen speiserkorpus sowie eine isolierende aussenschale aufweisenden speisers - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines einen exothermen speiserkorpus sowie eine isolierende aussenschale aufweisenden speisers Download PDF

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EP2925466B1
EP2925466B1 EP13798658.4A EP13798658A EP2925466B1 EP 2925466 B1 EP2925466 B1 EP 2925466B1 EP 13798658 A EP13798658 A EP 13798658A EP 2925466 B1 EP2925466 B1 EP 2925466B1
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EP
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feeder
foot
mold
feeder body
mold cavity
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Thomas Schäfer
Thomas Baginski
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GTP Schaefer Giesstechnishe Produkte GmbH
Original Assignee
GTP Schaefer Giesstechnishe Produkte GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/08—Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • B22C9/088—Feeder heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/2015—Means for forcing the molten metal into the die
    • B22D17/2023—Nozzles or shot sleeves

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a feeder adapted for insertion into a mold used in the casting of metals, wherein the feeder comprises a feeder cavity and a arranged in its bottom portion passage opening for connection of the feeder cavity with the mold having feeder body and the feeder body of a exothermic material consists and is surrounded on its outer side at least partially by an outer shell consisting of an insulating refractory material, and wherein the feeder is provided with a arranged outside at its bottom portion and having an opening aligned with the opening Suiterfuß.
  • a Senaterfuß either in the form of a disc-shaped refractive core or in the form of a funnel-shaped metal disc is sufficient in which from EP 2 489 449 A known feeder the outer shell either zoomed only to the feeder or encloses this only on the outside.
  • the corresponding mold is not usable or usable.
  • the invention has for its object to provide a method for producing a feeder consisting of an exothermic material feeder body and this surrounding, consisting of insulating refractory material outer shell feeder including the feeder body associated Suiterfußes.
  • the basic idea of the invention is that the feeder body produced from the exothermic material in a first step is used together with the feeder foot assigned to its base area to form the outer shell in a mold cavity having a mold cavity and feeder body and feeder foot simultaneously with the mold body insulating material are shot, wherein the feeder body including the Feiserfußes in the mold cavity of the shooting mold is positioned so that the injected into the mold cavity of the shooting mold insulating material left between the Feiserfuß and the bottom of the mold cavity at least on a part of the circumference of the Feiserfußes and fills over at least a portion of the height of the feeder foot extending gap and the shot outer shell thereby engages the Suiterfuß under the exclusion of the opening at least partially and without the use of H. Aids on the bottom portion of the feeder body holds.
  • the special advantage associated with the invention is that it is possible to dispense with a separate attachment or attachment of the feeder foot to the feeder body, which causes a separate manufacturing step, because the attachment of the feeder foot to the feeder body by the two parts together comprehensive outer shell takes place. It is sufficient on the one hand, if the outer shell engages under the Feiserfuß at least a portion of the circumference, and on the other hand, if the outer shell extends depending on the shape or the training of Suiterfußes only over part of its height, as long as the fixation of the Feeder foot is maintained on the feeder body through the outer shell.
  • a significant further advantage of the invention results from the fact that the invention additionally formed between the Feiserfuß and the mold cavity of the mold or the molded therein casting insulating significantly contributes to the performance of the feeder, because an energy or heat flow from the feeder system in the direction of Mold cavity is prevented.
  • heat removal in this respect which is not insignificant in particular in the presence of a metal feeder foot, is significantly reduced.
  • by setting the Feiserfußes on the feeder body by the Feiserfuß under cross-insulating layer a step in the production of the feeder and material in the form of the otherwise provided adhesive saved. Due to the absence of the adhesive, as far as provided for attachment of the feeder foot to the feeder body, there is the further advantage that the formation of gases by burning of the adhesive is thereby prevented even during the casting process.
  • the feeder body and the Feiserfuß be positioned in the mold cavity of the shooting mold such that there is a over the entire circumference of the Feiserfußes extending gap for receiving the insulating material.
  • the Feiserfuß and subsequently the feeder body are placed on a rising on the bottom of the mold cavity of the shooting mandrel and positioned in a height of the gap predetermining distance to the bottom of the mold cavity.
  • Feederfuß is understood to mean all structural or shaped parts which connect the feeder body or the feeder cavity formed therein to the casting mold or to the mold cavity to be filled with the liquid metal during the casting process, regardless of whether it is In this case, components mounted fixedly on the feeder body or components moving under the mold pressure acting on the mold when the feeder is formed in the casting mold are components which move relative to the feeder body.
  • the Feiserfuß consists of a funnel-shaped, in the region of the smallest diameter, the opening having metal disc, said shape of the Feiserfußes from the EP 2 489 449 A is basically known.
  • the funnel-shaped metal disc is inserted with a part of its height extension in a suitably shaped depression in the bottom of the shooting mold, so that the injected into the mold cavity of the shooting mold insulating material penetrates into the predetermined gap and the metal disc on which encloses the projecting part of their height; due to the widening of the feeder body shape of the metal disk, this is under attacked by the outer shell and thereby fixed to the bottom portion of the feeder body.
  • the Feiserfuß consists of an opening having disc-shaped breaker core
  • the invention provides that feeder body and the Feiserfuß be positioned in the mold cavity of the shooting mold such that the gap for receiving the insulating material is greater than the entire height of the Feederfuß forming Brechkerns. Owing to the greater height of the gap, the outer shell formed by the injection of the insulating material forms a shoulder extending below the disc-shaped breaker core and thus defining the breaker core at the bottom region of the feeder body.
  • Examples of movable relative to the feeder body arranged embodiments of the feeder foot arise, for example, from the EP 1 850 987 B1 or the EP 1 184 104 A1 , These embodiments relate to a tubular body insertable into the feeder cavity of the feeder body or to a feeder base consisting of exothermic material and insertable into the feeder cavity of the feeder body.
  • the patch on the mandrel Suiterfuß means of the mandrel cross-opening and subsequently attached to the mandrel feeder body centered on the feeder foot by means of a centering design formed on the inside thereof, wherein according to an embodiment of the invention, the centering arrangement formed on the feeder body can be formed by a centering ring which is arranged in the bottom region of the feeder body and which surrounds the feeder foot on at least part of its outer circumference.
  • the feeder base is centered on the mandrel by means of its mandrel overlapping the mandrel and the feeder body with its bottom portion formed on the feeder foot by means of a gutter foot formed at least over part of the outer periphery of the feeder foot and the feeder body centered on the outside bordering collar.
  • the respective feeder base and feeder body mounted on the mandrel are fixed by a holding-down device reaching into the mold cavity of the mold so that a defined shape of the outer shell is ensured. So far as a recess in the lid area is formed by the hold-down in the insulating shell, this recess facilitates puncturing or piercing the finished feeder following the molding on the upper box section of the molds.
  • corresponding openings have to be provided in the lid region for the molded feeders, which serve for venting the casting mold during the casting process.
  • the production takes place in smaller and medium-sized mold box sizes of the molds preferably by means of commercially available drills, while in larger mold box dimensions automatic handling or robotic systems are used.
  • the introduction of the openings in the lid of the feeder body is facilitated by the recess formed in the insulating by the use of the blank holder, because on the one hand the total thickness of the lid portion of the feeder is limited to the wall thickness of the feeder body and on the other hand by the in the insulating shell formed recess is given a guide of the corresponding drilling tool.
  • the shot air displaced from the mold cavity during injection of the insulating material and, on the other hand, any gas introduced into the mold cavity for gassing the finished shot feeder are discharged in a dimensioned manner via vent nozzles arranged in the bottom of the mold.
  • FIG. 1 In the left half of the FIG. 1 is a multi-part mold 10 for circumscribing an inserted into the mold cavity 30 of the mold 10 feeder body 14 is shown with an insulating material.
  • This shooting mold 10 consists of a base plate 11, a seated thereon sub-box 12 and a top box 13. Above the top box 13, a shooting head plate, not shown, is arranged, which forms the upper end of the mold cavity 30, and injected through the insulating material in the mold cavity 30 becomes.
  • the out FIG. 1 apparent finished shot feeders consists of a feeder body 14 made of exothermic material, which forms in its interior a feeder cavity 15 enclosed by a side wall 16 and a lid region 17.
  • a passage opening 19 for connecting the feeder cavity 15 with the casting mold is formed during the intended use of the feeder.
  • a metallic Feiserfuß 20 is additionally arranged with a correspondingly arranged opening 21, wherein the Feiserfuß 20 consists of a funnel-shaped, in the region of the smallest diameter said opening 21 having metal disc.
  • the Feederfuß 20 and the feeder body 14 are inserted into the mold cavity 30 of the shooting mold 10, wherein both parts are placed on a resting on the base plate 11 of the shooting mold 10 mandrel 22 for fixing Whyrfuß 20 and feeder body 14 during the shooting process ,
  • the surface of the base plate 11 is formed with a recess 23 for partially receiving the funnel-shaped Suiterfußes 20, so that the Feederfuß 20 projects beyond the base plate 11 only with a portion of its height.
  • a centering of the Feiserfußes 20 takes place on the one hand through the opening 21 21 through spike 22 and also by adapting the shape of the recess 23 to the shape of the Feiserfußes 20th
  • a centering ring 24 is inserted, which engages over the at least part of its circumference projecting shoulder 24a the Feederfuß 20 on the outer circumference, so that the feeder body 14 is centered on the feeder foot 20.
  • An additional centering Support of the feeder body 14 on the mandrel 22 results from the fact that the mandrel 22 at its upper end has a conical contour, and also the associated upper portion of the feeder cavity 15 of the feeder body 14 is formed such that at the lid portion 17 of the feeder body 14 a additional centering support results.
  • the feeder body 14 On the upper side of its lid portion 17, the feeder body 14 has a recess 31 for abutment of a not shown, also not shown shooting head plate holding-down, wherein formed in the illustrated embodiment, the procedural engagement of the hold-down by a by removing the shooting head plate with hold-down Channel 32 is indicated.
  • About the hold-down feeder body 14 and Feiserfuß 20 are fixed in the mold cavity 30 of the shooting mold 10 during the shooting process.
  • vent nozzles 33 are formed with venting channels 34 leading away therefrom, via which a dimensioned removal of the displaced shot air takes place during the Umsch manungsvorgang.
  • the vent nozzles 33 also contribute to a corresponding steering and dimensioning of the introduced gas flow.
  • FIG. 2 illustrated embodiment differs from the embodiment described above only in that is dispensed with the arrangement of the centering ring on the feeder body 14. Rather, the Feederfuß 20 at its upper edge on a collar 35 upstanding thereof, which is adapted to the outer shape of the bottom portion 18 of the feeder body 14 such that the feeder body 14 is inserted into the cup-shaped receiving structure of the Feederfußes 20 and thereby against the Feederfuß 20th is centered.
  • This collar 35 may be formed running around the entire lower portion of the feeder body 14; but it is also sufficient if the collar 35 is formed only in segments.
  • the Feederfuß 20 is also formed as a per se known disc-shaped breaker core in the form of a metal disc. In this case, care must be taken when inserting the feeder foot and the feeder body that the disc-shaped breaker core is held in place with a gap 25 again forming a distance to the surface of the base plate 11 of the shooting mold 10.
  • This is realized by a formed on the mandrel 22 paragraph 40, the has a larger diameter than the opening formed in the disk-shaped breaker core.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines zum Einsetzen in eine beim Gießen von Metallen verwendete Gießform eingerichteten Speisers, wobei der Speiser einen einen Speiserhohlraum umschließenden und eine in seinem Bodenbereich angeordnete Durchtrittsöffnung zur Verbindung des Speiserhohlraums mit der Gießform aufweisenden Speiserkorpus aufweist und der Speiserkorpus aus einem exothermen Material besteht und auf seiner Außenseite zumindest bereichsweise von einer aus einem isolierenden feuerfesten Material bestehenden Außenschale umschlossen ist, und wobei der Speiser mit einem außen an seinem Bodenbereich angeordneten und eine mit der Durchtrittsöffnung fluchtende Öffnung aufweisenden Speiserfuß versehen ist.
  • Hierzu ist in der EP 2 489 449 A ein Speiser beschrieben, dessen aus einem exothermen und bei Kontakt mit dem heißen, beim Gießprozess in den Speiserhohlraum aufsteigenden Metall hitzeerzeugend verbrennenden Material bestehende Speiserkorpus auf seiner Außenseite zumindest bereichsweise von einer aus einem isolierenden feuerfesten Material bestehenden Außenschale umschlossen ist. Damit soll erreicht werden, dass die aus dem isolierenden Material bestehende Außenschale die durch das flüssige Metall und die exotherme Reaktion mit dem aus exothermen Material bestehenden Speiserkorpus entstehende Wärme speichert, so dass sich eine Vergrößerung des Moduls eines derartigen Speisers im Vergleich mit einem ausschließlich aus exothermem Material bestehenden Speiser ergibt. Unverändert soll dabei der aus dem exothermen Material bestehende Speiserkorpus aufgrund der exothermen Reaktion zusätzlich zu dem einströmenden flüssigen Metall eine definierte Wärmemenge freisetzen, die so groß bemessen sein muss, dass die trotz der zusätzlichen isolierenden Außenschale gegebenenfalls noch entstehenden Wärmeverluste des gesamten Speisersystems ausgeglichen werden. Aufgrund dieser Wirkung ist der Modul eines rein exothermen Speisers bei einem eine isolierende Außenschale aufweisenden Speiser vergrößert, d. h. bei einem gleichbleibenden, aus gießtechnischen Gründen erforderlichen Modul können die Abmessungen des Speisers auch unter Berücksichtigung der Isolierschale verringert werden.
  • Soweit zur Ausbildung einer definierten Brechkante für den nach Abschluss des Gießvorganges und Erkalten des Metalls auf dem Gussteil stehenden Speiserrest zwischen dem Speiserkorpus und der Gießform ein Speiserfuß entweder in Form eines scheibenförmigen Brechkerns oder in Form einer trichterförmig geformten Metallscheibe angeordnet ist, reicht bei dem aus der EP 2 489 449 A bekannten Speiser die Außenschale entweder nur bis an den Speiserfuß heran oder umschließt diesen nur auf dessen Außenseite. Somit kann bei dem bekannten Speiser der Nachteil auftreten, dass beim nachträglichen Anbringen des Brechkerns oder der Metallscheibe an dem Speiserkorpus keine mittige Anbringung des Speiserfußes erfolgt, was beim Einformen des Speisers in die Gießform zu Problemen führt, indem beispielsweise der Brechkern oder die Metallscheibe beim Aufsetzen des Speisers auf den Aufformdorn der Gießform aufgrund der mangelnden Passgenauigkeit abfällt oder abreißt. In diesem Fall ist die entsprechende Gießform nicht einsetzbar bzw. brauchbar.
  • Soweit in der EP 2 489 449 A Angaben zur Herstellung eines entsprechenden Speisers nicht gemacht sind, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines einen aus exothermem Material bestehenden Speiserkorpus und eine diesen umschließende, aus isolierendem feuerfesten Material bestehende Außenschale aufweisenden Speisers unter Einbeziehung eines dem Speiserkorpus zugeordneten Speiserfußes anzugeben.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
  • Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass der in einem ersten Schritt in einem üblichen Verfahren aus dem exothermen Material hergestellte Speiserkorpus gemeinsam mit dem seinem Bodenbereich zugeordneten Speiserfuß zur Ausbildung der Außenschale in eine einen Formhohlraum aufweisende Schießform eingesetzt wird und Speiserkorpus und Speiserfuß gleichzeitig mit dem isolierenden Material umschossen werden, wobei der Speiserkorpus einschließlich des Speiserfußes in dem Formhohlraum der Schießform derart positioniert wird, dass das in den Formhohlraum der Schießform eingeschossene isolierende Material einen zwischen dem Speiserfuß und dem Boden des Formhohlraums mindestens auf einem Teil des Umfangs des Speiserfußes belassenen und sich über zumindest einen Teil der Höhe des Speiserfußes erstreckenden Spalt ausfüllt und die geschossene Außenschale dadurch den Speiserfuß unter Aussparen von dessen Öffnung wenigstens teilweise untergreift und ohne den Einsatz von Hilfsmitteln an dem Bodenbereich des Speiserkorpus festhält.
  • Mit der Erfindung ist der besondere Vorteil verbunden, dass auf eine gesonderte und somit einen zusätzlichen Herstellungsschritt verursachende Anbringung bzw. Befestigung des Speiserfußes an dem Speiserkorpus verzichtet werden kann, weil die Festlegung des Speiserfußes an dem Speiserkorpus durch die beide Teile gemeinsam umfassende Außenschale erfolgt. Hierbei reicht es einerseits aus, wenn die Außenschale den Speiserfuß mindestens auf einem Teil von dessen Umfang untergreift, und andererseits wenn die Außenschale in Abhängigkeit von der Form bzw. der Ausbildung des Speiserfußes sich nur über einen Teil von dessen Höhe erstreckt, solange die Fixierung des Speiserfußes an dem Speiserkorpus durch die Außenschale aufrechterhalten ist.
  • Ein wesentlicher weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, dass die erfindungsgemäß zwischen dem Speiserfuß und dem Formhohlraum der Gießform bzw. dem darin geformten Gussstück zusätzlich ausgebildete Isolierschicht wesentlich zur Leistungssteigerung des Speisers beiträgt, weil ein Energie- bzw. Wärmefluss aus dem Speisersystem in Richtung des Formhohlraumes verhindert ist. Durch die den Speiserfuß größtenteils umhüllende Isolierung wird eine diesbezügliche Wärmeabfuhr, die insbesondere bei aus Metall bestehendem Speiserfuß nicht unwesentlich ausfällt, deutlich verringert. Weiterhin ist durch die Festlegung des Speiserfußes am Speiserkorpus durch die den Speiserfuß untergreifende Isolierschicht ein Arbeitsgang bei der Herstellung des Speisers sowie Material in Form des sonst vorgesehenen Klebers eingespart. Durch das Fehlen des Klebers, soweit zur Befestigung des Speiserfußes an dem Speiserkorpus vorgesehen, entsteht der weitere Vorteil, dass damit auch beim Gießvorgang das Entstehen von Gasen durch ein Verbrennen des Klebers verhindert ist.
  • Dabei kann es nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zweckmäßig sein, wenn der Speiserkorpus und der Speiserfuß in dem Formhohlraum der Schießform derart positioniert werden, dass sich ein über den gesamten Umfang des Speiserfußes erstreckender Spalt zur Aufnahme des isolierenden Materials ergibt.
  • Im Einzelnen kann bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass der Speiserfuß und nachfolgend der Speiserkorpus auf einen auf dem Boden des Formhohlraums der Schießform aufstehenden Dorn aufgesetzt und in einem die Höhe des Spaltes vorgebenden Abstand zum Boden des Formhohlraums positioniert werden.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind unter dem Begriff Speiserfuß alle Bau- bzw. Formteile zu verstehen, die den Speiserkorpus bzw. den darin ausgebildeten Speiserhohlraum mit der Gießform bzw. mit deren beim Gießvorgang mit dem flüssigen Metall auszufüllenden Formhohlraum verbinden, unabhängig davon, ob es sich dabei um fest an dem Speiserkorpus angebrachte Bauteile oder um unter dem beim Einformen des Speisers in die Gießform einwirkenden Formdruck sich gegenüber dem Speiserkorpus bewegende Bauteile handelt.
  • Nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht der Speiserfuß aus einer trichterförmig geformten, im Bereich des geringsten Durchmessers die Öffnung aufweisenden Metallscheibe, wobei diese Form des Speiserfußes aus der EP 2 489 449 A grundsätzlich bekannt ist. Bei Einsatz eines derartig ausgebildeten Speiserfußes ist vorgesehen, dass die trichterförmige Metallscheibe mit einem Teil ihrer Höhenerstreckung in eine in dem Boden der Schießform passend ausgeformte Einsenkung eingesetzt wird, so dass das in den Formhohlraum der Schießform eingeschossene isolierende Material in den vorgegebenen Spalt eindringt und die Metallscheibe auf dem die Einsenkung überragenden Teil ihrer Höhe umschließt; aufgrund der sich zum Speiserkorpus hin erweiternden Gestalt der Metallscheibe wird diese von der Außenschale untergriffen und dadurch am Bodenbereich des Speiserkorpus festgelegt.
  • Soweit in einer alternativen Ausführungsform der Speiserfuß aus einem die Öffnung aufweisenden scheibenförmigen Brechkern besteht, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass Speiserkorpus und der Speiserfuß in dem Formhohlraum der Schießform derart positioniert werden, dass der Spalt zur Aufnahme des isolierenden Materials größer ist als die gesamte Höhe des den Speiserfuß bildenden Brechkerns. Aufgrund der größeren Höhe des Spaltes bildet die durch das Einschießen des isolierenden Materials gebildete Außenschale einen bis unter den scheibenförmigen Brechkern reichenden und dadurch den Brechkern an dem Bodenbereich des Speiserkorpus festlegenden Absatz auf.
  • Beispiele für beweglich gegenüber dem Speiserkorpus angeordnete Ausführungsformen des Speiserfußes ergeben sich bspw. aus der EP 1 850 987 B1 oder der EP 1 184 104 A1 . Diese Ausführungsbeispiele betreffen einen in den Speiserhohlraum des Speiserkorpus einschiebbaren rohrförmigen Körper bzw. ein aus exothermem Material bestehendes und in den Speiserhohlraum des Speiserkorpus einschiebbares Speiserunterteil.
  • Soweit beim Einsetzen des Speiserfußes sowie des Speiserkorpus in den Formhohlraum der Schießform eine Zentrierung der vorgenannten Bauteile erfolgen muss, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass der auf dem Dorn aufgesetzte Speiserfuß mittels seiner den Dorn übergreifenden Öffnung und der nachfolgend auf dem Dorn aufgesetzte Speiserkorpus mittels einer an ihm innenseitig ausgebildeten Zentriergestaltung an dem Speiserfuß zentriert werden, wobei gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die an den Speiserkorpus ausgebildete Zentriergestaltung von einem im Bodenbereich des Speiserkorpus angeordneten, den Speiserfuß auf wenigstens einen Teil seines äußeren Umfanges umfassenden Zentrierring gebildet sein kann. Somit ist nur der Speiserfuß an dem Dorn zentriert, während der Speiserkorpus seinerseits sich an dem Speiserfuß zentrierend festgelegt wird und daher mittelbar gegenüber dem Dorn zentriert ist. Auch andere Zentriergestaltungen zur eigenständigen Zentrierung des Speiserkorpus auf dem Dorn können zur Anwendung kommen.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Speiserfuß mittels seiner den Dorn übergreifenden Öffnung auf dem Dorn zentriert wird und der Speiserkorpus mit seinem Bodenbereich an dem Speiserfuß mittels eines am oberen Rand des Speiserfußes ausgebildeten, sich zumindest über einen Teil des Außenumfangs des Speiserfußes erstreckenden und den Speiserkorpus auf dessen Außenseite einfassenden Kragens zentriert wird.
  • Bei Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der jeweils auf dem Dorn aufgesetzte Speiserfuß sowie Speiserkorpus während des Einschießens des isolierenden Materials von einem in den Formhohlraum der Schießform hineinreichenden Niederhalter festgelegt sind, so dass eine definierte Form der Außenschale gewährleistet ist. Soweit also durch den Niederhalter in der Isolierschale eine Ausnehmung im Deckelbereich gebildet ist, erleichtert diese Aussparung das Durchstechen bzw. Durchbohren des fertigen Speisers im Anschluss an das Aufformen an der Oberkastenstrecke der Gießformen. Üblicherweise müssen nämlich bei den aufgeformten Speisern in deren Deckelbereich entsprechende Öffnungen angebracht werden, die dem Entlüften der Gießform beim Gießvorgang dienen. Die Herstellung erfolgt bei kleineren und mittleren Formkastengrößen der Gießformen vorzugsweise mittels handelsüblicher Bohrmaschinen, während bei größeren Formkastendimensionen automatische Handlings- oder Robotersysteme zum Einsatz kommen. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Speisers ist durch die in der Isolierschale durch den Einsatz des Niederhalters gebildete Ausnehmung das Einbringen der Öffnungen in dem Deckel des Speiserkorpus erleichtert, weil einerseits die Gesamtstärke des Deckelbereichs des Speisers sich auf die Wandstärke des Speiserkorpus beschränkt und andererseits durch die in die Isolierschale ausgebildete Ausnehmung eine Führung des entsprechenden Bohrwerkzeuges gegeben ist.
  • Bei Durchführung des Verfahrens ist es ferner von Bedeutung, dass einerseits die beim Einschießen des isolierenden Materials aus dem Formhohlraum verdrängte Schussluft und andererseits ein gegebenenfalls zur Begasung des fertig geschossenen Speisers in den Formhohlraum eingeleitetes Gas über in dem Boden der Schießform angeordnete Entlüftungsdüsen dimensioniert abgeführt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand von nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen:
    • Fig. 1
    eine teilweise dargestellte Schießform mit einem darin angeordneten, fertig geschossenen, einen Speiserkorpus mit diesen umschließender Außenschale sowie einem einbezogenen Speiserfuß aufweisenden Speiser in einer schematischen Schnittdarstellung,
    Fig. 2
    eine andere Ausführungsform des sich aus Figur 1 ergebenden fertig geschossenen Speisers,
    Fig. 3
    eine Schießform in der Darstellung gemäß Figur 1 mit einem als flacher Brechkern ausgebildeten Speiserfuß.
  • In der linken Hälfte der Figur 1 ist eine mehrteilige Schießform 10 zum Umschießen eines in den Formhohlraum 30 der Schießform 10 eingesetzten Speiserkorpus 14 mit einem isolierenden Material dargestellt. Diese Schießform 10 besteht aus einer Grundplatte 11, einem darauf aufsitzenden Unterkasten 12 sowie einem Oberkasten 13. Oberhalb des Oberkastens 13 ist eine nicht dargestellte Schießkopfplatte angeordnet, die den oberen Abschluss des Formhohlraums 30 bildet, und über die das isolierende Material in den Formhohlraum 30 eingeschossen wird.
  • Der aus Figur 1 ersichtliche fertig geschossene Speiser besteht aus einem aus exothermem Material hergestellten Speiserkorpus 14, der in seinem Inneren einen von einer Seitenwand 16 und einem Deckelbereich 17 umschlossenen Speiserhohlraum 15 ausbildet. In dem Bodenbereich 18 des Speiserkorpus 14 ist eine Durchtrittsöffnung 19 zur Verbindung des Speiserhohlraums 15 mit der Gießform beim bestimmungsgemäßen Einsatz des Speisers ausgebildet. An dem Bodenbereich 18 ist zusätzlich ein metallischer Speiserfuß 20 mit einer entsprechend angeordneten Öffnung 21 angeordnet, wobei der Speiserfuß 20 aus einer trichterförmig geformten, im Bereich des geringsten Durchmessers besagte Öffnung 21 aufweisenden Metallscheibe besteht.
  • Im Rahmen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens werden der Speiserfuß 20 und der Speiserkorpus 14 in den Formhohlraum 30 der Schießform 10 eingesetzt, wobei zur Fixierung von Speiserfuß 20 und Speiserkorpus 14 während des Schießvorganges beide Teile auf einem auf der Grundplatte 11 der Schießform 10 aufstehenden Dorn 22 aufgesetzt sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Oberfläche der Grundplatte 11 mit einer Einsenkung 23 zur teilweisen Aufnahme des trichterförmig geformten Speiserfußes 20 ausgebildet, so dass der Speiserfuß 20 lediglich mit einem Teilbereich seiner Höhe über die Grundplatte 11 übersteht.
  • Soweit während des Schießvorganges Speiserfuß 20 und Speiserkorpus 14 in dem Formhohlraum 30 zentriert gehalten werden, erfolgt eine Zentrierung des Speiserfußes 20 einerseits durch den seine Öffnung 21 durchgreifenden Dorn 22 und weiterhin auch durch die Anpassung der Form der Einsenkung 23 an die Gestalt des Speiserfußes 20. Soweit anschließend der Speiserkorpus 14 auf den Dorn 22 aufgesetzt wird, ist in der Durchtrittsöffnung 19 im Bodenbereich 18 des Speiserkorpus 14 ein Zentrierring 24 eingesetzt, der mit einem wenigstens über einen Teil seines Umfangs vorstehenden Absatz 24a den Speiserfuß 20 auf dessen Außenumfang übergreift, so dass der Speiserkorpus 14 an dem Speiserfuß 20 zentriert ist. Eine zusätzliche zentrierende Abstützung des Speiserkorpus 14 auf dem Dorn 22 ergibt sich daraus, dass der Dorn 22 an seinem oberen Ende eine kegelförmige Kontur aufweist, und auch der zugeordnete obere Bereich des Speiserhohlraums 15 des Speiserkorpus 14 derart ausgebildet ist, dass sich am Deckelbereich 17 des Speiserkorpus 14 eine zusätzliche zentrierende Abstützung ergibt.
  • Soweit der Speiserfuß 20 und der Speiserkorpus 14 in den Formhohlraum 30 der Schießform 10 eingesetzt und von dem Dorn 22 gehalten sind, ergibt sich im Bereich des über die Einsenkung 23 überstehenden Bereichs des Speiserfußes 20 zwischen der Grundplatte 11 und der Oberkante des Speiserfußes 20 bzw. dem Bodenbereich 18 des Speiserkorpus 14 ein Spalt 25, der beim Einschießen des isolierenden Materials in den Formhohlraum 30 ebenso wie der Zwischenraum zwischen dem Speiserkorpus 14 und der Innenwand des Formhohlraum 30 bestehende Zwischenraum von dem isolierenden Material ausgefüllt wird, so dass sich insgesamt eine den Speiserkorpus 14 außen umschließende, aus dem isolierenden Material bestehende Außenschale 27 einstellt. Diese Außenschale 27 bildet einen den über die Einsenkung 23 hervorstehenden Bereich des Speiserfußes 20 untergreifenden Absatz 28 aus, so dass hierdurch auch nach Entnahme des fertigen Speisers aus der Schießform 10 der Speiserfuß 20 an dem Speiserkorpus 14 festgelegt ist.
  • Auf der Oberseite seines Deckelbereichs 17 weist der Speiserkorpus 14 einen Rücksprung 31 zur Anlage eines nicht weiter dargestellten, an der ebenfalls nicht dargestellten Schießkopfplatte angeordneten Niederhalters auf, wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der verfahrensmäßige Eingriff des Niederhalters durch einen durch die Wegnahme der Schießkopfplatte mit Niederhalter gebildeten Kanal 32 angedeutet ist. Über den Niederhalter werden Speiserkorpus 14 und Speiserfuß 20 in dem Formhohlraum 30 der Schießform 10 während des Schießvorganges fixiert.
  • Insbesondere im Hinblick auf die Ausbildung des Absatzes 28 der Außenschale 27 kommt es während des Schießvorganges darauf an, dass die im Formhohlraum 30 vor Beginn des Schießvorganges noch anstehende Luft abgeführt wird. Hierzu sind in der Grundplatte der Schießform 10 Entlüftungsdüsen 33 mit davon wegführenden Entlüftungskanälen 34 ausgebildet, über die eine dimensionierte Abfuhr der verdrängten Schussluft beim Umschießungsvorgang erfolgt. Soweit in Abhängigkeit von dem eingesetzten Bindersystem im Anschluss an den Schießvorgang noch eine Begasung des geschossenen Speisers erfolgt, tragen die Entlüftungsdüsen 33 ebenfalls auch zu einer entsprechenden Lenkung und Dimensionierung des eingeleiteten Gasstromes bei.
  • Das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass auf die Anordnung des Zentrierringes an dem Speiserkorpus 14 verzichtet ist. Vielmehr weist der Speiserfuß 20 an seinem oberen Rand einen davon aufstehenden Kragen 35 auf, der an die äußere Gestalt des Bodenbereichs 18 des Speiserkorpus 14 derart angepasst ist, dass der Speiserkorpus 14 in die schalenförmige Aufnahmestruktur des Speiserfußes 20 einsetzbar ist und dadurch gegenüber dem Speiserfuß 20 zentriert ist. Dieser Kragen 35 kann dabei um den gesamten unteren Bereich des Speiserkorpus 14 herumlaufend ausgebildet sein; es ist aber auch ausreichend, wenn der Kragen 35 nur segmentweise ausgebildet ist.
  • Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Speiserfuß 20 auch als ein an sich bekannter scheibenförmiger Brechkern in Form einer Metallscheibe ausgebildet. In diesem Fall muss beim Einsetzen des Speiserfußes sowie des Speiserkorpus dafür Sorge getragen sein, dass der scheibenförmige Brechkern mit einem wiederum einen Spalt 25 ausbildenden Abstand zur Oberfläche der Grundplatte 11 der Schießform 10 festgehalten ist. Dies ist durch einen an dem Dorn 22 ausgebildeten Absatz 40 verwirklicht, der einen größeren Durchmesser als die im scheibenförmigen Brechkern ausgebildete Öffnung aufweist. Beim Einlegen des scheibenförmigen Brechkerns in die Schießform wird der Brechkern mit seiner zentralen Öffnung auf dem Dorn 22 geführt und lagert auf dem an dem Dorn 22 ausgebildeten Absatz 40 auf und trägt dabei auch den nachfolgend aufgesetzten Speiserkorpus 14. Durch die Fixierung des scheibenförmigen Brechkerns an dem Dorn 22 ist ein ausreichender Abstand zwischen dem Brechkern und dem Boden der Schießform gegebenen, so dass sich in diesem Bereich der den Brechkern untergreifende Teil der isolierenden Außenschale 27 ausbildet. In einem solchen Fall bildet sich beim Umschießen von Speiserkorpus und Speiserfuß mit dem isolierenden Material ebenfalls ein den Speiserfuß 20 in Form des scheibenförmigen Brechkerns untergreifender Absatz 28 der Außenschale 27 aus.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein, im Rahmen der beiliegenden Ansprüche.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Herstellung eines zum Einsetzen in eine beim Gießen von Metallen verwendete Gießform eingerichteten Speisers, wobei der Speiser einen einen Speiserhohlraum (15) umschließenden und eine in seinem Bodenbereich (18) angeordnete Durchtrittsöffnung (19) zur Verbindung des Speiserhohlraums (15) mit der Gießform aufweisenden Speiserkorpus (14) aufweist und der Speiserkorpus (14) aus einem exothermen Material besteht und auf seiner Außenseite zumindest bereichsweise von einer aus einem isolierenden feuerfesten Material bestehenden Außenschale (27) umschlossen ist, und wobei der Speiser mit einem außen an seinem Bodenbereich (18) angeordneten und eine mit der Durchtrittsöffnung (19) fluchtende Öffnung (21) aufweisenden Speiserfuß (20) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der in einem ersten Schritt aus dem exothermen Material hergestellte Speiserkorpus (14) gemeinsam mit dem seinem Bodenbereich (18) zugeordneten Speiserfuß (20) zur Ausbildung der Außenschale (27) in eine einen Formhohlraum (30) aufweisende Schießform (10) eingesetzt wird und Speiserkorpus und Speiserfuß gleichzeitig mit dem isolierenden Material umschossen werden, wobei der Speiserkorpus (14) einschließlich des Speiserfußes (20) in dem Formhohlraum (30) der Schießform (10) derart positioniert wird, dass das in den Formhohlraum (30) der Schießform (10) eingeschossene isolierende Material einen zwischen dem Speiserfuß (20) und dem Boden des Formhohlraums (30) mindestens auf einem Teil des Umfangs des Speiserfußes (20) belassenen und sich über zumindest einen Teil der Höhe des Speiserfußes (20) erstreckenden Spalt (25) ausfüllt und die geschossene Außenschale (27) dadurch den Speiserfuß (20) unter Aussparen von dessen Öffnung (21) wenigstens teilweise untergreift und ohne den Einsatz von Hilfsmitteln an dem Bodenbereich (18) des Speiserkorpus (14) festhält.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speiserkorpus (14) und der Speiserfuß (20) in dem Formhohlraum (30) der Schießform (10) derart positioniert werden, dass sich ein über den gesamten Umfang des Speiserfußes (20) erstreckender Spalt (25) zur Aufnahme des isolierenden Materials ergibt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Speiserfuß (20) und nachfolgend der Speiserkorpus (14) auf einen auf dem Boden des Formhohlraums (30) der Schießform (10) aufstehenden Dorn (22) aufgesetzt und in einem die Höhe des Spaltes (25) vorgebenden Abstand zum Boden des Formhohlraums (30) positioniert werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Speiserfuß (20) aus einer trichterförmig geformten, im Bereich des geringsten Durchmessers die Öffnung (21) aufweisenden Metallscheibe besteht.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die trichterförmige Metallscheibe mit einem Teil ihrer Höhenerstreckung in eine in dem Boden der Schießform (10) passend ausgeformte Einsenkung (23) eingesetzt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Speiserfuß (20) aus einem die Öffnung (21) aufweisenden scheibenförmigen Brechkern besteht.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Speiserkorpus (14) und der Speiserfuß (20) in dem Formhohlraum (30) der Schießform (10) derart positioniert werden, dass der Spalt (25) zur Aufnahme des isolierenden Materials größer ist als die gesamte Höhe des den Speiserfuß (20) bildenden Brechkerns.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Speiserfuß aus einem die Öffnung (21) ausbildenden und in den Speiserhohlraum (15) des Speiserkorpus (14) einschiebbaren rohrförmigen Körper besteht.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Speiserfuß (20) aus einem aus exothermem Material bestehenden und in den Speiserhohlraum (15) des Speiserkorpus (14) einschiebbaren Speiserunterteil besteht.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der auf dem Dorn (22) aufgesetzte Speiserfuß (20) mittels seiner den Dorn (22) übergreifenden Öffnung (21) und der nachfolgend auf dem Dorn (22) aufgesetzte Speiserkorpus (14) mittels einer an ihm innenseitig ausgebildeten Zentriergestaltung an dem Speiserfuß (20) zentriert werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem Speiserkorpus (14) ausgebildete Zentriergestaltung von einem im Bodenbereich (18) des Speiserkorpus (14) angeordneten, den Speiserfuß (20) auf dessen äußerem Umfang wenigstens teilweise umfassenden Zentrierring (24) gebildet wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Speiserfuß (20) mittels seiner den Dorn (22) übergreifenden Öffnung (21) auf dem Dorn (22) zentriert wird und der Speiserkorpus (14) mit seinem Bodenbereich (18) an dem Speiserfuß (20) mittels eines am oberen Rand des Speiserfußes (20) ausgebildeten, sich zumindest über einen Teil des Außenumfangs des Speiserfußes (20) erstreckenden und den Speiserkorpus (14) auf dessen Außenseite einfassenden Kragens (35) zentriert wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils auf dem Dorn (22) aufgesetzte Speiserfuß (20) sowie Speiserkorpus (14) während des Einschießens des isolierenden Materials von einem in den Formhohlraum (30) der Schießform (10) hineinreichenden Niederhalter festgelegt sind.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass einerseits die beim Einschießen des isolierenden Materials aus dem Formhohlraum (30) verdrängte Schussluft und andererseits ein gegebenenfalls zur Begasung des fertig geschossenen Speisers in den Formhohlraum (30) eingeleitetes Gas über in dem Boden der Schießform (10) angeordnete Entlüftungsdüsen (33) dimensioniert abgeführt werden.
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