| JP60238075 | DIE FOR DIE CASTING |
| WO/1998/041341 | METHOD, PRESSURE-SUPPLY MEMBER AND PRESSURE-SUPPLY SYSTEM FOR ACTIVE AFTER-FEEDING OF CASTINGS |
| JP57022845 | CASTING METAL MOLD |
Skerdi, Udo (Karl-Gassmann-Strasse 7, Bendorf/Rhein, 56170, DE)
| 1. | Speiser für den Metallguss, mit einem Speiserkopf (1), welcher einen Hohlraum (5) aufweist, der über mindestens eine Öffnung (8) zur Umgebung hin geöffnet ist, und einem rohrförmigen Körper (2), welcher durch die Öffnung (8) hindurchgeführt und in dieser verschiebbar angeordnet ist, wobei der rohrförmige Körper (2) in seinem dem Hohlraum (5) zugewandten Abschnitt einen Anschlag (9) aufweist, der an einer an die Öffnung (8) im Hohlraum (5) anschließenden Fläche zur Anlage gelangen kann. |
| 2. | Speiser nach Anspruch 1, wobei der Anschlag (9) als ringförmiger Vorsprung ausgebildet ist, welcher um den äußeren Umfang des rohrförmigen Körpers (2) umläuft. |
| 3. | Speiser nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Anschlag (9) am dem Hohlraum (5) zugewandten Ende des rohrförmigen Körpers (2) angeordnet ist. |
| 4. | Speiser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der rohrförmige Körper (2) einen Außendurchmesser aufweist, der so viel geringer ist als der Durchmesser der Öffnung (8) , dass der rohrförmige Körper (2) unter dem Einfluss seines Eigengewichts eine Verschiebungsbewegung ausführen kann. |
| 5. | Speiser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der rohrförmige Körper (2) eine Ausdehnung in Richtung seiner Längsachse aufweist, dass der rohrförmige Körper (2) in einer eingeschobenen Position, in welcher der rohrförmige Körper (2) in den Hohlraum (5) des Speiserkopfes (1) eingeschoben ist, nicht über den äußeren Abschluss der Öffnung (8) hinausragt. |
| 6. | Speiser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der rohrförmige Körper (2) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. |
| 7. | Speiser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der rohrförmige Körper (2) an seinem den Hohlraum abgewandten Ende (10) in seinem Querschnitt verjüngt ist. |
| 8. | Speiser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine der Öffnung (8) gegenüberliegende Fläche des Hohlraums einen Anlage bildet, an welcher der rohrförmige Körper (2) in der eingeschobenen Position zur Anlage gelangt. |
| 9. | Speiser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Speiserkopf (1) aus zumindest zwei Teilen (3, 4) aufgebaut ist, welche durch ein Verbindungsmittel (7) zu dem Speiserkopf (1) verbunden sind. |
| 10. | Speiser nach Anspruch 9, wobei das Verbindungsmittel (7) ein Klebstoff ist. |
| 11. | Speiser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Speiserkopf (1) eine Ausnehmung (6) für die Aufnahme und Zentrierung eines Dorns vorgesehen ist. |
| 12. | Verfahren zur Herstellung eines Speisers nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei: ein rohrförmiger Körper (2) bereitgestellt wird, welcher einen Anschlag (9) aufweist; ein erstes Speiserteil (4) bereitgestellt wird, welches eine Öffnung (8) oder eine Ausnehmung aufweist, welche an den Umfang des rohrförmigen Körpers (2) angepasst ist; der röhrförmige Körper (2) in die Öffnung (8) oder die Ausnehmung eingelegt wird, so dass der Anschlag (9) des röhrförmigen Körpers (2) an der die Öffnung (8) umgebenden Fläche des ersten Speiserteils (4) zur Anlage gelangen kann; ein zweites Speiserteil (3) bereitgestellt wird, welches gemeinsam mit dem ersten Speiserteil (4) einen Speiserköpf (1) mit einem Hohlraum (5) ausbilden kann; und das erste Speiserteil (4) und das zweite Speiserteil (3) miteinander in der Weise verbunden werden, dass der rohrförmige Körper (2) in einer eingeschobenen Position an einer der Öffnung gegenüberliegenden Fläche des Speiserkopfes (1) zur Anlage gelangt und in einer herausgezogenen Position mit dem Anschlag (9) an der die Öffnung (8) umgewendeten Fläche (11) zur Anlage gelangt . Zeichenerklärung Speiserkopf rohrähnlicher Körper oberer Teil unterer Teil Hohlraum Ausnehmung Verklebung Öffnung Anschlag Verjüngung Fläche Längsachse a,b Flächen Fortsatz keilförmige Vorsprünge. |
Die Erfindung betrifft einen Speiser für den Metallguss.
Bei der Herstellung von Formteilen in der Gießerei wird flüssiges Metall in eine Gießform eingefüllt. Beim Erstarrungsvorgang verringert sich das Volumen des eingefüllten Materials. Daher werden regelmäßig sogenannte Speiser, d.h. offene oder geschlossene Räume in oder an der Gießform eingesetzt, um das Volumendefizit bei der Erstarrung des Gussstücks auszugleichen und eine Lunkerbildung im Gussstück zu verhindern. Dazu sind die Speiser mit dem Gussstück bzw. dem gefährdeten Gussstückbereich verbunden und gewöhnlich oberhalb bzw. an der Seite des Formhohlraums angeordnet .
Im Stand der Technik sind zahlreiche Speiser bekannt. Beispielsweise beschreibt die DE 196 42 838 Al einen Speiser für ein metallisches Gussstück in der Form einer Glocke mit einem eingezo-
genen Glockenrand, der von einem aufgesetzten flachen Ringteil gebildet wird.
Die DE 41 19 192 Al beschreibt einen federnden Dorn zum Halten zum Speisern. Dabei werden die Speisereinsätze auf einem mit der Gießform verbundenen Dorn aufgesteckt und vorzugsweise im Oberkasten eingeformt. Da das Material der Speiser sehr nachgiebig ist und der Sanddruck beim Formen in der Formanlage leicht zu einer Beschädigung des eingesetzten Speisers führen kann, ist es bekannt, den Dorn federnd axial beweglich auszubilden, so dass der eingeformte Speiser dem Sanddruck in Richtung auf das Modell hin ausweichen kann.
Normalerweise werden die Speiser etwa in Anschnitthöhe angeordnet und außerdem mit einem wärmeisolierenden Material bzw. exothermen Massen so ausgerüstet, dass die im Speiser befindliche Schmelze später als das Gussstück selbst erstarrt. Nach der Erstarrung bleibt der Speiser mit dem Gussstück verbunden, so dass der Restspeiser anschließend abgetrennt werden muss'. Die saubere und leichte Abtrennung des Speisers vom Gussstück ist dabei in vielen Fällen problematisch. Regelmäßig muss nach dem Abtrennen des Speisers die Gussoberfläche noch entgratet und geglättet werden. Das ist ein aufwändiger und entsprechend teurer Arbeitsgang, der auch zu Beschädigungen der Oberfläche des Gussstücks an der Verbindungsstelle mit dem Speiser führen kann. Um derartige Beschädigungen zu verringern und das Abtrennen des Speisers zu erleichtern, werden häufig sogenannte Brechkerne (auch Brechkante, Sandleiste oder Einschnürkern genannt) vorgesehen. Diese werden zwischen dem Speiser und der Gießform angebracht und benötigen entsprechende Aufsatzflächen.
In der DE 101 42 357 Al wird ein Speisersystem für ein Gussstück mit einem Speiser bzw. Speiserkopf und einem rohrähnlichen Körper vorgeschlagen, wobei der rohrähnliche Körper den Speiser bzw. Speiserkopf direkt oder indirekt mit dem Gussstück bzw. dem
Formhohlkörper verbindet und zur Ausbildung einer Brechkante beiträgt . Der rohrähnliche Körper ist dabei bevorzugt zylindrisch ausgebildet. Zu seinem dem Gussstück zugewandten Ende verjüngt sich der rohrähnliche Körper, so dass eine Brechkante ausgebildet wird.
Beim Versand des Speisers gemäß der DE 101 42 357 Al werden Speiserkopf und rohrähnlicher Körper als getrennte Teile verpackt. Beim Herstellen der Gießform wird dann das Speisersystem zusammengesetzt, indem zunächst der rohrähnlich Körper am Modell aufgesetzt wird und anschließend auf diesen der Speiserkopf aufgesetzt wird.
Das getrennte Verpacken von Speiserkopf und rohrähnlichem Körper sowie das Zusammensetzen des Speisersystems bei der Herstellung der Gießform erfordert zusätzliche Arbeitsschritte. Es ist ein allgemeines Ziel, die Zahl der Arbeitsschritte sowie den Aufwand möglichst gering zu halten.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen Speiser für den Metallguss zur Verfügung zu stellen, welcher einfach verpackt und transportiert werden kann und der sich bei der Herstellung einer Gießform einfach am Modell anbringen lässt.
Diese Aufgabe wird mit einem Speiser für den Metallguss mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Speisers sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Der erfindungsgemäße Speiser für den Metallguss umfasst einen Speiserkopf, welcher in seinem Inneren einen Hohlraum aufweist. Dieser Hohlraum dient beim Guss dazu, flüssiges Metall aufzunehmen und während des Erstarrens des Metalls im Formhohlraum der Gießform das Metall wieder abzugeben, um den beim Erstarren des Gießstücks auftretenden Volumenverlust auszugleichen. Der Hohl-
räum ist über eine Öffnung zur Umgebung hin geöffnet. In dieser Öffnung ist ein röhrförmiger Körper aufgenommen, welcher dazu durch die Öffnung hindurch geführt ist. Der rohrförmige Körper ist dabei in der Weise angeordnet, dass er in der Öffnung in Richtung seiner Längsachse verschiebbar ist. In seinem dem Hohlraum zugewandten Abschnitt weist der rohrförmige Körper einen Anschlag auf, der an einer an die Öffnung im Hohlraum anschließenden Fläche zur Anlage gelangen kann. Zum Verpacken kann daher der rohrförmige Körper in den Speiserkopf hineingeschoben werden und ist so beispielsweise vor Beschädigungen geschützt. Ferner bildet der erfindungsgemäße Speiser nur eine einzelne Einheit, d.h. der gesamte Speiser kann in einer einzelnen Verpackung verpackt werden und es ist nicht erforderlich, dass bei der Herstellung der Gießform der Speiser zunächst aus dem rohrförmigen Körper und dem Speiserkopf zusammengesetzt wird. Durch den am rohrförmigen Körper vorgesehenen Anschlag wird ein Herausfallen des rohrförmigen Körpers aus dem Speiserkopf oder ein Verkanten verhindert. Wird der erfindungsgemäße Speiser also aus seiner Verpackung herausgenommen, besteht keine Gefahr, dass der Speiser in seine Bestandteile, den Speiserköpf und den rohrförmigen Körper, auseinanderfällt. Vielmehr bildet der Speiser eine Einheit aus, die sehr einfach handhabbar ist. Für die Herstellung der Gießform wird der Speiser dann auf einen entsprechenden Federdorn aufgesetzt und der rohrförmige Körper soweit herausgezogen, dass er mit seinem unteren Ende auf dem Speiserfuß bzw. dem Modell aufsitzt.
Durch den erfindungsgemäßen Speiser wird zum einen die Anforderung an eine einfache Verpackung und einen einfachen Transport gelöst, da der Speiser als einzelne Einheit verpackt und versandt werden kann. Es ist also nicht mehr wie bisher erforderlich zwei getrennte Teile, rohrförmiger Körper und Speiserkopf, getrennt zu verpacken. Zum anderen wird die Anforderung einer einfachen Handhabung bei der Herstellung der Gießform gelöst, da
der Speiser bereits zusammengesetzt ist und lediglich der rohr- förmige Körper herausgezogen werden muss, um die Verbindung zwischen dem Speiserkopf und dem Modell bzw. dem Formhohlraum herzustellen.
Der rohrähnliche Körper kann jede beliebige und im Einzelfall geeignete Länge, Wandstärke und Durchmesser aufweisen. Die Wandstärke wird in Abhängigkeit von dem verwendeten Material in der Regel zwischen 0,1 mm und 10 mm, insbesondere zwischen 0,3 mm und 5 mm, besonders bevorzugt 0,3 mm bis 0,5 mm liegen. Die optimalen Abmessungen können im Einzelfall anhand routinemäßiger Versuche bestimmt werden, bzw. sind dem Fachmann aufgrund seiner Erfahrungen bekannt. Die Wandstärken variieren auch aufgrund des Materials und können z.B. für Stahlblech unter Verwendung eines Federdorn-Minispeisers bei etwa 0,3 mm bis 0,5 mm liegen.
In der Regel weist der rohrähnliche Körper eine Länge zwischen etwa 15 und etwa 300 mm, insbesondere zwischen etwa 35 und etwa 100 mm auf. Die Länge des rohrähnlichen Körpers wird bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform so gewählt, dass mindestens der Abstand zwischen dem Speiserkopf (vor dem Formen bei Anordnung des Speisers auf einem Dorn) und dem Gussstück überbrückt wird.
Der Innendurchmesser des rohrähnlichen Körpers kann im Prinzip beliebig gewählt werden, wobei die Öffnung am unteren bzw. oberen Ende des rohrähnlichen Körpers groß genug sein sollte, um das Fließen der Schmelze in bzw. aus dem Speiser während des Gieß- und Erstarrungsvorgangs zu gewährleisten. Der Durchmesser des rohrähnlichen Körpers orientiert sich in der Regel am Durchmesser der im Speiserkopf vorgesehenen Öffnung, durch welche der rohrähnliche Körper hindurchgeführt ist und in welcher dieser verschiebbar ist. In der Regel wird der Durchmesser des rohrähnlichen Körpers so gewählt, dass durch die Öffnung im Speiserköpf eine ausreichende Führung des rohrähnlichen Körpers gewährleis-
tet wird, wenn dieser in den Speiserkopf hineingeschoben bzw. vor Anbringen an der Gießform aus diesem herausgezogen wird bzw. bei entsprechend eingestelltem Spiel zwischen rohrähnlichem Körper und Speiser der Schwerkraft folgend herausfällt.
Der rohrähnliche Körper kann an sich aus jedem geeigneten Werkstoff, der eine entsprechende Festigkeit aufweist und keine störende Reaktion auf das zu speisende Gussstück aufweist, gebildet werden. Diese Materialien sind dem einschlägigen Fachmann bekannt und umfassen beispielsweise Metall, Kunststoff, Pappe, Keramik oder ähnliche Materialien. Der rohrförmige Körper kann auch aus einem exothermen Material aufgebaut sein. Dazu können übliche Materialien verwendet werden, wie sie auch zur Herstellung exothermer Speiser bereits zum Einsatz gelangt sind. Beispielsweise kann Quarzsand oder ein vergleichbares Material mit einem exothermen Material, wie Magnesiumspänen oder Magnesiumpulver, sowie einem Oxidationsmittel, wie Natriumnitrat oder Natriumchlorat, vermischt werden. Um der Mischung nach dem Ausformen die erforderliche Stabilität zu geben, wird noch ein Bindemittel zugegeben. Hier können an sich alle geeigneten Bindemittel verwendet werden. Beispiele für geeignete Bindemittel sind Wasserglas, kalt härtende Bindemittel, wie Cold-Box- Bindemittel oder No-Bake-Bindemittel, oder auch heiß härtende Bindemittel. Bei Verwendung derartiger exothermer Materialien kann die Wandstärke des rohrförmigen Körpers etwas größer gewählt werden, bevorzugt im Bereich von 2 bis 5 mm. Bevorzugt besteht der rohrähnliche Körper aus einem dem Gussprogramm ähnlichen Werkstoff, wie Aluminium oder Eisenblech.
Der rohrförmige Körper weist erfindungsgemäß in seinem dem Hohlraum zugewandten Abschnitt einen Anschlag auf. Der Anschlag ist also an einer solchen Position am rohrförmigen Körper angeordnet, dass er sich innerhalb des im Speiserkopf vorgesehenen Hohlraums befindet. Beim Herausziehen des rohrförmigen Körpers
aus dem Speiserkopf gelangt der Anschlag an einer Fläche zur Anlage, welche sich im Hohlraum des Speiserkopfes an die Öffnung anschließt. Der Anschlag des rohrförmigen Körpers kann im Prinzip beliebig ausgebildet sein, solange gewährleistet ist, dass der rohrförmige Körper nicht aus der Öffnung herausfallen kann. Der Anschlag kann beispielsweise als Verdickung an der Außenseite des rohrförmigen Körpers ausgebildet sein und den rohrförmigen Körper entlang seines Umfangs umlaufen. Es können aber auch einzelne Vorsprünge vorgesehen sein, wobei diese an sich eine beliebige Gestalt aufweisen können. So können die Vorsprünge als halbkugelförmige Erhebungen oder auch als Stege aufgebildet sein, die entlang Abschnitten des Umfangs des rohrähnlichen Körpers verlaufen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verlaufen die Stege parallel zur Längsachse des rohrähnlichen Körpers und sind keilförmig ausgebildet. Die maximale Höhe der keilförmigen Vorsprünge ist dabei so gewählt, dass ihr äußerer maximaler Abstand größer ist als der Durchmesser der Öffnung, in welcher der rohrförmige Körper in die Öffnung des Speiserkopfes eingesetzt ist. Die Anzahl der Vorsprünge wird bevorzugt ausreichend hoch gewählt, um ein Verkanten des rohrförmigen Speisers zu verhindern, wenn dieser vollständig herausgezogen ist. Die Anzahl der Vorsprünge beträgt daher vorzugsweise zumindest 3. Sind 3 Vorsprünge vorgesehen, sind diese vorzugsweise in einem Winkel von 120° zueinander angeordnet. Der Anschlag kann aus dem Material des rohrförmigen Körpers bestehen und beispielsweise bei der Herstellung des rohrförmigen Körpers mit ausgeformt werden. Es ist aber auch möglich den Anschlag als getrenntes Bauteil auszuführen und diesen nachträglich am rohrförmigen Körper zu befestigen. Der Anschlag des rohrförmigen Körpers kann auch in der Weise ausgestaltet werden, dass sich der Außendurchmesser des rohrförmigen Körpers in Richtung auf das Ende vergrößert, das vom Hohlraum des Speiserkopfes aufgenommen ist. Besonders bevorzugt ist der Anschlag als ringförmiger Vorsprung ausgebildet, welcher um den äußeren Umfang des rohrförmigen Körpers um-
läuft. Dies gewährleistet, dass der röhrförmige Körper beim He-. rausziehen aus dem Speiserkopf zentriert wird, so dass die Längsachse des rohrförmigen Körpers parallel zur Längsachse des Speiserkopfes verläuft.
Der Anschlag kann beabstandet zum dem Hohlraum zugewandten Ende des rohrförmigen Körpers angeordnet sein. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, wenn der Speiserkopf eine große Höhe aufweist, so dass der rohrförmige Körper beim Anbringen an der Gießform nicht über seine gesamte Länge herausgezogen wird, um die Verbindung zwischen Speiserkopf und Gießform herzustellen. Bevorzugt ist der Anschlag jedoch am dem Hohlraum des Speiserkopfes zugewandten Ende des rohrförmigen Körpers angeordnet. Der Anschlag kann dann beispielsweise als Bördelung des oberen Randes ausgebildet werden, wenn der rohrförmige Körper beispielsweise aus Metall hergestellt wird. Der Anschlag ist in dieser Ausführungsform also in Form eines Kragens ausgebildet, welcher am Ende des rohrförmigen Körpers um den Umfang des rohrförmigen Körpers umläuft .
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speisers weist der rohrförmige Körper einen Außendurchmesser auf, der so viel geringer ist als der Durchmesser der Öffnung, dass der rohrförmige Körper unter dem Einfluss seines Eigengewichts eine Verschiebungsbewegung ausführen kann. Wird der Speiser umgedreht, kann sich der rohrförmige Körper unter der Wirkung seines Eigengewichts von selbst in den Speiserkopf hineinverschieben. Umgekehrt fällt der rohrförmige Körper beim erneuten Umdrehen unter seinem Eigengewicht aus dem Speiserkopf heraus, bis er mit seinem Anschlag an der die Öffnung im Speiserkopf umgebenden Fläche zur Anlage kommt. Der Speiser lässt sich daher sehr einfach mit einer Hand in eine Verpackung einlegen bzw. aus dieser herausnehmen und auf einem Federdorn aufsetzen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speisers weist der rohrförmige Körper eine solche Ausdehnung in Richtung seiner Längsachse auf, dass der rohrförmige Körper in seiner eingeschobenen Position, in welcher der rohrförmige Körper in den Hohlraum des Speiserkopfes eingeschoben ist, nicht über den äußeren Abschluss der Öffnung hinausragt. Auf diese Weise verschwindet der rohrförmige Körper in seiner Transportposition vollständig im Inneren des Hohlraums des Speiserkopfes und ist daher beim Transport vor Beschädigungen geschützt .
Der rohrähnliche Körper kann an sich eine beliebige Querschnittsform aufweisen, beispielsweise eine ovale oder vier- oder mehreckige Geometrie. Bevorzugt weist der rohrförmige Körper jedoch einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Öffnung im Speiserkopf ist entsprechend der Gestalt des rohrähnlichen Körpers ausgebildet. Weist dieser einen kreisförmigen Querschnitt auf, ist die Öffnung im Speiserkopf entsprechend kreisförmig ausgestaltet.
Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem rohrähnlichen Körper um ein Rohr mit einem über die gesamte Länge im wesentlichen einheitlichen Querschnitt. Vorzugsweise liegt das Verhältnis von Wandstärke zum Gesamtdurchmesser des Rohres zwischen etwa 1:2 und 1:200, insbesondere 1:5 bis 1:120 und besonders bevorzugt 1:10 bis 1:100. Das Verhältnis von Länge zu Gesamtdurchmesser des Rohres liegt vorzugsweise zwischen 1:4 und 15:1, insbesondere 1:1 und 6:1. Insbesondere richten sich die Verhältnisse nach der Geometrie des Speiserkopfes und der Gießform.
Nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform verjüngt sich der rohrähnliche Körper zu seinem vom Speiserkopf abgewendeten Ende hin. Ist der erfindungsgemäße Speiser auf einem Dorn auf einem Modell aufgesetzt, verjüngt sich der rohrför-
mige Körper zum Gussstück hin und bildet direkt am Übergang zur Gussform bzw. in unmittelbarer Nähe zu dieser eine Brechkante aus. Natürlich kann nach einer Ausführungsform der Erfindung auch nur ein bestimmter Abschnitt, vorzugsweise der dem Gussstück zugewandte Abschnitt, eine Verjüngung oder eine Verengung des Innendurchmessers aufweisen. Somit dient der rohrähnliche Körper einerseits der Bereitstellung eines aufformbaren Speiserhalses und andererseits der Bereitstellung einer präzisen und fest positionierten Brechkante. Die Brechkante ist vorzugsweise als eine Einschnürung der Öffnung bzw. des Innendurchmessers am oder in der Nähe des dem Gussstück zugewandten Endes des rohrähnlichen Körpers vorgesehen.
Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform verjüngt sich der rohrähnlichen Körper jedoch nicht zu dem vom Speiserkopf abgewandten Ende hin, bzw. weist er keinen sich verjüngenden Abschnitt auf. Bei dieser Ausführungsform des rohrähnlichen Körpers verläuft die Wand bevorzugt parallel zur Längsachse des rohrähnlichen Körpers. Wird der erfindungsgemäße Speiser auf einem Dorn, insbesondere einem Feder- oder Führungsdorn, auf einem Modell der Gießform aufgesetzt, kann der rohrähnliche Körper so weit aus dem Speiserkopf herausgezogen werden, bis das zum Gussstück hingewandte Ende des rohrähnlichen Körpers auf dem Fuß des Dorns nahe am Gussstück aufsitzt. Dabei bildet sich zwischen dem rohrähnlichen Körper und dem Fuß des Dorns ein kleiner Spalt. Es hat sich gezeigt, dass dieser Spalt, zusammen mit während des Anformens entstehenden Lufteinschlüssen in diesem Bereich, auch zur Ausbildung einer akzeptablen Brechkante führen kann. Des weiteren kann durch die Dimensionierung des rohrähnlichen Körpers die Lage und Ausprägung der Brechkante optimiert werden, z.B. durch Verwendung eines verhältnismäßig schmalen Rohres mit kleinem Durchmesser oder eine entsprechende Anordnung des Speisers bzw. Speiserkopfes, so dass dieser nach dem Anfor-
inen bzw. Verdichten des Formstoffs recht nahe (jedoch nicht direkt) auf dem Gussstück liegt.
Beim Anbringen des erfindungsgemäßen Speisers am Gießmodell wird dieser auf einen Dorn, insbesondere einen Federdorn aufgesetzt. Der mit dem rohrähnlichen Körper verbundene Speiserkopf wird durch den Dorn entsprechend hochgehalten. Dabei steht der rohr- förmige Körper auf dem Modell bzw. auf dem angeschrägten Grund des Dorns auf. Wird ein Federdorn verwendet, wird während des Formvorgangs der Speiserkopf durch den Federdorn über das Rohr nach unten in die entsprechende Endposition geführt. Der rohr- förmige Körper bleibt fest in der ursprünglichen Position, so dass sichergestellt ist, dass unmittelbar am Gussstück eine definierte Brechkante bereitgestellt wird. Der Speiserkopf bewegt sich beim Verdichten des Formstoffes relativ zum rohrförmigen Körper auf das Modell zu.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann jeder dem Fachmann als geeignet erscheinende Kern, Dorn oder Federdorn verwendet werden. Zum Gussstück bzw. Modell hin kann der rohrähnliche Körper entweder vollständig über den Federdorn greifen, oder auf dessen Fuß aufstehen. In beiden Fällen wird eine Verbindung zwischen dem Formhohlraum einer Gießform und dem rohrähnlichen Körper hergestellt.
Der Speiserkopf des erfindungsgemäßen Speisers umgfasst einen Hohlraum, innerhalb welchem der rohrförmige Körper verschoben werden kann. Der Hohlraum öffnet sich an seinem einen Ende und durch die Öffnung ist der rohrförmige Körper geführt. Im herausgezogenen Zustand kommt der am rohrförmigen Körper vorgesehene Anschlag an einer Fläche zur Anlage, die sich im Hohlraum des Speiserkopfes an die Öffnung anschließt. Diese Fläche kann an sich beliebig ausgestaltet sein, solange gewährleistet ist, dass der rohrförmige Körper nicht aus dem Hohlraum herausfallen kann. Dazu kann anschließend an die Öffnung im Hohlraum ein Vorsprung
vorgesehen sein, der ringförmig um die Innenfläche des Hohlraums umläuft. Der Innendurchmesser des ringförmigen Vorsprungs ist dann kleiner gewählt als der Außendurchmesser des am rohrförmi- gen Körpers vorgesehenen Anschlags . Die im Hohlraum des Speiserkopfes an die Öffnung anschließende Fläche kann jedoch auch in der Weise ausgebildet sein, dass sich der Hohlraum des Speiserkopfes in Richtung auf die Öffnung hin verjüngt. Auch in diesem Fall wird ein Herausfallen des rohrförmigen Körpers aus dem Hohlraum des Speiserkopfes dadurch verhindert, dass der Durchmesser der Öffnung geringer ist als der Außendurchmesser der am rohrförmigen Körper vorgesehenen Anschläge. Ferner kann die Fläche, an welcher der Anschlag des rohrförmigen Körpers zur Anlage gelangen kann, auch in der Weise ausgebildet sein, dass einzelne Vorsprünge auf der Fläche des Hohlraums vorgesehen sind, die benachbart zur Öffnung des Hohlraums angeordnet sind. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn der Anschlag am rohrförmigen Körper als umlaufender Ring ausgebildet ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speisers bildet eine der Öffnung des Speiserkopfes gegenüberliegende Fläche des Hohlraums eine Anlage aus, an welcher der rohrförmige Körper in der eingeschobenen Position zur Anlage gelangt. Die Dimensionierung des rohrähnlichen Körpers und des Hohlraums bzw. des Speiserkopfes werden also vorzugsweise in der Weise aufeinander abgestimmt, dass in der eingeschobenen Position, in welcher der Speiser gewöhnlich transportiert wird, der rohrähnliche Körper vollständig in den Hohlraum des Speiserkopfes eingeschoben ist. Andererseits ist die Längsausdehnung des rohrähnlichen Körpers und die Höhe des Hohlraums so aufeinander abgestimmt, dass der rohrförmige Körper während des Transports nicht in den Hohlraum hineinfallen kann. Gegebenenfalls kann auch ein weiterer Anschlag am rohrförmigen Körper vorgesehen sein, welcher ein Hineinfallen des rohrähnlichen Körpers in den Hohlraum des Speiserkopfes verhindert.
Der Speiserkopf ist vorzugsweise aus zumindest zwei Teilen aufgebaut, welche durch ein Verbindungsmittel zu dem Speiserkopf verbunden sind. Beim Herstellen des erfindungsgemäßen Speisers wird der rohrähnliche Körper zunächst in die Öffnung eingelegt, welche im fertigen Speiser die Verbindung zwischen Hohlraum und Umgebung herstellt. Anschließend wird der zweite Teil des Speiserkopfes mit dem ersten Teil verbunden, so dass der Hohlraum im Speiserkopf erzeugt wird und der rohrähnliche Körper so im Speiserkopf fixiert wird, dass er nicht herausfallen kann.
Für die Bereitstellung des ersten und des zweiten Teils kann der Speiserkopf vorteilhaft entweder parallel zu Längsachse des rohrförmigen Körpers im fertiggestellten Speiser oder senkrecht zur Längsachse des rohrförmigen Körpers geteilt sein. Bei einer Teilung parallel zur Längsachse des rohrähnlichen Körpers werden zwei im Wesentlichen spiegelbildliche Teile erhalten, welche jeweils eine halbkreisförmige Einkerbung aufweisen. Die beiden Einkerbungen ergeben im zusammengesetzten Speiserkopf dann die Öffnung, welche den Hohlraum des Speiserkopfes mit der Umgebung verbindet. Wird die Teilung des Speiserkopfes senkrecht zur Längsachse des rohrähnlichen Körpers durchgeführt, wird ein Unterteil erhalten, welches die Öffnung zum Einsetzen des rohrförmigen Körpers umfasst, sowie ein oberer Teil, der deckeiförmig ausgebildet ist und gemeinsam mit dem unteren Teil des Speiserkopfes den Hohlraum ausbildet.
Die Teile des Speiserkopfes können mit beliebigen Verbindungsmitteln verbunden sein. Geeignete Verbindungsmittel sind beispielsweise Klammern, Nägel oder Metallbänder. Vorzugsweise werden die Teile jedoch miteinander verklebt. Dabei können an sich beliebige Klebstoffe verwendet werden, wie sie aus der Gießereiindustrie bekannt sind. Geeignet sind beispielsweise organische Kleber, Leime oder besonders bevorzugt Wasserglas. Es ist auch möglich, die beiden Teile des Speiserkopfes in der Weise auszu-
gestalten, dass der eine Teil einen Vorsprung aufweist und der andere Teil eine entsprechende Ausnehmung, in welche der Vorsprung aufgenommen werden kann. Die Verbindung zwischen den Teilen kann dann auch in der Weise hergestellt werden, dass eine klemmende Verbindung hergestellt wird. Dazu können entsprechende Abschnitte der Speiserkopfteile passgenau aufeinander abgestimmt sein, oder es werden Abschnitte vorgesehen, die beim Zusammenfügen der Teile zerstört werden, um eine klemmende Verbindung zu erzeugen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist im Speiserkopf eine Ausnehmung für die Aufnahme und Zentrierung eines Dorns vorgesehen.
Der Speiserkopf kann aus jedem im Stand der Technik bekannten isolierenden und/oder exothermen Material gebildet sein, um sicherzustellen, dass die im Speiser befindliche Schmelze später als das Gussstück selbst erstarrt. Der Speiserkopf kann beispielsweise als exothermer Speiser ausgeführt sein. In diesem Fall kann der Speiserkopf beispielsweise aus einer exothermen Speisermasse hergestellt sein, welche Aluminium und/oder Magnesium, ein Oxidationsmittel, beispielsweise ein Nitrat, einen temperaturbeständigen Siθ 2 ~haltigen Füllstoff und ein Bindemittel umfasst. Als Bindemittel kann beispielsweise ein Alkalisilikat oder auch ein organisches Polymer verwendet werden, wie es beispielsweise beim Coldbox-Verfahren üblicherweise eingesetzt wird.
Ist der Speiserkopf aus mehreren Teilen zusammengesetzt, können die einzelnen Teile auch aus verschiedenen Materialien hergestellt sein. Beispielsweise kann der Speiserkopf aus einem unteren Teil bestehen, welches als isolierender oder exothermer Körper ausgeführt ist, und einem oberen, bevorzugt deckeiförmigen, Teil, das beispielsweise aus Pappe, Kunststoff, Holz, Blech oder Verbundmaterialen hergestellt ist.
Die Dimensionierung des Speiserkopfes ist an sich beliebig und wird in Bezug auf das herzustellende Gießstück entsprechend ausgewählt. Die Wandstärke des Speiserkopfes richtet sich nach seiner Größe und beispielsweise danach, ob der Speiser exotherm oder isolierend ausgeführt werden soll. Gewöhnlich beträgt die Wandstärke zwischen etwa 3 mm und 3 cm.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung eines Speisers, wie er oben beschrieben wurde.
Dazu wird zunächst ein rohrförmiger ' Körper bereitgestellt, welcher einen Anschlag aufweist; weiter wird ein erstes Speiserteil bereitgestellt, welches eine Öffnung oder Ausnehmung aufweist, welche an den Umfang des rohrförmigen Körpers angepasst ist. Weist der rohrförmige Körper beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf, besitzt die Öffnung ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt. Ist im ersten Speiserteil eine Ausnehmung vorgesehen, so besitzt diese die Form eines Halbkreises. Der rohrförmige Körper wird dann in die Öffnung oder die Ausnehmung eingelegt, und zwar in der Weise, dass der Anschlag des rohrförmigen Körpers an der die Öffnung umgebende Fläche des ersten Speiserteils zur Anlage gelangen kann, die im fertig gestellten Speiserkopf im Hohlraum angeordnet ist. Weiter wird ein zweites Speiserteil bereitgestellt, welches gemeinsam mit dem ersten Speiserteil einen Speiserköpf mit einem Hohlraum ausbilden kann. Ist im ersten Speiserteil eine Ausnehmung vorgesehen, in welcher der rohrförmige Körper eingelegt wird, ist eine entsprechende Ausnehmung auch im zweiten Speiserteil vorgesehen. Das erste Speiserteil und das zweite Speiserteil werden anschließend miteinander in der Weise verbunden, dass der rohrförmige Körper in einer eingeschobenen Position an einer Fläche des Speiserkopfes zur Anlage gelangt welche der Öffnung gegenüberliegend angeordnet ist, und in einer herausgezogenen Position mit dem Anschlag und der die Öffnung umgebenden Fläche zur Anlage gelangt.
Die Erfindung wird im Weiteren unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Figur 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Speiser, wobei sich der rohrförmige Körper in einer herausgezogenen Position befindet;
Figur 2 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Speiser, wobei der rohrförmige Körper teilweise in den Speiserhohlraum eingeschoben ist; und
Figur 3 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Speiser, wobei der rohrförmige Körper in den Speiserhohlraum eingeschoben ist.
Figur 4 : einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Speiser, wobei der Speiserkopf aus einem Unterteil und einem Deckel aufgebaut ist;
Figur 5: einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Speiser, wobei der Speiserkopf aus einem Unterteil und einem Deckel aufgebaut ist;
Figur 6: einen Längsschnitt durch einen rohrähnlichen Körper.
Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Speiser parallel zur Längsachse 12. Dieser ist aufgebaut aus einem Speiserkopf 1 und einem rohrähnlichen Körper 2. Der Speiserkopf ist aus zwei Teilen aufgebaut, einem oberen Teil 3 und einem unteren Teil 4. Erster und zweiter Speiserteil bilden gemeinsam einen Hohlraum 5 aus. Im oberen Speiserteil 3 ist ferner eine Ausnehmung 6 vorgesehen, welche die Spitze eines Dorns aufnehmen kann (nicht gezeigt) , mit welcher der Speiser auf einem Modell (nicht gezeigt) positioniert werden kann. Oberer Speiserteil 3 und unterer Speiserteil 4 sind über eine Verklebung 7
miteinander verbunden. Im unteren Speiserteil 4 ist eine Öffnung 8 vorgesehen, welche den Hohlraum 5 mit der Umgebung verbindet. In die Öffnung 8 ist der rohrförmige Körper 2 eingesetzt. Der rohrförmige Körper 2 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf. An seinem dem Hohlraum 5 zugewandten Ende ist ein Anschlag 9 vorgesehen, welcher um den äußeren Umfang des rohrförmigen Körpers 2 umläuft. Der Durchmesser des rohrförmigen Körpers 2 ist auf den Durchmesser der Öffnung 8 abgestimmt, so dass der rohrförmige Körper 2 leicht in den Hohlraum 5 hineingeschoben werden kann bzw. aus diesem herausgezogen werden kann. An seinem dem Hohlraum abgewandten Ende läuft der rohrförmige Körper 2 in einer Verjüngung 10 aus, welche nach Herstellung der Gießform zur Ausbildung einer Brechkante beiträgt. In Figur 1 ist der erfindungsgemäße Speiser in einem Zustand dargestellt, in welchem der rohrförmige Körper 2 vollständig aus dem Speiserkopf 1 herausgezogen ist. In diesem Fall gelangt der Anschlag 9 an der Fläche 11 zur Anlage, so dass ein Herausfallen des rohrförmigen Körpers 2 verhindert wird. Ein solcher Zustand stellt sich beispielsweise ein, wenn der Speiser aus einer Verpackung herausgenommen und so gehalten wird, dass er mit der Seite, aus welcher der rohrförmige Körper herausragt, nach unten gehalten wird.
In Figur 2 ist ein Zustand dargestellt, in welchem der rohrförmige Körper 2 teilweise in den Speiserkopf 1 eingeschoben ist. Der rohrförmige Körper 2 ist so im Speiserkopf 1 eingesetzt, dass beim Verschieben des rohrförmigen Körpers 2 nur ein geringer Widerstand auftritt. Figur 2 entspricht daher beispielsweise einem Zustand, wie er nach dem Verdichten des Formstoffes bei der Herstellung der Gießform eingenommen wird. Beim Verdichten des Formstoffes bewegt sich der Speiserkopf 1 in Richtung auf den rohrförmigen Körper 2 zu. Da der rohrförmige Körper 2 mit seinem verjüngten Ende auf dem Modell aufsteht, verschieben sich Speiserkopf 1 und rohrförmiger Körper 2 relativ zueinander.
In Figur 3 ist ein Zustand dargestellt, wie er beispielsweise zum Versand des erfindungsgemäßen Speisers eingenommen wird. Der Speiser wird dabei relativ zur in Figur 1 dargestellten Position umgedreht, so dass der rohrförmige Körper 2 unter dem Einfluss der Schwerkraft in den Hohlraum 5 des Speiserkopfes 1 hineingleitet. Der rohrförmige Körper 2 gelangt dabei an der der Öffnung 8 gegenüberliegenden Seite des Hohlraums 5 an der Innenfläche des Speiserkopfes 1 zur Anlage. Die Länge des rohrförmigen Körpers 2 ist dabei so gewählt, dass dieser vollständig vom Speiserkopf 1 aufgenommen wird, so dass das verjüngte Ende 10 des rohrförmigen Körpers 2 nicht über den Abschluss der Öffnung 8 hinausragt. Der rohrförmige Körper 2 kann daher beim Transport nicht beschädigt werden.
In Figur 4 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speisers dargestellt, bei welchem das obere Teil 3 des Speiserkopfs 1 eine flache, deckeiförmige Gestalt aufweist. Das obere Teil 3 kann beispielsweise aus Pappe, einer isolierenden oder exothermen Masse, wie sie üblicherweise für die Herstellung von Speisern verwendet wird, oder auch einem keramischen Material bestehen. In die Unterseite des oberen Teils 3, welche dem unteren Teil 4 des Speiserkopfs 1 zugewandt ist, ist eine Ausnehmung 6 eingeformt, welche die Spitze eines Federdorns (nicht dargestellt) aufnehmen kann, um den erfindungsgemäßen Speiser auf einem Modell (nicht dargestellt) zu zentrieren. Das obere Teil 3 und das untere Teil 4 bilden gemeinsam einen Speiserkopf 1 aus. Dazu werden oberes Teil 3 und unteres Teil 4 des Speiserkopfs beispielsweise durch Kleben verbunden. Oberes Teil 3 und unteres Teil 4 weisen dazu korrespondierende Flächen 13 a, b auf, auf welche ein entsprechender Klebstoff, beispielsweise Wasserglas, aufgetragen wird. Nach dem Verkleben wird ein Speiserköpf 1 erhalten, welcher einen Hohlraum 5 umfasst. Wie bereits bei den Ausführungsformen der Figuren 1 bis 3 erläutert, umfasst das untere Teil 4 des Speiserkopfs 1 eine Öffnung 8, in welcher ein
rohrförmiger Körper 2 eingesetzt ist. Der rohrförmige Körper ist in der Weise ausgestaltet, dass er sich in Richtung der Längsachse 12 des erfindungsgemäßen Speisers verschieben lässt. Der rohrförmige Körper 2 weist einen Anschlag 9 auf, welcher an einer korrespondierenden Fläche 11 des unteren Teils 4 zur Anlage gelangen kann.
Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speisers, wobei dieser, ähnlich wie bei der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform, ein deckeiförmiges oberes Teil 3 des Speiserkopfes 1 aufweist. Bei dieser Ausführungsform weist das obere Teil 3 jedoch auf seiner dem unteren Teil 4 zugewandten Seite einen Fortsatz 14 auf, welcher sich in die den Hohlraum 5 bildende Ausnehmung des unteren Teils 4 einsetzen lässt. Der äußere Umfang des Fortsatzes 14 ist in seiner Form und Größe an die Form der Wand des Hohlraums 5 angepasst. Der Durchmesser des Fortsatzes 14 kann annähernd gleich dem Durchmesser des oberen Abschnitts des Hohlraums 5 sein, sodass die Verbindung zwischen oberem Teil 3 und unterem Teil 4 durch eine Klemmverbindung hergestellt wird, die durch Einpressen des Fortsatzes 14 in den Hohlraum 5 erzeugt wird. Um die Haftung zwischen den Teilen 3, 4 zu verbessern, können auf der Umfangsfläche des Fortsatzes 14 bzw. den entsprechenden Abschnitten der Umfangsfläche des Hohlraums 5 Vorsprünge vorgesehen sein, beispielsweise keilförmige Vorsprünge, Die beim Einpressen des oberen Teils 3 in das untere Teil 4 zerstört werden, um eine ausreichend stabile Klemmverbindung zwischen den beiden Teilen 3, 4 herzustellen. Das untere Teil 4 sowie der rohrförmige Körper 2 entsprechen im Wesentlichen den korrespondierenden Teilen des in Figur 4 dargestellten Speisers.
In Figur 6 ist ein Längsschnitt durch einen rohrähnlichen Körper dargestellt, wie er im erfindungsgemäßen Speiser verwendet wird. Bei dieser Ausführungsform verläuft die innere Wand des rohrför-
migen Körpers parallel zur Längsachse 12 und verjüngen sich zum unteren Ende des rohrförmigen Körpers 2 nicht. Am oberen Ab- schluss des rohrförmigen Körpers 2 sind auf der Außenseite keilförmige Vorsprünge 15 vorgesehen, die erfindungsgemäß als An ¬ schlag des rohrförmigen Körpers wirken. Wird der rohrförmige Körper 2 analog wie in den Figuren 1 bis 5 dargestellt in einen Speiserkopf 1 eingesetzt, gelangen die keilförmigen Vorsprünge 15 in Kontakt mit dem oberen Abschnitt der Öffnung 8, sodass der rohrförmige Körper 2 nicht aus der Öffnung 8 herausfallen kann. Die maximale Stärke der keilförmigen Vorsprünge ist daher so gewählt, dass der äußere maximale Abstand der keilförmigen Vorsprünge 15 größer ist als der Durchmesser der Öffnung 8.
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