(19)
(11) EP 3 695 917 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
19.08.2020  Patentblatt  2020/34

(21) Anmeldenummer: 19156932.6

(22) Anmeldetag:  13.02.2019
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
B22C 7/06(2006.01)
B22C 9/08(2006.01)
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA ME
Benannte Validierungsstaaten:
KH MA MD TN

(71) Anmelder: GTP Schäfer Gießtechnische Produkte GmbH
41515 Grevenbroich (DE)

(72) Erfinder:
  • Hilger, Olof
    42329 Wuppertal (DE)
  • Schäfer, Jörg
    50226 Frechen (DE)
  • Schäfer, Thomas
    50226 Frechen (DE)

(74) Vertreter: Feucker, Max Martin et al
Becker & Müller Patentanwälte Turmstraße 22
40878 Ratingen
40878 Ratingen (DE)

   


(54) SPEISEREINSATZ, VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES SPEISERKORPUS FÜR DEN SEISEREINSATZ SOWIE KÖNIG UND KERNKASTEN ZUR HERSTELLUNG EINES SPEISERKORPUS


(57) Die vorliegende Erfindung betrifft einen Speisereinsatz (1) zur Verwendung beim Gießen von Metallen in eine Gießform, umfassend einen Speiserkorpus (2), aufweisend
- einen Speiser-Hohlraum (3) zur Aufnahme von flüssigem Metall und
- eine Speiseröffnung (4) zum Verbinden des Speiser-Hohlraums (3) mit einem Formhohlraum der Gießform während des Gießvorganges,
wobei
- der Speiser-Hohlraum (3) in wenigstens einem Teilbereich einen größeren Durchmesser als der Durchmesser der Speiseröffnung (4) aufweist,
- der Speiserkorpus (2) aus einem isolierenden und/oder exothermen Speisermaterial besteht,
- der Speiserkorpus (2) einteilig ausgebildet ist,
- die Speiseröffnung (4) eine Achse (5) definiert, und
- der Speiser-Hohlraum (3) asymmetrisch zu der Achse (5) ausgebildet ist.




Beschreibung


[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen einen Speiserkorpus umfassenden Speisereinsatz zur Verwendung beim Gießen von Metallen in eine Gießform, ein Verfahren zur Herstellung eines einteiligen Speiserkorpus sowie einen König und einen den König umfassenden Kernkasten zur Herstellung eines einteiligen Speiserkorpus.

[0002] In der Gießereitechnik ist es häufig notwendig, in den Gießformen zusätzliche Speisereinsätze anzuordnen, deren Speiserkorpus sich beim Abguss des Gussstückes mit dem flüssigen Metall füllt und bei der Erstarrung des Gussstückes auftretende Volumendefizite ausgleicht, um eine Lunkerbildung im Gussstück zu verhindern. Dazu müssen die Speisereinsätze so beschaffen sein, dass das darin eingespeiste flüssige Metall später als das Gussstück erstarrt, damit während des Erstarrungsvorganges ein Materialtransport zum Gussstück hin stattfinden kann, der das Gussstück dichtspeist. Hierzu bestehen die Speisereinsätze aus einem exothermen und/oder isolierenden Material. Die Speisereinsätze weisen hierzu einen Speiser-Hohlraum zur Aufnahme von flüssigem Metall auf sowie eine Speiseröffnung zum Verbinden des Speiser-Hohlraums mit einem Formhohlraum der Gießform während des Gießvorganges. In einer Vielzahl von Anwendungen ist der Speisereinsatz während des Gießvorganges vertikal ausgerichtet, d. h. eine durch die Speiseröffnung definierte Achse ist vertikal ausgerichtet. In diesem Fall ist der sich an die Speiseröffnung anschließende Speiser-Hohlraum meistens rotationssymmetrisch um die Achse ausgebildet, wobei der hydrostatische Druck des sich im Speiser-Hohlraum befindlichen flüssigen Metalls für eine Nachspeisung ausreichend ist.

[0003] Es gibt jedoch Anwendungsbereiche, bei denen der Speisereinsatz während des Gießvorganges mit seiner durch die Speiseröffnung definierten Achse horizontal ausgerichtet ist. So sind beispielsweise vertikale Grünsand-Formanlagen zur Herstellung von Gießformen bekannt (auch als DISA-Formanlagen und DISAMATIC® bekannt), bei denen eine erste Modellhälfte auf einem ausschließlich linear verstellbar Presskolben montiert ist und eine zweite Modellhälfte auf einer schwenkbaren Formplatte montiert ist, die zwischen einer Bestückungsstellung, in der diese beispielsweise waagerecht oder vertikal ausgerichtet ist und in der diese mit einem Speisereinsatz bestückt wird, und einer insbesondere vertikal ausgerichteten Gießstellung hin und her bewegt wird. Bei diesen vertikal geteilten Gießformen, mit denen relativ dünnwandige Gussstücke hergestellt werden können und bei denen der Speisereinsatz während des Gießvorganges horizontal ausgerichtet ist, besteht das Problem, das Nachspeisen zu gewährleisten. So ist aus EP 3 003 601 B1 beispielsweise ein zweiteiliger Speiserkorpus bekannt, dessen von zwei Formelementen begrenzter Speiser-Hohlraum bei horizontaler Anordnung der Achse einen überwiegenden Volumenanteil oberhalb der Achse aufweist, so dass der hydrostatische Druck des sich oberhalb der Achse befindlichen flüssigen Metalls für das Nachspeisen ausreichend ist. Die beiden Formelemente dieses Speisereinsatzes sind teleskopierbar zueinander verschiebbar, so dass während der Herstellung der Gießform das eine Formelement zu dem anderen Formelement verschoben wird, wodurch eine Verdichtung des Formmaterials der Gießform in dem die Speiseröffnung umgebenden Bereich ermöglicht wird.

[0004] Aus DE 87 02 296 ist ein Speisereinsatz bekannt, der aufgrund der Hinterschnittgestaltung des Speiser-Hohlraums zu der Speiseröffnung aus zwei Formelementen besteht, die nach ihrer jeweiligen Herstellung miteinander verklebt werden müssen, was den Fertigungsaufwand des Speisereinsatzes erhöht. Es ist daher wünschenswert, den Speiserkorpus eines Speisereinsatzes und dessen Herstellung zu vereinfachen.

[0005] Für einen während des Gießvorganges vertikal ausgerichteten Speisereinsatz, der einen rotationssymmetrischen Speiser-Hohlraum aufweist, ist aus WO 2017/046007 A1 bekannt, einen einteiligen Speiserkorpus mittels einer Kernschießmaschine herzustellen, bei der ein aufweitbarer, rotationssymmetrischer König die geometrische Gestalt des Speiser-Hohlraumes während des Schießvorganges vorgibt.

[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die mit Bezug zum Stand der Technik geschilderten Nachteile zu beseitigen und insbesondere einen Speisereinsatz, ein Verfahren zur Herstellung eines einteiligen Speiserkorpus, sowie einen König und eine den König aufweisenden Kernkasten zur Herstellung des einteiligen Speiserkorpus anzugeben, durch die die Herstellung eines während des Gießvorganges horizontal angeordneten Speisereinsatzes vereinfacht ist.

[0007] Gelöst wird die Aufgabe durch einen Speisereinsatz, ein Verfahren zur Herstellung eines Speiserkorpus sowie durch einen König und einen Kernkasten einer Kernschießmaschine mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung angegeben, wobei einzelne Merkmale der vorteilhaften Weiterbildungen in technisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar sind.

[0008] Gelöst wird die Aufgabe insbesondere durch einen König zur Herstellung eines Speiserkorpus, der in seiner Außenkontur reversibel aufweitbar ist und sich in einem nicht aufgeweiteten Zustand entlang einer zentralen Längsachse erstreckt, wobei der König in einem aufgeweiteten Zustand eine asymmetrische Gestalt in Bezug auf die Längsachse hat.

[0009] In dem nicht aufgeweiteten Zustand weist der König insbesondere eine Querschnittsgestaltung auf, die sich von einer Wurzel, welche auch als Fuß bezeichnet werden kann, des Königs hin zu einem freien Ende konisch verjüngen kann. Die Querschnittsgestaltung in dem nicht aufgeweiteten Zustand des Königs kann beispielsweise kreisförmig, oval, elliptisch, trapezförmig, rechteckförmig oder quadratisch sein, wobei bei einer rechteckförmigen oder quadratischen Querschnittsgestaltung die Ecken abgerundet sein können. Der König weist bei einer rechteckigen oder quadratischen Querschnittsgestaltung also zwei jeweils zumindest im Querschnitt parallele Seitenwände auf.

[0010] Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der König in einem aufgeweiteten Zustand eine asymmetrische Gestalt in Bezug auf die Längsachse aufweist. Die Außenkontur des aufgeweiteten Königs erstreckt sich also in eine Richtung mit einem größeren Abstand von der im nicht aufgeweiteten Zustand definierten Längsachse als in eine entgegengesetzte Richtung (in einer Querschnittsebene orthogonal zu der Längsachse). Der König ist dabei insbesondere so ausgebildet, dass eine Aufweitung im Bereich der Wurzel des Königs nicht oder nur wenig erfolgt, so dass die Wurzel des Königs die Gestalt der Speiseröffnung des herzustellenden Speiserkorpus vorgibt.

[0011] Ein solcher König wird insbesondere zusammen mit einem Kernkasten in einer Kerngießmaschine zur Herstellung eines Speiserkorpus verwendet, wobei der Kernkasten zumindest einen ersten Kasten und einen zweiten Kasten umfasst. Der Kernkasten kann auch weitere Kästen umfassen.

[0012] Ein solcher Kernkasten mit einem entsprechenden König kann zur Herstellung eines einteiligen Speiserkorpus eines Speisereinsatzes verwendet werden, wobei das Herstellungsverfahren zumindest die folgenden Schritte (gegebenenfalls in einer beliebigen Reihenfolge, soweit technisch sinnvoll) umfasst:
  • Ausbilden zumindest eines ersten Teilhohlraums in einem ersten Kasten und eines zweiten Teilhohlraumes in einem zweiten Kasten,
  • Zusammenbringen zumindest des ersten Kastens und des zweiten Kastens, so dass der erste Teilhohlraum und der zweite Teilhohlraum einen Hohlraum mit einer Innenwandung bilden, wobei die Innenwandung zumindest teilweise die äußere Kontur des herzustellenden Speiserkorpus bildet,
  • Einstellen eines reversibel aufweitbaren Königs in den Hohlraum,
  • Aufweiten des Königs, so dass der aufgeweitete König zumindest abschnittsweise eine asymmetrische äußere Gestalt aufweist, insbesondere in Bezug auf eine im Ausgangszustand definierte Längsachse des Königs,
  • Einbringen von exothermen und/oder isolierenden Speisermaterial zwischen den aufgeweiteten König und die Innenwand des Hohlraums zur Ausbildung des Speiserkorpus, wobei der aufgeweitete König eine Gestalt eines Speiser-Hohlraums vorgibt,
  • Zusammenziehen des Königs, bevorzugt nachdem das Speisermaterial ausgehärtet wurde,
  • Entfernen des Königs aus dem Speiserkorpus durch Relativbewegung zwischen dem König und dem Speiserkorpus, wobei der zusammengezogene König durch die während des Einbringvorgangs ausgebildete Speiseröffnung, welche im Bereich der nicht aufgeweiteten Wurzel des Königs ausgebildet ist, herausbewegt wird.


[0013] Eine solche asymmetrische äußere Gestalt des aufgeweiteten Königs kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Aufweitung des Königs während der Herstellung in eine Richtung erfolgt und keine Aufweitung in die entgegengesetzte Richtung erfolgt. Selbstverständlich kann aber auch eine größere Aufweitung in eine Richtung und eine geringere Aufweitung in eine entgegensetzte Richtung erfolgen.

[0014] Eine solche Aufweitung in eine Richtung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der König einen festen Dorn aufweist und eine an dem Dorn befestigte, flexible Membran umfasst, die durch Einleiten eines Fluides in einen Zwischenraum zwischen der Membran und dem Dorn aufgeweitet werden kann, wobei sich die Membran beim Aufweiten in einer Ebene orthogonal zu der Längsachse des Dorns unterschiedlich stark ausdehnt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Membran örtlich unterschiedlich verteilt angeordnete Elastizitätsmodule aufweist. Alternativ könnte die Aufweitung in eine Richtung durch ein Begrenzungselement bedingt sein, welches von außen auf die flexible Membran aufgebracht ist.

[0015] Bevorzugt ist aber, dass eine Ausdehnung in eine Richtung und keine Ausdehnung in die entgegengesetzte Richtung dadurch erreicht wird, dass die Membran mit Ihren Umfangsrändern sowohl in axialer Richtung (also unten im Bereich der Wurzel und oben im Bereich des freien Endes des Königs) als auch in Umfangsrichtung (also beispielsweise entlang der Längsachse auf der Oberfläche des festen Dorns) an dem Dorn beispielsweise durch Vulkanisierung befestigt ist.

[0016] Ein so hergestellter Speiserkorpus weist also einen Speiser-Hohlraum zur Aufnahme von flüssigem Metall und eine Speiseröffnung zum Verbinden des Speiser-Hohlraums mit einem Formhohlraum der Gießform während des Gießvorganges auf, wobei der Speiser-Hohlraum in wenigstens einem Teilbereich einen größeren Durchmesser als der Durchmesser der Speiseröffnung aufweist, wobei die Speiseröffnung eine Achse definiert. Der Speiserkorpus besteht aus einem isolierenden und/oder exothermen Speisermaterial und ist einteilig ausgebildet, wobei der Speiser-Hohlraum asymmetrisch zu der Achse ausgebildet ist. Ein solcher Speisereinsatz kann in nur einem Schießvorgang in einer Kernschießmaschine hergestellt werden.

[0017] Somit weist der Speiser-Hohlraum also ein Volumen auf, welches so gestaltet ist, dass bei horizontaler Anordnung des Speisereinsatzes und der durch die Speiseröffnung definierten Achse ein größerer Volumenanteil des Volumens des Speiser-Hohlraums oberhalb der Achse positionierbar ist als unterhalb der Achse. Ein solcher Speisereinsatz ist ideal geeignet für eine vertikal geteilte Gießform, bei der der Speisereinsatz während des Gießvorganges horizontal angeordnet ist, da das während des Gießvorgangs in dem oberhalb der Achse befindliche flüssige Metall einen ausreichenden hydrostatischen Druck bereitstellt, der für eine Nachspeisung von flüssigem Metall in die den Formhohlraum der Gießform ausreichend ist.

[0018] Das exotherme und/oder isolierende Material des Speiserkorpus ist also homogen im Wandbereich, Deckelbereich und den die Speiseröffnung aufweisenden Bodenbereich des Speiserkorpus gleichmäßig und homogen verteilt, so dass keine Grenzflächen zwischen einzelnen Abschnitten des Speiserkorpus ausgebildet wären, wie dies beispielsweise der Fall wäre, wenn der Speiserkorpus aus mehreren Teilen zusammengeklebt wäre. Der Speiserkorpus kann insbesondere auf einer der Speiseröffnung gegenüberliegenden Seite (also im Deckelbereich) eine weitere (Belüftungs-)Öffnung aufweisen, die zum Führen der Kappe beim Formen dient. Eine solche weitere Öffnung kann beispielsweise während des Herstellungsvorgangs des Speiserkorpus erzeugt werden, indem das der Wurzel des Königs gegenüberliegende freie Ende des Königs nicht oder relativ wenig aufweitbar ist. Die Asymmetrie des Speiser-Hohlraums ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass sich der Speiser-Hohlraum ausgehend von der durch die Speiseröffnung definierten Achse orthogonal zu dieser Achse weiter erstreckt als in eine entgegengesetzte Richtung. Somit kann der Speiser-Hohlraum während des Gießvorganges so ausgerichtet sein, dass ein größeres Speiservolumen oberhalb der Achse als unterhalb angeordnet ist.

[0019] Bevorzugt weist der Speiser-Hohlraum auf seiner Umfangsoberfläche im Bereich der asymmetrischen Ausgestaltung eine Minimalstelle auf, die einen geringeren Abstand zu der Achse aufweist, als benachbarte Stellen auf der Umfangsoberfläche, die in axialer Richtung benachbart und gegenüberliegend zu der Minimalstelle angeordnet sind. Eine solche Minimalstelle, mit der das flüssige Material bei Befüllung des Speiser-Hohlraums zunächst in Kontakt kommt, verbessert die Nachspeisung. Eine solche beispielsweise punkt- oder (insbesondere in Umfangrichtung ausgerichtete) linienförmig ausgebildete Minimalstelle (auch als Williamskerbe oder Williamsleiste bekannt) kann während der Herstellung des Speiserkorpus dadurch erzeugt werden, dass der aufgeweitete König auf seiner aufgeweiteten Oberfläche eine entsprechende Minimalstelle aufweist, die einen geringeren Abstand zu der Längsachse (des nicht aufgeweiteten Königs) aufweist, als in beide Richtungen axial benachbarter Stellen auf der aufgeweiteten Oberfläche.

[0020] Zur Ausbildung der Minimalstelle auf der aufgeweiteten Oberfläche des Königs kann die Membran auf ihrer Innenseite in einem aufweitbaren Bereich mit dem Dorn verbunden sein, so dass die Aufweitung der Membran lokal begrenzt ist. Beispielsweise kann die Membran an einer punkt- oder linienförmigen Stelle unmittelbar und direkt an dem Dorn befestigt sein, so dass an dieser Befestigungsstelle keine Aufweitung der Membran stattfindet. Alternativ könnte die Aufweitung der Membran auch mit einem Fangband begrenzt sein, welches mit einem Ende an dem Dorn und mit dem anderen Ende an der Innenseite der Membran befestigt ist.

[0021] In einer bevorzugten Ausführungsform weist der König in einem nicht aufgeweiteten Zustand eine im Querschnitt rechteckförmige, insbesondere quadratische Gestalt mit parallelen Seitenwänden auf, wobei die Seitenwände durch Abrundungen miteinander verbunden sein können. Die Seitenwände können zudem entlang der Längsachse konisch verjüngt ausgebildet sein. Somit würde auch die hergestellte Speiseröffnung des Speiserkorpus eine im Wesentlichen rechteckförmige (Querschnitts-)Gestalt aufweisen. In diesem Zusammenhang ist insbesondere vorgesehen, dass die Membran nur an einer Seitenwand des Königs angeordnet ist. Alternativ kann der König eine andere Querschnittsgestalt, wie rund, oval oder elliptisch aufweisen, wobei sich die Membran bevorzugt in Umfangsrichtung nur über einen Teil des Umfangs erstreckt. Beispielsweise erstreckt sich die Membran in Umfangsrichtung über nicht mehr als die Hälfte des Gesamtumfangs.

[0022] Nachdem der Speiserkorpus hergestellt ist, kann Zubehör insbesondere zur Ausbildung eines Speiserhalses und damit zur Ausbildung einer Sollbruchstelle des metallischen Speiserrestes nahe der Gussteiloberfläche an dem Speiserkorpus angebracht werden, zum Beispiel kann eine sogenannten ME-Scheibe im Bereich der Speiseröffnung außen an den Speiserkorpus angebracht werden. Alternativ wäre es auch möglich, dass das Zubehör in den Kernkästen angeordnet wird, um so schon beim Einschießen des Speisermaterials mit dem dabei hergestellten Speisekorpus verbunden wird. Der Speisereinsatz umfasst dann insbesondere also den Speiserkorpus und das Zubehör.

[0023] Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden im Folgenden anhand der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen schematisch
Fig. 1:
einen König in Seitenansicht in einem Ausgangszustand,
Fig. 2:
den König in einem aufgeweiteten Zustand,
Fig. 3:
einen aufgeweiteten König mit einem Speiserkorpus und
Fig. 4:
den Speiserkorpus als Bestandteil eines Speisereinsatzes.


[0024] Figur 1 zeigt einen König in einem nicht aufgeweiteten Zustand. Der König 7 umfasst einen Dorn 9 und eine Membran 10. Der König 7 erstreckt sich entlang einer Längsachse 8 von einer Wurzel 14 zu einem freien Ende 15.

[0025] Der nicht aufgeweitete König 7 ist in seiner Querschnittsgestaltung rechteckförmig ausgebildet, wobei die Membran 10 sich nur über eine Seitenwand 13 des Dorns 9 erstreckt. Die Membran 10 ist mit ihrem Umfangsrand 12 vollständig an dem Dorn befestigt. Durch nicht dargestellte Leitungen im Inneren des Dorns 9 ist es möglich, ein Fluid in einem Zwischenraum 11 zwischen dem Dorn 9 und der Membran zu leiten, so dass die Membran 10 und damit die äußere Kontur des Königs 7 aufgeweitet wird.

[0026] Der entsprechend aufgeweitete König ist in Figur 2 dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen, dass sich die Membran 10 nur in die in Figur 2 links dargestellte Richtung ausgedehnt hat und nicht in die entgegengesetzte, rechte Richtung. Demgemäß weist der König 7 eine bezüglich der Längsachse 8 asymmetrische Gestalt auf. Durch Verbindung der Membran 11 mit einer Oberfläche des Dorns 9 ist es zudem gelungen, dass sich auf der äußeren Kontur des aufgeweiteten Bereichs eine Minimalstelle 17 ausbildet, so dass der aufgeweitete Bereich eine kamelhöckerartige Struktur aufweist.

[0027] Ein solcher König 7 wird in einer Kernschießmaschine zur Herstellung eines Speiserkorpus 2 verwendet. Figur 3 zeigt die Verwendung eines ähnlichen Königs 7 mit nicht dargestellten Kernkästen einer Kernschießmaschine. Die Kernkästen weisen jeweils einen Teilhohlraum auf, die in einem zusammengeführten Zustand einen Hohlraum mit einer Innenwandung 18 bilden, wobei diese Innenwandung die äußere Kontur des herzstellenden Speiserkorpus 2 vorgeben. Zur Herstellung des Speiserkorpus 2 wird exothermes und/oder isolierendes Speisermaterial zwischen die Innenwandung 18 des durch die Kernkästen gebildeten Hohlraums und die äußere Kontur des aufgeweiteten Königs 7 eingeschossen. In Figur 3 ist ein entsprechend aufgeweiteter König 7 mit einem eingeschossenem Speiserkorpus 2 gezeigt, wobei die Kernkästen, die die äußere Kontur des Speiserkorpus 2 vorgeben, nicht dargestellt sind.

[0028] In Figur 4 ist ein Speisereinsatz 1 gezeigt, der den Speiserkorpus 2 und eine ME-Scheibe 16 umfasst. Der Speiserkorpus 2 weist einen Speiser-Hohlraum 3 auf und eine Speiseröffnung 4, über die der Speiser-Hohlraum 3 mit einem nicht dargestellten Formhohlraum einer Gießform während des Gießvorganges verbunden ist. Die Speiseröffnung 4 definiert eine Achse 5, wobei deutlich zu erkennen ist, dass der Durchmesser des Speiser-Hohlraums 3 größer ist als der Durchmesser der Speiseröffnung 4. Ein solcher Speisereinsatz 1 wird insbesondere bei vertikal geteilten Gießformen eingesetzt, bei denen der Speisereinsatz 1 während des Gießvorganges mit seiner Achse horizontal ausgerichtet ist. Während des Gießvorganges liegt der Speisereinsatz 1 also.

[0029] Da das Volumen des Speiser-Hohlraums 3 oberhalb der Achse 5 größer ist als unterhalb der Achse 5, steht während des Gießvorganges ein ausreichend hoher hydrostatischer Druck durch das flüssige Metall bereit, um eine Nachspeisung zu gewährleisten. Die an der Umfangsfläche des Speiser-Hohlraums 3 ausgebildete Williamsleiste 6 dient als Hotspot für das flüssige Metall.

[0030] Mit der vorliegenden Erfindung kann ein ein asymmetrischen Speiser-Hohlraum aufweisender Speiserkorpus in nur einem Herstellungsprozess einteilig hergestellt werden, so dass der Aufwand für die Herstellung eines solchen Speiserkorpus wesentlich vereinfacht ist.

Bezugszeichenliste



[0031] 
1
Speisereinsatz
2
Speiserkorpus
3
Speiser-Hohlraum
4
Speiseröffnung
5
Achse
6
Williamsleiste
7
König
8
Längsachse
9
Dorn
10
Membran
11
Zwischenraum
12
Umfangsrand
13
Seitenwand
14
Wurzel
15
freies Ende
16
Scheibe
17
Minimalstelle
18
Innenwandung



Ansprüche

1. Speisereinsatz (1) zur Verwendung beim Gießen von Metallen in eine Gießform, umfassend einen Speiserkorpus (2), aufweisend

- einen Speiser-Hohlraum (3) zur Aufnahme von flüssigem Metall und

- eine Speiseröffnung (4) zum Verbinden des Speiser-Hohlraums (3) mit einem Formhohlraum der Gießform während des Gießvorganges,

wobei

- der Speiser-Hohlraum (3) in wenigstens einem Teilbereich einen größeren Durchmesser als der Durchmesser der Speiseröffnung (4) aufweist,

- der Speiserkorpus (2) aus einem isolierenden und/oder exothermen Speisermaterial besteht,

- der Speiserkorpus (2) einteilig ausgebildet ist,

- die Speiseröffnung (4) eine Achse (5) definiert, und

- der Speiser-Hohlraum (3) asymmetrisch zu der Achse (5) ausgebildet ist.


 
2. Speisereinsatz (1) nach Anspruch 1, wobei der Speiser-Hohlraum (3) auf seiner Umfangsoberfläche eine Minimalstelle (6) aufweist, die einen geringeren Abstand zu der Achse (5) aufweist als axial in beide Richtungen benachbarte Stellen auf der Umfangsoberfläche.
 
3. Speisereinsatz (1) nach Anspruch 2, wobei die Minimalstelle (6) punktförmig oder linienförmig ausgebildet ist.
 
4. Speisereinsatz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Speiseröffnung (4) eine im Querschnitt rechteckförmige Gestalt mit parallelen Speiseröffnungswänden aufweist.
 
5. Speisereinsatz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Asymmetrie des Speiser-Hohlraums (3) höchstens über 150° in einer Schnittebene orthogonal zu der Achse (5) erstreckt.
 
6. Verfahren zur Herstellung eines einteiligen Speiserkorpus (2) eines Speisereinsatzes (1), umfassend die folgenden Schritte:

- Ausbilden zumindest eines ersten Teilhohlraums in einem ersten Kasten und eines zweiten Teilhohlraumes in einem zweiten Kasten,

- Zusammenbringen zumindest des ersten Kastens und des zweiten Kastens, so dass der erste Teilhohlraum und der zweite Teilhohlraum einen Hohlraum mit einer Innenwandung (18) bilden, wobei die Innenwandung (18) zumindest teilweise die äußere Kontur des herzustellenden Speiserkorpus (2) bildet,

- Einstellen eines reversibel aufweitbaren Königs (7) in den Hohlraum,

- Aufweiten des Königs (7), so dass der aufgeweitete König (7) eine asymmetrische äußere Gestalt hat,

- Einbringen von exothermen und/oder isolierenden Speisermaterial zwischen den aufgeweiteten König (7) und die Innenwandung (18) des Hohlraums zur Ausbildung des Speiserkorpus (2), wobei der aufgeweitete König (7) eine Gestalt eines Speiser-Hohlraums (3) vorgibt,

- Zusammenziehen des Königs (7),

- Entfernen des Königs (7) aus dem Speiserkorpus (2) durch Relativbewegung zwischen dem König (7) und dem Speiserkorpus (2), wobei der zusammengezogene König (7) durch die während des Einbringvorgangs ausgebildete Speiseröffnung (4) herausbewegt wird.


 
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Aufweitung des Königs (7) in eine Richtung erfolgt und keine Aufweitung in die entgegengesetzte Richtung erfolgt.
 
8. König (7) zur Herstellung eines Speiserkorpus (2), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei der König (7) in seiner Außenkontur reversibel aufweitbar ist und sich in einem nicht aufgeweiteten Zustand entlang einer zentralen Längsachse (8) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der König (7) in einem aufgeweiteten Zustand eine asymmetrische äußere Gestalt in Bezug auf die Längsachse (8) hat.
 
9. König (7) nach Anspruch 8, wobei der asymmetrisch aufgeweitete König (7) auf seiner aufgeweiteten Oberfläche eine Minimalstelle (17) aufweist, die einen geringeren Abstand zu der Längsachse (8) aufweist als in beide Richtungen axial benachbarte Stellen auf der aufgeweiteten Oberfläche.
 
10. König (7) nach Anspruch 8 oder 9, wobei der König (7) in einem nicht aufgeweiteten Zustand eine im Querschnitt rechteckförmige Gestalt mit parallelen Seitenwänden (13) aufweist.
 
11. König (7) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der König (7) einen festen Dorn (9) und eine an dem Dorn (9) befestigte, flexible Membran (10) umfasst, die durch Einleiten eines Fluids in einen Zwischenraum (11) zwischen der Membran (10) und dem Dorn (9) aufgeweitet werden kann.
 
12. König (7) nach Anspruch 11, wobei die Membran (10) mit ihren Umfangsrändern (12) sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung an dem Dorn (9) befestigt ist.
 
13. König (7) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Membran (10) auf ihrer Innenseite in einem aufweitbaren Bereich mit dem Dorn (9) verbunden ist, so dass die Aufweitung der Membran (10) lokal begrenzt ist.
 
14. König (7) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Membran (10) nur an einer Seitenwand (13) des Königs (7) angeordnet ist.
 
15. Kernkasten zur Herstellung eines Speiserkorpus (2), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 oder 7, aufweisend zumindest einen ersten Kasten und einen zweiten Kasten sowie einen in die Kästen einstellbaren König (7) nach einem der Ansprüche 8 bis 14.
 




Zeichnung
















Recherchenbericht









Recherchenbericht




Angeführte Verweise

IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente