DE8110973U1

DE8110973U1 - Geschlossener speisereinsatz

Info

Publication number: DE8110973U1
Application number: DE19818110973U
Authority: DE
Original assignee: Foseco Gesellschaft fur Chemisch-Metallurgische Erzeugnisse 4280 Borken De GmbH
Current assignee: Foseco Gesellschaft fur Chemisch-Metallurgische Erzeugnisse 4280 Borken De GmbH
Priority date: 1981-04-10
Filing date: 1981-04-10
Publication date: 1981-11-19
Also published as: GB2096504A; FR2503594B1; GB2096504B; US4467858A; FR2503594A1; JPS57165345U; BR8201977A

Description

Die Erfindung betrifft einen geschlossenen Speisereinsatz zur Verwendung beim Vergießen von Metallen.

Metalle schrumpfen unter Verringerung ihres Volumens während der Verfestigung. Demgemäß wurde beim Vergießen von Metallen üblicherweise eine Arbeitsweise angewendet, bei welcher Speiserköpfe oberhalb von Gußstücken oder an der Seite von Gußstücken angeordnet wurden, um die Schrumpfung der Gießkörper oder Gießmassen zu kompensieren. Es ist eine allgemein übliche Praxis, einen Speiserkopf mit einem exothermen oder wärmeisolierenden Speisereinsatz zu umgeben, um den Speiserkopf möglichst lange in geschmolzenem Zustand beizubehalten, um damit die Speiser- oder Zuführungswirkung zu verbessern und das Speiserkopfvolumen auf ein Minimum zu verringern.

Speisereinsätze werden in zwei Typen klassifiziert, nämlich offene Speisereinsätze, deren Oberseite gegenüber Luft offen ist, und geschlossene Speisereinsätze, die in eine Sandform eingebettet sind.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der letzteren Art von geschlossenen Speisereinsätzen.

Der geschlossene Speisereinsatz ist üblicherweise rund oder oval in seinem Querschnitt und hat eine gewölbte oder flache Abdeckung, die integral mit dem Einsatzkörper von der gleichen Zusammensetzung wie diejenige des Einsatzes ausgebildet ist. Bei Verwendung des geschlosse- · ~nen Speisereinsatzes ist es übliche Praxis, einen liilliams-Kern an der Innenoberfläche der Abdeckung anzuordnen, um den Speisereffekt zu verbessern und zu stabilisieren. Williams-Kerne mit scharfen punktförmigen Enden, z.B. in

Form von Kegeln und Pyramiden, sind wirksam. Solche Kerne können integral mit dem Speisereinsatz ausgebildet werden oder sie können getrennt hergestellt und mit dem Inneren der Einsätze an deren oberen Ende befestigt werden. Williams·! Kerne werden üblicherweise aus Sand,einer isolierenden "oder exothermen Masse hergestellt. Wenn atmosphärischer Druck auf einen Speiserkopf über den Williams-Kern einwirkt, wird der Zuführungs- oder Speisereffekt weiter verbessert. Williams-Kerne, wie sie in der Technik bekannt viaren, sind in den in der Zeichnung dargestellten Figuren 1 und 2 gezeigt.

Die Fig. 1 und 2 sind senkrechte Schnittansichten von gebräuchlichen geschlossenen Speisereinsätzen mit Williams-Kernen.

Fig. 1 zeigt einen gewölbten geschlossenen Speisereinsatz 1 mit einer Öffnung, welche in der Abdeckung 2 ausgebildet ist, worin ein Williams-Kern 3 getrennt eingearbeitet ist. Eine Gasablaßöffnung 4 ist neben der Öffnung für den Williams-Kern ausgebildet.

Fig. 2 zeigt einen geschlossenen Speisereinsatz mit einer flachen Abdeckung 2, worin ein Williams-Kern 3 integral mit dem Einsatzkörper und eine Gasablaßöffnung 4 ausgebildet sind.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, ist der Williams-Kern üblicherweise in der Mitte auf der Innenseite der Abdeckung 2 des Einsatzes ausgebildet. Wie in der Fig. 3 gezeigt, wurde auch eine andere Art von Speisereinsatz 1 verwendet, worin eine Gasablaßöffnung 4 in der Kitte der Abdeckung angeordnet ist und ein Williams-Kem neben die-

sem Mittelteil vorgesehen ist. Obgleich Williams-Kerne getrennt von dem Einsatzkörper, wie in Fig. 1 gezeigt, ausgebildet werden können ,verursacht dies einige Probleme. So ist z.B. die Aufbewahrung und Lagerung müll sam: es wird eine Einpassungsarbeit erforderlich; es tritt stets die Möglichkeit zu Fehlern bei der Einpassung auf, und die Größe eines Williams-Kernes ist nicht immer geeignet mit Bezug auf die Größe eines Steigereinsatzes, da es schwierig ist, Williams-Kerne proportional zu jeder Größe von Einsätzen herzustellen, und ein Williams-Kern einer bestimmten Größe wird auf Einsätze von verschiedenen Größen angewendet. Daher wird es bevorzugt, daß der Williams-Kern integral mit einem Speisereinsatz, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, ausgearbeitet wird.

Beispielsweise beträgt die Länge eines Williams-Kernes 1/2 bis 1/5 der Höhe des Hohlraumes des Steigereinsatzes, und die Größe eines Williams-Kernes kann in Übereinstimmung mit der Größe des Einsatzes entsprechend groß werden. Wie vorstehend festgestellt, kann der übliche Williams-Kern konisch oder pyramidenförmig sein und sich senkrecht von der gewölbten oder flachen Abdeckung in Abwärtsrichtung erstrecken, wobei dessen unteres Endteil punktförmig ist. Das untere Ende eines solchen Williams-Kerns neigt jedoch zum Abbrechen aufgrund seiner Ausgestaltung. Wenn ein Williams-Kern, dessen unteres Ende weggebrochen ist, verwendet wird, wird der erwartete Speisereffekt nicht erzielt, und Nachteile und Mangel ergeben sich in dem Gießkörper. Es v/ird daher bevorzugt, den Winkel des unteren Endes des Williams-Kernes zu vergrößern, um die Wahrscheinlichkeit für ein Wegbrechen des unteren Endes des Williams-Kernes zu verringern. Durcli den so stumpfer werdenden Winkel an der Williamskernspitze verringert sich die Wirkung des Williamskerns.

Wie vorstehend erläutert, wird mit einem mehr punktförmigen unteren Ende des Williams-Kerns ein wirksamerer Speisungseffekt oder Zuführungseffekt erzielt. Wenn jedoch die Williams-Kerne integral mit den Speisereinsätzen ausgebildet werden, ist die Länge der Kerne mit Bezug auf die Höhe des Hohlraumes der Einsätze notwendigerweise beschränkt im Hinblick auf die Schwierigkeit der Herstellung und des leichten Brechens aufgrund der Gestalt^¹

Vor kurzem wurde ein geschlossener Speisereinsatz mit einem verbesserten Speisungseffekt entwickelt, bei welchem ein Williams-Kern integral mit dem Einsatz ausgebildet ist, der ein verbessertes Verhalten gegenüber Brechen aufweist.

Insbesondere wurde ein geschlossener Speisereinsatz mit einem Williams-Kern und einer Entlüftungsöffnung in der Abdeckung geschaffen, bei welchem der Williams-Kern integral mit dem Einsatz ausgebildet ist und aus einem verdichteten Vorsprung besteht, der in Richtung zu der Mittelachse des Einsatzes sich erstreckt und senkrecht nach unten von dem innersn Schulterteil des Einsatzes vorsteht.

Ein derartiger Speisereinsatz ist in Fig. 4 dargestellt, worin mit Bezugszeichen 1 allgemein der Speisereinsatz bezeichnet ist, das Bezugszeichen 2 die Abdeckung, das Bezugszeichen 3 den Williams-Kern und das Bezugszeichen 4 eine Entlüftungsöffnung bezeichnet. Der untere Rand 5 des Williams-Kerns ist scharf linear.

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch den Steigereinsatz von Fig. 4, genommen entlang Linie A-A, und '■■

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch den genannten

Steigereinsatz, genommen entlang Linie B-B von Fig. 4. '

Wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich, erstreckt sich %■

der Williams-Kern 3 vom Umfangsrand der Abdeckung 2 zu i

der Mitte derselben. I

Diese Ausführungsform war jedoch noch mit dem Nachteil verbunden, daß bei der Herstellung derartiger Speisereinsätze unter Anwendung einer IOrmungsschablone oder eines Formungswerkzeuges der Williams-Kern bei der Entferung des Speisereinsatzes von der Schablone leicht abbrach und daß darüber hinaus die Wirksamkeit eines solchen Williams-Kernes mit Bezug auf die Speiserfunktion noch nicht zufriedenstellend war.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war daher die Schaffung eines Speisereinsatzes mit einem Williams-Kern, welcher mühelos herstellbar,ohne die Gefahr des Abbrechens des Williams-Kernes war, und welcher die Wirkung hinsichtlich der Verbindung mit der Atmosphäre beim Vergießen von Metallen in zufriedenstellender Weise aufwies und somit einen besonders wirksamen Speisungseffekt ergab.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die Schaffung eines geschlossenen Speisereinsatzes

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mit einem Williams-Kern und gegebenenfalls mit einer Entlüftungsöffnung in der Abdeckungsfläche des Speisereinsatzes, wobei der Williams-Kern integral mit dem Speisereinsatz ausgebildet ist, der dadurch gekennzeichnet ist, daß sich der Williams-Kern in Form einer Rippe entlang der Innenseite der Abdeckungsfläche von einem Rand zum gegenüberliegenden Rand derselben in Angrenzung an die sich gegenüberliegenden Umfangsteile des Speisereinsatzes erstreckt und in Abwärtsrichtung von der Abdeckungsinnenfläche keilförmig vorspringt.

Der Speisereinsatz gemäß der Erfindung kann einschließlich des damit integral ausgebildeten Williams-Kernes aus wärmeisolierendem, exothermem oder wärmeisolierendern/exothermem Material ausgebildet sein.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

In Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen 1 allgemein den Speisereinsatz, das Bezugszeichen 2 die Abdeckungsfläche und das Bezugszeichen 3 den Williams-Kern.

Der Williams-Kern 3 ist mit der Innenflache der Abdeckung 2 und mit der an die Abdeckung angrenzenden Innenfläche der Speisern·/an dung integral ausgebildet. Vorzugsweise erstreckt sich der Williams-Kern 3 entlang des Durchmessers über die gesamte Innenfläche der¹ Abdeckung 2, Durch die besondere Ausgestaltung des Williams-Kerns gemäß der Erfindung werden die nachstehenden Vorteile erzielt:

Obgleich bei einem üblichen Williams-Kern die Neigung besteht, daß das geschmolzene Metall in den Kern

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in Nähe des punktförmigen Endes eindringt und erstarrt, wodurch der Kern undurchlässig gemacht wird und an seiner Ausübung seiner Funktion gehindert wird, wobei diese Neigung auch bei dem vorstehend abgehandelten keilförmigen Kern vorhanden ist,tritt dies im Fall der vorliegenden Erfindung nicht ein, da sich dieser¹ Williams-Kern über die gesamte Abdeckungsoberflache erstreckt. Aufgrund der Tatsache, daß der Williams-Kern gemäß der vorliegenden Erfindung eine relativ große Oberfläche aufweist, ist die Gefahr eines vollständigen Verstopfens des luftdurchlässigen Williams-Kernes durch eindringendes und sich verfestigendes Metall wesentlich verringert. Vielmehr kann der direkte Kontakt zwischen dem in dem Speisereinsatz enthaltenen flüssigen Metall und der Atmosphäre in verbessertem Ausmaß beibehalten werden, wodurch ein gleichmäßiges und wirksames Zuführen der flüssigen Schmelze zu dem infolge der Schrumpfung des sich verfestigenden Metalles des Gußstückes ausbildenden Hohlräumen gewährleistet wird. Wenn andererseits die direkte Verbindung ζλ-jischen der flüssigen Metallschmelze und der Atmosphäre über den Williams-Kern durch ein Verstopfen der Poren des Williams-Kernes infolge des darin eingedrungenen flüssigen Metalles, welches sich darin verfestigt, unterbrochen wird, kann ein zufriedenstellender Speisereffekt nicht erzielt werden.

Ein weiterer Vorteil, der gemäß der Erfindung erzielt wird, ergibt sich auf dem Gebiet der Herstellung der Speisereinsätze. Wenn lediglich ein konischer Williams-Kern der bisherigen Technik oder ein keilförmiger Williams-Kern, der sich lediglich bis zur Mitte der Abdeckung erstreckt, verwendet wird, besteht in erheblichem Ausmaß die Gefahr, daß beim Entfernen des Speisereinsatzes von der Formungsschablone ein Abbrechen des konischen oder kurzen Williams-Kernes auftritt infolge von Druck- und Zugbeanspruchungs-

Kräften. Aufgrund der Tatsache, daß gemäß der vorliegenden Erfindung der Williams-Kern als keilförmige Rippe ausgebildet ist, die über die gesamte Abdeckung mit der Innenseite derselben verbunden ist und außerdem noch in Randverbindung mit der Wandung des Speisereinsatzes steht, wobei bereits die Randflächen des Williaras-Kernes geschützt sind, wird die Gefahr eines Abbrechens erheblich vermindert. Die Herstellung eines Speisereinsatzes mit einem derartigen Williams-Kern ist somit wesentlich erleichtert. Wenn nach der Formung des Speisereinsatzes der grüne Formling aus der Schablone entnommen wird, wobei zu beachten ist, daß der grüne Formling sehr geringe Festigkeitseigenschaften aufweist, wird infolge der integralen. Ausbildung des Williams-Kerns, der mit der Abdeckungsinnenfläche sowie mit der Wandung des Speisereinsatzes verbunden ist, eine wesentlich bessere Verbindung und gleichzeitig ein Schutz für den Williams-Kern ermöglicht. Ein dritter Vorteil ist darin zu sehen, daß durch di große Oberfläche eine wesentlich stärkere Verbindung zwisch der flüssigen Schmelze und der Atmosphäre geschaffen wird. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß auch wenn der gesamte Speisereinsatz aus einem porösen Material hergestellt ist, das gegenüber Luft durchlässig ist, üblicherweise eine Verbindung zwischen der Atmosphäre und der in dem Speisereinsatz befindlichen flüssigen Schmelze nicht erreicht wird, 'da sich das Metall an der.Wandoberfläche des Speisers verfestigt und auf diese Weise eine Absperrung der Verbindung zu der Atmosphäre herbeiführt. Die Verbindung mit der Atmosphäre wird jedoch mit Hilfe des Willia Kernes gemäß der Erfindung, der in direktem Kontakt mit der Schmelze vorliegt, mühelos aufrechterhalten.

Der Speisereinsatz gemäß der Erfindung kann in seiner Abdeckung eine Entlüftungsöffnung 4 aufweisen. Diese Ent-

lüftungsöffnung dient in erster Linie dazu, die "beim Vergießen des Metalls infolge der Reaktion zwischen der Schmelze und der lOrmauskleidung entstehenden Gase ,"bzw. die in der Gießform enthaltende Luft, die durch das Eingießen der Metallschmelze verdrängt wird, an die Atmosphäre abzugehen.

Der Speisereinsatz kann in an sich bekannter Y,^reise konisch oder zylindrisch ausgebildet sein. Ferner kann die Abdeckung des Speisereinsatzes in Form einer Flachdecke oder in Form einer gewölbten Decke ausgebildet sein.

Ein weiterer Vorteil der Speisereinsätze gemäß der vorliegenden Erfindung ist nun darin zu sehen, daß der Williams-Kern wegen seiner größeren Stabilität beim Einsetzen solcher Speisereinsätze in Gießformen, z. B. bei Rüttel-Press-Beanspruchung nicht mehr abbricht. Dabei werden zum Auffangen der Druckkräfte bei der Herstellung der Gießformen die hohlen Speisereinsätze über Stützbolzen gesteckt, bei Vielehen die für die Aufnahme des Williams-Kernes vorgesehene Nute etwas größer ist als die in dem Speisereinsatz abgebildete Williams-Kernkontur.

Nachstehend wird auf Fig. 8 Bezug genommen, worin schematisch eine Ausführungsform eines Speisereinsatzes gemäß der Erfindung dargestellt ist. In der nachstehenden Tabelle werden geeignete Abmessungen der Williams-Kerne beispielsweise angeführt, wobei die Dimensionen a, b und r in der Zeichnung veranschaulicht sind.

- Io -

Tabelle Williams-Kern, Abmessungen (mm) Typ ει b r

1 2 3 4 5 6 7 8

Dabei gelten die vorstehend angegebenen Abmessungen in Verbindung mit den folgenden Werten eines parallelen (konischen) Speisereinsatzes.

Tabelle Typ Abmessungen (mm) Volumen

du Du do Do h H dm^s

14	2	3
14	2	VjI
16	2	3
18	2	3
2o	3	4
22	3	4
26	V)J	VJl
3o	3	VJl

' 41,5	62.5	35.5	59.0	64.0	73,5	0.07
43.0	63.0	36.0	59.0	S5.5	97.5	0.10
52,0	73.5	48.0.	69,5	70.5 .	81,5	O, 13
5S.5	80.5	52.5	76.5	77.5	91.5	O, 18

70.5 94,0 · 65.5 S9.5 S8.0 100.5 O,3.O_

SO.O 103,0 7K5 99,5 9S.0 111.0 0,^2

9S.0 128.0 91.5 119.0 120.5 135.0 0,82

119.0 15-4,5 !12.0 14S.0 131.5 150.5 1,32

Claims

I ■ #*f IfIf

Schutzansprüche

1. Geschlossener Speisereinsatz mit einem Williams-Kern und gegebenenfalls mit einer Entlüftungsöffnung in der Abdeckungsfläche des Speisereinsatzes, wobei der Williams-Kern integral mit dem Speisereinsatz ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Williams-Kern (3) in Form einer Rippe entlang der Innenseite der Abdeckungsfläche (2) von einem Rand zum gegenüberliegenden Rand derselben in Angrenzung an die sich gegenüberliegenden Umfangsteile des Speisereinsatzes (l) erstreckt und in Abwärtsrichtung von der Abdeckungsinnenfläche keilförmig vorspringt.

2. Speisereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speisereinsatz (l) einschließlich des damit integral ausgebildeten Williams-Kerns (3) aus wärmeisolierendem, exothermem oder wärmeisolierendem/exothermem Material ausgebildet ist.

3. Speisereinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Williams-Kern (3) mit der Innenfläche der Abdeckung (2) und mit der an die Abdeckung angrenzenden Innenfläche der Speiserwandung integral ausgebildet ist.

4. Speisereinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Williams-Kern (3) sich entlang des Durchmessers über die gesamte Innenfläche der Abdeckung (2) erstreckt.

5. Speisereinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er zylindrisch ausgebildet ist.

6. Speisereinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis k,

\i dadurch gekennzeichnet, daß er konisch ausgebildet ist.

|, 7· Speisereinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung als Flachdecke ausgebildet ist.

8. Speisereinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung gewölbt ausgebildet ist.