冒口插件和用于將其設(shè)置在鑄模中的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于在將金屬澆鑄到鑄模中時應(yīng)用的冒口插件，所述冒口插件具有對用于容納液態(tài)金屬的冒口空腔限界的模體和供給元件，其中供給元件具有用于液態(tài)金屬的穿通開口，并且其中模體能沿冒口縱向方向相對于供給元件的至少一個部分運動。此外，本發(fā)明也關(guān)于用于將這種冒口插件設(shè)置在鑄模中的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]預(yù)先已知的冒口插件，也簡化地稱作冒口，尤其使用在將金屬澆鑄到鑄模中的制造過程中。冒口插件通常構(gòu)成由鑄模的成型材料包圍的腔。在鑄模中設(shè)為用于容納金屬的腔具有到冒口空腔的貫通口，在冒口空腔中在澆鑄過程期間，填入鑄模中的液態(tài)金屬的部分量升高。這樣到達(dá)冒口中的液態(tài)金屬應(yīng)在凝結(jié)過程中(結(jié)合澆鑄金屬的收縮)能夠流回鑄模中并且在那用于抵消或補償體積損失。
[0003]為了能夠確保位于冒口中的金屬流回要保證的是，金屬在冒口管路中仍是液態(tài)的，而金屬在鑄模內(nèi)部已經(jīng)凝結(jié)(成鑄件)。為了所述目的，冒口插件的至少一部分由絕緣的和/或放熱的材料構(gòu)成，其中放熱的材料通過引入液態(tài)金屬，基于在此占主導(dǎo)的溫度點燃。在冒口插件之內(nèi)，自動地進(jìn)行放熱反應(yīng)，通過所述放熱反應(yīng)經(jīng)過預(yù)定的時間間隔將熱能輸送給位于冒口中的金屬進(jìn)而使得在冒口中的金屬保持液態(tài)狀態(tài)。
[0004]從DE 100 39 519 Al中已知一種用于在將金屬澆鑄到鑄模中時應(yīng)用的冒口插件，所述冒口插件具有對冒口空腔限界的模體和供給元件，所述冒口空腔用于容納液態(tài)金屬；所述冒口在實際中被極好地保護(hù)。冒口的供給元件具有穿通開口以便將模體的冒口空腔連接到澆鑄空腔中，使得液態(tài)金屬能夠從澆鑄空腔升高到冒口空腔中。模體能夠安置在供給元件上，使得模體和供給元件以可沿冒口縱向方向或平行于冒口縱軸線相對于彼此移動的方式構(gòu)成。通過模體的和供給元件相對于彼此的可伸縮的可移動性引起，能夠攔截在制造鑄模進(jìn)而相關(guān)聯(lián)的成型材料的壓實時作用的壓力，所述壓力也作用到冒口上。此外，通過模體朝供給元件的方向的可移動性，也可以確保在冒口的延長區(qū)域中到例如模型板上的成型材料的壓實，因為通過模體朝模型板的方向的移動將圍繞供給元件的成型材料壓實。為了確保在模體和供給元件之間的可移動性，已知的冒口插件具有在可相對于彼此移動的部件之間的間隙。由于壓實壓力增大或提高進(jìn)而同樣與其相關(guān)聯(lián)的鑄模的成型材料的同樣增大的壓縮(隨著模體沿著供給元件的增大的移動位移而產(chǎn)生)能夠在少見的情況下在不當(dāng)?shù)夭僮鲿r造成成型材料的部分穿過間隙到達(dá)冒口插件的空腔中和/或造成絕緣的/放熱的冒口材料的磨損。因此，在不當(dāng)?shù)夭僮鲿r與成型材料滲入到冒口空腔中或隨著冒口材料的磨損結(jié)合有下述風(fēng)險:成型材料或冒口材料可能會到達(dá)模型板的澆鑄空腔中進(jìn)而危及要生產(chǎn)的鑄件的可用性；在一些情況下，甚至存在冒口插件折斷的風(fēng)險。
[0005]從DE 100 59 481 Al中已知一種用于具有冒口或冒口頭和類似管的體部的鑄件，其中類似管的體部將冒口或冒口頭直接或間接與鑄件或模空心體連接并且朝向鑄件的端部逐漸變細(xì)并且構(gòu)成破碎棱邊(Brechkante)。
[0006]GB 2 260 285A公開一種具有破碎芯的冒口套，其中冒口套具有V型的部段和在其下側(cè)上具有開口。破碎芯具有中央開口并且設(shè)置在冒口套的下側(cè)上。破碎芯的中央開口的內(nèi)直徑基本上與在冒口套的底部中的開口的內(nèi)直徑相同。破碎芯的外直徑基本上大于等于冒口套的下側(cè)的外直徑。具有破碎芯的冒口套減少在澆鑄之后在鑄件上的修整。
[0007]從US 2009/0014482 Al中公開一種用于在金屬澆鑄時使用的冒口元件，其中冒口元件具有用于固定在成形模型上的第一端部、用于容納模體的相對置的第二端部和在第一和第二端部之間的孔，所述孔由階梯狀的側(cè)壁構(gòu)成。冒口元件在使用時是可壓縮的，由此在第一端部和第二端部之間的間距減小，使得階梯狀的側(cè)壁具有第一側(cè)壁區(qū)域，所述第一側(cè)壁區(qū)域構(gòu)成冒口元件的第二端部并且在使用時構(gòu)成用于模體的安裝表面。在此，第一側(cè)壁部段關(guān)于孔的軸線以小于90°的角度傾斜。階梯狀的側(cè)壁具有第二側(cè)壁區(qū)域，所述側(cè)壁區(qū)域鄰接于第一側(cè)壁區(qū)域并且平行于孔的軸線或傾斜于孔的軸線以與第一側(cè)壁區(qū)域不同的角度伸展，由此在側(cè)壁中構(gòu)成突起部。
[0008]WO 2005/095 020 A2公開一種用于裝入在澆鑄金屬時所使用的、具有澆鑄空腔的鑄模的插件，所述插件具有沿著體部縱軸線延伸的、具有體部空腔的體部，其中體部由至少一個第一模體和第二模體構(gòu)成，其中所述第一模體具有連接開口，通過連接開口體部空腔能與澆鑄空腔連接，所述第二模體安置在供給元件上。在此，第一模體構(gòu)成為能量吸收機構(gòu)。
[0009]DE 20 2004 009 367 Ul公開一種用于裝入在澆鑄金屬時所使用的鑄模的冒口插件，所述冒口插件由具有冒口體積的、由放熱的和/或絕緣的材料制成的模體構(gòu)成，在其朝向構(gòu)成鑄件的成形區(qū)域的下部的底面上固定有金屬座。在此，金屬座具有從模體的底面朝向成形表面突出的輪廓以及設(shè)置為用于構(gòu)成在冒口體積中構(gòu)成的冒口殘余期望折斷部位的冒口開口。冒口插件以其金屬座在制造鑄模時能插到固定在鑄件的模具上構(gòu)成的成形模型上的保持銷上，其中金屬座具有從模體的底面朝向成形表面完全錐狀地逐漸變細(xì)的形狀，使得在完成鑄模時，金屬座的構(gòu)成冒口開口的下部端部段終止在成形表面上。在此，金屬座的包圍保持銷的、錐狀的外殼面具有至少一個期望彎曲部位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]因此，基于前述列舉的問題，本發(fā)明基于的目的是，提出一種冒口插件，所述冒口插件在制造鑄模時承受高的壓實壓力并且在其使用時還降低使成型材料或冒口材料滲入澆鑄空腔中的風(fēng)險。
[0011]本發(fā)明在開頭時提到類型的冒口插件中通過下述方式實現(xiàn)其所基于的目的:供給元件具有變形區(qū)域，所述變形區(qū)域設(shè)置為，在模體沿冒口縱向方向和(同時)朝供給元件的方向的相對運動的至少一個第一階段中至少部段地卷折。
[0012]由此，本發(fā)明涉及一種用于在將金屬澆鑄到鑄模中時使用的冒口插件，所述冒口插件具有對用于容納液態(tài)金屬的冒口空腔限界的模體和供給元件，其中供給元件具有用于液態(tài)金屬的穿通開口，并且其中模體能沿冒口縱向方向相對于供給元件的至少一個部分段運動，其中供給元件具有變形區(qū)域，所述變形區(qū)域設(shè)置為，在模體的相對運動的至少一個第一階段中沿冒口縱向方向和朝供給元件的方向(即在朝供給元件的方向的相對運動中并且同時沿冒口縱向方向)至少部段地卷折。因此，當(dāng)模體沿冒口縱向方向和朝供給元件的方向進(jìn)行相對運動時，這種供給元件卷折；在此在本發(fā)明的范圍中不固定地預(yù)設(shè)卷折方向，然而供給元件通常且優(yōu)選地構(gòu)成為，使得其在提到的朝冒口空腔方向的相對運動中卷折。
[0013]本發(fā)明基于的認(rèn)知是，棄用具有能可伸縮地在供給元件上移動的冒口模體的設(shè)計方案并且當(dāng)設(shè)有具有能卷折的變形區(qū)域的供給元件時，能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的目的。這種根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的變形區(qū)域優(yōu)選沿著預(yù)定的部段、優(yōu)選朝冒口空腔的方向卷折，其中由于成型材料壓實而作用到冒口插件上的壓合力能夠通過變形區(qū)域的補償運動有利地補償或吸收。由此，在不當(dāng)?shù)夭僮鲿r也降低冒口插件的破碎或其他損壞的風(fēng)險。
[0014]優(yōu)選地，變形區(qū)域設(shè)置為，朝模體的內(nèi)腔的方向卷折。通過模體朝冒口縱向方向相對于供給元件的至少一個部分段運動，即通過壓合根據(jù)本發(fā)明的冒口實現(xiàn)，供給元件的變形區(qū)域的至少一個部段至少在預(yù)定的路徑上伸入用于液態(tài)金屬的模體的與供給元件相符的區(qū)域中。相應(yīng)地，本發(fā)明也涉及一種用于在將金屬澆鑄到鑄模中時使用的冒口插件，所述冒口插件具有對用于容納液態(tài)金屬的冒口空腔限界的模體和供給元件，其中供給元件具有用于液態(tài)金屬的穿通開口，并且其中模體能沿冒口縱向方向相對于供給元件的至少一個部分段運動，其中供給元件具有變形區(qū)域，所述變形區(qū)域設(shè)置為，在模體的相對運動的至少一個第一階段中沿冒口縱向方向和朝供給元件的方向至少部段地卷折，并且必要時朝模體的內(nèi)腔的方向卷折，其中通過模體沿冒口縱向方向相對于供給元件的至少一個部分段的運動達(dá)到，供給元件的變形區(qū)域的至少一個部段至少在預(yù)定的路徑上伸入用于液態(tài)金屬的模體的與供給元件相符的區(qū)域中。隨著變形體的部段卷折到模體中，實現(xiàn)供給元件的有利的縮短的設(shè)計方案進(jìn)而實現(xiàn)模體與要生產(chǎn)的鑄件的減小的間距。隨著冒口插件的壓合運動同時進(jìn)行供給元件的壓合，其中供給元件的變形區(qū)域優(yōu)選構(gòu)成或設(shè)置為，使得所述變形區(qū)域在模體和供給元件之間的相對運動的至少一個第一階段之后具有兩個大致平行地沿冒口縱向方向，進(jìn)而也優(yōu)選沿冒口縱軸線的方向伸展的壁部段。
[0015]供給元件的變形區(qū)域優(yōu)選設(shè)置為，朝模體的方向(至少基本上)無死區(qū)地卷折；這意味著，在卷折之后沒有(卷折的)供給元件的部分通過所述部分段在空腔之內(nèi)構(gòu)成死區(qū)的方式阻止液態(tài)金屬從冒口空腔中流出。優(yōu)選地并且在冒口插件的相應(yīng)的設(shè)計方案中確保，在鑄件凝結(jié)期間進(jìn)入冒口空腔中的液態(tài)金屬不由在冒口空腔中的卷折或卷起的變形區(qū)域的部段或部分阻擋。替選地，在一些情況下有利的是，將供給元件的套筒狀的變形區(qū)域設(shè)計為，使得所述變形區(qū)域具有與冒口空腔的自由橫截面相比明顯更小的橫截面。由此，卷折的材料部段自由地突出或伸入到冒口空腔中(即卷折的材料部段不與冒口空腔的內(nèi)壁接觸)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的冒口插件是優(yōu)選的，其中變形區(qū)域的卷折的部段以貼靠在模體的壁區(qū)域上的方式構(gòu)成。由此，本發(fā)明也涉及一種用于在將金屬澆鑄到鑄模中時使用的冒口插件，所述冒口插件具有對用于容納液態(tài)金屬的冒口空腔限界的模體和供給元件，其中供給元件具有用于液態(tài)金屬的穿通開口，并且其中模體能沿冒口縱向方向相對于供給元件的至少一個