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Ankiros 2014

Chemex GmbH bei Ankiros 2014: Optimierte Speisertechnik macht vieles möglich, was früher als unmöglich galt.

Durch den zunehmenden Kostendruck sowie die Tendenz zu komplizierten, dünnwandigen Gussteilen, ergeben sich neue Anforderungen an die Speisertechnik.

Auch durch die schnell voranschreitende Entwicklung der Formanlagentechnik, wuchsen die Ansprüche an die Speiserhersteller.

Bei der Einführung der ersten Generation von Formanlagen mit kurzen Taktzeiten, bei denen ein Aufformen von Speisern meist unmöglich war, wurden die Speiser in Form von Einsteckkappen nach dem Formprozess in die Form eingesteckt.
Bei diesem Verfahren waren die Ansprüche hinsichtlich der Stabilität der Speiser eher gering, da die Speiser nicht dem Verdichtungsdruck der Formanlagen ausgesetzt wurden. Die Herausforderung für die Speiserlieferanten lag darin, mit den zu dieser Zeit üblichen Herstellungsverfahren wie z.B. Wasserglasbindersysteme, maßgenaue Speiser herzustellen, die sich vom Gießer möglichst leicht und gleichmäßig in die Form einstecken ließen. Trotzdem sollten sie  genügend Halt in der Form haben, um beim Wenden und Zulegen der Formkästen sowie dem anschließenden Gießvorgang exakt in ihrer Position zu verbleiben. Zur Reduzierung der Trenn- und Putzkosten am Gussteil wurden in den meisten Fällen Einsteckkappen mit Brechkernen mit einem möglichst kleinem Speiserhalsdurchmesser eingesetzt. Ein ausreichendes Platzangebot auf den Modellen war jedoch immer erforderlich.

Die Weiterentwicklung der Formanlagentechnik zu schneller taktenden Formanlagen, die mit immer größeren Verdichtungsdrücken arbeiten, ging einher mit der Möglichkeit für den Gießer, die Speiser vor dem Formen auf die Modellplatte aufzusetzen.
Dies bedeutete für die Speisertechnik größere Variationsmöglichkeiten hinsichtlich der Speisergeometrien. Man war nun nicht mehr zwingend an eine parallel konische  Speiserausführung gebunden, da die Speiser nun aufgeformt werden konnten. Um diese neuen Möglichkeiten direkt zu einer Kostenoptimierung zu nutzen, kamen immer häufiger Kompaktspeiser mit Brechkernen zum Einsatz, die durch ihr  wesentlich geringeres Volumen zu einer Einsparung an Flüssigeisen bzw. zu einer Leistungssteigerung an den Formanlagen führten. Nun konnte man mit der gleichen Menge Flüssigeisen eine größere Anzahl an Formkästen abgießen oder die Stillstandszeiten der Formanlage bezüglich Eisenmangels reduzieren. Durch verkleinerte Brechkerndurchmesser der Kompaktspeisersysteme oder die Nutzung von Federdornen  ergaben sich bereits bei diesem System verbesserte Möglichkeiten der Speiserpositionierung. Da es bei den bis dahin üblichen fluorhaltigen Speisermassen häufig zu Graphitentartungen unter den Speisern kam, wurden in diesen Bereichen häufig Schleifzugaben von ca. 3-4 mm angebracht, die später aufwendig wieder abgeschliffen werden mussten.

Bild 1. Kompaktspeiser und Einsteckkappe
Die Steigerung der Verdichtungsdrücke an den Formanlagen führte  zu  einem Anstieg der Formstoffhärte und ermöglichte dem Gießer, zunehmend kompliziertere und filigranere Gussteile herzustellen. Jedoch wuchs das Problem von zerbrochenen Brechkernen und Speisern. Zur Lösung dieses Problems wurde der Tele-Speiser entwickelt.

Beim Tele-Speiser wird während des Verdichtungsvorganges der Formanlage das Speiseroberteil teleskopartig über das Unterteil geschoben. Dies führt dazu, dass das Unterteil nahezu druckfrei bleibt und somit eine Beschädigung vermieden wird!

Der Tele-Speiser zeigt durch seine zweiteilige Bauart in Verbindung mit der neu entwickelten  fluorfreien Cold-Box-Speisermasse aber noch weitere Vorteile:

  • Durch das Verschieben des Oberteils über das Unterteil kommt es zur zusätzlichen Verdichtung des darunter befindlichen Formsandes (Übergangsbereich vom Speiser zum Gussteil), gerade dort, wo es bei anderen Speisersystemen häufig zum  Problem von Verdichtungsschatten kommt!
  • Dadurch, dass sowohl das Oberteil als auch das Unterteil aus exothermen Material bestehen, gewährleistet der Tele-Speiser eine hohe Volumenabgabe von bis zu 50 %.
  • Die deutlich verringerte Aufstellfläche des Tele-Speisers ermöglicht eine vielfältigere Positionierung des Speisers auf dem Modell und somit eine  genaue und punktuelle Speisung des Gussteiles.
  • Die fluorfreie, exotherme Speisermasse verhindert Graphitentartungen, daher kann auf  Schleifzugaben unterhalb der Speiser verzichtet werden.
  • Durch die Ausbildung einer definierten Brechkante wird der Trenn- und Schleifaufwand im Vergleich zum Federdornverfahren deutlich verringert.


Der Tele-R-Speiser
Als konsequente Weiterentwicklung des Tele-Speisers wurde der Tele-R-Typ erfolgreich europaweit in Gießereien eingeführt. Die Besonderheit des Tele-R-Speisers ist ein metallisches Rohr, welches im Unterteil des Tele-Speisers positioniert wurde und somit den Übergang vom Gussteil zum exothermen Speiser bildet.

Mit der Ausführung des Tele-R-Speisers konnte der zuvor bereits kleine Aufsatzdurchmesser des Tele-Speisers bei nahezu gleich bleibendem Speiserhalsdurchmesser nochmals um bis zu 37% verringert werden. Dies bietet dem Gießer deutlich verbesserte Anwendungsmöglichkeiten bei komplizierten Gusskonturen in Verbindung mit einer sehr sauber ausgebildeten Brechkante auf  Gussoberflächenniveau.

Exotherme Konturbrechkerne und Segmente
Aus dem Trend zu leichter werdenden Gussteilen im Maschinen- und Fahrzeugbau resultieren für den Gießer immer schwieriger zu gießende Gussstücke mit zum Teil großen  Wandstärkenunterschieden, die oft als nahezu unmöglich zu speisen galten.
Die Entwicklung der fluorfreien Cold-Box-Speisermassen ermöglichte durch ihre Maßgenauigkeit in Verbindung mit der Neutralität zur Graphitausbildung, in der Speisertechnik neue Wege zu gehen.
Durch diese  Eigenschaften ist es möglich geworden, auf Teilbereiche der Gussstückgeometrien  exotherme Segmente zu legen bzw. diese direkt mit in einen Kern einzuschießen.

Durch diese Segmente gelingt es,  dünnwandige Bereiche länger flüssig und offen zu halten, um so eine Dichtspeisung der darunter liegenden  Bereiche zu gewährleisten. Vielfach konnte durch die  exothermen Konturbrechkerne, in Verbindung mit einem entsprechenden Speiser, die Gesamtanzahl der Speiser auf dem Gussteil im Vergleich zu herkömmlichen Systemen deutlich zu reduziert werden , und somit ein Kostenvorteil für den Gießer erzielt werden.

Zusammenfassung:
Durch die fluorfreien Cold-Box gebundenen Speisermassen wurde es möglich, innovative, maßgeschneiderte Speisungssysteme zu entwickeln. Der Gießer kann mit Hilfe dieser Speisungstechnik deutlich mehr Wünsche seiner Kunden erfüllen sowie oftmals seine Gesamtkosten für das entsprechende Gussteil  erheblich reduzieren, und sich folglich Wettbewerbsvorteile verschaffen.

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