CH706068B1 - Qualitätsmanagementvorrichtung und Druckguss-Formgebungs-Maschine. - Google Patents

Abstract

Bereitgestellt werden eine Qualitätsmanagementvorrichtung und eine Druckguss-Formgebungs-Maschine, die beschaffen sind, die Qualität in Bezug auf die Lunkermenge eines Druckgussproduktes zu überprüfen, das gemäss einem PF-Druckgussverfahren gegossen wird. Eine Qualitätsmanagementvorrichtung (3) führt das Qualitätsmanagement für das Druckgussprodukt aus, das gemäss dem porenfreien Druckgussverfahren gebildet wird, bei dem Sauerstoff in einen Hohlraum (Ca) und eine mit dem Hohlraum (Ca) verbundene Einspritzhülse (27) zugeführt und in diesem Zustand eine Schmelze in der Einspritzhülse (27) in den Hohlraum (Ca) abgegeben wird. Die Qualitätsmanagementvorrichtung (3) weist ferner einen Vakuumsensor auf, der den Luftdruck in dem Hohlraum Ca erfasst, und eine Steuerungsvorrichtung (70), die eine Gut/fehlerhaft-Beurteilung der Qualität des Druckgussprodukts in Bezug auf die Lunkermenge auf der Grundlage des Luftdrucks durchführt, der von dem Vakuumsensor beim Füllen erfasst wird.

Description

Technisches Gebiet

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Qualitätsmanagementvorrichtung und eine Druckguss-Formgebungs-Maschine, die beschaffen ist, die Qualität eines Druckgussproduktes zu überprüfen, das mittels eines porenfreien (PF) Druckgussverfahrens gegossen wird.

Stand der Technik

[0002] In der Technik ist ein Druckgussverfahren bekannt, das als «PF-Druckgussverfahren» bezeichnet wird. Bei diesem Druckgussverfahren wird die Luft in einem Hohlraum bzw. Formnest, einem Kanal und einer Einspritzhülse vor dem Einfüllen einer Schmelze (Metall im flüssigen Zustand) durch ein Aktivgas (im Allgemeinen Sauerstoff) ersetzt. Folglich gelangt der Hohlraum aufgrund einer Oxidierungsreaktion zwischen dem Sauerstoff und der Schmelze in einen dekomprimierten Zustand, so dass ein Druckgussprodukt mit wenigen Poren (Lunkern) entsteht (siehe Patentliteratur 1).

[0003] Ferner ist als Verfahren zum Messen der Lunkermenge bzw. Lufteinschlussmenge in einem Druckgussprodukt ein Verfahren bekannt, das CT-Röntgenanalyse verwendet (siehe Patentliteratur 2). Literaturliste Patentliteratur Patentliteratur 1: japanische Patentschrift Nr. 45-10 481 B2 Patentliteratur 2: japanische Patentschrift Nr. 2009-183 958 A

Kurzdarstellung der Erfindung

[0004] Technisches Problem

[0005] Die Messung der Lunkermenge durch CT-Röntgenanalyse weist die Nachteile auf, dass die Ausrüstung teuer ist, der Online-Einsatz Installationsplatz dafür erforderlich macht, die Überprüfungszeit länger ist als die Giesszykluszeit und so weiter.

[0006] Dementsprechend werden eine Qualitätsmanagementvorrichtung und eine Druckguss-Formgebungs-Maschine bereitgestellt, die beschaffen sind, die Qualität in Bezug auf die Lunkermenge in einem Druckgussprodukt, das mithilfe des PF-Druckgussverfahrens gegossen wird, angemessen zu überprüfen.

Lösung des Problems

[0007] Bei einer erfindungsgemässen Qualitätsmanagementvorrichtung handelt es sich um eine Qualitätsmanagementvorrichtung für ein Druckgussprodukt, das durch ein porenfreies Druckgussverfahren gebildet wird, welches ein Aktivgas in einen Hohlraum und in eine Einspritzhülse einspeist, die mit dem Hohlraum verbunden ist, und in diesem Zustand eine Schmelze, die sich in der Einspritzhülse befindet, in den Hohlraum abgibt, wobei die Vorrichtung einen Vakuumsensor, der den Luftdruck in dem Hohlraum erfasst, und eine Steuerungsvorrichtung aufweist, die eine «Gut/fehlerhaft»-Beurteilung der Qualität des Druckgussproduktes in Bezug auf die Lunkermenge auf der Grundlage des Luftdrucks vornimmt, den der Vakuumsensor beim Füllen erfasst.

[0008] Die Steuerungsvorrichtung bewertet, dass ein Fehler vorliegt, wenn ein geringster Luftdruck oder ein mittlerer Vakuumgrad, den der Vakuumsensor beim Füllen erfasst, höher ist als ein vorgegebener Schwellwert.

[0009] Alternativ bewertet die Steuerungsvorrichtung, dass ein Fehler vorliegt, wenn eine Zeit, für die der vom Vakuumsensor beim Füllen erfasste Luftdruck geringer ist als ein vorgegebener Referenzdruck, der maximal dem Atmosphärendruck entspricht, kürzer ist als eine vorgegebene Sollzeit.

[0010] Der Vakuumsensor ist vorzugsweise mit einem Entlüftungskanal verbunden, der den Hohlraum entlüftet.

[0011] Die Qualitätsmanagementvorrichtung weist ferner vorzugsweise ein Sperrventil bzw. Rückschlagventil auf, das unter Atmosphärendruck ein Strömen vom Entlüftungskanal nach aussen zulässt und ein Strömen von aussen zum Entlüftungskanal unterbindet.

[0012] Die Qualitätsmanagementvorrichtung weist ferner vorzugsweise ein Meldeelement bzw. eine Meldeeinheit auf, welche(s) die Ergebnisse der Beurteilung durch die Steuerungsvorrichtung bis vor Beginn des nächsten Zyklus meldet.

[0013] Vorzugsweise ist das System ferner mit einer Sortiervorrichtung ausgestattet, die die Druckgussprodukte entsprechend den Ergebnissen der Beurteilung durch die Steuerungsvorrichtung sortiert.

[0014] Eine Druckguss-Formgebungs-Maschine gemäss der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: eine Klemmvorrichtung bzw. Formschliesseinheit, die eine Form hält, welche einen Hohlraum konfiguriert, eine Einspritzvorrichtung, die beschaffen ist, eine Schmelze, die sich in einer Einspritzhülse befindet, welche mit dem Hohlraum verbunden ist, in den Hohlraum abzugeben, eine Aktivgaszufuhreinheit, die beschaffen ist, der Einspritzhülse Aktivgas zuzuführen, einen Vakuumsensor, der beschaffen ist, einen Luftdruck in dem Hohlraum zu erfassen, und eine Steuerungsvorrichtung, die eine «Gut/fehlerhaft»-Beurteilung der Qualität des Druckgussproduktes in Bezug auf die Lunkermenge auf der Grundlage des Luftdrucks vornimmt, den der Vakuumsensor beim Füllen bzw. Einspritzen erfasst.

[0015] Die Steuerungsvorrichtung der Druckguss-Formgebungs-Maschine ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie die Aktivgaszufuhreinheit auf der Grundlage des Luftdrucks, den der Vakuumsensor erfasst, steuert.

[0016] Die Steuerungsvorrichtung erhöht vorzugsweise im nächsten Zyklus das von der Aktivgaszufuhreinheit zugeführte Aktivgas, wenn ein geringster Luftdruck, den der Vakuumsensor beim Füllen erfasst, höher ist als ein vorgegebener Schwellwert.

[0017] Die Steuerungsvorrichtung unterbricht vorzugsweise die Fortführung eines Zyklus, wenn der vom Vakuumsensor beim Füllen bzw. Einspritzen erfasste Luftdruck höher ist als ein vorgegebener Schwellwert und vorgegebene Zyklusfortführungsbedingungen nicht erfüllt sind, wobei Folgendes zu den Zyklusfortführungsbedingungen gehört: Erhöhen des zugeführten Aktivgases bereits vor dem aktuellen Zyklus und kein Übersteigen eines vorgegebenen Pegels beim Grad dieser Erhöhung oder Erhöhen der Zufuhrmenge an Aktivgas im aktuellen Zyklus in Bezug zum vorhergehenden Zyklus und Verringern des vom Vakuumsensor beim Füllen erfassten Luftdrucks im aktuellen Zyklus im Vergleich zum vorhergehenden Zyklus.

Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung

[0018] Gemäss der vorliegenden Erfindung kann ein Druckgussprodukt, das gemäss dem PF-Druckgussverfahren gegossen wird, angemessen überprüft werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0019] <tb>Fig. 1 :<SEP>Querschnittsansicht, welche die Konfiguration einer Druckguss-Formgebungs-Maschine gemäss einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. <tb>Fig. 2 :<SEP>Querschnittsansicht, die einen Schmelzgiesszustand der Druckguss-Formgebungs-Maschine aus Fig. 1 zeigt. <tb>Fig. 3 :<SEP>Fig. 3 (a) und 3 (b) sind Diagramme, die Einzelheiten zu einem Vakuumgradsensor zeigen, der Bestandteil der Druckguss-Formgebungs-Maschine aus Fig. 1 ist. <tb>Fig. 4 :<SEP>Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Qualitätsmanagementvorrichtung der Druckguss-Formgebungs-Maschine aus Fig. 1 zeigt. <tb>Fig. 5 :<SEP>Ablaufplan, der einen Formzyklus der Druckguss-Formgebungs-Maschine aus Fig. 1 zeigt. <tb>Fig. 6 :<SEP>Diagramm, das Änderungen der Füllgeschwindigkeit, des Fülldrucks und des Vakuumgrads in der Form bei der Druckguss-Formgebungs-Maschine aus Fig. 1 über der Zeit zeigt. <tb>Fig. 7 :<SEP>Diagramm, das Beziehungen zwischen einer Sauerstoffzufuhrmenge und dem Vakuumgrad in der Form und der Gasmenge des Druckgussproduktes bei der Druckguss-Formgebungs-Maschine aus Fig. 1 zeigt. <tb>Fig. 8 :<SEP>Ablaufplan zum Qualitätsmanagement bei der Druckguss-Formgebungs-Maschine aus Fig. 1 . <tb>Fig. 9 :<SEP>Ablaufplan zum Anpassen der Sauerstoffzufuhrmenge bei einer Modifikation. <tb>Fig. 10 :<SEP>Diagramm, welches das Prinzip einer zweiten Ausführungsform erläutert. <tb>Fig. 11 :<SEP>Weiteres Diagramm, welches das Prinzip der zweiten Ausführungsform erläutert.

Beschreibung von Ausführungsformen

[0020] (Erste Ausführungsform)

[0021] Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, welche die Konfiguration einer Druckguss-Formgebungs-Maschine 1 gemäss einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Schmelzgiesszustand der Druckguss-Formgebungs-Maschine zeigt.

[0022] Die Druckguss-Formgebungs-Maschine 1 weist Folgendes auf: eine Klemmvorrichtung 5, die sich öffnet/schliesst und eine feststehende Form 103 und eine bewegliche Form 105 einspannt (beide werden nachfolgend manchmal gemeinsam als «Form 101» bezeichnet), eine Einspritzvorrichtung 7, die eine Schmelze ML (Fig. 2 ) in einen Hohlraum Ca füllt, der in der von der Klemmvorrichtung 5 eingespannten Form 101 gebildet ist, eine Auswerfvorrichtung 9, die ein durch Verfestigung der Schmelze ML gebildetes Druckgussprodukt auswirft, eine Sauerstoffzufuhreinheit 11, die den Hohlraum Ca Aktivgas (bei der vorliegenden Ausführungsform Sauerstoff) einspeist, eine Formvakuumgrad-Messeinheit 50, die den Vakuumgrad in dem Hohlraum Ca (Formvakuumgrad) misst, und eine Steuerungsvorrichtung 70.

[0023] Die Druckguss-Formgebungs-Maschine 1 weist ferner eine Qualitätsmanagementvorrichtung 3 zum Verwalten bzw. Überwachen der Qualität des Druckgussproduktes auf. Die Form-vakuumgrad-Messeinheit 50 und die Steuerungsvorrichtung 70 fungieren ebenfalls als Komponenten der Qualitätsmanagementvorrichtung 3.

[0024] Die Klemmvorrichtung 5 weist Folgendes auf: eine feststehende Formplatte 15, welche die feststehende Form 103 hält, eine bewegliche Formplatte 17, welche die bewegliche Form 105 hält, und eine nicht gezeigte Antriebseinheit, die die bewegliche Formplatte 17 in einer Richtung zum Öffnen/Schliessen der Form antreiben kann. Die Antriebseinheit ist beispielsweise durch einen Hydraulikzylinder oder Elektromotor oder eine Kombination daraus konfiguriert.

[0025] Die Einspritzvorrichtung 7 weist eine Hülse 27 auf, die über einen Kanal bzw. Angusskanal Rn mit dem Hohlraum Ca verbunden ist, einen Füllkolben 29, der sich in der Hülse 27 bewegen kann, und eine nicht gezeigte Füllzylindereinheit, die den Füll- bzw. Einspritzkolben 29 antreibt.

[0026] In der Hülse 27 sind eine Giessöffnung 27a, welche mit Schmelze aus einer Giesspfanne 33 versorgt wird (Fig. 2 ), und eine Sauerstoffzufuhröffnung 27b, welche sich – anders als die Giessöffnung 27a – auf der Seite der feststehenden Formplatte 15 befindet und durch die Sauerstoff zugeführt wird, geöffnet.

[0027] Die Auswerfevorrichtung 9 weist mehrere Auswerfstifte 35 auf, die an dem von der sich verfestigenden Schmelze ML gebildeten Formerzeugnis anliegen, eine Auswerfplatte 37, an der die mehreren Auswerfstifte 35 befestigt sind, Auswerfstangen 39, die an der Auswerfplatte 37 befestigt sind, und eine Auswerfzylindereinheit 40, welche die Auswerfstangen 39 antreibt.

[0028] Die Sauerstoffzufuhreinheit 11 weist ein Rohr 41 auf, das mit der Sauerstoffzufuhröffnung 27b verbunden ist, ein Ventil 43, das mit dem Rohr 41 verbunden ist, ein Rohr 42, das mit dem Ventil 43 verbunden ist, und einen Sauerstoffzylinder 44 (Zufuhrquelle für Aktivgas), der mit dem Rohr 42 verbunden ist.

[0029] Durch Öffnen des Ventils 43 wird der Hülse bzw. Hülse 27 Sauerstoff aus dem Sauerstoffzylinder 44 zugeführt, während die Sauerstoffzufuhr durch Schliessen des Ventils 43 unterbrochen wird. Das Ventil 43 ist beispielsweise durch eine Art luftbetriebenes Ventil konfiguriert, um das Erzeugen von Funken zu vermeiden.

[0030] Es sei angemerkt, dass die der Hülse 27 zugeführte Sauerstoffmenge zum Beispiel durch den Öffnungsgrad, die Öffnungsdauer, die relative Einschaltdauer des Öffnens/Schliessens des Ventils 43 usw. geregelt wird. Das Regeln der Sauerstoffmenge kann durch Steuerung ohne Rückführung oder auch durch Regelung auf der Grundlage eines nicht gezeigten Durchflussmessers erfolgen.

[0031] Bei dem Sauerstoffzylinder 44 kann es sich um einen mit einem Druck handeln, der konstant gehalten wird, oder um einen, bei dem der Druck zusammen mit der Sauerstoffzufuhr abfällt. Es sei angemerkt, dass die Sauerstoffzufuhrmenge, selbst wenn der Druck des Sauerstoffzylinders 44 abfällt, durch Anpassen des Öffnungsgrades usw. des Ventils 43 konstant gehalten wird.

[0032] Fig. 3 (a) ist eine Querschnittsansicht, die Einzelheiten der Formvakuumgrad-Messeinheit 50 zeigt und einer teilweise vergrösserten Ansicht von Fig. 1 entspricht. Fig. 3 (b) ist ein Diagramm, das die feststehende Form 103 von der Seite der beweglichen Form 105 aus in einem in Fig. 3 (a) gezeigten Bereich zeigt.

[0033] Bei der Form 101 ist ein Entlüftungskanal 60 zum Entlüften des Innenbereichs des Hohlraums Ca konfiguriert. Der Entlüftungskanal 60 ist beispielsweise durch einen gezackten Spalt (Kühlkanal 60c) konfiguriert, der zwischen der feststehenden Form 103 und der beweglichen Form 105 gebildet ist, und durch einen Entlüftungsdurchlass 60a, der mit dem Kühlkanal 60c verbunden und in der feststehenden Form 103 gebildet ist.

[0034] Die Formvakuumgrad-Messeinheit 50 weist einen Vakuumsensor 51 und ein Sperrventil 52 auf, die mit dem Entlüftungskanal 60 verbunden sind.

[0035] Insbesondere ist ein Rohr 53 mit einer Entlüftungsöffnung 60b des Entlüftungskanals 60 verbunden. Das Rohr 53 verzweigt sich in ein Rohr 53a und ein Rohr 53b. Der Vakuumsensor 51 ist mit dem Rohr 53b verbunden, während das Sperrventil 52 mit dem Rohr 53a verbunden ist.

[0036] Bei dem Vakuumsensor 51 handelt es sich beispielsweise um einen Drucksensor vom elektrostatischen Kapazitäts- oder Vibrationstyp, der ein elektrisches Signal mit einem Signalpegel, welcher dem Druck innerhalb des Hohlraums Ca (genauer genommen des Entlüftungskanals 60 und noch genauer genommen des Rohrs 53b) entspricht, über eine Leitung 71 zur Steuerungsvorrichtung 70 ausgibt.

[0037] Das Sperrventil 52 ist zwischen dem Rohr 53a und dem Rohr 54 angeordnet. Ein Abschlussende 54a des Rohrs 54 ist zur Atmosphäre hin offen. Ferner lässt das Sperrventil 52 ein Strömen vom Hohlraum Ca (genauer genommen vom Entlüftungskanal 60 und noch genauer genommen vom Rohr 53a) nach aussen (genau genommen zum Rohr 54) zu, während es das Strömen in umgekehrter Richtung unterbindet.

[0038] Dementsprechend besteht, wenn in dem Hohlraum Ca ein Unterdruck vorherrscht, ein Zustand, in dem der Innenbereich des Hohlraums Ca nicht zur Atmosphäre hin geöffnet ist, so dass der Vakuumgrad erhalten bleibt. Andererseits wird, wenn der Innenbereich des Hohlraums Ca mindestens Atmosphärendruck aufweist, das Gas in dem Hohlraum Ca über das Rohr 54 abgelassen.

[0039] Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Qualitätsmanagementvorrichtung 3 zeigt.

[0040] Die Qualitätsmanagementvorrichtung 3 weist, abgesehen von dem oben erläuterten Vakuumsensor 51 und der oben erläuterten Steuerungsvorrichtung 70, eine Meldeeinheit 72 für Meldungen an den Benutzer und eine Sortiervorrichtung 74 auf, die Druckgussprodukte sortiert.

[0041] Die Steuerungsvorrichtung 70 ist beispielsweise mit einer CPU, mit ROM, RAM und einer externen Speichereinheit konfiguriert (nicht gesondert gezeigt). Auf der CPU laufen Programme, die im ROM und der externen Speichereinheit gespeichert sind. Aus diesem Grund sind ein Qualitätsbeurteilungsteil 70a und ein Managementsteuerteil 70b konfiguriert.

[0042] Der Qualitätsbeurteilungsteil 70a beurteilt die Qualität der Druckgussprodukte auf der Grundlage des von dem Vakuumsensor 51 erfassten Drucks als gut/fehlerhaft. Der Managementsteuerteil 70b führt die Verarbeitung durch, die nötig ist, damit die Meldeeinheit 72 und die Sortiervorrichtung 74 den Ergebnissen der Beurteilung entsprechende Operationen durchführen.

[0043] Die Steuerungsvorrichtung 70 ist zwar nicht gesondert gezeigt, steuert aber die Klemmvorrichtung 5, die Einspritzvorrichtung 7, die Auswerfevorrichtung 9, die Sauerstoffzufuhreinheit 11 usw. Das heisst, die Steuerungsvorrichtung 70 führt ausserdem die Steuerung hinsichtlich des Öffnens/Schliessens der Form, des Einspannens, Füllens, Auswerfens und des Zuführens von Sauerstoff bei der Druckguss-Formgebungs-Maschine durch.

[0044] Bei der Meldeeinheit 72 handelt es sich beispielsweise um eine Anzeigeeinheit oder eine tonaussendende Vorrichtung. Bei der Anzeigeeinheit handelt es sich um eine, die Bilder anzeigt, wie beispielsweise ein Flüssigkristalldisplay, oder um eine, die Meldungen durch Aufleuchten, Blinken oder Ausschalten anzeigt, wie beispielsweise eine LED. Bei der tonaussendenden Vorrichtung handelt es sich um eine, die einen Ton ausgibt, wie beispielsweise einen Lautsprecher. Wenn beispielsweise ein Druckgussprodukt gebildet wird, das als «fehlerhaft» beurteilt wird, meldet die Meldeeinheit 72 diese Tatsache.

[0045] Die Sortiervorrichtung 74 ist zum Beispiel durch eine Produktausladeeinheit mit einem Greifteil, der das Druckgussprodukt greift, und einem Arm konfiguriert, der den Greifteil bewegt. Es sei angemerkt, dass die Sortiervorrichtung 74 die aus der Form 101 genommenen Druckgussprodukte zu getrennten Zielorten für gute und für fehlerhafte Produkte transportiert. Die Sortierung erfolgt dementsprechend.

[0046] Fig. 5 ist ein Ablaufplan, der die Routine für den Formzyklus zeigt, den die Druckguss-Formgebungs-Maschine 1 ausführt. Die Verarbeitung wird in einem vorgegebenen Zeitraum wiederholt.

[0047] Bei Schritt S10 steuert die Steuerungsvorrichtung 70 die Klemmvorrichtung 5 so, dass sie sich schliesst und die Form einspannt. Ferner steuert sie die Einspritzvorrichtung 7 so, dass sie den Füllkolben 29 zu der Position zum Schliessen der Giessöffnung 27a hochfahren lässt (siehe Fig. 1 ).

[0048] Bei Schritt S10 steuert die Steuerungsvorrichtung 70 die Sauerstoffzufuhreinheit 11 so, dass das Ventil 43 geöffnet und Sauerstoff aus dem Sauerstoffzylinder 44 zur Sauerstoffzufuhröffnung 27b zugeführt wird. Dadurch wird das Gas in der Hülse 27, dem Kanal Rn und dem Hohlraum Ca durch Sauerstoff ersetzt.

[0049] Es sei angemerkt, dass es sich bei der Menge des zugeführten Sauerstoffs um eine im Voraus für jede Form 101 ermittelte feste Menge handelt, so dass Druckgussprodukte erzielt werden, die in Bezug auf die Lunkermenge eine gleichbleibende Qualität aufweisen. Wenn Sauerstoff in der festgelegten Menge zugeführt wird, ist das Ventil 43 geschlossen. Die Zeitsteuerung für das Schliessen des Ventils 43 kann vor dem Schritt S14 angemessen eingerichtet werden.

[0050] Bei Schritt S12 wird die Einspritzvorrichtung 7 so gesteuert, dass der Füllkolben 29 zurück in die Position hochgezogen wird, in der er die Giessöffnung 27a nicht schliesst.

[0051] Bei Schritt S13 steuert die Steuerungsvorrichtung 70 eine nicht gezeigte Schmelzengiessvorrichtung so, dass die Schmelze mit der Giesspfanne 33 in die Giessöffnung 27a gegossen wird (siehe Fig. 2 ).

[0052] Bei Schritt S14 steuert die Steuerungsvorrichtung 70 die Einspritzvorrichtung 7 so, dass der Füllkolben 29 vorfährt und die Schmelze in der Hülse 27 in den Hohlraum Ca abgibt. Das heisst, das Füllen wird durchgeführt.

[0053] Insbesondere steuert die Steuerungsvorrichtung 70 beispielsweise zunächst die Einspritzvorrichtung 7 so, dass eine Fülloperation mit geringer Geschwindigkeit durchgeführt wird, bei der der Füllkolben 29 relativ langsam vorfährt, um ein Mitführen von Gas durch die Schmelze zu unterbinden. Wenn der Füllkolben 29 eine vorgegebene Geschwindigkeitswechselposition erreicht oder eine andere vorgegebene Geschwindigkeitswechselbedingung erfüllt ist, steuert die Steuerungsvorrichtung 70 die Einspritzvorrichtung 7 so, dass ein Hochgeschwindigkeitsfüllvorgang durchgeführt wird, bei der der Füllkolben 29 mit relativ hoher Geschwindigkeit vorfährt, um die Schmelze schnell in den Hohlraum Ca zu füllen.

[0054] Ferner wird bei Schritt S14 nach dem Hochgeschwindigkeitsfüllvorgang ein Erhöhungsschritt zum Erhöhen des Drucks der Schmelze in dem Hohlraum Ca ausgeführt, indem durch den Füllkolben 29 Druck auf die Schmelze ausgeübt wird. Zum Beispiel schaltet die Steuerungsvorrichtung 70 die Steuerung der Einspritzvorrichtung 7 von der Geschwindigkeitssteuerung auf die Drucksteuerung um, wenn der Füllkolben 29 eine vorgegebene Position erreicht, der Fülldruck einen vorgegebenen Wert erreicht, oder eine andere vorgegebene Bedingung für den Erhöhungsbeginn erfüllt ist.

[0055] Ferner wird, wenn der Druck der Schmelze einen vorgegebenen Giessdruck erreicht, ein Druckhalteschritt zum Halten des Drucks der Schmelze auf dem Giessdruck ausgeführt, indem über den Füllkolben 29 weiterhin Druck auf die Schmelze ausgeübt wird. Während der Druck gehalten wird, kühlt die Schmelze ab und verfestigt sich.

[0056] Ferner gewinnt die Steuerungsvorrichtung 70 bei Schritt S14 Daten zum Druck in dem Hohlraum Ca während des Füllens, die auf dem Erfassungssignal des Vakuumsensors 51 basieren. Dadurch wird, wie später unter Bezugnahme auf Fig. 8 erläutert, das Qualitätsmanagement für das gebildete Druckgussprodukt möglich.

[0057] Bei Schritt S15 steuert die Steuerungsvorrichtung 70 die Klemmvorrichtung 5 so, dass die Form geöffnet wird, und die Auswerfevorrichtung 9 so, dass das Druckgussprodukt aus der beweglichen Form 105 durch die Auswerfstifte 35 ausgeworfen wird.

[0058] Fig. 6 ist ein Diagramm, das Änderungen bei der Füllgeschwindigkeit (Fig. 6 (c)), dem Fülldruck (Fig. 6 (b)) und dem Vakuumgrad in der Form (Fig. 6 (a)) zum Zeitpunkt des Füllens und Auffüllens der Druckguss-Formgebungs-Maschine 1 über der Zeit zeigt (Schritt S14).

[0059] Wie in Fig. 6 (c) gezeigt ist, ist die Füllgeschwindigkeit V in einem vorgegebenen Zeitraum ab Beginn des Füllens gering und wird bei einem Hochgeschwindigkeitsanfangspunkt D auf hoch gewechselt. Danach wird die Schmelze im Wesentlichen in den Hohlraum Ca gefüllt, so dass der Füllkolben 29 einer Reaktionskraft von der Schmelze ausgesetzt ist, oder eine Verlangsamungssteuerung ausgeführt, wodurch die Füllgeschwindigkeit V abfällt und der Füllkolben 29 letztlich anhält.

[0060] Ferner ist der Fülldruck P, wie in Fig. 6 (b) gezeigt, ein relativ geringer Druck PLbei der Fülloperation mit geringer Geschwindigkeit, während er bei der Hochgeschwindigkeitsfülloperation ein Druck PHist, der höher ist als der Druck PL. Wenn die Schmelze im Wesentlichen in den Hohlraum Ca gefüllt worden ist, steigt der Fülldruck P an und erreicht den Giessdruck Pmax, der dann gehalten wird.

[0061] Wie ferner in Fig. 6 (a) gezeigt ist, entspricht der Formvakuumgrad VA (Luftdruck in der Form, d.h. Erfassungswert des Vakuumsensors 51) in etwa dem Atmosphärendruck bei der Fülloperation mit geringer Geschwindigkeit und wird auf einem vorgegebenen Wert gehalten. Ferner reduziert sich bei der Hochgeschwindigkeitsfülloperation aufgrund der voranschreitenden Reaktion zwischen Schmelze und Sauerstoff der Druck in dem Hohlraum Ca, so dass der Luftdruck abfällt. Danach entspricht der Luftdruck in dem Hohlraum Ca, wenn der Hohlraum Ca im Wesentlichen mit Schmelze gefüllt ist, wieder in etwa dem Atmosphärendruck.

[0062] Wie oben beschrieben, verringert sich der Luftdruck in der Form im Verlauf der Hochgeschwindigkeitsfülloperation. Es sei angemerkt, dass der Formvakuumgrad VA, wenn der Luftdruckdruck am niedrigsten wird, in der nachfolgenden Beschreibung als «Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck» bezeichnet wird.

[0063] Fig. 7 zeigt die Beziehungen zwischen der Sauerstoffzufuhrmenge (Schritt S10), dem Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck und der in dem Druckgussprodukt enthaltenen Gasmenge.

[0064] Fig. 7 basiert auf dem tatsächlichen Messwert in einer Form. Die Gasmenge wird ermittelt, indem eine Probe unter den Druckgussprodukten ausgesucht und mit einer Gasmengenmesseinheit gemessen wird. Es sei angemerkt, dass die Gasmenge ein Parameter ist, der eine starke Korrelation zur Lunkermenge aufweist. Eine grosse Gasmenge steht für schlechte Qualität in Bezug auf die Lunkermenge.

[0065] Aus Fig. 7 ist zu erkennen, dass die Gasmenge abfällt, wenn die Sauerstoffzufuhr zunimmt, und ein Druckgussprodukt von höherer Qualität entsteht. Es sei angemerkt, dass sich der Abfall bei der Gasmenge in Bezug auf eine Erhöhung der Sauerstoffzufuhr abschwächt, wenn die Sauerstoffzufuhr eine vorgegebene Menge übersteigt. Dementsprechend ist zu erkennen, dass eine zu hohe Sauerstoffzufuhr nur höhere Kosten verursacht, nicht aber die Qualität verbessert. Das heisst, es ist zu erkennen, dass es eine optimale Sauerstoffzufuhrmenge gibt.

[0066] Ferner ist aus Fig. 7 zu erkennen, dass der Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck (Luftdruck) abfällt, wenn die Sauerstoffzufuhrmenge steigt. Andererseits ist die Gasmenge, wie oben erläutert, umso geringer, je grösser die Sauerstoffzufuhrmenge ist. Daher ist aus Fig. 7 zu erkennen, dass es eine Korrelation zwischen dem Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck und der Gasmenge gibt. Dementsprechend bedeutet dies, dass die «Gut/fehlerhaft»-Beurteilung der Qualität des Druckgussprodukts auf der Grundlage des Vakuumgrads VAMIN mit dem geringsten Druck durchgeführt werden kann.

[0067] Der Abfall des Vakuumgrads VAMIN mit dem geringsten Druck (Luftdruck) im Hinblick auf eine Erhöhung der Sauerstoffzufuhrmenge schwächt sich, wenn die Sauerstoffzufuhrmenge eine vorgegebene Menge übersteigt, genauso ab wie der Abfall der Gasmenge. Es sei angemerkt, dass in Fig. 7 die Sauerstoffzufuhrmenge, bei der sich der Abfall bei dem Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck abschwächt, grösser ist als die Sauerstoffzufuhrmenge, bei der sich der Abfall bei der Gasmenge abschwächt. Dementsprechend wird die Sauerstoffzufuhrmenge, bei der sich der Abfall bei dem Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck abschwächt, die Sauerstoffzufuhrmenge sein, die durch Hinzufügen einer vorgegebenen zusätzlichen Toleranz zur optimalen Oxidationszufuhrmenge erhalten wird.

[0068] Es sei angemerkt, dass in Fig. 7 die Gasmenge verwendet wurde, die von der Gasmengenmesseinheit als Parameter gemessen wird, der die Qualität in Bezug auf die Lunkermenge zeigt. Anstelle der Gasmenge kann jedoch auch die Lunkermenge selbst, die durch CT-Röntgenanalyse oder dergleichen des Druckgussproduktes erhalten wurde, als Parameter verwendet werden, der die Qualität in Bezug auf die Lunkermenge zeigt, sowie in Fig. 7 gezeigte Daten, die gewonnen wurden.

[0069] Anhand der in Fig. 7 , wie oben beschrieben, gewonnenen Ergebnisse führt die Qualitätsmanagementvorrichtung 3 das Qualitätsmanagement für das Druckgussprodukt folgendermassen durch.

[0070] Bei der «Gut/fehlerhaft»-Beurteilung der Qualität des Druckgussproduktes in Bezug auf die Lunkermenge wird ein Produkt als fehlerhaft beurteilt, wenn der Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck (Luftdruck) höher ist als ein vorgegebener Schwellwert VALT, während es als gutes Produkt beurteilt wird, wenn ersterer nicht höher als letzterer ist.

[0071] Der Schwellwert VALT wird vorzugsweise für jede Form eingestellt. Das liegt daran, dass die Daten, wie in Fig. 7 gezeigt, je nach Form unterschiedlich sind. Es sei angemerkt, dass der Schwellwert VALT anhand der in Fig. 7 gezeigten Daten ermittelt werden kann, die durch Experimente oder dergleichen für eine Form gewonnen werden. Es wird eine Datenbank aus solchen Daten erstellt, Daten der ähnlichsten Form werden aus der Datenbank extrahiert, und der Schwellwert VALT kann anhand der extrahierten Daten ebenfalls ermittelt werden. Der Schwellwert VALT kann aus einer theoretischen Formel oder einer Gleichung, die mit Hilfe von Regressionsanalyse erhalten wurde, sowie unter Verwendung von Informationen bezüglich der Gestalt der Form als Parameter berechnet werden.

[0072] Der Schwellwert VALT kann beispielsweise der Wert des Formvakuumgrads VA sein, der der Qualitätsstufe (der Lunker- oder Gasmenge) in Bezug auf die Lunkermenge entspricht, die bei dem Druckgussprodukt gefordert ist, oder ein Wert, der um eine vorgegebene Menge geringer ist als diese. Es sei angemerkt, dass die geforderte Qualitätsstufe in Abhängigkeit vom Typ usw. des Druckgussproduktes unterschiedlich ist.

[0073] Ferner kann beispielsweise der Schwellwert VALT der Wert des Formvakuumgrads VA sein, der der Qualitätsstufe zu dem Zeitpunkt entspricht, wenn sich die Qualitätsverbesserung (Abfall der Lunker- oder Gasmenge) in Bezug auf die Lunkermenge hinsichtlich der Erhöhung der Sauerstoffzufuhrmenge abschwächt. Anders ausgedrückt kann der Schwellwert VALT als Wert des Formvakuumgrads VA ermittelt werden, der der optimalen Sauerstoffzufuhrmenge entspricht.

[0074] Ferner kann der Schwellwert VALT beispielsweise der Wert des Formvakuumgrads VA zu dem Zeitpunkt sein, wenn sich der Formvakuumgrad VA in Bezug auf eine Erhöhung der Sauerstoffzufuhrmenge abschwächt. Anders ausgedrückt kann der Schwellwert VALT der Wert des Formvakuumgrads VA sein, der der Sauerstoffzufuhrmenge entspricht, die durch Hinzufügen einer vorgegebenen zusätzlichen Toleranz zur optimalen Sauerstoffzufuhrmenge erhalten wird.

[0075] Ferner wird die Sauerstoffzufuhrmenge bei Schritt S10 für jede Form eingestellt, so dass der Formvakuumgrad VA der Schwellwert VALT oder geringer wird.

[0076] Die Sauerstoffzufuhrmenge wird beispielsweise zu dem Zeitpunkt zur Sauerstoffzufuhrmenge, wenn der Wert des Formvakuumgrads VA der Schwellwert VA oder ein genau um eine vorgegebene zusätzliche Toleranz grösserer Wert als dieser ist. Die zusätzliche Toleranz kann empirisch angemessen eingestellt werden.

[0077] Anderenfalls wird die Sauerstoffzufuhrmenge beispielsweise zu dem Zeitpunkt zur Sauerstoffzufuhrmenge, wenn sich die Verbesserung der Qualität (Abfall der Lunker- oder Gasmenge) in Bezug auf die Lunkermenge hinsichtlich einer Erhöhung der Sauerstoffzufuhrmenge abschwächt (optimale Sauerstoffzufuhrmenge). Es sei angemerkt, dass der Schwellwert VALT zu diesem Zeitpunkt ein Wert des Formvakuumgrads VA sein kann, der dieser Sauerstoffzufuhrmenge entspricht, dies jedoch nicht der Fall sein muss.

[0078] Anderenfalls wird die Sauerstoffzufuhrmenge beispielsweise zu dem Zeitpunkt die Sauerstoffzufuhrmenge, wenn sich der Formvakuumgrad VA in Bezug auf eine Erhöhung der Sauerstoffzufuhrmenge abschwächt (der Wert, der durch Hinzufügen einer zusätzlichen Toleranz zur optimalen Sauerstoffzufuhrmenge erhalten wird). Zu diesem Zeitpunkt kann der Schwellwert VALT der Wert des Formvakuumgrads VA sein, der dieser Sauerstoffzufuhrmenge entspricht, dies muss jedoch nicht der Fall sein.

[0079] Auf die gleiche Weise wie der Schwellwert VALT kann die Sauerstoffzufuhrmenge anhand der in Fig. 7 gezeigten Daten ermittelt werden, die durch Experimente oder dergleichen für eine Form gewonnen werden. Es wird eine Datenbank aus solchen Daten erstellt, Daten der ähnlichsten Form werden aus der Datenbank extrahiert, und die Sauerstoffzufuhrmenge kann anhand extrahierter Daten ebenfalls ermittelt werden. Die Sauerstoffzufuhrmenge kann aus einer theoretischen Formel oder einer Gleichung, die mithilfe von Regressionsanalyse erhalten wurde, unter Verwendung von Informationen bezüglich der Gestalt der Form sowie des Schwellwerts VALT als Parameter berechnet werden.

[0080] Es sei angemerkt, dass es ebenfalls möglich ist, eine allgemeine Sauerstoffzufuhrmenge in Bezug auf zwei oder mehrere Formtypen einzustellen, indem die Sauerstoffzufuhr auf eine ausreichend grosse Menge eingestellt wird.

[0081] Fig. 8 ist ein Ablaufplan, der die Routine für das Qualitätsmanagement zeigt, die die Qualitätsmanagementvorrichtung 3 ausführt. Die Verarbeitung wird wiederholt synchron mit dem in Fig. 5 gezeigten Formzyklus ausgeführt.

[0082] Bei Schritt S21 wartet die Steuerungsvorrichtung 70, bis mit der Hochgeschwindigkeitsfülloperation begonnen wird. Wenn mit der Hochgeschwindigkeitsfülloperation begonnen wird, geht die Routine zu Schritt S22 über.

[0083] Bei Schritt S22 gewinnt die Steuerungsvorrichtung 70 Daten zum Formvakuumgrad VA auf der Grundlage des Erfassungssignals von dem Vakuumsensor 51. Diese Datengewinnung geht weiter, bis bei Schritt S23 beurteilt wird, dass die Erhöhungssteuerung begonnen hat. Wenn ferner beurteilt wird, dass mit der Erhöhungssteuerung begonnen wurde, geht die Steuerungsvorrichtung 70 zu Schritt S24 über.

[0084] Bei Schritt S24 sucht die Steuerungsvorrichtung 70 und extrahiert Daten, die den geringsten Druck anzeigen, d.h. den niedrigsten Vakuumgrad VAMIN, aus den im Schritt S22 gewonnenen Zeitabfolgedaten zum Formvakuumgrad VA.

[0085] Es sei angemerkt, dass statt der Suche in den Zeitabfolgedaten in Schritt S24 zwischen Schritt S22 und S23 auch ein Ermitteln des ersten gewonnenen Formvakuumgrades VA als zeitweiliger Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck eingefügt werden kann, und dann, wenn ein Formvakuumgrad VA mit geringerem Druck als der zeitweilige Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck erhalten wird, dieser Formvakuumgrad VA, der einen geringeren Druck zeigt, neuer zeitweiliger Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck wird.

[0086] Bei Schritt S25 wird beurteilt, ob der Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck höher ist als der Schwellwert VALT. Wenn beurteilt wird, dass er nicht höher ist, wird das Produkt als gutes Produkt beurteilt (Schritt S26), während es, wenn er als höher beurteilt wird, als fehlerhaftes Produkt beurteilt wird (Schritt S27). Es sei angemerkt, dass bei Schritt S26 und S27 zum Beispiel in der Steuerungsvorrichtung 70 eine Markierung «gut/fehlerhaft» eingestellt wird.

[0087] Bei Schritt S28 erfolgt eine Verarbeitung gemäss den Ergebnissen der Beurteilung. Bei einer Beurteilung als gutes Produkt wird dies beispielsweise der Meldeeinheit 72 gemeldet. Die Sortiervorrichtung 74 bringt bzw. befördert das Druckgussprodukt ferner zum Zielort des Transports für gute Produkte. Andererseits wird, wenn ein Produkt als fehlerhaftes Produkt beurteilt wird, dies an die Meldeeinheit 72 gemeldet, und die Sortiervorrichtung 74 bringt das Druckgussprodukt zum Zielort des Transports für fehlerhafte Produkte.

[0088] Es sei angemerkt, dass auch eine Verarbeitung zum Anhalten des Formzyklus ausgeführt werden kann, wenn die Anzahl der Beurteilungen als fehlerhaftes Produkt und/oder ein Verhältnis davon einen vorgegebenen Referenzwert übersteigt, oder die Divergenz zwischen dem Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck und dem Schwellwert VALT gross ist.

[0089] Gemäss der obigen Ausführungsform führt die Qualitätsmanagementvorrichtung 3 ein Qualitätsmanagement für ein Druckgussprodukt durch, das gemäss dem porenfreien Druckgussverfahren gebildet wird, bei dem Sauerstoff in den Hohlraum Ca und die mit dem Hohlraum Ca verbundene Einspritzhülse 27 zugeführt und in diesem Zustand die Schmelze in der Einspritzhülse 27 an den Hohlraum Ca abgegeben wird. Die Qualitätsmanagementvorrichtung 3 weist ferner den Vakuumsensor 51 auf, der den Luftdruck in dem Hohlraum Ca erfasst, und die Steuerungsvorrichtung 70, die die «Gut/fehlerhaft-Beurteilung der Qualität des Druckgussprodukts in Bezug auf die Lunkermenge auf der Grundlage des Luftdrucks durchführt, der von dem Vakuumsensor 51 beim Füllen bzw. Einspritzen erfasst wird.

[0090] Dementsprechend kann die «Gut/fehlerhaft»-Beurteilung der Qualität in Bezug auf die Lunkermenge innerhalb kurzer Zeit geschehen. Es ist beispielsweise ebenfalls möglich, die «Gut/fehlerhaft»-Beurteilung der Qualität des Druckgussprodukts in Bezug auf die Lunkermenge im Formzyklus durchzuführen. Folglich wird es möglich, einen Arbeiter über die Meldeeinheit 72 im Formzyklus darüber zu informieren, dass die Lunkermenge gross ist, damit er die Sauerstoffzufuhrmenge erhöht, oder den Formzyklus unterbricht und andere sofortige Gegenmassnahmen unternimmt. Ferner wird es möglich, die Druckgussprodukte sofort nach dem Herausnehmen aus der Form 101 in Produkte mit grosser Lunkermenge und Produkte mit geringer Lunkermenge zu klassifizieren. Die Konfiguration ist ferner einfach und klein, da nur ein Vakuumsensor 51 vorgesehen ist.

[0091] Die Steuerungsvorrichtung 70 beurteilt zu einem Zeitpunkt, zu dem der geringste Luftdruck (der Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck), der von dem Vakuumsensor 51 beim Füllen erfasst wird, höher ist als der vorgegebene Schwellwert VALT, dass ein Fehler vorliegt. Dementsprechend ist die Verarbeitung einfach.

[0092] Der Vakuumsensor 51 ist mit dem Entlüftungskanal 60 zum Entlüften des Hohlraums Ca verbunden. Dementsprechend wird ein Zusammenstoss der eingefüllten Schmelze mit dem Vakuumsensor 51 unterbunden, so dass dieser geschützt ist.

[0093] Die Qualitätsmanagementvorrichtung 3 weist ferner ein Sperrventil 52 auf, das unter Atmosphärendruck ein Strömen vom Entlüftungskanal 60 nach aussen zulässt, ein Strömen von aussen zum Entlüftungskanal 60 jedoch unterbindet. Dementsprechend wird zu dem Zeitpunkt, an dem der Druck in dem Hohlraum Ca höher ist als der Atmosphärendruck, unterbunden, dass dieser Druck für den Vakuumsensor 51 hinzukommt, und der Vakuumsensor 51 ist geschützt. Wenn der Druck in dem Hohlraum Ca geringer ist als der Atmosphärendruck, wird der Vakuumgrad in dem Hohlraum Ca vom Vakuumsensor 51 gemessen.

[0094] Die Druckguss-Formgebungs-Maschine 1 weist Folgendes auf: die Klemmvorrichtung 5, welche die Form 101 hält, die den Hohlraum Ca konfiguriert, die Einspritzvorrichtung 7, die beschaffen ist, Schmelze in der mit dem Hohlraum Ca verbundenen Einspritzhülse 27 in den Hohlraum Ca abzugeben, die Sauerstoffzufuhreinheit 11, die beschaffen ist, der Einspritzhülse das Aktivgas (Sauerstoff) zuzuführen, den Vakuumsensor 51, der beschaffen ist, den Luftdruck in dem Hohlraum Ca zu erfassen, und die Steuerungsvorrichtung 70, die die «Gut/fehlerhaft»-Beurteilung der Qualität des Druckgussproduktes in Bezug auf die Lunkermenge auf der Grundlage des von dem Vakuumsensor 51 beim Füllen erfassten Luftdrucks vornimmt.

[0095] Wie oben erläutert wurde, ist es möglich, die Qualität im Formzyklus über den Vakuumsensor 51 und die Steuerungsvorrichtung 70 (Qualitätsmanagementvorrichtung 3) zu beurteilen, die die «Gut/fehlerhaft»-Beurteilung auf der Grundlage des Erfassungswertes vornimmt. Durch Bereitstellen einer solchen Konfiguration bei der Druckguss-Formgebungs-Maschine 1 wird ein bevorzugter Betrieb der Druckguss-Formgebungs-Maschine 1 möglich.

[0096] (Modifikation)

[0097] Bei der ersten Ausführungsform wird die im Schritt S10 zugeführte Sauerstoffzufuhrmenge im Vorhinein auf der Grundlage von beispielsweise in Fig. 7 gezeigten Daten usw. eingestellt. Wie jedoch bei der nachfolgenden Modifikation erläutert wird, kann die Sauerstoffzufuhrmenge auf der Grundlage der Überprüfung der Qualität des Druckgussproduktes angepasst werden.

[0098] Fig. 9 ist ein Ablaufplan gemäss der Modifikation, der die Routine für das Anpassen der Sauerstoffzufuhrmenge zeigt, die bei einer Druckguss-Formgebungs-Maschine 1 mit der gleichen Konfiguration wie der bei der ersten Ausführungsform ausgeführt wird. Die Verarbeitung wird auf die gleiche Weise wie die Verarbeitung in Fig. 8 wiederholt synchron mit dem in Fig. 5 gezeigten Formzyklus ausgeführt.

[0099] Es sei angemerkt, dass diese Verarbeitung nur zu einem bestimmten Zeitpunkt, wie etwa bei einem Probebetrieb der Druckguss-Formgebungs-Maschine, oder bei Betriebsbeginn ausgeführt und auch im Vorhinein zum Ermitteln der Sauerstoffzufuhrmenge werden kann.

[0100] Die Schritte S21 bis S25 gleichen den Schritten S21 bis S25 in Fig. 8 .

[0101] Wenn bei Schritt S25 beurteilt wird, dass der von dem Vakuumsensor 51 erfasste Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck grösser ist als der Schwellwert VALT (Beurteilung als fehlerhaftes Produkt), erhöht die Steuerungsvorrichtung 70 den Einstellwert für die Sauerstoffzufuhrmenge (Schritt S32, Schritt S31 wird später erläutert), während der Einstellwert für die Sauerstoffzufuhrmenge beibehalten wird, wenn dies nicht so beurteilt wird. Dann geht die Routine zum nächsten Zyklus über.

[0102] Dann wird im nächsten Zyklus bei Schritt S11 in Fig. 5 der Hülse 27 gemäss dem bei der Verarbeitung in Fig. 9 ermittelten Wert, oder dem erhöhten Einstellwert, Sauerstoff zugeführt. Bei einem erhöhten Sauerstoffzufuhrwert ist zu erwarten, dass der Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck geringer wird als im vorhergehenden Zyklus. Ferner wird durch Wiederholen des Formzyklus der Einstellwert für die Sauerstoffzufuhrmenge konvergieren.

[0103] Es sei angemerkt, dass das Ausmass der Erhöhung der Sauerstoffzufuhrmenge bei Schritt S32 ein fester Betrag sein kann, der im Vorhinein ermittelt wird, oder ein Wert sein kann, der der Differenz zwischen dem Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck und dem Schwellwert VALT entspricht.

[0104] Wie bezüglich Fig. 7 erläutert wurde, verbessert sich hier, selbst wenn die Sauerstoffzufuhrmenge erhöht wird und den vorgegebenen Betrag übersteigt, der Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck nicht. Wenn bei Schritt S25 keine Beurteilung als gutes Produkt erfolgt, obwohl die Sauerstoffzufuhrmenge bereits einen Pegel überschritten hat, bei dem sich der Abfall des Vakuumgrads VAMIN mit dem geringsten Druck abschwächt, wird dementsprechend erwartet, dass irgendeine Unregelmässigkeit aufgetreten ist oder die Einstellung des Schwellwertes VALT ungeeignet war.

[0105] Deshalb beurteilt die Steuerungsvorrichtung 70 bei Schritt S31, ob die Bedingung einer bereits vor dem aktuellen Zyklus erfolgten Erhöhung des zugeführten Sauerstoffs, die einen (angemessen eingestellten) vorgegebenen Pegel nicht überschreitet (ein Beispiel für eine Fortführungsbedingung), erfüllt wurde und/oder ob die Bedingung der Erhöhung der Sauerstoffzufuhrmenge im aktuellen Zyklus in Bezug zum vorhergehenden Zyklus und der Verringerung des Vakuumgrads VAMIN beim Füllen im aktuellen Zyklus im Vergleich zum vorhergehenden Zyklus (ein Beispiel für eine Fortführungsbedingung) erfüllt ist.

[0106] Dann führt die Steuerungsvorrichtung 70 Schritt S32 nur dann aus, wenn eine Fortführungsbedingung erfüllt ist. Werden diese nicht erfüllt, wird dies durch die Meldeeinheit 72 gemeldet, oder es erfolgt eine Verarbeitung zum Unterbrechen des Zyklus.

[0107] Es sei angemerkt, dass Schritt 25 im Wesentlichen der «Gut/fehlerhaft»-Beurteilung der Qualität eines Druckgussproduktes in Bezug auf die Lunkermenge entspricht, so dass die Druckguss-Formgebungs-Maschine 1, die die in Fig. 9 gezeigte Verarbeitung durchführt, die Qualität des Druckgussproduktes in Bezug auf die Lunkermenge auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform angemessen überprüft. Ferner können auch bei der Modifikation die Schritte S26 bis S28 in Fig. 8 ausgeführt werden.

[0108] (Zweite Ausführungsform)

[0109] Bei der ersten Ausführungsform und Modifikation erfolgt die «Gut/fehlerhaft»-Beurteilung usw. auf der Grundlage des Vakuumgrads VAMIN mit dem geringsten Druck. Im Gegensatz dazu erfolgt die «Gut/fehlerhaft»-Beurteilung bei der zweiten Ausführungsform auf der Grundlage der Zeit, in der der Vakuumgrad in der Form vorliegt (Formvakuumdauer VAT, siehe Fig. 6 ). Dies sieht folgendermassen aus.

[0110] Die Formvakuumdauer VAT ist die Zeit, für die der Luftdruck in der Form beim Füllen unter dem Atmosphärendruck liegt. Es sei angemerkt, dass die Formvakuumdauer VAT meist in der Zeit enthalten ist, in der die Hochgeschwindigkeitsfülloperation erfolgt, und sich verkürzt, wenn die Sauerstoffzufuhrmenge nicht ausreicht usw..

[0111] Fig. 10 zeigt die Beziehung zwischen der Formvakuumdauer VAT und der in dem Druckgussprodukt enthaltenen Gasmenge.

[0112] Aus Fig. 10 ist zu erkennen, dass die Gasmenge abfällt, wenn die Formvakuumdauer VAT zunimmt, und ein Druckgussprodukt von höherer Qualität entsteht. Wenn jedoch die Formvakuumdauer VAT eine vorgegebene Länge überschreitet, schwächt sich der Abfall der Gasmenge in Bezug auf eine Erhöhung der Formvakuumdauer VAT ab.

[0113] Dementsprechend kann auf die gleiche Weise wie bei der Verwendung des Vakuumgrads VAMIN mit dem geringsten Druck die «Gut/fehlerhaft»-Beurteilung angemessen erfolgen, indem zu dem Zeitpunkt beurteilt wird, dass ein Fehler besteht, wenn die Formvakuumdauer VAT kürzer ist als die Sollzeit VAST (entsprechend dem Schwellwert VALT).

[0114] Die Sollzeit VAST und die Sauerstoffzufuhrmenge können auf die gleiche Weise eingestellt werden wie bei der ersten Ausführungsform. Das heisst, die Sollzeit VAST und die Sauerstoffzufuhrmenge werden vorzugsweise für jede Form eingestellt und können auf der Grundlage von Daten, einer Gleichung usw. eingestellt werden. Die Sollzeit VAST kann ferner von einer Dauer, die der bei dem Druckgussprodukt geforderten Qualitätsstufe entspricht, oder länger sein oder einer Länge entsprechen, bei der sich die Verbesserung der Qualität in Bezug auf eine Erhöhung der Sauerstoffzufuhrmenge abschwächt, beziehungsweise einer Länge, bei der sich die Formvakuumdauer VAT in Bezug auf eine Erhöhung der Sauerstoffzufuhrmenge abschwächt. Die Sauerstoffzufuhrmenge kann ferner eine Menge sein, durch die die Formvakuumdauer VAT mindestens der Sollzeit VAST entspricht, oder eine Menge, durch die sich die Verbesserung der Qualität in Bezug auf eine Erhöhung der Sauerstoffzufuhrmenge abschwächt, oder eine Menge, durch die sich die Formvakuumdauer VAT in Bezug auf eine Erhöhung der Sauerstoffzufuhrmenge abschwächt.

[0115] Es sei angemerkt, dass Fig. 11 die gleichen Versuchsergebnisse zeigt wie Fig. 10 , nur ist hier statt der Formvakuumdauer VAT der Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck auf einer Abszisse aufgetragen. Anhand dieses Schaubilds lässt sich bestätigen, dass die «Gut/fehlerhaft»-Beurteilung selbst dann angemessen erfolgen kann, wenn die Formvakuumdauer VAT oder der Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck eingesetzt wird. Es sei angemerkt, dass bei den Versuchsergebnissen die Formvakuumdauer VAT eine stärkere Korrelation mit der Gasmenge aufweist als der Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck.

[0116] Die Konfiguration und der allgemeine Betrieb der Druckguss-Formgebungs-Maschine bei der zweiten Ausführungsform gleichen der Druckguss-Formgebungs-Maschine 1 bei der ersten Ausführungsform, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 6 erläutert wurde. Ferner erfolgt auch bei der Druckguss-Formgebungs-Maschine 1 bei der zweiten Ausführungsform eine Verarbeitung, die in etwa der in Bezug auf Fig. 8 erläuterten Verarbeitung entspricht.

[0117] Bei der zweiten Ausführungsform wird jedoch bei Schritt S24 in Fig. 8 anstelle des Vakuumgrads VAMIN mit dem geringsten Druck die Formvakuumdauer VAT extrahiert. Ferner erfolgt bei Schritt S25 in Fig. 8 anstelle der Beurteilung, ob der Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck grösser ist als der Schwellwert VALT, die Beurteilung, ob die Formvakuumdauer VAT kürzer ist als die Sollzeit VAST.

[0118] Ferner wird das Produkt als fehlerhaft beurteilt, wenn beurteilt wird, dass die Formvakuumdauer VAT kürzer ist als die Sollzeit VAST (Schritt S27). Anderenfalls wird es als gutes Produkt beurteilt (Schritt S26).

[0119] Die Druckguss-Formgebungs-Maschine 1 bei der zweiten Ausführungsform kann ferner die Sauerstoffzufuhrmenge auf der Grundlage der Formvakuumdauer VAT auf die gleiche Weise steuern wie bei der in Fig. 9 gezeigten Modifikation. Das heisst, wie in Fig. 8 , wo der Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck bei Schritt S24 und S25 durch die Formvakuumdauer VAT ersetzt wurde, kann der Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck bei Schritt S24 und S25 in Fig. 9 durch die Formvakuumdauer VAT ersetzt werden.

[0120] Die Druckguss-Formgebungs-Maschine ist nicht auf einen Typ mit horizontaler Formschliessung und horizontaler Füllung beschränkt und kann vom Typ mit vertikaler Formschliessung oder vertikaler Füllung sein. Das Verfahren zum Zuführen von Schmelze zur Einspritzhülse ist nicht auf eines mit Giesspfanne beschränkt und kann beispielsweise eines mit einer elektromagnetischen Pumpe sein.

[0121] Das Füllen ist nicht auf eine Fülloperation bei geringer Geschwindigkeit und bei hoher Geschwindigkeit beschränkt. Das Füllen kann beispielsweise bei einer konstanten Geschwindigkeit erfolgen, bis die Schmelze im Wesentlichen in den Hohlraum gefüllt ist, oder mehrere Geschwindigkeitsänderungen umfassen.

[0122] Das Erfassen des Drucks durch den Vakuumsensor kann nicht nur bei einem Hochgeschwindigkeitsfüllbetrieb oder nur beim Füllen, sondern auch bei anderen Schritten erfolgen. Die «Gut/fehlerhaft»-Beurteilung auf der Grundlage des vom Vakuumsensor erfassten Drucks kann ferner auf der Grundlage des in einem längeren Schritt erfassten Drucks erfolgen, der den Füllschritt umfasst. Wie in Fig. 7 gezeigt ist der Zeitpunkt, zu dem der Abfall des Luftdrucks in der Form auftritt, der Zeitpunkt, an dem das Füllen bei relativ hoher Geschwindigkeit erfolgt. Aus der «Gut/fehlerhaft»-Beurteilung auf der Grundlage des vom Vakuumsensor erfassten Drucks wird im Wesentlichen die «Gut/fehlerhaft»-Beurteilung auf der Grundlage des vom Vakuumsensor beim Füllen erfassten Drucks.

[0123] Die «Gut/fehlerhaft»-Beurteilung ist nicht auf die alternative Beurteilung beschränkt, ob es sich bei einem Produkt um ein gutes oder ein fehlerhaftes Produkt handelt, sondern kann auch eine Beurteilung sein, in welche der rangweise eingerichteten Qualitätsstufen ein Produkt gehört.

[0124] Die von der Meldeeinheit angezeigten Informationen können sich den mehreren Rängen der Qualitätsstufen entsprechend ändern, oder die Sortierung durch die Sortiervorrichtung kann den mehreren Rängen der Qualitätsstufen entsprechend erfolgen.

[0125] Die Kennzahl für die «Gut/fehlerhaft»-Beurteilung bzw. -Bewertung ist nicht auf den Vakuumgrad VAMIN mit dem geringsten Druck oder die Formvakuumdauer VAT beschränkt. Die Kennzahl kann beispielsweise der mittlere Vakuumgrad beim Füllen sein oder die Zeit, zu der der Druck in der Form geringer wird als ein vorgegebener Referenzdruck (in dem Fall, wo der Referenzdruck der Atmosphärendruck ist, handelt es sich jedoch um die Formvakuumdauer VAT). Ferner kann beispielsweise eine Gleichung zum Berechnen der Lunkermenge aus dem erfassten Luftdruck im Vorhinein durch Regressionsanalyse gefunden werden, die Lunkermenge kann auf der Grundlage des erfassten Drucks berechnet und auch als Kennzahl verwendet werden. Das heisst, es kann auch ein von dem Vakuumsensor erfasster Wert als Kennzahl verwendet werden, der durch Anwendung einer vorgegebenen Operation auf den Luftdruck usw. erhalten wird.

[0126] Der Kühlkanal ist keine unbedingte Voraussetzung für den Entlüftungskanal. Der Vakuumsensor kann ferner statt in dem Entlüftungskanal in dem Hohlraum vorgesehen sein. Die Meldeeinheit und die Sortiervorrichtung sind keine unbedingten Voraussetzungen bei der vorliegenden Erfindung und können auch weggelassen werden.

Bezugszeichenliste

[0127] <tb>1<SEP>Druckguss-Formgebungs-Maschine <tb>3<SEP>Qualitätsmanagementvorrichtung <tb>23<SEP>Einspritzhülse <tb>51<SEP>Vakuumsensor <tb>70<SEP>Steuerungsvorrichtung <tb>Ca<SEP>Hohlraum <tb>72<SEP>Meldeeinheit <tb>52<SEP>Sperrventil <tb>60<SEP>Entlüftungskanal <tb>27<SEP>Einspritzhülse

Claims (8)

1. Qualitätsmanagementvorrichtung (3) für ein Druckgussprodukt, das durch ein porenfreies Druckgussverfahren bildbar ist, mittels welchem ein Aktivgas in einen Hohlraum und eine Einspritzhülse einer Druckguss-Formgebungs-Maschine einspeisbar ist, die mit dem Hohlraum verbunden ist, und in diesem Zustand eine Schmelze, die sich in der Einspritzhülse befindet, in den Hohlraum abgebbar ist, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: einen Vakuumsensor (51), mittels welchem der Luftdruck in dem Hohlraum erfassbar ist, und eine Steuerungsvorrichtung (70), mittels welcher eine Gut/fehlerhaft-Bewertung der Qualität des Druckgussproduktes in Bezug auf die Lunkermenge auf der Grundlage des Luftdrucks vornehmbar ist, der vom Vakuumsensor (51) beim Füllen erfassbar ist, wobei die Steuerungsvorrichtung (70) beurteilt, dass ein Fehler vorliegt, wenn ein geringster Luftdruck oder ein mittlerer Vakuumgrad, der vom Vakuumsensor (51) beim Füllen erfassbar ist, höher ist als ein vorgegebener Schwellwert oder wobei die Steuerungsvorrichtung beurteilt, dass ein Fehler vorliegt, wenn eine Zeitdauer, während der von dem Vakuumsensor (51) beim Füllen erfasste Luftdruck geringer als ein vorgegebener Referenzdruck, der maximal dem Atmosphärendruck entspricht, kürzer ist als eine vorgegebene Sollzeitdauer ist.

2. Qualitätsmanagementvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: eine Meldeeinheit (72), mittels welcher die Ergebnisse der Beurteilung durch die Steuerungsvorrichtung bis vor Beginn des nächsten Zyklus meldbar sind.

3. Qualitätsmanagementvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, die ferner Folgendes umfasst: eine Sortiervorrichtung, mittels welcher die Druckgussprodukte den Ergebnissen der Beurteilung durch die Steuerungsvorrichtung entsprechend sortierbar sind.

4. Druckguss-Formgebungs-Maschine (1) mit einer Qualitätsmanagementvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, die Folgendes umfasst: eine Klemmvorrichtung (5), welche eine Form hält, die einen Hohlraum konfiguriert, eine Einspritzvorrichtung (7), mittels welcher eine Schmelze in einer Einspritzhülse (27), die mit dem Hohlraum verbunden ist, in den Hohlraum abgebbar ist, eine Aktivgaszufuhreinheit, mittels welcher der Einspritzhülse Aktivgas zuführbar ist, einen Vakuumsensor (51), mittels welchem ein Luftdruck in dem Hohlraum erfassbar ist, und eine Steuerungsvorrichtung (70), mittels welcher eine Gut/fehlerhaft-Beurteilung der Qualität des Druckgussproduktes in Bezug auf die Lunkermenge auf der Grundlage des Luftdrucks vornehmbar ist, der vom Vakuumsensor beim Füllen erfassbar ist.

5. Druckguss-Formgebungs-Maschine nach Anspruch 4, wobei die Steuerungsvorrichtung (70) derart ausgestaltet ist, dass sie die Aktivgaszufuhreinheit auf der Grundlage des Luftdrucks, der vom Vakuumsensor (51) erfassbar ist, steuert.

6. Druckguss-Formgebungs-Maschine nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Steuerungsvorrichtung (70) das von der Aktivgaszufuhreinheit zugeführte Aktivgas im nächsten Zyklus erhöht, wenn ein geringster Luftdruck, der vom Vakuumsensor beim Füllen erfassbar ist, höher ist als ein vorgegebener Schwellwert.

7. Druckguss-Formgebungs-Maschine nach Anspruch 4, wobei der Vakuumsensor (51) mit einem Entlüftungskanal (60) verbunden ist, der den Hohlraum entlüftet.

8. Druckguss-Formgebungs-Maschine nach Anspruch 7, die ferner Folgendes umfasst: ein Sperrventil (52), das unter Atmosphärendruck ein Strömen vom Entlüftungskanal (60) nach aussen zulässt und ein Strömen von aussen zum Entlüftungskanal unterbindet.