DE112019002332T5 - Gussformformbildungsvorrichtung, Formqualitätsbewertungsvorrichtung und Formqualitätsbewertungsverfahren - Google Patents

Abstract

[Aufgabe] Bereitstellen einer Gussform-Formvorrichtung, einer Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung und eines Gussformqualitätsbewertungsverfahrens, die in der Lage sind, die Qualität (Gussformfestigkeit) einer geformten Grünsandform zu bewerten, ohne jedes Ma, wenn eine Grünsandform in einem Rahmen geformt wird, eine Grünsandform unter Verwendung einer Grünsandformfesigkeitsmesseinrichtung zu messen.[Lösung] Die Aufgabe wird durch ein Bereitstellen eines Grünsandform-Formsensors, der, während eines Formens einer Grünsandform einen auf einen Verbindungsabschnitt zwischen in einen Gussform-Formraum eingebrachtem Grünsand und einer Platte mit einem daran angebrachten Modell ausgeübten Druck misst; und einer Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung, welche die Qualität einer geformten Grünsandform aus dem Druckwert bewertet, gelöst.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gussform-Formbildungs-Vorrichtung, eine Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung und ein Gussformqualitätsbewertungsverfahren, welche die Qualität einer gegossenen Grünsandform bewerten.
• HINTERGRUND
• Eine der Qualitäten, welche bei einer durch eine Gussform-Formvorrichtung geformten Grünsandform (Gussform) erforderlich sind, ist Gussformfestigkeit. Normalerweise werden, um zu bestimmen, ob eine geformte Grünsandform eine ausreichende Gussformfestigkeit aufweist, Arbeiten durchgeführt, um jede geformte Grünsandform unter Verwendung eines Gussformfestigkeitsmessers individuell zu messen. Ein Verfahren zur Bestätigung, ob eine geformte Grünsandform eine ausreichende Gussformfestigkeit aufweist, ohne die Notwendigkeit der Durchführung solcher Arbeiten wird angestrebt. Ferner wird ein Verfahren zur Verwaltung der Gussformqualität jeder geformten Grünsandform ohne Stoppen eines Prozesses angestrebt.
• Zum Beispiel offenbart Patentdokument 1 ein Verfahren zur Detektion von Anomalien beim Einblasen und Einfüllen von Gießereisand in eine Gussform-Formmaschine vom Einblastyp, wobei ein Innendruck durch einen Drucksensor gemessen wird, um Anomalien beim Einblasen und Einfüllen von Gießereisand zu detektieren.
• Ferner offenbart Patentdokument 2 ein Formvorrichtungs-Überwachungssystem, welches fehlerhafte Gussformen unter Verwendung von Positionssensoren zur Messung von Positionen von Rahmensetzzylindern, Füllrahmenzylindern und eines Höheneinstellrahmens erkennt, um die Höhe einer Teilungsebene einer Gussform zu überwachen.
• LISTE DER BEZUGNAHMEN
• PATENTLITERATUR
• Patentdokument 1: JP 3415497 B
• Patentdokument 2: JP 3729197 B
• KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
• TECHNISCHES PROBLEM
• Das Verfahren zur Detektion von Anomalien beim Einblasen und Einfüllen von Gießereisand aus Patentdokument 1 ist jedoch lediglich imstande, Sandfüllfehler zu detektieren, und es ist schwierig, die genaue Gussformfestigkeit zu bestätigen. Ferner ist es selbst dann, wenn das Formvorrichtungs-Überwachungssystem aus Patentdokument 2 die Höhe der Teilungsebene der Gussform überwacht, schwierig, ausgehend von der Höhe der Teilungsebene die genaue Gussformfestigkeit zu bestätigen.
• Die vorliegende Erfindung erfolgte im Hinblick auf das Vorangehende und hat die Aufgabe, eine Gussform-Formvorrichtung, eine Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung und ein Gussformqualitätsbewertungsverfahren bereitzustellen, welche die Qualität (Gussformfestigkeit) einer geformten Grünsandform bewerten können, ohne für jede in einem Rahmen geformte Grünsandform eine Grünsandform mit einer GussformFestigkeitsmesseinrichtung zu messen.
• LÖSUNG DES PROBLEMS
• Um das oben erwähnte Problem zu lösen und die Aufgabe zu erreichen, fasst die Gussform-Formvorrichtung der vorliegenden Erfindung auf: einen Grünsandform-Formsensor, der, während eines Formens einer Grünsandform, einen auf einen Verbindungsabschnitt zwischen in einen Gussform-Formraum eingebrachtem Grünsand und einer Platte mit einem daran angebrachten Modell ausgeübten Druck misst; und eine Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung, welche die Qualität einer geformten Grünsandform aus dem Druckwert bewertet.
• Ferner weist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung eine Gussformfestigkeitsberechnungseinheit auf, welche die Gussformfestigkeit einer Grünsandform aus dem Druckwert auf der Basis einer Beziehung zwischen dem Druckwert und der Gussformfestigkeit einer Grünsandform berechnet, für welche der Druck gemessen worden ist.
• Ferner weist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung eine Gussformqualitätsbestimmungseinheit auf, welche die Qualität einer geformten Grünsandform aus der berechneten Gussformfestigkeit auf der Basis eines vorgegebenen Schwellenwertes bestimmt.
• Ferner berechnet in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit die Gussformfestigkeit einer Grünsandform berechnet, für welche die Gussformfestigkeit nicht gemessen worden ist.
• Ferner weist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung ferner ein Anzeigemittel auf, das eine Beziehung zwischen dem von der Gussformfestigkeitsberechnungseinheit berechneten Druckwert und der Gussformfestigkeit einer Grünsandform anzeigt, für welche der Druckwert gemessen wurde.
• Ferner weist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung ferner Aufnahmemittel auf, das Druckwertdaten, Druckdaten zugeordnete Gussformfestigkeitsdaten, ein Berechnungsergebnis der Gussformfestigkeit und ein Bestimmungsergebnis der Gussformqualität aufnimmt, die während eines Formens der Grünsandform erzeugt wurden.
• Ferner wird in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Übertragung eines Druckwertes vom Grünsandform-Formsensor zur Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung durch eine kabellose Kommunikation ausgeführt.
• Ferner ist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Gussform-Formvorrichtung eine kastenlose Formmaschine oder eine Kasten-Formmaschine ist.
• Ferner ist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Platte eingerichtet, um rechteckig zu sein, es ist eine Vielzahl der Grünsandform-Formsensoren bereitgestellt und diese Drucksensoren sind in den vier Ecken der Platte eingebettet.
• Ferner bewertet die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung während eines Formens einer Grünsandform die Qualität einer geformten Grünsandform aus einem auf einen Verbindungsabschnitt zwischen in einen Gussform-Formraum eingebrachtem Grünsand und einer Platte mit einem daran angebrachten Modell ausgeübten Druck.
• Ferner weist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung eine Gussformfestigkeitsberechnungseinheit auf, welche die Gussformfestigkeit einer Grünsandform aus dem Druckwert auf der Basis einer Beziehung zwischen dem Druckwert und der Gussformfestigkeit einer Grünsandform berechnet, für welche der Druckwert gemessen wurde.
• Ferner weist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung eine Gussformqualitätsbestimmungseinheit auf, welche die Qualität einer geformten Grünsandform aus der berechneten Gussformfestigkeit auf der Basis eines vorgegebenen Schwellenwertes bestimmt.
• Ferner umfasst das Gussformqualitätsbewertungsverfahren der vorliegenden Erfindung: ein Messen, während eines Formens einer Grünsandform, eines auf einen Verbindungsabschnitt zwischen in einen Gussform-Formraum eingebrachtem Grünsand und einer Platte mit einem daran angebrachten Modell ausgeübten Drucks; und
  ein Bewerten der Qualität einer geformten Grünsandform aus dem Druckwert.
• Ferner umfasst in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Bewerten der Qualität einer Grünsandform ein Berechnen der Gussformfestigkeit einer Grünsandform aus dem Druckwert auf der Basis einer Beziehung zwischen dem Druckwert und der Gussformfestigkeit einer Grünsandform, für welche der Druck gemessen worden ist.
• Ferner umfasst in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Bewerten der Qualität einer Grünsandform ein Bestimmen der Qualität einer geformten Grünsandform aus der berechneten Gussformfestigkeit auf der Basis eines vorgegebenen Schwellenwertes.
• WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
• Gemäß der vorliegenden Erfindung kommt es zu einer Wirkung, wobei es möglich ist, einzeln, ohne unter Verwendung einer Gussformfestigkeitsmesseinrichtung zu messen, die Gussformfestigkeit von geformten Grünsandformen zu berechnen, und ferner, die Qualität der Grünsandform zu bewerten.
• Figurenliste
• 1 stellt ein Schaubild einer Struktur einer Gussform-Formvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform dar.
• 2 stellt eine Ausgestaltung eines Abschnitts einer Gussform-Formvorrichtung dar, wobei der Abschnitt eine Gussformqualität bewertet.
• 3 ist eine Querschnittsansicht zur Darstellung von Einzelheiten eines Abschnitts einer Platte mit darin eingebetteten Grünsandform-Formsensoren.
• 4 ist eine Querschnittsansicht zur Darstellung von Einzelheiten eines Abschnitts einer Platte mit darin eingebetteten Grünsandform-Formsensoren.
• 5 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Beispiels einer funktionellen Ausgestaltung einer Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung.
• 6 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung eines weiteren Beispiels einer funktionellen Ausgestaltung einer Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung.
• 7 eine schematische Ansicht zur Darstellung einer Ausgestaltung eines hier durchgeführten Versuchs.
• 8 ist eine Grafik zur Darstellung eines Beispiels von Ergebnissen, welche durch Aufzeichnen zeitlicher Veränderungen des Drucks eines Grünsandform-Formsensors in einem Pressschritt in einer Aufzeichnungseinrichtung mit integriertem Verstärker und Auswerten durch einen Computer erlangt wurden.
• 9 ist eine Grafik zur Zusammenfassung eines Verhältnisses zwischen einem Spitzendruck eines Grünsandform-Formsensors und einer Gussformfestigkeit.
• 10 zeigt ein Beispiel eines auf einer Anzeigeeinheit angezeigten Bildschirms.
• 11 zeigt ein Beispiel eines auf einer Anzeigeeinheit angezeigten Bildschirms.
• 12 zeigt ein Beispiel eines auf einer Anzeigeeinheit angezeigten Bildschirms.
• 13 zeigt Schritte bei einem Verfahren zur Gussformqualitätsbewertung (Verfahren zum Formen einer Grünsandform) unter Verwendung der Gussform-Formvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
• 14 zeigt ein weiteres Beispiel einer Platte mit darin eingebetteten Grünsandform-Formsensoren.
• 15 zeigt ein weiteres Beispiel einer Platte mit darin eingebetteten Grünsandform-Formsensoren.
• 16 zeigt eine andere Art einer Platte.
• 17 stellt ein Schaubild einer Struktur einer Gussform-Formvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform dar.
• 18 stellt eine Ausgestaltung eines Abschnitts einer Gussform-Formvorrichtung dar, wobei der Abschnitt eine Gussformqualität bewertet.
• 19 zeigt Schritte bei einem Verfahren zur Gussformqualitätsbewertung (Verfahren zum Formen einer Grünsandform) unter Verwendung der Gussform-Formvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.
• 20 zeigt ein weiteres Beispiel einer Platte mit darin eingebetteten Grünsandform-Formsensoren.
• 21 zeigt ein weiteres Beispiel einer Platte mit darin eingebetteten Grünsandform-Formsensoren.
• 22 stellt ein Schaubild einer Plattenstruktur gemäß der zweiten Ausführungsform dar.
• BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Im Folgenden wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, um Ausführungsformen zur Implementierung der Gussform-Formvorrichtung, der Gussformqualitätsbeurteilungsvorrichtung und des Gussformqualitätsbeurteilungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zu beschreiben.
• (Erste Ausführungsform)
• Die erste Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 stellt ein Schaubild einer Struktur der Gussform-Formvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dar und 2 stellt eine Ausgestaltung eines Abschnitts der Gussform-Formvorrichtung dar, wobei der Abschnitt eine Gussformqualität bewertet. Die Gussform-Formvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Kasten-Formmaschine, in welcher, nachdem eine Grünsandform (Gussform) geformt wird, ein Gussrahmen (Metallrahmen) mit der darin enthaltenen Grünsandform zu dem nächsten Schritt übergeht.
• Eine Gussform-Formvorrichtung 1 weist eine Platte 2 mit einem an einer oberen Fläche davon angebrachten Modell 3, einen Träger 4, einen Metallrahmen 5, einen Füllrahmen 6, einen Presskopf 7, eine Presstafel 8, einen Tisch 9, Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D, eine Verdrahtung 11 und eine Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 auf. Es sei angemerkt, dass 2 die Platte 2, das Modell 3, den Träger 4 und die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D bei Betrachtung von der Oberseite der Gussform-Formvorrichtung 1 darstellt.
• Die Platte 2 weist ein an einer oberen Fläche davon angebrachtes oberes Formmodell (oder unteres Formmodell) 3 zum Formen einer Form eines Gusses in einer Grünsandform auf und ist rechteckig. Die Platte 2 ist zum Beispiel aus Aluminium gebildet. Der Träger 4 ist rahmenförmig und die Platte 2 ist innerhalb des Rahmens platziert. Außerdem wird Grünsand zum Formen einer Grünsandform in einen Gussform-Formraum gefüllt, welcher von der Platte 2, dem Metallrahmen 5, dem Füllrahmen 6 und der Presstafel 8 umgeben ist. Die Platte 2 ist ein Element, welches einen Teil einer Grenze des Formraums darstellt, welcher beim Grünsandform-Formen durch die Gussform-Formvorrichtung 1 durch den Metallrahmen 5 definiert ist.
• Zum Einfüllen von Grünsand durch die Gussform-Formvorrichtung 1 kommt ein Schwerkraft-Fallverfahren, welches das Gewicht des Grünsands einsetzt, oder ein Blasverfahren, welches einen Luftstrom einsetzt, zum Einsatz. Das Schwerkraft-Fallverfahren ist ein Verfahren zum Einfüllen von Grünsand in den Gussform-Formraum durch Veranlassen von Grünsand, welcher in einem an einem oberen Abschnitt der Gussform-Formvorrichtung 1 angeordneten mit Klappen versehenen Fülltrichter (nicht dargestellt) angesammelt wird, aufgrund von Schwerkraft zu fallen. Ferner ist das Blasverfahren ein Verfahren zum Einfüllen von Grünsand durch Einblasen von Grünsand innerhalb eines Sandtanks (nicht dargestellt) in den Gussform-Formraum.
• Hierbei folgt eine Kurzdarstellung einer Vorgehensweise zum Laden von Grünsand in den Gussform-Formraum und Komprimieren. Zuerst wird ein Metallrahmen 5 oben auf dem Träger 4 platziert und dann wird der Füllrahmen 6 auf den Metallrahmen 5 gelegt, um den Gussform-Formraum zu definieren. Als nächstes wird Grünsand in den Gussform-Formraum geladen und die Presstafel 8 komprimiert (presst) den Grünsand. Aufgrund dessen wird der Grünsand in dem Gussform-Formraum gestampft und eine Grünsandform wird geformt.
• (Grünsandform-Formsensor)
• Die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D messen beim Formen einer Grünsandform einen Druckwert (Spitzendruck), welcher auf eine Teilungsebene ausgeübt wird, welche ein Verbindungsbereich zwischen der Platte 2 und einer oberen Form (oder einer unteren Form), aufweisend innerhalb des Gussform-Formraums gebildeten Grünsand, ist. Die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D sind Drucksensoren. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D in den vier Ecken der Platte 2 eingebettet. Der Grund dafür, dass die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D in einer solchen Weise eingebettet sind, welcher nachstehend beschrieben ist, ist eine Folge der Erwägung der Variation eines innerhalb einer Platte ausgeübten Drucks. Durch Einbetten der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D in den vier Ecken der Platte 2 ist es möglich, die Festigkeitsverteilung der gesamten Gussform zu sehen.
• Außerdem weisen die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D eine Druckaufnahmefläche zur Druckmessung auf, welche in der oberen Fläche der Platte 2 freiliegt und den Druckwert (Spitzendruck) misst, welcher auf die Teilungsebene mit der Grünsandform ausgeübt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist es erstrebenswert, dass die Druckaufnahmefläche der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und die obere Fläche der Platte 2 in einem bündigen Zustand ohne Höhenunterschiede dazwischen sind. Aufgrund dessen ist es möglich, den genauen Druck zu messen. In einem Beispiel sind die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D Fluiddrucksensoren. Ein Erddrucksensor kann ebenso als die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D verwendet werden.
• Ferner ist hinsichtlich der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D unter Berücksichtigung der Größe der Platte 2, in welcher die Sensoren eingebettet sind, und der Größe des Modells 3 und darüber hinaus dessen, dass wie nachstehend beschrieben die Gussformfestigkeit einer Grünsandform durch einen Gussformfestigkeitsmesser an einer Position gemessen wird, an der die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D einen Druck messen, und dass ein Verhältnis zwischen dem Druckwert (Spitzendruck) und der Gussformfestigkeit verwendet wird, eine kleine Druckaufnahmefläche erstrebenswert. Indes ist in Bezug auf die Größe der Druckaufnahmefläche ein Durchmesser von ungefähr 5-30 mm erstrebenswert, da ebenso eine Messgenauigkeit erforderlich ist.
• Die 3 und 4 sind seitliche Querschnittsansichten zur Darstellung von Einzelheiten eines Abschnitts der Platte 2, welcher darin eingebettete Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D aufweist. 3 stellt einen Fall dar, in dem die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D von einem Gewindetyp sind. Wie in 3 dargestellt ist ein Außengewinde in a der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D ausgebildet und ein Innengewinde ist in b der Platte 2 ausgebildet und die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D sind mit der Platte 2 verschraubt.
• Indes stellt 4 einen Fall dar, in dem die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D eine Scheibenform aufweisen. Wie in 4 dargestellt sind die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D in einem Loch in der Platte 2 platziert und eine ringförmige Auskleidung 13 umgibt den Außenrand der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D. Außerdem befestigen Bolzen 14 die Auskleidung 13 und sichern die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D.
• Somit ist es bei den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D möglich, ein Objekt mit einer Ausführung entweder von einem Gewindetyp oder einer Scheibenform zu verwenden, und diese Auswahl kann unter Berücksichtigung eines Einbettungsraums und einer Anbringbarkeit der Grünsandform-Formsensoren erfolgen.
• Die Verdrahtung 11 verbindet die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 mit den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 drahtgebunden (drahtgebundene Kommunikation) vermittels der Verdrahtung 11 verbunden, können jedoch ebenso drahtlos verbunden sein (drahtlose Kommunikation). Zum Beispiel ist es möglich, den durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D detektierten Druckwert (Druckwertdaten) zum Beispiel mittels eines Verstärkers zu verstärken und eine drahtlose Kommunikation wie etwa ein drahtloses LAN oder Bluetooth® usw. zu verwenden, um von einem Sender an die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 zu übertragen.
• (Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung)
• Die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 bewertet die Qualität einer durch die Gussform-Formvorrichtung 1 geformten Grünsandform ausgehend von dem durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessenen Druckwert (Druckwertdaten). 5 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung einer funktionellen Ausgestaltung der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 für drahtgebundene Kommunikationsdaten. Die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 weist eine Empfangseinheit 15, eine Verstärkungseinheit 16, eine Eingabeeinheit 17, eine Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18, eine Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19, eine Anzeigeeinheit 20, eine Übertragungseinheit 21 und eine Aufzeichnungseinheit 22 auf.
• Die Empfangseinheit 15 empfängt den durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessenen Druckwert (Druckwertdaten). In dem vorliegenden Beispiel werden drahtgebundene Daten von der Verdrahtung 11 empfangen.
• Die Verstärkungseinheit 16 verstärkt die Signalstärke des empfangenen Druckwerts (Druckwertdaten). Die Verstärkungseinheit 16 ist zum Beispiel ein Verstärker.
• Die Eingabeeinheit 17 gibt ein: die durch einen Gussformfestigkeitsmesser gemessene Gussformfestigkeit einer geformten Grünsandform; Werte einer Steigung „a“ und eines Achsenabschnitts „b“ in einem nachstehend beschriebenen Ausdruck y = ax + b; und einen Schwellwert der Gussformfestigkeit einer zu formenden Grünsandform. Es sei angemerkt, dass eine Eingabe durch einen Arbeiter erfolgt. Die Eingabeeinheit 17 ist zum Beispiel eine Tastatur oder eine Berührungstafel. In dem Ausdruck y = ax + b ist „y“ die Gussformfestigkeit und „x“ ist der durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessene Druckwert. Der Ausdruck ist ein Vergleichsausdruck zur Bestimmung der Gussformfestigkeit „y“ ausgehend von der Steigung „a“ und dem Achsenabschnitt „b“, welche eingegeben wurden, und einem gemessenen Wert „x“.
• Ausgehend von der Steigung „a“ und dem Achsenabschnitt „b“, welche in die Eingabeeinheit 17 eingegeben wurden, und von dem durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessenen Druckwert (Spitzendruck) berechnet die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 die Gussformfestigkeit für jeden durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessenen Druckwert (Spitzendruck) unter Verwendung des Vergleichsausdrucks zwischen dem gemessenen Wert und der Gussformfestigkeit. Ein Verfahren zur Berechnung der Gussformfestigkeit ist nachstehend ausführlich beschrieben. Die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 ist zum Beispiel ein Computer oder eine SPS.
• Die Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19 bestimmt die Qualität einer geformten Grünsandform ausgehend von dem in die Eingabeeinheit 17 eingegebenen Schwellwert der Gussformfestigkeit und der berechneten Gussformfestigkeit. Ein Verfahren zur Bestimmung der Gussformqualität ist nachstehend ausführlich beschrieben. Die Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19 ist zum Beispiel ein Computer oder eine SPS.
• Die Anzeigeeinheit 20 zeigt an: den durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessenen Druckwert (Spitzendruck); Werte der Steigung „a“ und des Achsenabschnitts „b“ in dem Vergleichsausdruck y = ax + b zwischen der durch einen Arbeiter unter Verwendung der Eingabeeinheit 17 eingegebenen Gussformfestigkeit und dem Druckwert (Spitzendruck); den Schwellwert der Gussformfestigkeit einer zu formenden Grünsandform, welcher durch einen Arbeiter eingegeben wurde; ein Gussformfestigkeitsberechnungsergebnis; und ein Gussformqualitätsbestimmungsergebnis usw. Die Anzeigeeinheit 20 ist zum Beispiel eine Flüssigkristallanzeige usw.
• Die Übertragungseinheit 21 überträgt Mangel-Bestimmungsdaten an ein Patlite® 23 usw. Eine Übertragung kann entweder durch drahtgebundene Daten oder drahtlose Daten erfolgen. Außerdem hat ein Arbeiter, welcher durch Bestätigen, dass das Patlite 23 aufleuchtet usw. ein Auftreten eines Fehlers bei einer Grünsandform erkannt hat, eine X-Markierung an der betreffenden Grünsandform vorzunehmen und dadurch auf einen Blick kenntlich zu machen, dass diese Grünsandform ein fehlerhaftes Produkt ist. Eine Grünsandform, welche als fehlerhaftes Produkt erkannt wurde, durchläuft nachfolgende Schritte (Eingießen von geschmolzenem Metall) nicht und wird nach Überspringen dieser Schritte letztendlich aus der Form ausgeschüttelt.
• Die Aufzeichnungseinheit 22 zeichnet Druckwertdaten, Druckwerten zugeordnete Gussformfestigkeitsdaten, Gussformfestigkeitsberechnungsergebnisse und Gussformqualitätsbestimmungsergebnisse usw. auf. Ferner werden diese Daten für jedes an der Platte 2 angebrachte Modell aufgezeichnet. Die Aufzeichnungseinheit 22 ist zum Beispiel ein Aufzeichnungsmedium wie etwa ein Halbleiterspeicher oder eine Magnetplatte usw. Außerdem können die durch die Aufzeichnungseinheit 22 aufgezeichneten Daten unter Verwendung eines USB-Speichers oder einer SD-Karte usw. extrahiert werden.
• Wie im Vorangehenden beschrieben können die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 drahtlos verbunden sein (drahtlose Kommunikation). 6 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung einer funktionellen Ausgestaltung in dem Fall, in dem der durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessene Druckwert (Druckwertdaten) mit der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 drahtlos verbunden wird (drahtlose Kommunikation). Der durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessene Druckwert (Druckwertdaten) wird durch eine Verstärkungseinheit 16' nahe den Grünsandform-Formsensoren verstärkt und von einer Druckwertübertragungseinheit 24 an eine Empfangseinheit 15' der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 drahtlos übertragen. Die in 6 dargestellte Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 für drahtlose Daten weist eine Empfangseinheit 15', die Eingabeeinheit 17, die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18, die Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19, die Anzeigeeinheit 20, die Übertragungseinheit 21 und die Aufzeichnungseinheit 22 auf.
• Nachdem der durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessene Druckwert (Druckwertdaten) durch die Verstärkungseinheit 16' verstärkt wurde, empfängt die Empfangseinheit 15' von der Druckwertübertragungseinheit 24 übertragene drahtlose Daten. Es sei angemerkt, dass die Funktionen der Eingabeeinheit 17, der Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18, der Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19, der Anzeigeeinheit 20, der Übertragungseinheit 21 und der Aufzeichnungseinheit 22 dieselben wie die Funktionen der im Vorangehenden beschriebenen Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 für drahtgebundene Daten sind.
• (Verhältnis zwischen dem durch die Grünsandform-Formsensoren gemessenen Druck und der Gussformfestigkeit einer geformten Grünsandform)
• Als nächstes folgt eine Beschreibung des Verhältnisses zwischen der Gussformfestigkeit einer geformten Grünsandform und dem Druckwert (Spitzendruck), welcher auf die Teilungsebene ausgeübt wird und durch die Grünsandform-Formsensoren gemessen wird. Um das Verhältnis zwischen denselben zu ermitteln, wurde ein Versuch unter Verwendung einer Formmaschine durchgeführt. 7 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung einer Ausgestaltung des hier durchgeführten Versuchs. Es sei angemerkt, dass 7 darstellt: ein Positionsverhältnis zwischen einer Platte und einem Sensor; eine Aufzeichnungseinrichtung 25 mit integriertem Verstärker, welche ein Signal von einem Drucksensor verstärkt und aufzeichnet; und einen Computer 26, welcher mit der Aufzeichnungseinrichtung 25 mit integriertem Verstärker verbunden ist und eine Auswertung wie etwa eine grafische Darstellung von Sensormesswerten durchführt. Der Versuch wurde wie folgt durchgeführt.
• 1. Grünsandform-Formsensoren wurden in eine aus Aluminium hergestellte Platte eingebaut (eingebettet). Bei diesem Versuch wurden Fluiddrucksensoren als die Grünsandform-Formsensoren verwendet. Einbaupositionen wurden an insgesamt drei Stellen festgelegt: in einem zentralen Abschnitt der Platte und auf einer Linie zwischen gegenüberliegenden Ecken der Platte. Es sei angemerkt, dass der nachfolgenden Beschreibungen halber in den Zeichnungen S1 und S2 die zwei Stellen auf der Linie zwischen gegenüberliegenden Ecken der Platte und nahe den jeweiligen Scheiteln sind und S3 der Mittelbereich der Platte ist. Der Grund für den Einbau der Fluiddrucksensoren an den drei Stellen S1, S2 und S3 besteht darin, imstande zu sein, Daten in einem großen Druckbereich aus einer Formung zu erlangen, da die beim Formen einer Grünsandform auf die Platte wirkende Kraft aufgrund eines Reibungswiderstands zwischen dem Metallrahmen und dem Grünsand in dem Mittelbereich der Platte hoch und nahe dem Metallrahmen gering ist. Ferner wurde der vorliegende Versuch ohne Anbringen eines Modells durchgeführt, da ebenso ein Fluiddrucksensor in dem Mittelbereich der Platte angeordnet wurde.
• 2. Die Platte mit den darin verbauten Grünsandform-Formsensoren wurde an einer Formmaschine angebracht und eine Grünsandform wurde geformt. Außerdem wurde bei einem Pressschritt der auf die Teilungsebene ausgeübte Druck durch die Grünsandform-Formsensoren an den drei Stellen gemessen. Zeitliche Veränderungen des Druckwerts wurden gemessen und in der Aufzeichnungseinrichtung 25 mit integriertem Verstärker aufgezeichnet. In Bezug auf ein Pressen wurde Druck bis zu einem festgelegten Druck schrittweise ausgeübt und wurde abgelassen, als der festgelegte Druck erreicht wurde.
• 3. Die Gussformfestigkeit einer Grünsandform an Positionen, an denen der Druck durch die Grünsandform-Formsensoren gemessen wurde, wurde durch einen Gussformfestigkeitsmesser gemessen und das Verhältnis zwischen dem Druckwert und der Gussformfestigkeit wurde ermittelt. Es sei angemerkt, dass in Bezug auf den Festigkeitsmesser, welcher die Gussformfestigkeit maß, ein Gussformfestigkeitsmesser vom Einführungstyp verwendet wurde, welcher in Gussformfabriken häufig verwendet wird, um eine Formbarkeit einer Grünsandform zu bewerten, und welcher die Gussformfestigkeit durch Einführen einer Nadel mit einem Spitzendurchmesser von ungefähr 3 mm ungefähr 10 mm in die Gussform misst.
  Außerdem wurden die oben genannten 2 und 3 an einer Vielzahl von Grünsandformen durchgeführt und die Daten wurden gesammelt. Tabelle 1 fasst diese Versuchsbedingungen zusammen. Tabelle 1

  PRESSDRUCK (MPa)	0,3 ~ 0,7
  GRÜNSANDEINFÜLLVERFAHREN	FREIER FALL
  GUSSFORMFESTIGKEITSMESSVORRICHTUNG	GUSSFORMFESTIGKEITSMESSER VOM EINFÜHRUNGSTYP
  BASISSAND DES GRÜNSANDS	QUARZSAND
  EIGENSCHAFTEN DES GRÜNSANDS
  • VERDICHTBARKEIT (%)	33±3
  • DRUCKFESTIGKEIT (N/cm2)	22,1
  • DURCHLÄSSIGKEIT	224

• (Versuchsergebnisse)
• 8 ist eine Grafik zur Darstellung eines Beispiels von Ergebnissen, welche durch Aufzeichnen zeitlicher Veränderungen des Drucks eines Grünsandform-Formsensors in dem Pressschritt in der Aufzeichnungseinrichtung 25 mit integriertem Verstärker und Auswerten durch den Computer 26 erlangt wurden. Es sei angemerkt, dass 8 den Fall darstellt, in welchem ein Pressdruck auf 0,4 MPa festgelegt wurde und Messungen an den drei Stellen S1, S2 und S3 erfolgten. Wie in 8 dargestellt wurde in dieser Formmaschine der Spitzendruck in dem Pressschritt ungefähr zwei Sekunden nach Beginn des Pressens erreicht.
• Ferner ergab sich beim Bestätigen des Verhältnisses zwischen der Position der Platte und dem Spitzendruck, dass der Druck in dem Mittelbereich (S3) der Platte am höchsten ist und der Druck an Stellen (S1, S2), welche von dem Mittelbereich entfernt sind, niedriger wird. Aufgrund dessen war es möglich, zu bestätigen, dass sich der auf die Platte ausgebreitete Druck aufgrund eines Reibungswiderstands zwischen dem Grünsand und dem Metallrahmen nahe dem Metallrahmen verringert, was im Vorangehenden erwähnt wurde. Ferner war in einem Beispiel dieser Versuchsergebnisse der Druck in dem Mittelbereich (S3) der Platte beinahe derselbe wie der festgelegte Druck (0,4 MPa).
• 9 ist eine Grafik zur Zusammenfassung des Verhältnisses zwischen der Gussformfestigkeit und dem Spitzendruck der Grünsandform-Formsensoren beim Wiederholen des oben genannten Versuchs, welches mit dem festgelegten Pressdruck und dem Füllzustand des Grünsands variiert. Aus dieser Grafik ist eine positive Korrelation in dem Verhältnis zwischen dem Spitzendruck der Grünsandform-Formsensoren und der Gussformfestigkeit ersichtlich und es versteht sich, dass es möglich ist, dieses Verhältnis mit einer geraden Linie darzustellen. Außerdem ist es anhand der geraden Linie möglich, den Ausdruck y = ax + b zu bestimmen. Hierbei ist y die Gussformfestigkeit und x ist der Spitzendruck. Aus diesen Ergebnissen ging hervor, dass es möglich ist, die Gussformfestigkeit (Gussformfülleigenschaften) ausgehend von dem Spitzenwert des Drucks (des Pressdrucks auf der Teilungsebene der Grünsandform) der Grünsandform-Formsensoren zu bewerten.
• Die Grünsandform-Formsensoren messen den Druck, wenn der eingefüllte Grünsand gestampft wird und die Stampfkraft (Kompressionskraft) die Plattenoberfläche erreicht. Der diese Plattenoberfläche erreichende Druck variiert in Abhängigkeit des Ausmaßes der Stampfkraft, der Dichteverteilung des Einfüllens des Grünsands vor einem Stampfen (hoher Druck in Abschnitten mit hoher Dichte, niedriger Druck in Abschnitten mit geringer Dichte), der Form des Modells (Muster) und den Charakteristiken des Grünsands (niedriger Druck in Sand mit hohem Wassergehalt, hoher Druck in Sand mit geringem Wassergehalt).
• In Bezug auf die Formbarkeitsbewertung unter Verwendung der Grünsandform-Formsensoren ausgehend von den Verhältnissen
• hoher Spitzendruck eines Grünsandform-Formsensors = hohe Fülldichte des Grünsands = hohe Gussformfestigkeit und
• niedriger Spitzendruck eines Grünsandform-Formsensors = geringe Fülldichte des Grünsands = geringe Gussformfestigkeit
wenn der Spitzendruck des Grünsandform-Formsensors niedrig ist, bestehen Bedenken bezüglich Fehlern wie etwa eines Eindringens von geschmolzenem Metall, Sandabfall/Sandeinschluss, eines Austretens von geschmolzenem Metall usw. Wenn der Spitzendruck des Grünsandform-Formsensors hoch ist, erhöht sich ein Gleitwiderstand zwischen dem Modell und der Gussform und es bestehen Bedenken bezüglich Formentfernungsfehlern. Somit führt ein Halten des detektierten Spitzendrucks der Grünsandform-Formsensoren auf einem geeigneten Pegel zu einer Reduzierung von Fehlern.
• Der an die in der Platte eingebetteten Grünsandform-Formsensoren weitergeleitete Druck variiert aufgrund der oben genannten Ursachen und daher müssen die Einbettungspositionen der Grünsandform-Formsensoren Stellen sein, an denen es möglich ist, diese Umstände festzustellen. Dementsprechend ist es möglich, Fehler unter mehr Bedingungen zu detektieren, wenn zahlreiche Grünsandform-Formsensoren verbaut sind. Aufgrund räumlicher Beschränkungen und aus wirtschaftlicher Sicht ist dies jedoch nicht realistisch und es ist erstrebenswert, imstande zu sein, Druck unter Verwendung einer geringen Anzahl an Sensoren zu detektieren und zu bewerten.
• Wie im Vorangehenden erwähnt kommt zum Einfüllen von Grünsand durch die Gussform-Formvorrichtung 1 ein Schwerkraft-Fallverfahren oder ein Blasverfahren, welches einen Luftstrom einsetzt, zum Einsatz. Bei dem im Vorangehenden erwähnten Schwerkraft-Fallverfahren, welches einen mit Klappen versehenen Fülltrichter usw. in Anwendung bringt, kann eine Ungleichmäßigkeit beim Laden des Grünsands in den mit Klappen versehenen Fülltrichter eine Ungleichmäßigkeit beim Laden in den Gussform-Formraum werden. Ferner kann bei dem Blasverfahren aufgrund von Umständen wie etwa des Abstands von der Einblasdüse, Sandverstopfung in der Düsenöffnung usw. eine Ungleichmäßigkeit beim Laden in den Gussform-Formraum auftreten. Diese Ungleichmäßigkeiten treten aufgrund des anschließenden Stampfens des Grünsands als Ungleichmäßigkeiten des auf die Platte 2 ausgebreiteten Drucks auf. Es ist notwendig, die Grünsandform-Formsensoren unter Berücksichtigung des Auftretens derartiger Ungleichmäßigkeiten bei Anfangsfüllmengen anzuordnen.
• Außerdem kann in Fällen, in welchen eine Differenz des Messwerts eines angeordneten Grünsandform-Formsensors außerhalb eines vorbestimmten Schwellwertbereichs liegt, bestimmt werden, dass die Ungleichmäßigkeit der Anfangsfüllung hoch ist, und es ist möglich, Maßnahmen wie etwa: Verbessern des Zustands, in welchem Gussformsand in den mit Klappen versehenen Fülltrichter geladen wird; Anpassen eines Einblasluftdrucks oder einer Einblaszeit; oder Verbessern des Zustands (Verstopfung, Abrieb usw.) der Einblasdüse zu ergreifen. Ferner hat die Rieselfähigkeit des Grünsands einen Einfluss, wenn der Gussformsand in den mit Klappen versehenen Fülltrichter geladen wird, wenn er von dem mit Klappen versehenen Fülltrichter in den Gussform-Formraum geladen wird oder wenn er mittels Blasen usw. eingeblasen wird. Diese Rieselfähigkeit des Grünsands variiert gemäß Sandeigenschaften wie etwa dem Wassergehalt des Grünsands und daher ist es möglich, den Sand unter Verwendung einer Sandverarbeitungsvorrichtung wie etwa einer Knetmaschine anzupassen, welche der Gussform-Formvorrichtung 1 zuzuführenden Grünsand knetet.
• Ferner wird, wenn Grünsand gestampft wird, der Grünsand durch eine Stampfkraft komprimiert und ein Druck wird durch die in der Platte eingebetteten Grünsandform-Formsensoren detektiert. Die auf die Platte ausgebreitete Kraft ist aufgrund eines Gleitwiderstands (oder Reibungswiderstands) zwischen dem Grünsand und der Gussrahmenseitenfläche in dem Mittelbereich (im ebenen Zustand) der Gussform im Allgemeinen hoch und in einem Umfangsbereich geringer. In dem Fall einer rechteckigen Gussform ist die Kraft in Eckbereichen nahe dem Gussrahmen am geringsten.
• Somit ist es bevorzugt, Grünsandform-Formsensoren nahe der Gussrahmenseitenfläche, insbesondere in den Eckbereichen anzuordnen, um die Kraft (den Druck) zu bewerten, welche sich aufgrund des Ausmaßes der Stampfkraft auf die Platte ausbreitet. Wenn ein Messwert eines in dieser Position angeordneten Grünsandform-Formsensors einen vorbestimmten Untergrenzen-Schwellwert nicht erreicht, kann geschlussfolgert werden, dass keine ausreichende Gussformfestigkeit erreicht wurde und Maßnahmen zur Erhöhung der Stampfkraft können ergriffen werden. Wenn der Messwert höher als ein Obergrenzen-Schwellwert ist, kann geschlussfolgert werden, dass die Gussformfestigkeit mehr als ausreichend ist und Maßnahmen zur Verringerung der Stampfkraft können ergriffen werden.
• In der vorliegenden Ausführungsform sind die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D unter Berücksichtigung des Schritts zum Einfüllen des Grünsands und des Schritts zum Stampfen des Grünsands in den vier Ecken der Platte 2 eingebettet.
• Es sei angemerkt, dass das Verhältnis zwischen dem Spitzenwert des Drucks der Grünsandform-Formsensoren und der Gussformfestigkeit ebenso dasselbe ist, wenn ein anderer Typ von Kasten-Formmaschine oder eine kastenlose Formmaschine verwendet wird. Somit kann dieses Verhältnis ebenso in einer Gussform-Formvorrichtung einer zweiten Ausführungsform angewendet werden, welche nachstehend beschrieben ist.
• (Verfahren zur Gussformfestigkeitsberechnung)
• Als nächstes folgt eine Beschreibung eines Verfahrens zur Berechnung der Gussformfestigkeit unter Verwendung der Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18. Wie oben erwähnt wurde festgestellt, dass ein Korrelationsverhältnis zwischen der Gussformfestigkeit und dem Spitzenwert des Drucks der Grünsandform-Formsensoren besteht. Die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 verwendet dieses Verhältnis, um die Gussformfestigkeit ausgehend von der in die Eingabeeinheit 17 eingegebenen Gussformfestigkeit und dem durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessenen Druckwert (Spitzendruck) zu berechnen.
• Konkret umfasst eine Berechnung der Gussformfestigkeit durch die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 zwei Schritte.
• Schritt 1
• Eine vorbestimmte Anzahl an Grünsandformen wird im Voraus geformt und ein Druckwert (Spitzendruck) beim Pressen wird durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessen. Ferner wird die Gussformfestigkeit an Positionen in jeder der geformten Grünsandformen, an denen der Druck durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessen wurde, durch einen Arbeiter gemessen und in die Eingabeeinheit 17 eingegeben. Außerdem bestimmt ein Arbeiter den Ausdruck y = ax + b ausgehend von dem Verhältnis zwischen der Gussformfestigkeit und dem Druckwert (Spitzendruck).
• Es sei angemerkt, dass in der vorliegenden Ausführungsform auf Grundlage der oben genannten Versuchsergebnisse die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D in den vier Ecken der Platte 2 eingebettet sind. Durch Messen des auf die Teilungsebene ausgeübten Drucks an diesen vier Stellen und Bestimmen eines Verhältnisses zu der Gussformfestigkeit ist es möglich, eine Gussformqualität unter Verwendung einer geringeren Anzahl an Grünsandform-Formsensoren zu bestimmen und gleichzeitig eine Variation eines Drucks auf der oberen Fläche der Platte zu berücksichtigen. Ferner ist es beim Vornehmen einer vorbestimmten Anzahl an Formungen möglich, durch Variieren des Pressdrucks ein Verhältnis zwischen dem auf die Teilungsebene ausgeübten Druck und der Gussformfestigkeit über einen größeren Bereich zu bestimmen.
• 10 zeigt ein Beispiel eines auf der Anzeigeeinheit 20 angezeigten Bildschirms. In dem vorliegenden Beispiel wird zuerst eine vorbestimmte Grünsandform geformt und sieben durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, zu diesem Zeitpunkt gemessene Druckwerte (Spitzendrücke) werden auf dem Bildschirm angezeigt. Es sei angemerkt, dass es ebenso möglich ist, zu einem Bildschirm umzuschalten, welcher sieben durch die Grünsandform-Formsensoren 10C, 10D gemessene Druckwerte (Spitzendrücke) anzeigt, und dass ferner ein Bildschirm so eingerichtet sein kann, dass sieben durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessen Druckwerte (Spitzenwerte) auf dem Bildschirm angezeigt werden.
• Außerdem wird die Gussformfestigkeit an Positionen in jeder der geformten Grünsandformen, an denen die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D angeordnet waren, durch einen Arbeiter als Eingabewert eingegeben. Hierbei sind ein „Spitzendruck A“ und eine „Gussformfestigkeit A“, welche in 10 dargestellt sind, jeweils der Spitzendruckwert des Grünsandform-Formsensors 10A und die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10A. Ferner sind ein „Spitzendruck B“ und eine „Gussformfestigkeit B“ in der 10 jeweils der Spitzendruckwert des Grünsandform-Formsensors 10B und die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10B; ein „Spitzendruck C“ und eine „Gussformfestigkeit C“, welche auf dem umgeschalteten Bildschirm angezeigt werden, sind jeweils der Spitzendruckwert des Grünsandform-Formsensors 10C und die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10C; und ein „Spitzendruck D“ und eine „Gussformfestigkeit D“, welche auf dem umgeschalteten Bildschirm angezeigt werden, sind jeweils der Spitzendruckwert des Grünsandform-Formsensors 10D und die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10D.
• Die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 stellt die Gussformfestigkeit und den Spitzenwert des Drucks der Grünsandform-Formsensoren in einer Grafik dar (in dem vorliegenden Beispiel 7 × 4 = 28 Stellen). Außerdem wird eine gerade Linie y = ax + b angezeigt, wenn ein Arbeiter vorbestimmte Werte für die Steigung „a“ und den Achsenabschnitt „b“ des Ausdrucks eingibt. Beim Bestätigen der grafischen Darstellungen verändert ein Arbeiter Zahlenwerte der Steigung „a“ und des Achsenabschnitts „b“ zweckmäßig und bestimmt beim Bestimmen, dass eine lineare Korrelation zwischen den grafischen Darstellungen besteht, einen endgültigen Ausdruck y = ax + b. Es sei angemerkt, dass es, wenn keine Probleme bezüglich Gussformfestigkeit bei einer Grünsandform vorliegen, bei welcher die Gussformfestigkeit durch einen Arbeiter gemessen wurde, bei einer Herstellung möglich ist, durch Durchführen nachfolgender Schritte (Kerneinsetzschritt, Schritt des Eingießens von geschmolzenem Metall usw.) unverändert fortzufahren. Es sei ebenso angemerkt, dass in der obenstehenden Beschreibung ein Arbeiter die Steigung „a“ und den Achsenabschnitt „b“ des Ausdrucks eingab, diese jedoch ebenso unter Verwendung eines Computers oder einer SPS und Durchführen einer linearen Regression durch ein Verfahren der kleinsten Quadrate usw. bestimmt werden können.
• Schritt 2
• Nach Bestimmen des Ausdrucks y = ax + b beginnt ein Formen der Grünsandform. Nach Beginn wird der Ausdruck y = ax + b verwendet, um die Gussformfestigkeit an den Positionen der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D ausgehend von dem durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessenen Druckwert (Spitzendruck) automatisch zu berechnen. Aufgrund dessen ist es nicht notwendig, dass ein Arbeiter die Gussformfestigkeit separat misst.
• Es sei angemerkt, dass in dem vorliegenden Beispiel die Gussformfestigkeit unter Verwendung eines Gussformfestigkeitsmessers gemessen wird und die Anzahl an auf dem Bildschirm angezeigten Spitzendrücken und Gussformfestigkeiten für A und B jeweils sieben beträgt. Dies kann jedoch gemäß Angaben der Gussform-Formvorrichtung 1, Angaben wie etwa Form und Größe der zu formenden Grünsandform usw. oder den Angaben des Grünsands zweckmäßig verändert werden.
• (Verfahren zur Gussformqualitätsbestimmung)
• Als nächstes folgt eine Beschreibung eines Verfahrens zur Gussformqualitätsbestimmung unter Verwendung der Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19. Die Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19 bestimmt die Qualität einer Grünsandform ausgehend von dem in die Eingabeeinheit 17 eingegebenen Schwellwert der Gussformfestigkeit und der durch die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 berechneten Gussformfestigkeit.
• Konkret umfasst eine Bestimmung der Gussformqualität durch die Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19 zwei Schritte.
• Schritt 1
• Zuerst gibt ein Arbeiter einen Schwellwert der Gussformfestigkeit einer zu formenden Grünsandform ein. 11 zeigt ein Beispiel eines auf der Anzeigeeinheit 20 angezeigten Bildschirms. In dem vorliegenden Beispiel werden konkrete durch einen Arbeiter eingegebene Schwellwerte angezeigt. Hierbei steht „Festigkeitsnormalbereich Sensor A“ in 11 für den unteren Grenzwert und den oberen Grenzwert der Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10A; „Festigkeitsnormalbereich Sensor B“ in 11 steht für den unteren Grenzwert und den oberen Grenzwert der Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10B; „Festigkeitsnormalbereich Sensor C“ in 11 steht für den unteren Grenzwert und den oberen Grenzwert der Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10C; und „Festigkeitsnormalbereich Sensor D“ in 11 steht für den unteren Grenzwert und den oberen Grenzwert der Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10D. Ferner steht der in 11 dargestellte „Gussformfestigkeitsdifferenz-Anomaliewert (Max. - Min.)“ für einen Schwellwert, wobei die Differenz zwischen dem Minimal- und dem Maximalwert der Gussformfestigkeit, welche ausgehend von dem Druckwert der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D bestimmt werden, als Anomaliewert festgelegt wird. In dem vorliegenden Beispiel ist der untere Grenzwert der Gussformfestigkeit an der Position der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D auf 10,0 (N/cm2) festgelegt, der obere Grenzwert derselben ist auf 20,0 (N/cm2) festgelegt und der Schwellwert, wobei die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Gussformfestigkeit an der Position der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D als Anomaliewert festgelegt wird, ist auf 5,0 (N/cm2) festgelegt.
• Schritt 2
• Nachdem der Ausdruck y = ax + b durch die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 bestimmt wird und der Schwellwert der Gussformfestigkeit eingegeben wird, beginnt ein Formen der Grünsandform. Nach Beginn wird die Gussformfestigkeit an der Position der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D ausgehend von dem durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessenen Druckwert (Spitzendruck) automatisch berechnet. Außerdem wird die Qualität einer Grünsandform ausgehend von dem eingegebenen Schwellwert der Gussformfestigkeit und der berechneten Gussformfestigkeit bestimmt. Hierbei erfolgt eine Bestimmung der Qualität einer Grünsandform wie folgt.
• In dem vorliegenden Beispiel sind die Schwellwerte der Gussformfestigkeit A, der Gussformfestigkeit B, der Gussformfestigkeit C und der Gussformfestigkeit D jeweils auf 10,0 (N/cm2) oder mehr und 20,0 (N/cm2) oder weniger festgelegt und der Anomalie-Schwellwert der Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Gussformfestigkeit an den Positionen der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D ist auf 5,0 (N/cm2) oder mehr festgelegt. Dementsprechend liegen in dem Fall, in welchem die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10A 13,0 (N/cm2) beträgt, die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10B 12,0 (N/cm2) beträgt, die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10C 16,0 (N/cm2) beträgt und die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10D 14,0 (N/cm2) beträgt, die Gussformfestigkeit A, die Gussformfestigkeit B, die Gussformfestigkeit C und die Gussformfestigkeit D allesamt innerhalb der Schwellwerte. Ferner beträgt der Maximalwert der Gussformfestigkeiten A, B, C, D 16,0 (N/cm2), der Minimalwert beträgt 12,0 (N/cm2) und die Differenz zwischen dem Maximum und dem Minimum beträgt 4,0 (N/cm2), was innerhalb des Bereichs liegt, und daher bestimmt die Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19, dass die Gussformqualität OK ist.
• Im Gegensatz dazu liegen in dem Fall, in welchem die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10A 11,0 (N/cm2) beträgt, die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10B 17,0 (N/cm2) beträgt, die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10C 12,0 (N/cm2) beträgt und die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10D 16,0 (N/cm2) beträgt, die Gussformfestigkeit A, die Gussformfestigkeit B, die Gussformfestigkeit C und die Gussformfestigkeit D allesamt innerhalb der Schwellwerte. Der Maximalwert der Gussformfestigkeiten A, B, C, D beträgt jedoch 17,0 (N/cm2), der Minimalwert beträgt 11,0 (N/cm2) und die Differenz zwischen dem Maximum und dem Minimum beträgt 6,0 (N/cm2), was nicht innerhalb des Bereichs liegt, und daher bestimmt die Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19, dass die Gussformqualität mangelhaft ist.
• 12 zeigt ein Beispiel eines auf der Anzeigeeinheit 20 angezeigten Bildschirms. Hierbei stehen „Spitzendruck A“, Spitzendruck B‟, Spitzendruck C‟ und „Spitzendruck D“ in 12 jeweils für den Spitzendruckwert des Grünsandform-Formsensors 10A, den Spitzendruckwert des Grünsandform-Formsensors 10B, den Spitzendruckwert des Grünsandform-Formsensors 10C und den Spitzendruckwert des Grünsandform-Formsensors 10D. Ferner stehen „Gussformfestigkeit A“, Gussformfestigkeit B‟, „Gussformfestigkeit C“ und „Gussformfestigkeit D“ jeweils für die durch die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 berechnete Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10A, die durch die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 berechnete Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10B, die durch die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 berechnete Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10C und die durch die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 berechnete Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10D.
• Ferner steht „Gussformfestigkeitsdifferenz (Max. - Min.)“ in 12 für die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Gussformfestigkeiten A, B, C, D. Ferner steht „Bestimmung“ in 12 für ein Bestimmungsergebnis für die Gussformqualität von der Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19.
• Es sei angemerkt, dass auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit 20 in 12 ein schlechter Zahlenwert durch Schattieren oder Einfärben innerhalb einer Zelle angezeigt ist und OK (normal) und FT (mangelhaft) auf einen Blick ersichtlich sind.
• Es sei angemerkt, dass die Schwellwerte und die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert, welche für die Gussformfestigkeit A, die Gussformfestigkeit B, die Gussformfestigkeit C und die Gussformfestigkeit D festgelegt sind, in Übereinstimmung mit den Angaben der Gussform-Formvorrichtung 1, Angaben wie etwa Form, Größe usw. der zu formenden Grünsandform, der Ort der Grünsandform oder den Angaben des Grünsands usw. zweckmäßig bestimmt werden. Außerdem werden diese Werte einer Modellnummer zugeordnet.
• In der Gussform-Formvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform ist es selbst dann, wenn sich die Angaben wie etwa Form, Größe usw. einer zu formenden Grünsandform verändern, in jedem Fall möglich, dass die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 die Gussformfestigkeit berechnet und die die Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19 die Qualität der geformten Grünsandform ausgehend von der berechneten Gussformfestigkeit bestimmt.
• (Verfahren zur Gussformqualitätsbewertung unter Verwendung der Gussform-Formvorrichtung)
• Als nächstes folgt eine Beschreibung eines Verfahrens zur Gussformqualitätsbewertung (Verfahren zum Formen einer Grünsandform) unter Verwendung der Gussform-Formvorrichtung 1. 13 zeigt Schritte bei einem Verfahren zur Gussformqualitätsbewertung (Verfahren zum Formen einer Grünsandform) unter Verwendung der Gussform-Formvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Es sei angemerkt, dass in 13 ein mit Klappen versehener Fülltrichter 27 mit dem Presskopf 7 der in 1 dargestellten Gussform-Formvorrichtung 1 gekoppelt ist. Der mit Klappen versehene Fülltrichter 27 weist eine Struktur auf, in der eine vorbestimmte Grünsandmenge von einer Grünsandtransportvorrichtung (nicht dargestellt) darein geladen wird und sich nach kurzem Zurückhalten Klappen 28 an einem unteren Abschnitt des mit Klappen versehenen Fülltrichters 27 öffnen und der Grünsand in den Gussform-Formraum geladen wird.
• Ein Formen einer Grünsandform durch die Gussform-Formvorrichtung 1 folgt der nachstehend beschriebenen Vorgehensweise.
1. 1. Zu Beginn des Formens erhebt sich ein Tisch 9 und dadurch wird ein in 13(a) dargestellter Zustand erreicht. Zu diesem Zeitpunkt wird eine vorbestimmte Grünsandmenge von der Grünsandtransportvorrichtung (nicht dargestellt) in den mit Klappen versehenen Fülltrichter 27 geladen.
2. 2. Dann werden wie in 13(b) dargestellt die Klappen 28 an einem unteren Abschnitt des mit Klappen versehenen Fülltrichters 27 geöffnet und der Grünsand innerhalb des mit Klappen versehenen Fülltrichters 27 wird in den durch die Platte 2, den Metallrahmen 5 und den Füllrahmen 6 definierten Gussform-Formraum geladen.
3. 3. Dann bewegen sich wie in 13(c) dargestellt der Presskopf 7 und der mit Klappen versehene Fülltrichter 27, welche gekoppelt sind, die Presstafel 8 wird direkt oberhalb des Gussform-Formraums angeordnet und als nächstes erhebt sich der Tisch 9 und dadurch wird der Grünsand innerhalb des Gussform-Formraums gepresst (komprimiert). Zu diesem Zeitpunkt messen die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D den Druckwert (Spitzendruck) an der Teilungsebene. Es sei angemerkt, dass in dem vorliegenden Schritt die Gussform geformt wird. Zu diesem Zeitpunkt sind die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D zwischen der Wand des Metallrahmens 5 und dem Modell 3 in der Platte 2.
4. 4. Der Druckwert (Spitzendruck) an der Teilungsebene wird an die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 übertragen und die Qualität der Grünsandform, welcher gerade geformt wurde, wird bewertet.
• Eine Qualitätsbewertung durch die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 erfolgt, nachdem der Ausdruck y = ax + b, welcher das Verhältnis zwischen Gussformfestigkeit und dem Spitzenwert des Drucks der Grünsandform-Formsensoren darstellt, im Voraus bestimmt wurde. Außerdem läuft eine durch die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 als OK bestimmte Grünsandform unverändert entlang der Linie und nachfolgende Schritte (Eingießen von geschmolzenem Metall usw.) erfolgen. Indes läuft eine durch die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 als mangelhaft bestimmte Grünsandform unverändert entlang der Linie, nachfolgende Schiritte (Eingießen von geschmolzenem Metall usw.) erfolgen jedoch nicht. Die Grünsandform überspringt diese Schritte und wird als auszusondernde Gussform auf dieselbe Weise wie eine Grünsandform mit einer als OK bestimmten Gussformqualitätsbewertung aus der Form ausgeschüttelt. Somit ist es möglich, eine Bestimmung „gut“ oder „schlecht“ in Bezug auf die Qualität einer geformten Gussform für jeden Rahmen vorzunehmen, was daher zu einer Gussformqualitätssicherung für jeden Rahmen führen kann. Ferner ist es möglich, einen Fehler zu dem Zeitpunkt des Formens einer Grünsandform auszumachen und daher ist es möglich, Fehler bei produzierten Güssen zu reduzieren. Ferner ist es möglich, auf unnötige Arbeit zu verzichten und daher ist es möglich, Produktionskosten zu senken.
• 5. Dann senkt sich in der Gussform-Formvorrichtung 1 der Tisch 9, der Füllrahmen 6 trennt sich von der oberen Fläche des Metallrahmens 5 und wenn sich der Tisch weiter senkt, wird der die Grünsandform enthaltende Metallrahmen 5 auf einer Rollenbahn platziert, welche mit nachfolgenden Schritten wie Kerneinsetzen, Eingießen von geschmolzenem Metall usw. verbunden ist, das Modell 3 wird aus der Grünsandform entfernt und die Senkung des Tischs 9 stoppt. Als nächstes wird der die Grünsandform enthaltende Metallrahmen 5 auf der Rollenbahn zu einem nachfolgenden Schritt befördert und der Metallrahmen 5 wird in Vorbereitung auf das nächste Formen in die Gussform-Formvorrichtung 1 geladen. Es sei angemerkt, dass zu Beginn der Senkung des Tischs 9 eine vorbestimmte Grünsandmenge dem mit Klappen versehenen Fülltrichter 27 zugeführt wird, wobei die Klappen 28 geschlossen sind.
• 6. Wenn der Metallrahmen 5 in Vorbereitung auf das nächste Formen eingeladen wurde und die Zufuhr von Grünsand an den mit Klappen versehenen Fülltrichter 27 vollendet wurde, bewegen sich der Presskopf 7 und der mit Klappen versehene Fülltrichter 27, welche gekoppelt sind, der Tisch 9 erhebt sich in einem Zustand, in welchem der mit Klappen versehene Fülltrichter 27 direkt oberhalb des Gussform-Formraums angeordnet ist, und ein Formen der nächsten Grünsandform beginnt.
• Außerdem werden Druckwertdaten, Druckwerten zugeordnete Gussformfestigkeitsdaten, Gussformfestigkeitsberechnungsergebnisse und Gussformqualitätsbestimmungsergebnisse usw., welche bei dem Formschritt produziert werden, allesamt in der Aufzeichnungseinheit 22 der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 aufgezeichnet. Daher ist es möglich, diese Zahlenwerte zu verwenden, um den Betriebszustand der Gussform-Formvorrichtung 1 zu überwachen, und diese Zahlenwerte sind bei einer Qualitätskontrolle, Wartung, und Fehlerbehebung der Gussform-Formvorrichtung 1 zweckdienlich. Ferner kann eine Verwendung dieser Zahlenwerte zu einer frühzeitigen Detektion von Fehlerursachen wie etwa: Verschütten von Sand, Einbrennen eines Gusses und Hinunterfallen einer Form, welche aufgrund von Füllfehlern auftreten; und Anschwellen einer Grünsandform aufgrund eines Drucks von geschmolzenem Metall nach Eingießen führen.
• Ferner werden die in der Aufzeichnungseinheit 22 aufgezeichneten Daten für jedes an der Platte 2 angebrachte Modell aufgezeichnet. Daher ist es möglich, einen Zustand wie etwa einen Fehler einer Grünsandform mit Druckwertdaten zu vergleichen und zu überprüfen, und eine Festlegung eines genaueren Schwellwerts wird möglich.
• Ferner bestimmt in der vorliegenden Ausführungsform ein Arbeiter den Ausdruck y = ax + b durch Berücksichtigen der Steigung „a“ und des Achsenabschnitts „b“ des Ausdrucks ausgehend von den Gussformfestigkeiten und Spitzenwerten des Drucks der Grünsandform-Formsensoren, welche in einer Grafik dargestellt sind. Es ist jedoch ebenso möglich, so einzurichten, dass die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 den Ausdruck y = ax + b ausgehend von dem Verhältnis zwischen der Gussformfestigkeit und dem Spitzenwert des Drucks der Grünsandform-Formsensoren unter Verwendung eines Computers oder einer SPS und Durchführen einer linearen Regression durch ein Verfahren der kleinsten Quadrate usw. automatisch berechnet.
• Ferner klärt in der vorliegenden Ausführungsform in dem Fall, dass eine geformte Grünsandform als Fehler bestimmt wird, ein Arbeiter, dass die betreffende Grünsandform ein Fehler ist. Es ist jedoch ebenso möglich, so einzurichten, dass ein Bestimmungsergebnis an eine Gussformausrüstung eines nachfolgenden Schritts (Eingießen von geschmolzenem Metall usw.) automatisch übermittelt wird. In diesem Fall erkennt die Gussformausrüstung in einem nachfolgenden Schritt automatisch, dass die betreffende Grünsandform ein Fehler ist, lässt den Schritt aus (überspringt diesen) und zuletzt wird die betreffende Grünsandform aus der Form ausgeschüttelt.
• Ferner sind in der vorliegenden Ausführungsform die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D in den vier Ecken der Platte 2 eingebettet. Selbst wenn die Anzahl an in der Platte 2 eingebetteten Grünsandform-Formsensoren jedoch geringer ist, ist es möglich, das Verhältnis zwischen der Gussformfestigkeit und dem Spitzenwert des Drucks der Grünsandform-Formsensoren zu berechnen. In diesem Fall ist eine Genauigkeit im Vergleich zu dem Fall, in welchem Grünsandform-Formsensoren an vier Stellen eingebettet sind, geringfügig geringer, es ist jedoch möglich, Kosten einzudämmen.
• In diesem Fall ist es ebenso möglich, Grünsandform-Formsensoren an zwei Stellen auf einer Linie zwischen gegenüberliegenden Ecken einzubetten, welche in 2 dargestellt sind: Positionen 10A und 10B; oder 10C und 10D. Die 14 und 15 zeigen weitere Beispiele der Platte 2 mit darin eingebetteten Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B. In 14 sind die zwei Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B nahe dem Mittelbereich der langen Seiten der Platte 2 eingebettet. In 15 sind die zwei Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B nahe dem Mittelbereich der kurzen Seiten der Platte 2 eingebettet.
• (Art der Platte)
• 16 zeigt eine andere Art der Platte 2. 16(a) zeigt eine Platte 2a und eine Platte 2b, welche auf dem Träger 4 platziert sind. Mit anderen Worten ist die Platte 2 in eine Mittelplatte 2a und eine Umfangsplatte 2b aufgeteilt. Die Mittelplatte 2a und die Umfangsplatte 2b sind durch Bolzen (nicht dargestellt) befestigt.
• Das Modell 3 ist an einer oberen Fläche der Mittelplatte 2a angebracht. Ferner sind die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D in der Umfangsplatte 2b eingebettet. Die Formen der Mittelplatte 2a und der Umfangsplatte 2b sind unter Berücksichtigung der Form des Modells zum Formen in der Gussform-Formvorrichtung 1 und der Positionen der Grünsandform-Formsensoren eingerichtet, welche oben erwähnt sind. Die Formen von Ausrichtungsbereichen der Mittelplatte 2a und der Umfangsplatte 2b sind so eingerichtet, dass sie eine gemeinsame Form teilen, und wenn ein Modell zum Formen in der Gussform-Formvorrichtung 1 auszuwechseln ist, muss lediglich die Mittelplatte 2a ersetzt werden, welche das daran angebrachte Modell 3 aufweist.
• 16(b) zeigt einen Zustand, in dem die Mittelplatte 2a gelöst ist. Durch Lockern der Bolzen (nicht dargestellt) und Entfernen lediglich der Mittelplatte 2a, welche das daran angebrachte Modell 3 aufweist, und Anbringen einer Mittelplatte mit einem anderen daran angebrachten Modell ist es möglich, Modelle ohne Auswirkung auf die Grünsandform-Formsensoren einfach auszutauschen.
• Somit messen gemäß der Gussform-Formvorrichtung der ersten Ausführungsform die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D beim Formen einer Grünsandform einen auf eine Teilungsebene, welche ein Verbindungsbereich zwischen der Platte 2 und der oberen Form (oder unteren Form), aufweisend innerhalb des Gussform-Formraums gebildeten Grünsand, ist, ausgeübten Druckwert (Spitzendruck). Als nächstes berechnet die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 aus der Korrelationsbeziehung zwischen der vorgemessenen Gussformfestigkeit und dem Spitzenwert des Drucks der Gründsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D die Gussformfestigkeit aus dem durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessenen Druckwert (Spitzendruck) für eine geformte Grünsandform. Als nächstes bestimmt die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 die Qualität einer Grünsandform aus dem voreingestellten Schwellenwert der Gussformfestigkeit und der von der Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 berechneten Gussformfestigkeit. Aufgrunddessen ist es möglich, einzeln die Gussformfestigkeit von geformten Gründsandformen ohne ein Messen unter Verwendung von einer Gussformfestigkeitsmesseinrichtung zu messen, und ferner die Qualität von Grünsandformen zu bewerten.
• Darüber hinaus muss gemäß der Gussform-Formvorrichtung der ersten Ausführungsform eine durch die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 als fehlerhaft bestimmte Grünsandform daran anschließende Schritte (Gießen eines geschmolzenen Metalls etc.) nicht durchlaufen und wird als eine zu entsorgende Gussform ausgeschüttelt. Deswegen ist es möglich, Defekte in erzeugten Grünsandformen zu reduzieren. Darüber hinaus ist es möglich, unnötige Arbeit zu vermeiden und deswegen ist es möglich, Produktionskosten zu reduzieren.
• Ferner ist es gemäß der Gussform-Formvorrichtung der ersten Ausführungsform möglich, eine Bestimmung von „gut“ oder „schlecht“ hinsichtlich der Qualität einer geformten Gussform für jeden Rahmen zu machen, was deswegen zu einer Sicherstellung einer Gussformqualität für jeden Rahmen führen kann.
• Außerdem werden gemäß der Gussform-Formvorrichtung der ersten Ausführungsform Druckwertdaten, Druckwerten zugeordnete Gussformfestigkeitsdaten, Gussformfestigkeitsberechnungsergebnisse und Gussformqualitätsbestimmungsergebnisse, welche bei dem Formschritt produziert werden, allesamt in der Aufzeichnungseinheit 22 der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 aufgezeichnet. Daher ist es möglich, diese Zahlenwerte zu verwenden, um den Betriebszustand der Gussform-Formvorrichtung 1 zu überwachen, und diese Zahlenwerte können bei einer Qualitätskontrolle, Wartung, und Fehlerbehebung der Gussform-Formvorrichtung 1 zweckdienlich sein. Ferner kann eine Verwendung dieser Zahlenwerte zu einer frühzeitigen Detektion von Fehlerursachen wie etwa: Verschütten von Sand, Einbrennen eines Gusses und Hinunterfallen einer Form, welche aufgrund von Füllfehlern auftreten; und Anschwellen einer Grünsandform aufgrund eines Drucks von geschmolzenem Metall nach Eingießen führen.
• Darüber hinaus werden gemäß der Gussform-Formvorrichtung der ersten Ausführungsform die in der Aufzeichnungseinheit 22 aufgezeichneten Daten für jedes an der Platte 2 angebrachte Modell aufgezeichnet. Deswegen ist es möglich, einen Zustand wie beispielsweise einen Defekt in einer Grünsandform mit Druckwertdaten zu vergleichen und zu überprüfen, und ein Einstellen eines genaueren Schwellenwertes wird ermöglicht.
• (Zweite Ausführungsform)
• Als nächstes folgt eine Beschreibung einer zweiten Ausführungsform der Gussform-Formvorrichtung, der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung und des Gussformqualitätsbewertungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. Es sei angemerkt, dass in der nachstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform bei gleichen Ausgestaltungen wie in der ersten Ausführungsform dieselben Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet werden und auf Beschreibungen davon verzichtet wird. In der zweiten Ausführungsform wird eher eine kastenlose Formmaschine als eine Kasten-Formmaschine verwendet.
• Die zweite Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 17 stellt ein Schaubild einer Struktur der Gussform-Formvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform dar, und 18 stellt eine Ausgestaltung eines Abschnitts der Gussform-Formvorrichtung dar, wobei der Abschnitt eine Gussformqualität bewertet. Die Gussform-Formvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine kastenlose Formmaschine, in welcher, nachdem eine Grünsandform geformt wird, die Grünsandform aus einem Gussrahmen entfernt wird.
• Eine Gussform-Formvorrichtung 29 weist die Platte 2 mit dem an der oberen und der unteren Fläche davon angebrachten Modell 3, einen Pendel-Rollwagen 30, einen Oberkasten (Metallrahmen) 31, einen Unterkasten (Metallrahmen) 32, eine obere Presstafel 33, eine untere Presstafel 34, die in der oberen Fläche der Platte 2 eingebetteten Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D, in der unteren Fläche der Platte 2 eingebettete Grünsandform-Formsensoren 10E, 10F, 10G, 10H, die Verdrahtung 11 und die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 auf. Es sei angemerkt, dass 18 die Platte 2, das an der oberen Fläche davon angebrachte Modell 3, den Pendel-Rollwagen 30 und die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D bei Betrachtung von der Oberseite der Platte 2 der Gussform-Formvorrichtung 29 darstellt. Es sei ebenso angemerkt, dass die Grünsandform-Formsensoren 10E, 10F, 10G, 10H in der unteren Fläche der Platte 2 eingebettet sind und daher in 18 nicht dargestellt sind.
• Die Platte 2 weist ein an der oberen und der unteren Fläche davon angebrachtes Modell 3 zum Formen einer Form eines Gusses in einer Grünsandform auf und ist rechteckig. Der Pendel-Rollwagen 30 weist die darauf platzierte Platte 2 auf und pendelt in Übereinstimmung mit dem Schritt zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Gussform-Formvorrichtung 29 hin und her. Der Oberkasten 31 weist darein gefüllten Grünsand auf, um eine obere Form der Grünsandform zu formen. Mit anderen Worten ist der von dem Oberkasten 31, der oberen Presstafel 33 und der Platte 2 umgebene Gussform-Formraum mit Grünsand gefüllt. Der Unterkasten 32 weist darein gefüllten Grünsand auf, um eine untere Form der Grünsandform zu formen. Mit anderen Worten ist der von dem Unterkasten 32, der unteren Presstafel 34 und der Platte 2 umgebene Gussform-Formraum mit Grünsand gefüllt. Die Platte 2 ist ein Element, welches einen Teil einer Grenze des Formraums darstellt, welcher beim Grünsandform-Formen durch die Gussform-Formvorrichtung 29 durch den Oberkasten 31 oder den Unterkasten 32 definiert ist.
• Zum Einfüllen von Grünsand durch die Gussform-Formvorrichtung 29 kommt ein Blasverfahren zum Einsatz, welches einen Luftstrom einsetzt. Das Blasverfahren ist ein Verfahren zum Einfüllen von Grünsand durch Einblasen von Grünsand auf die obere und die untere Fläche der Platte 2 von Grünsandeinblasanschlüssen 35, 35 des Oberkastens 31 und des Unterkastens 32.
• Die obere Presstafel 33 und die untere Presstafel 34 funktionieren vermittels eines Zylinders (nicht dargestellt) und die obere und die untere Grünsandform werden durch Stampfen und Komprimieren des in den Oberkasten 31 gefüllten Grünsands und des in den Unterkasten 32 gefüllten Grünsands gleichzeitig geformt.
• (Grünsandform-Formsensor)
• Die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H messen beim Formen einer Grünsandform einen Druckwert (Spitzendruck), welcher auf eine Teilungsebene ausgeübt wird, welche ein Verbindungsbereich der Platte 2 zwischen der oberen Form, aufweisend innerhalb des Oberkastens 31 gebildeten Grünsand, und der unteren Form, aufweisend innerhalb des Unterkastens 32 gebildeten Grünsand, ist. Die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H sind Drucksensoren. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H in den vier Ecken der oberen und der unteren Fläche der Platte 2 eingebettet. Der Grund dafür, dass die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H in einer solchen Weise eingebettet sind, ist derselbe wie der in der ersten Ausführungsform beschriebene Grund.
• Außerdem weisen die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H eine Druckaufnahmefläche zur Druckmessung auf, welche in der oberen Fläche oder unteren Fläche der Platte 2 freiliegt und den auf die Teilungsebene oberhalb und unterhalb der Platte 2 ausgeübten Druckwert (Spitzendruck) misst. Zu diesem Zeitpunkt ist es erstrebenswert, dass die Druckaufnahmefläche der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H und die obere und die untere Fläche der Platte 2 in einem bündigen Zustand ohne Höhenunterschiede dazwischen sind. Aufgrund dessen ist es möglich, den genauen Druck zu messen.
• Die Verdrahtung 11 verbindet die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 mit den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H und die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 vermittels der Verdrahtung 11 drahtgebunden verbunden, können jedoch ebenso drahtlos verbunden sein. Zum Beispiel ist es möglich, eine drahtlose Kommunikation wie etwa ein drahtloses LAN oder Bluetooth usw. zu verwenden, um den durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H detektierten Druckwert (Druckwertdaten) an die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 zu übertragen.
• Die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 bewertet die Qualität der durch die Gussform-Formvorrichtung 29 geformten Grünsandform ausgehend von dem durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H gemessenen Druckwert (Druckwertdaten). Die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 weist die Empfangseinheit 15, die Verstärkungseinheit 16, die Eingabeeinheit 17, die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18, die Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19, die Anzeigeeinheit 20, die Übertragungseinheit 21 und die Aufzeichnungseinheit 22 auf.
• Die Empfangseinheit 15 empfängt den durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H gemessenen Druckwert (Druckwertdaten). Die Verstärkungseinheit 16 verstärkt die Signalstärke des empfangenen Druckwerts (Druckwertdaten). Die Eingabeeinheit 17 gibt ein: die durch einen Gussformfestigkeitsmesser gemessene Gussformfestigkeit einer geformten Grünsandform; Werte einer Steigung „a“ und eines Achsenabschnitts „b“ des Ausdrucks y = ax + b; und einen Schwellwert der Gussformfestigkeit einer zu formenden Grünsandform usw.
• Ausgehend von der in die Eingabeeinheit 17 eingegebenen Gussformfestigkeit und dem durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H gemessenen Druckwert (Spitzendruck) verwendet die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 den Vergleichsausdruck zwischen der Gussformfestigkeit und den Messwerten, um die Gussformfestigkeit für jeden durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H gemessenen Druckwert (Spitzendruck) zu berechnen.
• Die Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19 bestimmt die Qualität einer geformten Grünsandform ausgehend von dem in die Eingabeeinheit 17 eingegebenen Schwellwert der Gussformfestigkeit und der berechneten Gussformfestigkeit. Die Anzeigeeinheit 20 zeigt auf einem Bildschirm an: den durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H gemessenen Druckwert (Spitzendruck); Werte der Steigung „a“ und des Achsenabschnitts „b“ des Vergleichsausdrucks y = ax + b zwischen der durch einen Arbeiter unter Verwendung der Eingabeeinheit 17 eingegebenen Gussformfestigkeit und dem Druckwert (Spitzendruck); den Schwellwert der Gussformfestigkeit einer zu formenden Grünsandform, welcher durch einen Arbeiter eingegeben wurde; das Gussformfestigkeitsberechnungsergebnis; und das Gussformqualitätsbestimmungsergebnis, usw.
• Die Übertragungseinheit 21 überträgt Mangel-Bestimmungsdaten an das Patlite 23 usw. Die Aufzeichnungseinheit 22 zeichnet Druckwertdaten, Druckwerten zugeordnete Gussformfestigkeitsdaten, Gussformfestigkeitsberechnungsergebnisse und Gussformqualitätsbestimmungsergebnisse usw. auf.
• (Verfahren zur Gussformqualitätsbewertung unter Verwendung der Gussform-Formvorrichtung)
• Als nächstes folgt eine Beschreibung eines Verfahrens zur Gussformqualitätsbewertung (Verfahren zum Formen einer Grünsandform) unter Verwendung der Gussform-Formvorrichtung 29. 19 zeigt Schritte bei einem Verfahren zur Gussformqualitätsbewertung (Verfahren zum Formen einer Grünsandform) unter Verwendung der Gussform-Formvorrichtung 29 gemäß der zweiten Ausführungsform. Es sei angemerkt, dass in 19 ein Sandtank 36 zu der in 17 dargestellten Gussform-Formvorrichtung 29 benachbart ist. Eine vorbestimmte Grünsandmenge wird von der Grünsandtransportvorrichtung (nicht dargestellt) in den Sandtank 36 geladen und nach kurzem Zurückhalten wird ein Ladeloch geschlossen und wenn Druckluft innerhalb des Sandtanks 36 zugeführt wird, wird Grünsand eingefüllt, indem er vermittels Grünsandeinblasanschlüssen 35, 35 in dem Oberkasten 31 und dem Unterkasten 32 in den oberen und den unteren Gussform-Formraum eingeblasen wird.
• Ein Formen einer Grünsandform durch die Gussform-Formvorrichtung 29 folgt der nachstehend beschriebenen Vorgehensweise.
• 1. Wenn ein Formen ausgehend von dem in 19(a) dargestellten Zustand beginnt, bewegt sich der Pendel-Rollwagen 30 mit der darauf platzierten Platte 2, welche die daran angebrachten Modelle 3, 3 und die darin eingebetteten Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H aufweist, zwischen den Oberkasten 31 und den Unterkasten 32.
• 2. Als nächstes erheben sich die untere Presstafel 34 und der Unterkasten 32, heben die Platte 2 von dem Pendel-Rollwagen 30 ab und wenn der in 19(b) dargestellte Zustand hergestellt ist, wird dem Sandtank 36 Druckluft zugeführt und Grünsand wird eingefüllt, indem er vermittels der Grünsandeinblasanschlüsse 35, 35 in dem Oberkasten 31 und dem Unterkasten 32 in den oberen und den unteren Gussform-Formraum eingeblasen wird.
• 3. Als nächstes pressen (komprimieren) aufgrund der Wirkung eines Zylinders (nicht dargestellt) die obere und die untere Presstafel 33, 34 den Grünsand innerhalb des Oberkastens 31 und des Unterkastens 32 und der in 19(c) dargestellte Zustand wird erreicht. Zu diesem Zeitpunkt messen die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H den Druckwert (Spitzendruck) an der Teilungsebene. Es sei angemerkt, dass in dem vorliegenden Schritt Grünsandformen geformt werden. Zu diesem Zeitpunkt sind die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H zwischen dem Modell 3 und den Wänden des Oberkastens 31 und des Unterkastens 32 der Platte 2. Zu diesem Zeitpunkt wird der gemessene Druckwert (Spitzendruck) an die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 übertragen und die Qualität der Grünsandform, welche gerade geformt wurde, wird bewertet.
• Eine Qualitätsbewertung durch die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 erfolgt, nachdem der Ausdruck y = ax + b, welcher das Verhältnis zwischen der Gussformfestigkeit und dem Spitzenwert des Drucks der Grünsandform-Formsensoren darstellt, im Voraus bestimmt wurde. Außerdem läuft eine durch die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 als OK bestimmte Grünsandform unverändert entlang der Linie und nachfolgende Schritte (Eingießen von geschmolzenem Metall usw.) erfolgen. Indes läuft eine durch die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 als mangelhaft bestimmte Grünsandform unverändert entlang der Linie, nachfolgende Schritte (Eingießen von geschmolzenem Metall usw.) erfolgen jedoch nicht. Die Grünsandform überspringt diese Schritte und wird als auszusondernde Gussform auf dieselbe Weise wie eine Grünsandform, bei welcher die Gussformqualität als OK bestimmt wurde, aus der Form ausgeschüttelt.
• 4. Als nächstes senken sich die untere Presstafel 34 und der Unterkasten 32 und wenn die Platte 2 auf dem Pendel-Rollwagen 30 platziert wird, wird ein Zustand erreicht, in welchem die Modelle 3, 3 aus der oberen und der unteren Grünsandform entfernt sind. Dann bewegt sich der Pendel-Rollwagen 30 zu der in 19(a) dargestellten Position und wenn sich die untere Presstafel 34 und der Unterkasten 32 erneut erheben, erfolgt eine Formausrichtung der oberen und der unteren Grünsandform durch Ausrichten des Oberkastens 31 und des Unterkastens 32. Zu diesem Zeitpunkt sind die obere und die untere Grünsandform in einem durch die obere Presstafel 33 und die untere Presstafel 34 sandwichartig angeordneten Zustand. Ausgehend von diesem Zustand werden, wenn sich die obere Presstafel 33 und die untere Presstafel 34 senken, die obere und die untere Grünsandform, welche ausgerichtet sind, gesenkt und aus dem Oberkasten 31 und dem Unterkasten 32 entfernt, um den in 19(d) dargestellten Zustand zu erreichen.
• 5. Die obere und die untere Grünsandform, welche ausgerichtet sind, werden von der Gussform-Formvorrichtung 29 zu einer Linie des nächsten Schritts transportiert.
• Außerdem werden Druckwertdaten, Druckwerten zugeordnete Gussformfestigkeitsdaten, Gussformfestigkeitsberechnungsergebnisse und Gussformqualitätsbestimmungsergebnisse usw., welche bei dem Formschritt produziert wurden, allesamt in der Aufzeichnungseinheit 22 der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 aufgezeichnet. Daher ist es möglich, diese Zahlenwerte zu verwenden, um den Betriebszustand der Gussform-Formvorrichtung 29 zu überwachen, und diese Zahlenwerte können bei einer Qualitätskontrolle, Wartung und Fehlerbehebung der Gussform-Formvorrichtung 29 zweckdienlich sein. Ferner kann eine Verwendung dieser Zahlenwerte zu einer frühzeitigen Detektion von Fehlerursachen wie etwa: Verschütten von Sand, Einbrennen eines Gusses und Hinunterfallen einer Form, welche aufgrund von Füllfehlern auftreten; und Anschwellen einer Grünsandform aufgrund eines Drucks von geschmolzenem Metall nach Eingießen führen.
• Ferner sind in der vorliegenden Ausführungsform die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H in den vier Ecken der oberen und der unteren Fläche der Platte 2 nahe dem Oberkasten 31 und dem Unterkasten 32 eingebettet. Selbst wenn die Anzahl an in der Platte 2 eingebetteten Grünsandform-Formsensoren jedoch gering ist, ist es möglich, das Verhältnis zwischen der Gussformfestigkeit und dem Spitzenwert des Drucks der Grünsandform-Formsensoren zu berechnen. In diesem Fall ist eine Genauigkeit im Vergleich zu dem Fall, in welchem Grünsandform-Formsensoren an vier Stellen eingebettet sind, geringfügig geringer, es ist jedoch möglich, Kosten einzudämmen.
• In diesem Fall ist es ebenso möglich, zwei Stellen 10A, 10B oder 10C, 10D auf einer Linie zwischen gegenüberliegenden Ecken der oberen Fläche der Platte 2 festzulegen, welche in 18 dargestellt sind, oder zwei Stellen 10E, 10F oder 10G, 10H auf einer Linie zwischen gegenüberliegenden Ecken der unteren Fläche der Platte 2 festzulegen. Die 20 und 21 zeigen weitere Beispiele, wobei die obere Fläche der Platte 2 darin eingebettete Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B aufweist. In 20 sind die zwei Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B nahe dem Mittelbereich der langen Seiten der Platte 2 eingebettet. In 21 sind die zwei Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B nahe dem Mittelbereich der kurzen Seiten der Platte 2 eingebettet. Es ist möglich, die Formsensoren 10E, 10F in demselben Zustand in der unteren Fläche der Platte 2 anzuordnen. Aufgrund der Anordnung dieser Formsensoren ist es möglich, eine Ungleichmäßigkeit bei der Füllmenge usw. zwischen rechts und links der Grünsandeinblasanschlüsse 35, 35 oder in der Nähe der Grünsandeinblasanschlüsse 35, 35 oder davon entfernt festzustellen.
• (Art der Platte)
• 22 zeigt eine andere Art der Platte 2, wobei das Modell 3 an der oberen und der unteren Fläche davon angebracht ist. 22(a) zeigt eine Platte 2a und eine Platte 2b, welche auf dem Pendel-Rollwagen 30 platziert sind. Mit anderen Worten ist die Platte 2 in eine Mittelplatte 2a und eine Umfangsplatte 2b aufgeteilt. Die Mittelplatte 2a und die Umfangsplatte 2b sind durch Bolzen (nicht dargestellt) befestigt.
• Das Modell 3 ist an einer oberen und einer unteren Fläche der Mittelplatte 2a angebracht. Ferner sind die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D in der oberen Fläche der Umfangsplatte 2b eingebettet und die Grünsandform-Formsensoren 10E, 10F, 10G, 10H sind in der unteren Fläche der Umfangsplatte 2b eingebettet. Die Formen der Mittelplatte 2a und der Umfangsplatte 2b sind unter Berücksichtigung der Form des Modells zum Formen in der Gussform-Formvorrichtung 29 und der Positionen der Grünsandform-Formsensoren eingerichtet, welche oben erwähnt sind. Die Formen der Ausrichtungsbereiche der Mittelplatte 2a und der Umfangsplatte 2b sind so eingerichtet, dass sie eine gemeinsame Form teilen, und wenn ein Modell zum Formen in der Gussform-Formvorrichtung 29 auszuwechseln ist, muss lediglich die Mittelplatte 2a ersetzt werden, welche die daran angebrachten Modelle 3, 3 aufweist.
• 22(b) zeigt einen Zustand, in dem die Mittelplatte 2a gelöst ist. Durch Lockern der Bolzen (nicht dargestellt) und Entfernen lediglich der Mittelplatte 2a, welche die daran angebrachten Modelle 3,3 aufweist, und Anbringen einer Mittelplatte mit einem anderen daran angebrachten Modell ist es möglich, Modelle ohne Auswirkung auf die Grünsandform-Formsensoren einfach auszutauschen.
• Somit messen gemäß der Gussform-Formvorrichtung der zweiten Ausführungsform die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H beim Formen einer Grünsandform einen auf die Teilungsebene, welche ein Verbindungsbereich zwischen der oberen Form, aufweisend innerhalb des Oberkastens 31 gebildeten Grünsand, der unteren Form, aufweisend innerhalb des Unterkastens 32 gebildeten Grünsand, und der Platte 2 ist, ausgeübten Druckwert (Spitzendruck). Als nächstes berechnet die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 der Gussformqualitätsbestimmungseinheit 12 aus der Korrelationsbeziehung zwischen der vorgemessenen Gussformfestigkeit und dem Spitzenwert des Drucks der Gründsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H die Gussformfestigkeit aus dem durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H gemessenen Druckwert (Spitzendruck) für eine danach geformte Grünsandform. Als nächstes bestimmt die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 die Qualität einer Gussform von dem voreingestellten Schwellenwert der Gussformfestigkeit und der von der Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 berechneten Gussformfestigkeit. Aufgrunddessen ist es möglich, einzeln die Gussformfestigkeit von geformten Gründsandformen ohne ein Messen unter Verwendung von einer Gussformfestigkeitsmesseinrichtung zu messen, und ferner die Qualität von Grünsandformen zu bewerten.
• Darüber hinaus muss gemäß der Gussform-Formvorrichtung der zweiten Ausführungsform eine durch die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 als fehlerhaft bestimmte Grünsandform daran anschließende Schritte (Gießen eines geschmolzenen Metalls etc.) nicht durchlaufen und wird als eine zu entsorgende Gussform ausgeschüttelt. Deswegen ist es möglich, Fehler in erzeugten Grünsandformen zu reduzieren. Darüber hinaus ist es möglich, unnötige Arbeit zu vermeiden und deswegen ist es möglich, Produktionskosten zu reduzieren.
• Ferner ist es gemäß der Gussform-Formvorrichtung der zweiten Ausführungsform möglich, eine Bestimmung von „gut“ oder „schlecht“ hinsichtlich der Qualität einer geformten Gussform für jeden Rahmen zu machen, was deswegen zu einer Sicherstellung einer Gussformqualität für jeden Rahmen führen kann.
• Außerdem werden gemäß der Gussform-Formvorrichtung der zweiten Ausführungsform Druckwertdaten, Druckwerten zugeordnete Gussformfestigkeitsdaten, Gussformfestigkeitsberechnungsergebnisse und Gussformqualitätsbestimmungsergebnisse, welche bei dem Formschritt produziert werden, allesamt in der Aufzeichnungseinheit 22 der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 aufgezeichnet. Daher ist es möglich, diese Zahlenwerte zu verwenden, um den Betriebszustand der Gussform-Formvorrichtung 29 zu überwachen, und diese Zahlenwerte können bei einer Qualitätskontrolle, Wartung, und Fehlerbehebung der Gussform-Formvorrichtung 29 zweckdienlich sein. Ferner kann eine Verwendung dieser Zahlenwerte zu einer frühzeitigen Detektion von Fehlerursachen wie etwa: Verschütten von Sand, Einbrennen eines Gusses und Hinunterfallen einer Form, welche aufgrund von Füllfehlern auftreten; und Anschwellen einer Grünsandform aufgrund eines Drucks von geschmolzenem Metall nach Eingießen führen.
• (Modifikationen)
• In der ersten und der zweiten Ausführungsform berechnet die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 nach Bestimmen des Verhältnisses zwischen der Gussformfestigkeit und dem Druckwert (Spitzendruck) ausgehend von der gemessenen Gussformfestigkeit und dem durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D (und 10E, 10F, 10G, 10H) gemessenen Druckwert (Spitzendruck) die Gussformfestigkeit ausgehend von dem durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D (und 10E, 10F, 10G, 10H) gemessenen Druckwert (Spitzendruck) separat. Außerdem wird die Qualität einer geformten Grünsandform ausgehend von dem vorher festgelegten Schwellwert der Gussformfestigkeit und der berechneten Gussformfestigkeit bestimmt.
• Außerdem ist es durch Rückmelden von durch die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 bestimmten Ergebnissen an eine Knetmaschine möglich, die Menge an in die Knetmaschine eingespritztem Wasser genau zu steuern. Zum Beispiel bestimmt die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12, wenn der durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D (und 10E, 10F, 10G, 10H) gemessene Druckwert (Spitzendruck) äußerst niedrig ist und die Gussformfestigkeit infolgedessen äußerst gering ist, dass der Grund dafür darin besteht, dass Sand nicht eben innerhalb der Gussform eingefüllt wurde und dass die Ursache dessen darin besteht, dass der CB-Wert des Grünsands hoch ist, und durch Erteilen einer Anweisung an die Knetmaschine, um die Menge an eingespritztem Wasser zu reduzieren, ist es möglich, den Füllfehler des Grünsands zu beheben.
• Ferner ist es durch Rückmelden von durch die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 bestimmten Ergebnissen und durch ein die Druckfestigkeit des Grünsands messendes und bewertendes System zur automatischen Grünsandmessung oder dergleichen erlangten Ergebnissen an die Knetmaschine ebenso möglich, die Menge an Zusatzstoffen, Wasser usw. zu steuern, welche in die Knetmaschine geladen wird. Zum Beispiel ist es möglich, eine Bewertung der Rieselfähigkeit usw. des Grünsands ausgehend von: durch das System zur automatischen Grünsandmessung gemessenen Eigenschaften des Grünsands wie etwa der Druckfestigkeit, Durchlässigkeit, des Verdichtbarkeitswerts, Wassergehaltswerts usw. des Grünsands; dem durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 100 (und 10E, 10F, 10G, 10H) gemessenen Druckwert (Spitzendruck); und der Verteilung davon durchzuführen. Ferner ist es durch Verändern der Menge an Zusatzstoffen, Wassergehalt usw., welche beim Kneten eingeladen wird, möglich, Gussformfehler zu beheben.
• Ferner wandelt in der ersten und der zweiten Ausführungsform die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 den durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D (und 10E, 10F, 10G, 10H) gemessenen Druckwert (Spitzendruck) in eine Gussformfestigkeit um und bestimmt die Qualität von geformten Grünsandformen auf Grundlage der umgewandelten Gussformfestigkeit und der gemessenen Gussformfestigkeit. Da festgestellt wurde, dass ein Korrelationsverhältnis zwischen dem Druckwert (Spitzendruck) und der Gussformfestigkeit besteht, ist es jedoch ebenso möglich, die Qualität einer Grünsandform direkt ausgehend von dem Druckwert (Spitzendruck) zu bestimmten, ohne die Gussformfestigkeit umzuwandeln. Die erste und die zweite Ausführungsform, welche oben genannt sind, sind Beispiele, in welchen der Platte zwei oder mehr Drucksensoren bereitgestellt sind. Bei der vorliegenden Erfindung ist jedoch ebenso eine Ausgestaltung möglich, bei welcher der Platte ein Drucksensor bereitgestellt ist. In diesem Fall ist es erstrebenswert, dass die Position, an welcher der Drucksensor angebracht ist, nahe dem Modell der Platte liegt. Ferner gibt in solchen Fällen, wenn ein Drucksensor vorhanden ist, die Ausgabe des einen Drucksensors zudem einen auf die Gussformfestigkeit an einer konkreten Position der Gussform bezogenen Wert an. Daher verringert sich die Genauigkeit, es ist jedoch möglich, diesen Wert zu verwenden, um eine Bewertung der Gussformqualität durchzuführen.
• Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind oben beschrieben, die obenstehenden Beschreibungen beschränken die vorliegende Erfindung jedoch nicht und verschiedene Modifikationen können in Erwägung gezogen werden, einschließlich Auslassungen, Zusätzen und Ersetzungen von Bestandteilen innerhalb des technischen Rahmens der vorliegenden Erfindung.
• Bezugszeichenliste

1

Gussform-Formvorrichtung (Rahmengussform-Formen)

2

Platte

2a

Mittelplatte

2b

Umfangsplatte

3

Modell

4

Träger

5

Metallrahmen

6

Füllrahmen

7

Presskopf

8

Presstafel

9

Tisch

10A-10H

Grünsandform-Formsensor

11

Verdrahtung

12

Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung

13

Auskleidung

14

Bolzen

15, 15'

Empfangseinheit

16, 16'

Verstärkungseinheit

17

Eingabeeinheit

18

Gussformfestigkeitsberechnungseinheit

19

Gussformqualitätsbestimmungseinheit

20

Anzeigeeinheit

21

Übertragungseinheit

22

Aufzeichnungseinheit

23

Patlite

24

Druckwertübertragungseinheit

25

Aufzeichnungseinrichtung mit integriertem Verstärker

26

Computer

27

Mit Klappen versehener Fülltrichter

28

Klappe

29

Gussform-Formmaschine (kastenlose Formmaschine)

30

Pendel-Rollwagen

31

Oberkasten

32

Unterkasten

33

Obere Presstafel

34

Untere Presstafel

35

Grünsandeinblasanschluss

36

Sandtank

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 3415497 B [0004]
• JP 3729197 B [0004]

Claims (15)

1. Gussform-Formvorrichtung, aufweisend: einen Grünsandform-Formsensor, der, während eines Formens einer Grünsandform, einen auf einen Verbindungsabschnitt zwischen in einen Gussform-Formraum eingebrachtem Grünsand und einer Platte mit einem daran angebrachten Modell ausgeübten Druck misst; und eine Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung, welche die Qualität einer geformten Grünsandform aus dem Druckwert bewertet.
2. Gussform-Formvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung eine Gussformfestigkeitsberechnungseinheit aufweist, welche die Gussformfestigkeit der Grünsandform aus dem Druckwert auf der Basis einer Beziehung zwischen dem Druckwert und der Gussformfestigkeit einer Grünsandform berechnet, für welche der Druck gemessen worden ist.
3. Gussform-Formvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung eine Gussformqualitätsbestimmungseinheit aufweist, welche die Qualität der geformten Grünsandform aus der berechneten Gussformfestigkeit auf der Basis eines vorgegebenen Schwellenwertes bestimmt.
4. Gussform-Formvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit die Gussformfestigkeit einer Grünsandform berechnet, für welche die Gussformfestigkeit nicht gemessen worden ist.
5. Gussform-Formvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung ferner ein Anzeigemittel aufweist, das die Beziehung zwischen dem von der Gussformfestigkeitsberechnungseinheit berechneten Druckwert und der Gussformfestigkeit einer Grünsandform anzeigt, für welche der Druckwert gemessen wurde.
6. Gussform-Formvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung ferner ein Aufnahmemittel aufweist, das Druckwertdaten, Druckdaten zugeordnete Gussformfestigkeitsdaten, Berechnungsergebnisse einer Gussformfestigkeit und Bestimmungsergebnisse einer Gussformqualität aufnimmt, die während eines Formens der Grünsandform erzeugt werden.
7. Gussform-Formvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Übertragung eines Druckwertes vom Grünsandform-Formsensor zur Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung durch eine kabellose Kommunikation ausgeführt wird.
8. Gussform-Formvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Gussform-Formvorrichtung eine kastenlose Formmaschine oder eine Kasten-Formmaschine ist.
9. Gussform-Formvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Platte eingerichtet ist, um rechteckig zu sein, eine Vielzahl der Grünsandform-Formsensoren bereitgestellt ist und diese Drucksensoren in den vier Ecken der Platte eingebettet sind.
10. Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung, die, während eines Formens einer Grünsandform, die Qualität der geformten Grünsandform aus einem auf einen Verbindungsabschnitt zwischen in einen Gussform-Formraum eingebrachtem Grünsand und einer Platte mit einem daran angebrachten Modell ausgeübten Druck bewertet.
11. Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung nah Anspruch 10, aufweisend eine Gussformfestigkeitsberechnungseinheit, welche die Gussformfestigkeit einer Grünsandform aus dem Druckwert auf der Basis eine Beziehung zwischen dem Druckwert und der Gussformfestigkeit einer Grünsandform berechnet, für welche der Druckwert gemessen wurde.
12. Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung nach Anspruch 11, aufweisend eine Gussformqualitätsbestimmungseinheit, welche die Qualität einer geformten Grünsandform aus der berechneten Gussformfestigkeit auf der Basis eines vorgegebenen Schwellenwertes bestimmt.
13. Gussformqualitätsbewertungsverfahren, umfassend: ein Messen, während eines Formens einer Grünsandform, eines auf einen Verbindungsabschnitt zwischen in einen Gussform-Formraum eingebrachtem Grünsand und einer Platte mit einem daran angebrachten Modell ausgeübten Drucks; und ein Bewerten der Qualität einer geformten Grünsandform aus dem Druckwert.
14. Gussformqualitätsbewertungsverfahren nach Anspruch 13, wobei das Bewerten der Qualität einer Grünsandform ein Berechnen der Gussformfestigkeit einer Grünsandform aus dem Druckwert auf der Basis einer Beziehung zwischen dem Druckwert und der Gussformfestigkeit einer Grünsandform, für welche der Druck gemessen worden ist, umfasst.
15. Gussformqualitätsbewertungsverfahren nach Anspruch 14, wobei das Bewerten der Qualität einer Grünsandform ein Bestimmen der Qualität einer geformten Grünsandform aus der berechneten Gussformfestigkeit auf der Basis eines vorgegebenen Schwellenwertes umfasst.

Images