DE112019003033T5

DE112019003033T5 - Grünsandform-Formsensor und Verfahren zum Bewerten der Formbarkeit einer Grünsandform

Info

Publication number: DE112019003033T5
Application number: DE112019003033.7T
Authority: DE
Inventors: Takato Ishii; Hisashi Harada; Yasuaki Asaoka
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2019-04-25
Publication date: 2021-03-18
Also published as: TW202000336A; WO2019239735A1; US20220055098A1; US20210031259A1; JPWO2019239735A1; JP7200992B2; CN112292220A

Abstract

[Problem] Bereitstellen eines Grünsandform-Formsensors, der, um die Qualität einer geformten Grünsandform zu bestimmen, den Druck messen kann, der auf eine Druckfläche einer Verdichtungsplatte oder Verdichtungsfüßen, die Grünsand komprimieren, ausgeübt wird.[Lösung] Ein Grünsandform-Formsensor aufweisend einen Drucksensor zum Bewerten der Formbarkeit einer durch eine Gussform-Formmaschine geformten Grünsandform, wobei der Drucksensor in eine Verdichtungsplatte oder Pressfüße eingebettet ist, die Grünsand komprimieren.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Grünsandform-Formsensor, der die Formbarkeit einer Grünsandform bewertet, die durch eine Gussform-Formmaschine geformt wird.
HINTERGRUND
Einer der Indikatoren für die Bewertung der geforderten Qualität einer Grünsandform (Gussform), die von einer Gussform-Formvorrichtung geformt wird, ist die Festigkeit der Gussform. Um festzustellen, ob eine geformte Grünsandform eine ausreichende Gussformfestigkeit aufweist, wird normalerweise daran gearbeitet, jede geformte Grünsandform einzeln mit einem Gussformfestigkeitsmessgerät zu messen. Ein Verfahren zum Bestätigen, ob eine geformte Grünsandform eine ausreichende Gussformfestigkeit aufweist, ohne dass solche Arbeiten durchgeführt werden müssen, wird verlangt. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Verwaltung der Gussformqualität jeder geformten Grünsandform verlangt, ohne dass ein Prozess gestoppt werden muss.
Zum Beispiel offenbart das Patentdokument 1 ein Verfahren zum Erkennen von Anomalien beim Einblasen und Laden von Gusssand in einer Gussform-Formmaschine vom Einblastyp, wobei ein Innendruck durch einen Drucksensor gemessen wird, um Anomalien beim Einblasen und Laden von Gusssand zu erkennen.
Darüber hinaus offenbart das Patentdokument 2 ein System zur Überwachung einer Formvorrichtung, das fehlerhafte Gussformen entdeckt, indem dieses Positionssensoren zur Messung der Positionen von Formeinstellzylindern, Füllformzylindern und einen Nivellierrahmen zur Überwachung der Höhe einer Trennebene einer Gussform verwendet.
ZITIERLISTE
PATENTLITERATUR

Patentdokument 1: JP 3415497 B
Patentdokument 2: JP 3729197 B

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Das Verfahren zum Erkennen von Anomalien beim Einblasen und Laden von Gusssand des Patentdokuments 1 ist jedoch nur in der Lage, Sandladefehler zu erkennen, und es ist schwierig, die genaue Festigkeit der Gussform zu bestätigen. Darüber hinaus ist es selbst dann, wenn das Überwachungssystem der Formvorrichtung des Patentdokuments 2 die Höhe der Trennebene der Gussform überwacht, schwierig, die genaue Gussformfestigkeit aus der Höhe der Trennebene zu bestätigen.
Die vorliegende Erfindung wurde im Lichte des Vorstehenden erreicht und hat das Ziel, einen Grünsandform-Formsensor bereitzustellen, der, um die Qualität einer geformten Grünsandform zu bestimmen, den Druck messen kann, der auf eine Druckfläche einer Verdichtungsplatte oder Verdichtungsfüßen ausgeübt wird, die den Grünsand komprimieren.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Um das oben genannte Problem zu lösen und das Ziel zu erreichen, umfasst der Grünsandform-Formsensor der vorliegenden Erfindung einen Drucksensor zum Bewerten der Formbarkeit einer Grünsandform, die durch eine Gussform-Formmaschine geformt wird, wobei der Drucksensor in eine Verdichtungsplatte oder Verdichtungsfüße eingebettet ist, die den Grünsand komprimieren.
Zudem ist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Verdichtungsplatte oder die Verdichtungsfüße ein Element, das einen Teil einer Begrenzung eines Formraumes bildet, der durch die Verdichtungsplatte oder Verdichtungsfüße und einen Metallkasten beim Grünsandformen mit der Gussform-Formmaschine definiert ist.
Zudem befinden sich bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Druckaufnahmefläche des Drucksensors und eine Fläche der Verdichtungsplatte oder der Verdichtungsfüße in einem bündigen Zustand.
Zudem sind in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Element, das einen Teil einer Begrenzung eines Formraumes bildet, der durch das Element und einen Metallkasten während des Formens der Grünsandform durch die Gussform-Formmaschine definiert ist, die Verdichtungsplatte oder Verdichtungsfüße und eine Platte vorgesehen, an der ein Gussmodell befestigt ist, das der Verdichtungsplatte oder den Verdichtungsfüßen gegenüberliegend angeordnet ist, wobei der Drucksensor in die Verdichtungsplatte oder Verdichtungsfüße an einer entsprechenden Position zwischen dem Metallkasten und dem Gussmodell eingebettet ist.
Zudem ist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Verdichtungsplatte rechteckig ausgebildet, eine Vielzahl von Drucksensoren sind vorgesehen, und diese Drucksensoren sind in den vier Ecken der Verdichtungsplatte eingebettet.
Zudem ist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine rechteckige Anordnung der Verdichtungsfüße konfiguriert, eine Vielzahl der Drucksensoren sind vorgesehen, und diese Drucksensoren sind in jedem der Verdichtungsfüße einschließlich der Verdichtungsfüße in den vier Ecken eingebettet.
Zudem ist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Drucksensor an der Verdichtungsplatte oder den Verdichtungsfüßen durch Schraubmittel befestigt.
Zudem ist der Drucksensor in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Flüssigkeitssensor.
Zudem ist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Größe der Druckaufnahmefläche des Drucksensors 5-30 mm im Durchmesser.
Zudem wird bei der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Bewerten der Formbarkeit einer Grünsandform in einer Gussform-Formmaschine unter Verwendung eines Grünsandform-Formsensors, der mit einem Drucksensor versehen ist, der in eine Verdichtungsplatte oder Verdichtungsfüße eingebettet ist, die Grünsand komprimiert, bewertet.
EFFEKT DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt einen Effekt bereit, bei dem es zum Bestimmen der Qualität einer geformten Grünsandform möglich ist, den Druck zu messen, der auf eine Druckfläche einer Verdichtungsplatte oder Verdichtungsfüße ausgeübt wird, die Grünsand komprimieren.
Figurenliste

1 stellt schematisch den Aufbau einer Gussform-Formvorrichtung mit Grünsandform-Formsensoren gemäß einer ersten Ausführungsform dar.
2 stellt eine Konfiguration eines Teils einer Gussform-Formvorrichtung dar, wobei der Teil die Qualität der Gussform bewertet.
3 ist eine Querschnittsansicht, die Details eines Teils einer Verdichtungsplatte mit darin eingebetteten Grünsandform-Formsensoren darstellt.
4 ist eine Querschnittsansicht, die Details eines Teils einer Verdichtungsplatte mit darin eingebetteten Grünsandform-Formsensoren darstellt.
5 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer funktionellen Konfiguration einer Vorrichtung zum Bewerten der Qualität einer Gussform darstellt.
6 ist ein Blockdiagramm, das eines weiteren Beispiels einer funktionellen Konfiguration einer Vorrichtung zum Bewerten der Qualität von Gussformen darstellt.
7 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration eines hierin durchgeführten Experiments darstellt, wobei (a) eine Querschnittsansicht und (b) eine Draufsicht auf eine Verdichtungsplatte ist.
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Ergebnissen darstellt, die durch die Aufzeichnung von zeitlichen Änderungen des Drucks eines Grünsandform-Formsensors in einem Verdichtungsschritt in einem integrierten Verstärkeraufzeichner und die Analyse durch einen Computer erhalten wurden.
9 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Spitzendruck eines Grünsandform-Formsensors und der Gussformfestigkeit zusammenfasst.
10 zeigt ein Beispiel eines Bildschirms, der auf einer Anzeigeeinheit angezeigt wird.
11 zeigt ein Beispiel eines Bildschirms, der auf einer Anzeigeeinheit angezeigt wird.
12 zeigt ein Beispiel eines Bildschirms, der auf einer Anzeigeeinheit angezeigt wird.
13 zeigt die Schritte eines Verfahrens zum Bewerten der Qualität der Gussform (Verfahren zum Formen einer Grünsandform) mit der Gussform-Formvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
14 zeigt ein weiteres Beispiel einer Verdichtungsplatte mit darin eingebetteten Grünsandform-Formsensoren.
15 zeigt ein weiteres Beispiel einer Verdichtungsplatte mit darin eingebetteten Grünsandform-Formsensoren.
16 stellt ein Schema einer Struktur einer Gussform-Formvorrichtung unter Verwendung der Grünsandform-Formsensoren gemäß einer zweiten Ausführungsform dar.
17 stellt eine Konfiguration eines Teils einer Gussform-Formvorrichtung dar, wobei der Teil die Qualität der Gussform bewertet.
18 zeigt Schritte eines Verfahrens zum Bewerten der Gussformqualität (Verfahren zum Formen einer Grünsandform) unter Verwendung der Gussform-Formvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.
19 zeigt ein weiteres Beispiel einer Verdichtungsplatte mit darin eingebetteten Grünsandform-Formsensoren.
20 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Verdichtungsplatte mit darin eingebetteten Grünsandform-Formsensoren.
21 zeigt ein Schema einer Struktur einer Gussform-Formvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen, um Ausführungsbeispiele für die Implementierung des Grünsandform-Formsensors und das Verfahren zum Bewerten der Formbarkeit von Grünsandformen gemäß der vorliegenden Erfindung zu beschreiben.
(Erste Ausführungsform)
Die erste Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 stellt ein Schema einer Struktur einer Gussform-Formvorrichtung unter Verwendung von Grünsandform-Formsensoren entsprechend der ersten Ausführungsform dar und 2 stellt eine Konfiguration eines Teils der Gussform-Formvorrichtung dar, wobei der Teil die Qualität der Gussform bewertet. Die Gussform-Formvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Formkastenmaschine, bei der nach der Formung einer Grünsandform (Gussform) ein Gusskasten (Metallkasten) mit der darin enthaltenen Grünsandform in den nächsten Schritt übergeht.
Eine Gussform-Formvorrichtung 1 umfasst eine Platte 2 mit einem an deren Oberseite angebrachten Gussmodell 3, einem Träger 4, einem Metallkasten 5, einem Füllkasten 6, einem Verdichtungskopf 7, einer Verdichtungsplatte 8, einem Tisch 9, Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D, eine Verkabelung 11 und einer Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12. Beachte, dass 2 die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D der Verdichtungsplatte 8 darstellt, wie diese von der Linie A-A in 1 aus gesehen werden (Ansicht entlang der Linie A-A in 1).
An der Platte 2 ist an deren Oberseite ein oberes Form- (oder unteres Form-) Gussmodell 3 zum Formen einer Gussform in einer Grünsandform befestigt. Die Platte 2 ist zum Beispiel aus Aluminium ausgeformt. Der Träger 4 ist kastenförmig und die Platte 2 ist im Inneren des Kastens platziert. Darüber hinaus ist Grünsand zum Formen einer Grünsandform in einen Formraum der Gussform geladen, der von der Platte 2, dem Metallkasten 5, dem Füllkasten 6 und der Verdichtungsplatte 8 umgeben ist. Die Verdichtungsplatte 8 ist rechteckig und stellt einen Teil der Begrenzung des Formraumes dar, der durch die Verdichtungsplatte 8 und den Metallkasten 5 während des Formens der Grünsandform durch die Gussform-Formvorrichtung 1 definiert ist.
Für das Einfüllen von Grünsand durch die Gussform-Formvorrichtung 1 wird ein Schwerkraftfallverfahren, bei dem das Gewicht des Grünsandes verwendet wird, oder ein Blasverfahren, bei dem ein Luftstrom verwendet wird, eingesetzt. Das Schwerkraftfallverfahren ist ein Verfahren zum Einfüllen von Grünsand in den Formraum der Gussform, bei dem Grünsand, der sich in einem mit Lamellen versehenen Behälter (nicht dargestellt) an einem oberen Teil der Gussform-Formvorrichtung 1 angesammelt hat, aufgrund der Schwerkraft nach unten fällt. Ferner ist das Blasverfahren ein Verfahren zum Einfüllen von Grünsand durch Einblasen von Grünsand in einen Sandtank (nicht dargestellt) in den Formraum der Gussform.
Hier folgt eine kurze Beschreibung eines Verfahrens zum Einfüllen von Grünsand in den Formraum der Gussform und zum Verdichten. Zuerst wird der Metallkasten 5 auf den Träger 4 angeordnet und dann der Füllkasten 6 auf den Metallkasten 5 aufgesetzt, um den Formraum der Gussform zu definieren. Als nächstes wird Grünsand in den Formraum der Gussform geladen und die Verdichtungsplatte 8 verdichtet (verpresst) den Grünsand. Dadurch wird der Grünsand im Formraum der Gussform gestampft und eine Grünsandform geformt.
(Grünsandform-Formsensor)
Die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D messen während des Formens einer Grünsandform einen Druckwert (Spitzendruck), der auf eine Druckfläche zwischen der Verdichtungsplatte 8 und dem Grünsand innerhalb des Formraumes der Gussform ausgeübt wird. 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 Verdichtungsplatte 8 eingebettet. Der später beschriebene Grund dafür, dass die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D in der Weise eingebettet sind, ergibt sich aus der Berücksichtigung der Schwankungen des Drucks, der auf die Druckfläche der Verdichtungsplatte 8 ausgeübt wird. Durch das Einbetten der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D in den vier Ecken der Verdichtungsplatte 8 ist es möglich, die Festigkeitsverteilung der gesamten Gussform zu betrachten
Darüber hinaus weisen die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D eine Druckaufnahmefläche zur Druckmessung auf, die in der Druckfläche der Verdichtungsplatte 8 freiliegt und den Druckwert (Spitzendruck) misst, der auf die Druckfläche zwischen der Verdichtungsplatte und der Grünsandform ausgeübt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist es wünschenswert, dass sich die Druckaufnahmefläche der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und die Druckfläche der Verdichtungsplatte 8 in einem bündigen Zustand ohne Niveauunterschiede dazwischen befinden. Dadurch ist es möglich, den Druck präzise zu messen. In einem Beispiel sind die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D Flüssigkeitsdrucksensoren. Als Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D kann auch ein Erddrucksensor verwendet werden.
Was die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D betrifft, erleichtert eine kleine Druckaufnahmefläche die Abstimmung der Positionen für die Messung der Gussformfestigkeit in der Grünsandform, die den Positionen zugewandt sind, an denen der Druck gemessen wurde, unter Berücksichtigung der Größe der Verdichtungsplatte 8, in welche die Sensoren eingebettet sind, und der Form des Gussmodells 3, und darüber hinaus, dass wie später beschrieben, die Gussformfestigkeit einer geformten Grünsandform mit einem Gussformfestigkeitsmessgerät an Positionen der Platte 2 gemessen wird, die den Positionen der Verdichtungsplatte 8 gegenüberliegen, an denen die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D den Druck gemessen haben, und dass eine Beziehung zwischen dem Druckwert (Spitzendruck) und der Gussformfestigkeit verwendet wird. Da inzwischen auch Messgenauigkeit gefordert ist, ist in Bezug auf die Größe der Druckaufnahmefläche ein Durchmesser von etwa 5-30 mm wünschenswert.
3 und 4 sind seitliche Querschnittsansichten, die Details eines Teils der Verdichtungsplatte 8 darstellen, in die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D eingebettet sind. 3 stellt einen Fall dar, in dem die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gewindeartig sind. Wie in 3 dargestellt, ist in a der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D ein Außengewinde ausgebildet, in b der Verdichtungsplatte 8 ein Innengewinde, und die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D sind mit der Verdichtungsplatte 8 verschraubt.
Derweil stellt 4 einen Fall dar, in dem die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D scheibenförmig sind. Wie in 4 dargestellt, werden die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D in ein Loch in der Verdichtungsplatte 8 eingesetzt und eine ringförmige Einlage 13 umgibt die Außenkante der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D. Zusätzlich fixieren Bolzen 14 die Einlage 13 und halten die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D.
So ist es für die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D auch möglich ein Objekt mit einer Spezifikation entweder eines Gewindetyps oder einer Scheibenform zu verwenden, und diese Auswahl kann unter Berücksichtigung eines Einbauraums und der Anbringbarkeit der Grünsandform-Formsensoren getroffen werden.
Die Verkabelung 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 über die Verkabelung 11 drahtgebunden (drahtgebundene Kommunikation) verbunden, können aber auch drahtlos (drahtlose Kommunikation) angeschlossen sein. Zum Beispiel ist es möglich, den von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D erfassten Druckwert (Druckwertdaten) mittels eines Verstärkers zu verstärken und über drahtlose Kommunikation wie Wireless LAN oder Bluetooth® usw. von einem Sender zur Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 zu übertragen.
(Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung)
Die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 bewertet die Qualität einer mit der Gussform-Formvorrichtung 1 geformten Grünsandform aus dem durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessenen Druckwert (Druckwertdaten). 5 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionelle Konfiguration der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 für drahtgebundene Kommunikationsdaten darstellt. Die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 umfasst eine Empfangseinheit 15, eine Verstärkereinheit 16, eine Eingabeeinheit 17, eine Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18, eine Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19, eine Anzeigeeinheit 20, eine Übertragungseinheit 21 und eine Aufzeichnungseinheit 22.
Die Empfangseinheit 15 empfängt den von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessenen Druckwert (Druckwertdaten). Im vorliegenden Beispiel werden drahtgebundene Daten von der Verkabelung 11 empfangen.
Die Verstärkereinheit 16 verstärkt den Signalbetrag des empfangenen Druckwertes (Druckwertdaten). Die Verstärkereinheit 16 ist z.B. ein Verstärker.
Die Eingabeeinheit 17 gibt ein: die Gussformfestigkeit einer geformten Grünsandform, gemessen mit einem Gussformfestigkeitsmessgerät; Werte einer Steigung „a“ und eines Schnittpunktes „b“ in einem Ausdruck y = ax + b, die später beschrieben werden; und einen Schwellenwert der Gussformfestigkeit einer zu formenden Grünsandform. Beachte, dass die Eingabe von einem Arbeiter durchgeführt wird. Die Eingabeeinheit 17 ist z.B. eine Tastatur oder ein Touchpanel. In dem Ausdruck y = ax + b ist „y“ die Gussformfestigkeit und „x“ der von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessene Druckwert. Der Ausdruck ist ein relationaler Ausdruck zur Bestimmung der Gussformfestigkeit „y“ aus der Steigung „a“ und dem Schnittpunkt „b“, die eingegeben wurden, und einem Messwert „x“.
Aus der Steigung „a“ und dem Schnittpunkt „b“, die in die Eingabeeinheit 17 eingegeben wurden, und aus dem von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessenen Druckwert (Spitzendruck) berechnet die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 die Gussformfestigkeit für jeden von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessenen Druckwert (Spitzendruck) unter Verwendung des relationalen Ausdrucks zwischen dem gemessenen Wert und der Gussformfestigkeit. Ein Verfahren zur Berechnung der Gussformfestigkeit wird später ausführlich beschrieben. Die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 ist z.B. ein Computer oder eine SPS.
Die Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19 bestimmt die Qualität einer geformten Grünsandform aus dem Schwellenwert der in die Eingabeeinheit 17 eingegebenen Gussformfestigkeit und der berechneten Gussformfestigkeit. Ein Verfahren zur Bestimmung der Gussformqualität wird später ausführlich beschrieben. Die Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19 ist z.B. ein Computer oder eine SPS.
Die Anzeigeeinheit 20 zeigt an: den von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessenen Druckwert (Spitzendruck); Werte der Steigung „a“ und des Schnittpunktes „b“ im relationalen Ausdruck y = ax + b zwischen der von einem Arbeiter mit der Eingabeeinheit 17 eingegebenen Gussformfestigkeit und dem Druckwert (Spitzendruck); den von einem Arbeiter eingegebenen Schwellenwert der Gussformfestigkeit einer zu formenden Grünsandform; ein Ergebnis der Gussformfestigkeitsberechnung; und ein Ergebnis der Gussformqualitätsbestimmung, usw. Die Anzeigeeinheit 20 ist z.B. eine Flüssigkristallanzeige usw.
Die Übertragungseinheit 21 überträgt Fehlerbestimmungsdaten an eine Patlite® 23 usw. Die Übertragung kann entweder über drahtgebundene oder drahtlose Daten erfolgen. Darüber hinaus soll ein Arbeiter, der einen Fehler in einer Grünsandform erkannt hat, indem er bestätigt hat, dass der Patlite 23 blinkt usw., eine X-Markierung an der betreffenden Grünsandform anbringen und dadurch ermöglichen auf einen Blick zu erkennen, dass es sich bei der Grünsandform um ein fehlerhaftes Produkt handelt. Eine Grünsandform, die als fehlerhaftes Produkt erkannt wurde, durchläuft keine weiteren Schritte (Schmelzmetalgießen) und wird nach Überspringen dieser Schritte schließlich aus der Form geschüttelt.
Die Aufzeichnungseinheit 22 zeichnet Druckwertdaten, mit Druckwerten verbundene Gussformfestigkeitsdaten, Ergebnisse der Gussformfestigkeitsberechnung und Ergebnisse der Bestimmung der Gussformqualität usw. auf. Darüber hinaus werden diese Daten für jedes an der Platte 2 befestigte Gussmodell aufgezeichnet. Die Aufzeichnungseinheit 22 ist z.B. ein Aufzeichnungsmedium wie ein Halbleiterspeicher oder eine Magnetplatte usw. Darüber hinaus können die von der Aufzeichnungseinheit 22 aufgezeichneten Daten mit Hilfe eines USB-Speichers oder einer SD-Karte usw. extrahiert werden.
Wie bereits beschrieben, können die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 drahtlos miteinander verbunden sein (drahtlose Kommunikation). 6 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionelle Konfiguration für den Fall darstellt, dass der von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessene Druckwert (Druckwertdaten) drahtlos (drahtlose Kommunikation) mit der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 verbunden ist. Der von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessene Druckwert (Druckwertdaten) wird von einer Verstärkereinheit 16' in der Nähe der Grünsandform-Formsensoren verstärkt und drahtlos (drahtlose Kommunikation) von einer Druckwertübertragungseinheit 24 zu einer Empfangseinheit 15' der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 übertragen. Die in 6 dargestellte Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 für drahtlose Daten umfasst eine Empfangseinheit 15', die Eingabeeinheit 17, die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18, die Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19, die Anzeigeeinheit 20, die Übertragungseinheit 21 und die Aufzeichnungseinheit 22.
Nachdem der von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessene Druckwert (Druckwertdaten) durch die Verstärkereinheit 16' verstärkt wurde, empfängt die Empfangseinheit 15' die von der Druckwertübertragungseinheit 24 drahtlos übertragenen Daten. Beachte, dass die Funktionen der Eingabeeinheit 17, der Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18, der Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19, der Anzeigeeinheit 20, der Übertragungseinheit 21 und der Aufzeichnungseinheit 22 die gleichen sind wie die zuvor beschriebenen Funktionen der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 für kabelgebundene Daten.
(Beziehung zwischen dem durch Grünsandform-Formsensoren gemessenen Druck und der Gussformfestigkeit der geformten Grünsandform)
Als nächstes folgt eine Beschreibung des Zusammenhangs zwischen der Gussformfestigkeit einer geformten Grünsandform und dem Druckwert (Spitzendruck), der auf die Druckfläche der Verdichtungsplatte ausgeübt und von den Grünsandform-Formsensoren gemessen wird. Zur Untersuchung des Zusammenhangs zwischen dem Vorstehenden wurde ein Experiment mit einer Formmaschine durchgeführt. 7 zeigt eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration eines hierin durchgeführten Versuchs darstellt, wobei (a) eine Querschnittsansicht und (b) eine Draufsicht auf eine Verdichtungsplatte ist. In der in 7(a) gezeigten Querschnittsansicht ist das Gussmodell 3 darin angeordnet, der Versuch wurde jedoch für Fälle durchgeführt, in denen das Gussmodell 3 angebracht ist und für Fälle, in denen das Gussmodell 3 nicht angebracht ist. Ferner stellt die Draufsicht auf die Verdichtungsplatte 8 in 7(b) dar: eine Positionsbeziehung zwischen der Verdichtungsplatte und den Sensoren; einen integrierten Verstärkeraufzeichner 25, der Signale von den Drucksensoren verstärkt und aufzeichnet; und einen Computer 26, der an den integrierten Verstärkeraufzeichner 25 angeschlossen ist und Analysen wie die grafische Darstellung von Sensormesswerten durchführt. Das Experiment wurde wie folgt durchgeführt.

1. Grünsandform-Formsensoren wurden in eine Verdichtungsplatte eingebaut (eingebettet). Wie in 7 dargestellt, wurden die Einbauorte an insgesamt drei Stellen festgelegt: im Mittelteil (S3) der Verdichtungsplatte und an zwei Eckpunkten (S1, S2), die den Mittelteil zwischen sich einschließen. Darüber hinaus wurde das vorliegende Experiment für Fälle durchgeführt, in denen das Gussmodell angebracht ist und für Fälle, in denen das Gussmodell nicht angebracht ist.
2. Eine Grünsandform wurde mit einer Formmaschine geformt, in deren Verdichtungsplatte Grünsandform-Formsensoren installiert waren. Darüber hinaus wurde während eines Verdichtungsschritts der auf die Druckfläche der Verdichtungsplatte ausgeübte Druck durch die Grünsandform-Formsensoren an den drei Stellen gemessen. Zeitliche Änderungen des Druckwertes wurden gemessen und aufgezeichnet. In Bezug auf das Verdichten wurde der Druck allmählich bis zu einem eingestellten Druck aufgebracht und bei Erreichen des eingestellten Drucks wieder abgebaut.
3. Die Gussformfestigkeit einer Grünsandform an einer Trennebene, die den Positionen zugewandt ist, an denen die Grünsandform-Formsensoren den Druck gemessen haben, wurde mit einem Gussformfestigkeitsmessgerät gemessen und die Beziehung zwischen dem Druckwert und der Gussformfestigkeit untersucht. Beachte, dass in dem Fall, in dem das Gussmodell angebracht wurde, die Gussformfestigkeit an der Trennebene, die der Position zugewandt ist, an welcher der Druck durch den Grünsandform-Formsensor im Mittelteil (S3) gemessen wurde, die Gussformfestigkeit an der oberen Oberfläche des Gussmodells ist. Ferner wurde in Bezug auf das Festigkeitsmessgerät, das die Gussformfestigkeit gemessen hat, ein invasives Gussformfestigkeitsmessgerät verwendet, das in Gussformfabriken weit verbreitet ist, um die Formbarkeit einer Grünsandform zu bewerten, und das die Gussformfestigkeit misst, indem eine Nadel mit einem Spitzendurchmesser von etwa 3 mm etwa 10 mm in die Gussform eingeführt wird.

(Experimentelle Ergebnisse)
8 ist eine Grafik, die ein Beispiel für die zeitlichen Änderungen des Drucks eines Grünsandform-Formsensors im Verdichtungsschritt zeigt. Beachte, dass 8 den Fall darstellt, in dem kein Gussmodell vorhanden war, der Verdichtungsdruck auf 0,6 MPa eingestellt war und die Messungen durch Sensoren an drei Stellen vorgenommen wurden. Wie in 8 dargestellt, wurde bei dieser Formmaschine der Spitzendruck im Verdichtungsschritt etwa drei Sekunden nach Beginn des Verdichtungsvorgangs erreicht.
Nach der Bestätigung des Zusammenhangs zwischen der Position des Grünsandform-Formsensors und dem Spitzendruck wurde festgestellt, dass der Druck im Mittelteil (S3) der Verdichtungsplatte niedrig ist und am Randbereich (S1, S2) der Verdichtungsplatte hoch wird. Dadurch konnte bestätigt werden, dass der Grünsand aufgrund des Reibungswiderstandes zwischen dem Grünsand und dem Metallkasten gestampft wird, weil sich der Umfang der Verdichtungsplatte in der Nähe der Metallkastenwand befindet, während der Mittelteil (S3) von der Metallkastenwand entfernt ist, kommt es durch den Einfluss des Metallkastens zu keinem Stampfen und daher wird der Druck im Vergleich zum Umfang gering. In Bezug auf den Spitzendruck eines Formsensors wenn ein Gussmodells bereitgestellt wurde, wurde verstanden, dass im Vergleich zu einer Ecke der Grad des Stampfens des Grünsands auf dem Gussmodell groß ist, und daher der Spitzendruck im Mittelteil (S3) hoch wird, die Verdichtungskraft an diesem Teil verbraucht wird, die Verdichtungskraft am Randbereich abnimmt und daher der Spitzendruck am Randbereich (S1, S2) gering ist.
9 ist eine graphische Darstellung, die nach Wiederholung des oben genannten Versuchs den Zusammenhang zwischen der Gussformfestigkeit und dem Spitzendruck der Grünsandform-Formsensoren zusammenfasst, der mit dem eingestellten Verdichtungsdruck und dem Beladungszustand des Grünsandes variiert. 9 zeigt für den Mittelteil (S3) und den Randbereich (S1, S2) jeweils mit Vorhandensein oder Fehlen eines Gussmodells den Spitzendruck der Druckfläche der Verdichtungsplatte und den Messwert der Gussformfestigkeit der Grünsandform in der Trennebene an den Stellen, an denen der Druck gemessen wurde. Betrachtet man die in 9 dargestellte Beziehung zwischen dem Spitzendruck der Grünsandform-Formsensoren und der Gussformfestigkeit der Grünsandform an den Positionen der Trennebene, an denen der Druck gemessen wurde, so stellt man fest, dass in Bezug auf die Punkte, die dem Randbereich (S1, S2) entsprechen, der Einfluss des Vorhandenseins oder Fehlens eines Gussmodells äußerst gering ist und eine hohe Korrelation besteht. Bei den Punkten, die dem Mittelteil (S3) entsprechen, ist die Beziehung je nach Vorhandensein oder Fehlen eines Gussmodells unterschiedlich: im Vergleich zum Fall des Fehlens eines Gussmodells, als ein Gussmodell zur Verfügung gestellt wurde, zeigte sich eine Tendenz zu einer hohen Festigkeit der Gussform in Bezug auf den Spitzendruck.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Druck, der die Druckfläche der Verdichtungsplatte erreicht, je nachdem, ob es sich bei der Position um den Randbereich oder den Mittelteil handelt und ob ein Gussmodell vorhanden ist oder nicht, variiert. Die Gussformfestigkeit an den der Verdichtungsplatte zugewandten Positionen hat eine positive Korrelation mit dem Druck, der die Druckfläche der Verdichtungsplatte erreicht. Es wurde jedoch klargestellt, dass in Bezug auf den Mittelteil die Beziehung je nach Vorhandensein oder Fehlen eines Gussmodells unterschiedlich ist, während der Randbereich durch das Vorhandensein oder Fehlen eines Gussmodells nicht beeinflusst wird.
Hinsichtlich des Verhältnisses zwischen der Beladungsdichte von Grünsand und der Gussformfestigkeit ist zu beachten, dass bei hoher Beladungsdichte die Gussformfestigkeit hoch wird. Die Beladungsdichte und die Gussformfestigkeit haben eine starke positive Korrelation mit der Stampfkraft. Der von den Formsensoren gemessene Spitzendruck ist gleichbedeutend mit der Stampfkraft. Wenn der Spitzendruck hoch ist, wird daher eine hohe Beladungsdichte erreicht. Wenn die Beladungsdichte einer geformten Grünsandform niedrig ist, d.h. wenn die Festigkeit der Gussform gering ist, besteht die Gefahr von Defekten, wie z.B. Infiltration von geschmolzenem Metall, Sandtropfen/Sandeinschlüsse, Leckage von geschmolzenem Metall usw. Wenn außerdem die Beladungsdichte einer geformten Grünsandform zu hoch ist, erhöht sich der Gleitwiderstand zwischen dem Gussmodell und der Gussform und es besteht die Gefahr von Defekten bei der Entformung. Daher führt das Halten des erfassten Spitzendrucks der Grünsandform-Formsensoren auf einem geeigneten Niveau zu einer Verringerung der Fehler.
(Anordnungsposition der Grünsandform-Formsensoren)
Der Druck, der auf die in der Verdichtungsplatte eingebetteten Grünsandform-Formsensoren übertragen wird, schwankt aufgrund der oben genannten Ursachen, und daher müssen die Einbettungspositionen der Grünsandform-Formsensoren Orte sein, an denen es möglich ist, diese Umstände zu ermitteln. Wenn mehrere Grünsandform-Formsensoren installiert sind, ist es dementsprechend möglich, Fehler unter mehr Bedingungen zu erkennen. Aus Platzgründen und aus wirtschaftlicher Sicht ist dies jedoch nicht realistisch und es ist wünschenswert, mit einer geringeren Anzahl von Sensoren den Druck erfassen und auswerten zu können.
Wie bereits erwähnt, wird für das Einfüllen von Grünsand durch die Gussform-Formvorrichtung 1 ein Schwerkraftfallverfahren oder ein Blasverfahren, das einen Luftstrom verwendet, angewandt. Beim Schwerkraftfallverfahren, bei dem ein mit Lamellen versehener Behälter usw. verwendet wird, kann eine Vorspannung beim Einfüllen des Grünsandes in den mit Lamellen versehenen Behälter zu einer Vorspannung beim Einfüllen in den Formraum der Gussform werden. Außerdem kann beim Einblasverfahren beim Einfüllen in den Formraum der Gussform aufgrund von Umständen wie dem Abstand von der Einblasdüse, einer Sandverstopfung in der Düsenöffnung usw. eine Vorspannung auftreten. Diese Verspannungen treten als Verspannungen im Stampfdruck durch die Verdichtungsplatte 8 auf den Grünsand beim anschließenden Stampfen des Grünsandes auf. Es ist notwendig, die Grünsandform-Formsensoren so anzuordnen, dass das Auftreten solcher Vorspannungen bei den Anfangsbelastungen berücksichtigt wird.
Darüber hinaus kann in Fällen, in denen eine Messwertdifferenz eines angeordneten Grünsandform-Formsensors außerhalb eines vorgegebenen Schwellenwertbereichs liegt, festgestellt werden, dass die Vorspannung der Erstbeladung groß ist, und es können Maßnahmen ergriffen werden, wie zum Beispiel: Verbesserung des Zustands, in dem Gussformsand in den mit Lamellen versehenen Behälter gefüllt wird; Anpassung des Einblasluftdrucks oder der Einblaszeit; oder Verbesserung des Zustands (Verstopfung, Abrieb usw.) der Einblasdüse. Weiterhin hat die Fließfähigkeit des Grünsandes einen Einfluss, wenn der Gussformsand in den mit Lamellen versehenen Behälter geladen wird, wenn dieser aus dem mit Lamellen versehenen Behälter in den Formraum der Gussform geladen wird oder wenn dieser mittels Einblasen usw. eingeblasen wird. Diese Fließfähigkeit des Grünsandes variiert in Abhängigkeit von den Sandeigenschaften, wie z.B. dem Wassergehalt des Grünsandes, und es ist daher möglich, den Sand durch den Einsatz einer Sandaufbereitungseinrichtung, wie z.B. einer Knetmaschine, die den der Gussform-Formvorrichtung 1 zuzuführenden Grünsand knetet, einzustellen.
Ferner wird beim Stampfen von Grünsand der Grünsand durch eine Stampfkraft verdichtet und ein Druck von den in der Stampfplatte eingebetteten Grünsandform-Formsensoren erfasst. Wie aus den obigen Versuchsergebnissen hervorgeht, wurde bestätigt, dass die Beziehung zwischen dem Druck, der von den in die Verdichtungsplatte eingebetteten Grünsandform-Formsensoren erfasst wird, und der Gussformfestigkeit an den der Verdichtungsplatte zugewandten Positionen im Mittelbereich je nach Vorhandensein oder Fehlen eines Gussmodells unterschiedlich ist, aber im Randbereich nicht durch das Vorhandensein oder Fehlen eines Gussmodells beeinflusst wird.
Um die Festigkeit der Gussform durch die Größe der Stampfkraft der Verdichtungsplatte zu bewerten, ist es daher vorzuziehen, Grünsandform-Formsensoren in der Nähe der Seitenfläche der Gussform anzuordnen, die durch das Vorhandensein oder Fehlen eines Gussmodells, insbesondere in den Eckbereichen, nicht beeinflusst wird. Erreicht ein Messwert eines in dieser Position angeordneten Grünsandform-Formsensors einen vorgegebenen unteren Grenzwert nicht, so kann beurteilt werden, dass eine ausreichende Gussformfestigkeit nicht erreicht ist und Maßnahmen zur Erhöhung der Stampfkraft ergriffen werden können. Ist der Messwert höher als ein oberer Grenzwert, kann beurteilt werden, dass die Gussformfestigkeit mehr als ausreichend ist und Maßnahmen zur Verringerung der Stampfkraft ergriffen werden können.
In der vorliegenden Ausführungsform sind unter Berücksichtigung des Schrittes zum Laden des Grünsandes und des Schrittes zum Stampfen des Grünsandes die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D in den vier Ecken der Verdichtungsplatte 8 eingebettet.
Beachte, dass das Verhältnis zwischen dem Spitzenwert des Drucks der Grünsandform-Formsensoren und der Gussformfestigkeit auch bei Verwendung einer anderen Art von Kastenformmaschine oder einer kastenlosen Formmaschine das gleiche ist. Daher kann diese Beziehung auch in einer Gussform-Formvorrichtung einer zweiten Ausführungsform, die später beschrieben wird, angewendet werden.
(Verfahren zur Berechnung der Gussformfestigkeit)
Als nächstes folgt die Beschreibung eines Verfahrens zur Berechnung der Gussformfestigkeit unter Verwendung der Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18. Wie bereits erwähnt, wurde festgestellt, dass es eine korrelative Beziehung zwischen der Gussformfestigkeit und dem Spitzenwert des Drucks der Grünsandform-Formsensoren gibt. Die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 verwendet diese Beziehung, um die Gussformfestigkeit aus der in die Eingabeeinheit 17 eingegebenen Gussformfestigkeit und dem von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessenen Druckwert (Spitzendruck) zu berechnen.
Konkret umfasst die Berechnung der Gussformfestigkeit durch die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 zwei Schritte.
Schritt 1
Eine vorgegebene Anzahl von Grünsandformen wird vorab geformt, und ein Druckwert (Spitzendruck) während des Verdichtens wird von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessen. Außerdem wird die Gussformfestigkeit an den Trennflächenpositionen in jeder der geformten Grünsandformen, an denen der Druck mit den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessen wurde, gemessen und von einem Arbeiter in die Eingabeeinheit 17 eingegeben. Zusätzlich bestimmt ein Arbeiter den Ausdruck y = ax + b aus der Beziehung zwischen der Gussformfestigkeit und dem Druckwert (Spitzendruck).
Beachte, dass in der vorliegenden Ausführungsform auf der Grundlage der oben erwähnten experimentellen Ergebnisse die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D in den vier Ecken der Verdichtungsplatte 8 eingebettet sind. Durch Messung des an diesen vier Stellen auf die Druckfläche der Verdichtungsplatte ausgeübten Drucks und Bestimmung des Zusammenhangs mit der Gussformfestigkeit ist es möglich, die Qualität der Gussform unter Verwendung einer kleinen Anzahl von Grünsandform-Formsensoren und unter Berücksichtigung von Druckschwankungen an der Druckfläche der Verdichtungsplatte zu bestimmen. Ferner kann bei der Herstellung einer vorbestimmten Anzahl von Formteilen durch Variation des Verdichtungsdrucks das Verhältnis zwischen dem auf die Druckfläche ausgeübten Druck und der Gussformfestigkeit über einen größeren Bereich bestimmt werden.
10 zeigt ein Beispiel für einen Bildschirm, der auf der Anzeigeeinheit 20 angezeigt wird. Im vorliegenden Beispiel wird zunächst eine vorgegebene Grünsandform gegossen und sieben zu diesem Zeitpunkt von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B gemessene Druckwerte (Spitzendrücke) werden auf dem Bildschirm angezeigt. Beachte, dass es auch möglich ist, auf einen Bildschirm umzuschalten, der sieben Druckwerte (Spitzendrücke) anzeigt, die von den Grünsandform-Formsensoren 10C, 10D gemessen wurden, und dass ferner ein Bildschirm so konfiguriert sein kann, dass sieben Druckwerte (Spitzenwerte), die von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessen wurden, auf dem Bildschirm angezeigt werden.
Darüber hinaus wird die Gussformfestigkeit an den Positionen der Trennebene, die in jeder der geformten Grünsandformen, in denen die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D angeordnet wurden, gegenüberliegen, als Eingabewert von einem Arbeiter eingegeben. Dabei sind „Spitzendruck A“ und „Gussformfestigkeit A“, die in 10 dargestellt sind, jeweils der Spitzendruckwert des Grünsandform-Formsensors 10A und die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10A. Weiterhin sind „Spitzendruck B“ und „Gussformfestigkeit B“ in 10 jeweils, der Spitzendruckwert des Grünsandform-Formsensors 10B und die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10B; „Spitzendruck C“ und „Gussformfestigkeit C“, die auf dem umgeschalteten Bildschirm angezeigt werden, jeweils der Spitzendruckwert des Grünsandform-Formsensors 10C und die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10C; und „Spitzendruck D“ und „Gussformfestigkeit D“, die 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 (im vorliegenden Beispiel 7 x 4 = 28 Stellen). Darüber hinaus wird, wenn ein Arbeiter vorgegebene Werte für die Steigung „a“ und den Schnittpunkt „b“ des Ausdrucks eingibt, eine Gerade y = ax + b angezeigt. Während er die Darstellungen bestätigt, ändert ein Arbeiter die numerischen Werte der Steigung „a“ und des Schnittpunkts „b“, wie es angebracht ist, und bestimmt, nachdem er festgestellt hat, dass eine lineare Korrelation zwischen den Darstellungen besteht, einen endgültigen Ausdruck y = ax + b. Beachte, dass, wenn es keine Probleme hinsichtlich der Gussformfestigkeit mit einer Grünsandform gibt, für welche die Gussformfestigkeit von einem Arbeiter gemessen wurde, es möglich ist, die Herstellung so fortzusetzen, wie sie ist, indem man nachfolgende Schritte durchführt (Kernhärtungsschritt, Flüssigmetallgussschritt usw.). Beachte auch, dass in der obigen Beschreibung ein Arbeiter die Steigung „a“ und den Schnittpunkt „b“ des Ausdrucks eingegeben hat, aber diese können auch mit Hilfe eines Computers oder einer SPS bestimmt werden, indem eine lineare Regression nach der Methode der kleinsten Quadrate usw. durchgeführt wird.
Schritt 2
Nach der Bestimmung des Ausdrucks y = ax + b beginnt die Formgebung der Grünsandform. Nach Beginn wird mit dem Ausdruck y = ax + b die Gussformfestigkeit an den Positionen der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D aus dem von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessenen Druckwert (Spitzendruck) automatisch berechnet. Dadurch ist es nicht notwendig, dass ein Arbeiter die Gussformfestigkeit separat messen muss.
Beachte, dass im vorliegenden Beispiel die Gussformfestigkeit mit einem Gussformfestigkeitsmessgerät gemessen wird und die Anzahl der auf dem Bildschirm angezeigten Spitzendrücke und Gussformfestigkeiten jeweils sieben für A und B beträgt. Dies kann jedoch gegebenenfalls entsprechend den Spezifikationen der Gussform-Formvorrichtung 1, Spezifikationen wie Form und Größe der zu formenden Grünsandform usw. oder den Spezifikationen des Grünsandes geändert werden.
(Verfahren zur Bestimmung der Qualität der Gussform)
Als nächstes folgt die Beschreibung eines Verfahrens zur Bestimmung der Gussformqualität unter Verwendung der Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19. Die Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19 bestimmt die Qualität einer Grünsandform aus dem Schwellenwert der in die Eingabeeinheit 17 eingegebenen Gussformfestigkeit und der von der Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 berechneten Gussformfestigkeit.
Konkret umfasst die Bestimmung der Gussformqualität durch die Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19 zwei Schritte.
Schritt 1
Zunächst gibt ein Arbeiter einen Schwellenwert für die Gussformfestigkeit einer zu formenden Grünsandform ein. 11 zeigt ein Beispiel für einen Bildschirm, der auf der Anzeigeeinheit 20 angezeigt wird. Im vorliegenden Beispiel werden bestimmte, von einem Arbeiter eingegebene Schwellenwerte angezeigt. Dabei gibt „Festigkeitsnormalbereich Sensor A“ in 11 den unteren Grenzwert und den oberen Grenzwert der Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10A an; „Festigkeitsnormalbereich Sensor B“ in 11 gibt den unteren Grenzwert und den oberen Grenzwert der Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10B an; „Festigkeitsnormalbereich Sensor C“ in 11 gibt den unteren Grenzwert und den oberen Grenzwert der Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10C an; und „Festigkeitsnormalbereich Sensor D” in 11 gibt den unteren Grenzwert und den oberen Grenzwert der Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10D an. Ferner gibt der in 11 gezeigte „Anomaliewert der Gussformfestigkeitsdifferenz (Max. - Min.)“ einen Schwellenwert an, bei dem die Differenz zwischen den Maximal- und dem Minimalwerten der Gussformfestigkeit, die aus dem Druckwert der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D bestimmt wird, als Anomaliewert eingestellt wird. Im vorliegenden Beispiel ist der untere Grenzwert der Gussformfestigkeit an der Position der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D auf 10,0 (N/cm²) eingestellt, der obere Grenzwert derselben auf 20,0 (N/cm²), und der Schwellenwert, bei dem die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Gussformfestigkeit an der Position der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D als Anomaliewert eingestellt ist, ist auf 5,0 (N/cm²) eingestellt.
Schritt 2
Nachdem der Ausdruck y = ax + b durch die Berechnungseinheit 18 für die Gussformfestigkeit bestimmt und der Schwellenwert der Gussformfestigkeit eingegeben wurde, beginnt das Formen der Grünsandform. Nach Beginn wird die Gussformfestigkeit an der Position der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D automatisch aus dem von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D gemessenen Druckwert (Spitzendruck) berechnet. Darüber hinaus wird die Qualität einer Grünsandform aus dem eingegebenen Schwellenwert der Gussformfestigkeit und der berechneten Gussformfestigkeit bestimmt. Die Bestimmung der Qualität einer Grünsandform wird dabei wie folgt durchgeführt.
Im vorliegenden Beispiel sind die Schwellenwerte 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 eingestellt, und der Anomalieschwellenwert 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 eingestellt. Dementsprechend ist in dem Fall, in dem 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), die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10C 16,0 (N/cm²), und die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10D beträgt 14,0 (N/cm²), die Gussformfestigkeit A, die Gussformfestigkeit B, die Gussformfestigkeit C und die Gussformfestigkeit D liegen alle innerhalb der Schwellenwerte. Darüber hinaus beträgt der Maximalwert der Gussformfestigkeiten A, B, C, D 16,0 (N/cm²), der Minimalwert 12,0 (N/cm²) und die Differenz zwischen dem Maximum und dem Minimum 4,0 (N/cm²), was innerhalb des Bereichs liegt, und daher bestimmt die Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19, dass die Gussformqualität in Ordnung ist.
Im Gegensatz dazu ist in dem Fall, in dem die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10A 11,0 (N/cm²), die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10B 17,0 (N/cm²), die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10C 12,0 (N/cm²) beträgt, und die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10D beträgt 16,0 (N/cm²), die Gussformfestigkeit A, die Gussformfestigkeit B, die Gussformfestigkeit C und die Gussformfestigkeit D liegen alle innerhalb der Schwellenwerte. Der Maximalwert der Gussformfestigkeiten A, B, C, D beträgt jedoch 17,0 (N/cm²), der Minimalwert 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 stellt die Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19 fest, dass die Gussformqualität fehlerhaft ist.
12 zeigt ein Beispiel für einen Bildschirm, der auf der Anzeigeeinheit 20 angezeigt wird. Hier geben „Spitzendruck A“, „Spitzendruck B“, „Spitzendruck C“ und „Spitzendruck D“ in 12 jeweils 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 an. Weiterhin geben „Gussformfestigkeit A“, „Gussformfestigkeit B“, „Gussformfestigkeit C“ und „Gussformfestigkeit D“ jeweils die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10A an, die von der Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 berechnet wurde, die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10B, berechnet durch die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18, die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10C, berechnet durch die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18, und die Gussformfestigkeit an der Position des Grünsandform-Formsensors 10D, berechnet durch die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18.
Weiterhin gibt „Gussformfestigkeitsdifferenz (Max. - Min.)“ in 12 die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Gussformfestigkeiten A, B, C, D an. Weiterhin gibt „Bestimmung“ in 12 ein Bestimmungsergebnis für die Gussformqualität durch die Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19 an.
Beachte, dass auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit 20 in 12 ein schlechter Zahlenwert durch Schattierung oder Einfärbung des Zelleninneren angezeigt wird und OK (normal) und FT (fehlerhaft) auf einen Blick verständlich sind.
Beachte, dass die Schwellenwerte und die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert, die für die Gussformfestigkeit A, die Gussformfestigkeit B, die Gussformfestigkeit C und die Gussformfestigkeit D festgelegt sind, gegebenenfalls nach den Vorgaben der Gussform-Formvorrichtung 1, Vorgaben wie Form, Größe usw. der zu formenden Grünsandform, dem Standort der Grünsandform oder den Vorgaben des Grünsandes usw. bestimmt werden. Darüber hinaus sind diese Werte mit einer Gussmodellnummer verbunden.
In der Gussform-Formvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform, auch wenn sich die Vorgaben wie Form, Größe usw. einer zu formenden Grünsandform ändern, ist es jeweils möglich, mit der Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 die Gussformfestigkeit und mit der Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19 aus der berechneten Gussformfestigkeit die Qualität der geformten Grünsandform zu ermitteln.
Ferner erfolgt in der vorliegenden Ausführungsform die Bestimmung von OK (normal) oder FT (fehlerhaft) usw. anhand eines berechneten Wertes der Gussformfestigkeit, ist aber nicht darauf beschränkt. Ein positiver Korrelationszusammenhang zwischen den Druckwerten der Grünsandform-Formsensoren und der Gussformfestigkeit wurde bestätigt. Daher kann ein Druckwert eines Grünsandform-Formsensors als Referenz zur direkten Bestimmung der Gussformqualität verwendet werden, ohne dass eine Gussformfestigkeitsberechnung aus dem Druckwert des Grünsandform-Formsensors durchgeführt wird. Bezüglich der Werte in der Schwellenwerttabelle von 11, die als Bestimmungsreferenzen für die Gussformqualität dienen, ist beispielsweise jeder Wert ein vorgegebener Schwellenwert, der für den Druckwert eines Grünsandform-Formsensors eingestellt wird, und ein gemessener Druckwert eines Grünsandform-Formsensors kann anhand dieser Tabelle als OK (normal) oder FT (fehlerhaft) bestimmt werden.
(Verfahren zum Bewerten der Qualität einer Gussform unter Verwendung einer Gussform-Formvorrichtung)
Als nächstes folgt die Beschreibung eines Verfahrens zum Bewerten der Qualität von Gussformen (Verfahren zum Formen einer Grünsandform) unter Verwendung der Gussform-Formvorrichtung 1. 13 zeigt Schritte eines Verfahrens zum Bewerten der Qualität einer Gussform (Verfahren zum Formen einer Grünsandform) mit der Gussform-Formvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Es ist zu beachten, dass in 13 ein Lamellenbehälter 27 mit dem Verdichtungskopf 7 der in 1 gezeigten Gussform-Formvorrichtung 1 gekoppelt ist. Der Lamellenbehälter 27 hat eine Struktur, bei der eine vorbestimmte Menge Grünsand aus einer Grünsandtransportvorrichtung (nicht dargestellt) in diesen geladen wird und, nachdem dieser kurzzeitig zurückgehalten wurde, öffnen sich die Lamellen 28 an einem unteren Abschnitt des Lamellenbehälters 27 und der Grünsand wird in den Gussformraum geladen.
Das Formen einer Grünsandform mit der Gussform-Formvorrichtung 1 erfolgt nach dem unten beschriebenen Verfahren.

1. Beim Beginn des Formens steigt ein Tisch 9 auf und dadurch wird ein Zustand gemäß 13(a) erreicht. Zu diesem Zeitpunkt wird eine vorbestimmte Menge Grünsand aus der Grünsandtransportvorrichtung (nicht dargestellt) in den Lamellenbehälter 27 geladen.
2. Dann öffnen sich, wie in 13(b) gezeigt, die Lamellen 28 an einem unteren Teil des Lamellenbehälters 27 und der Grünsand im Inneren des Lamellenbehälters 27 wird in den durch die Platte 2, den Metallkasten 5 und den Füllkasten 6 definierten Formraum der Gussform gefüllt.
3. Dann bewegen sich, wie in 13(c) dargestellt, der gekoppelte Verdichtungskopf 7 und der Lamellenbehälter 27, die Verdichtungsplatte 8 wird direkt über dem Gussform-Formraum angeordnet, und als nächstes steigt der Tisch 9 auf und dadurch wird der Grünsand im Gussform-Formraum verdichtet (komprimiert). Zu diesem Zeitpunkt messen die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D den Druckwert (Spitzendruck) an der Druckfläche der Verdichtungsplatte. Beachte, dass die Gussform in diesem Schritt geformt wird. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D zwischen der Wand des Metallkastens 5 der Verdichtungsplatte 8 und dem Gussmodell 3.
4. Der Druckwert (Spitzendruck) an der Druckfläche der Verdichtungsplatte wird an die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 übertragen und die Qualität der gerade geformten Grünsandform bewertet.

Die Qualitätsbewertung durch die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 wird durchgeführt, nachdem der Ausdruck y = ax + b, der die Beziehung zwischen der Gussformfestigkeit und dem Spitzenwert des Drucks der Grünsandform-Formsensoren darstellt, im Voraus bestimmt wurde. Zusätzlich fließt eine von der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 als in Ordnung befundene Grünsandform entlang der Linie und es werden weitere Schritte (Flüssigmetall-Gießen, usw.) durchgeführt. In der Zwischenzeit fließt eine Grünsandform, die von der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 als fehlerhaft bestimmt wurde, wie sie ist, entlang der Linie, aber die nachfolgenden Schritte (Flüssigmetall-Gießen usw.) werden nicht durchgeführt. Die Grünsandform überspringt diese Schritte und wird als zu verwerfende Gussform auf die gleiche Weise aus der Form geschüttelt wie eine Grünsandform, deren Qualitätsbewertung der Gussform als in Ordnung befunden wurde. Auf diese Weise ist es möglich, für jeden Formkasten die Qualität einer geformten Gussform als „gut“ oder „schlecht“ zu bestimmen, was somit zu einer Qualitätssicherung der Gussform für jeden Formkasten führen kann. Weiterhin ist es möglich, einen Fehler zum Zeitpunkt des Formens einer Grünsandform zu beurteilen und somit Fehler in den hergestellten Gussteilen zu reduzieren. Außerdem ist es möglich, unnötige Arbeit zu vermeiden und somit die Produktionskosten zu reduzieren.

5. Dann senkt sich in der Gussform-Formvorrichtung 1 der Tisch 9 ab, der Füllkasten 6 trennt sich von der Oberseite des Metallkastens 5, und wenn sich der Tisch weiter absenkt, wird der Metallkasten 5 mit der Grünsandform auf einen Rollenförderer gestellt, der mit nachfolgenden Schritten wie Kernsetzen, Flüssigmetall-Gießen usw. verbunden ist, das Gussmodell 3 wird aus der Grünsandform entnommen und das Absenken des Tisches 9 stoppt. Als nächstes wird der Metallkasten 5 mit der Grünsandform auf dem Rollenförderer zu einem nachfolgenden Schritt befördert und der Metallkasten 5 wird zur Vorbereitung der nächsten Form in die Gussform-Formvorrichtung 1 geladen. Beachte, dass bei Beginn des Absenkens des Tisches 9 eine vorbestimmte Menge Grünsand bei geschlossenen Lamellen 28 in den Lamellenbehälter 27 gefüllt wird.
6. Wenn der Metallkasten 5 als Vorbereitung für die nächste Form geladen wurde und die Zufuhr von Grünsand in den Lamellenbehälter 27 abgeschlossen ist, bewegen sich der gekoppelte Verdichtungskopf 7 und der mit Lamellenbehälter 27, der Tisch 9 hebt sich in einem Zustand, in dem der Lamellenbehälter 27 direkt über dem Formraum der Gussform angeordnet ist, und die Formung der nächsten Grünsandform beginnt.

Darüber hinaus werden Druckwertdaten, Gussformfestigkeitsdaten in Verbindung mit Druckwerten, Ergebnisse der Gussformfestigkeitsberechnung, Ergebnisse der Gussformqualitätsbestimmung usw., die während des Formgebungsschrittes erzeugt werden, alle in der Aufzeichnungseinheit 22 der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 aufgezeichnet. Daher ist es möglich, diese numerischen Werte zur Überwachung des Betriebszustandes der Gussform-Formvorrichtung 1 zu verwenden, und diese numerischen Werte sind bei der Qualitätskontrolle, Wartung und Fehlerbehebung der Gussform-Formvorrichtung 1 nützlich. Darüber hinaus kann die Verwendung dieser Zahlenwerte zur Früherkennung von Fehlerursachen führen, wie z.B.: Sandauslauf, Einbrennen eines Gussstücks und Formabfall, die aufgrund von Ladefehlern auftreten; und Aufquellen einer Grünsandform durch den Druck des geschmolzenen Metalls nach dem Gießen.
Darüber hinaus werden die in der Aufzeichnungseinheit 22 aufgezeichneten Daten für jedes an der Platte 2 angebrachte Gussmodell aufgezeichnet. Dadurch ist es möglich, einen Zustand, wie z.B. einen Defekt in einer Grünsandform, mit Druckwertdaten zu vergleichen und zu untersuchen, und die Einstellung eines genaueren Schwellenwertes wird möglich.
Weiterhin bestimmt in der vorliegenden Ausführungsform ein Arbeiter den Ausdruck y = ax + b, indem er die Steigung „a“ und den Schnittpunkt „b“ des Ausdrucks aus den in einer Grafik aufgetragenen Gussformfestigkeiten und Spitzenwerten des Drucks der Grünsandform-Formsensoren berücksichtigt. Es ist jedoch auch möglich einzurichten, dass die Berechnungseinheit 18 für die Gussformfestigkeit automatisch den Ausdruck y = ax + b aus dem Verhältnis zwischen der Gussformfestigkeit und dem Spitzenwert des Drucks der Grünsandform-Formsensoren berechnet, indem diese einen Computer oder eine SPS verwendet und eine lineare Regression nach der Methode der kleinsten Quadrate durchführt, usw.
Ferner stellt in der vorliegenden Ausführungsform ein Arbeiter für den Fall, dass eine geformte Grünsandform als Mangel festgestellt wird, klar, dass es sich bei der betreffenden Grünsandform um einen Mangel handelt. Es ist aber auch möglich einzurichten, dass ein Bestimmungsergebnis automatisch an die Gussformausrüstung eines nachfolgenden Schrittes (Flüssigmetall-Gießen usw.) übermittelt wird. In diesem Fall erkennt die Gussformausrüstung in einem Folgeschritt automatisch, dass es sich bei der betreffenden Grünsandform um einen Defekt handelt, lässt den Schritt aus (überspringt) und schließlich wird die betreffende Grünsandform aus der Form geschüttelt.
Weiterhin sind in der vorliegenden Ausführungsform die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D in den vier Ecken der Verdichtungsplatte 8 eingebettet. Aber selbst wenn die Anzahl der in die Verdichtungsplatte 8 eingebetteten Grünsandform-Formsensoren klein ist, ist es möglich, die Beziehung zwischen der Gussformfestigkeit und dem Spitzenwert des Drucks der Grünsandform-Formsensoren zu berechnen. In diesem Fall ist die Genauigkeit im Vergleich zu dem Fall, in dem Grünsandform-Formsensoren an vier Stellen eingebettet sind, etwas geringer, aber es ist möglich, die Kosten einzuschränken.
In diesem Fall ist es auch möglich, Grünsandform-Formsensoren an zwei Stellen auf einer Linie zwischen den in 2 gezeigten gegenüberliegenden Ecken einzubetten: Positionen 10A und 10B; oder 10C und 10D. 14 und 15 zeigen weitere Beispiele für die Verdichtungsplatte 8 mit darin eingebetteten Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B. 3a, das in diesen Zeichnungen durch Zwei-Punkt-Linien dargestellt ist, zeigt eine Position im Formraum der Gussform, die dem Gussmodell 3 auf der Platte 2 mit dem daran befestigten Gussmodell entspricht. In 14 sind die beiden Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B in der Nähe des Mittelteils der Längsseiten der Verdichtungsplatte 8 eingebettet. In 15 sind die beiden Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B in der Nähe des Mittelteils der kurzen Seiten der Verdichtungsplatte 8 eingebettet.
In beiden Fällen sind die Positionen, an denen die Grünsandform-Formsensoren eingebettet sind, Positionen, die den Positionen zwischen dem Metallkasten 5 und dem Gussmodell 3 im Formraum der Gussform entsprechen, d.h. zwischen dem Metallkasten 5 und dem Gussmodell 3 auf der Platte 2, an der das Gussmodell 3 befestigt ist, und auf der Seite der Verdichtungsplatte oder der Verdichtungsfüße, die einem Bereich zugewandt ist, in dem kein Gussmodell auf der Platte 2 vorhanden ist.
So ermöglicht der Grünsandform-Formsensor der ersten Ausführungsform die Messung eines Druckwertes (Spitzendruck), der während des Formens einer Grünsandform auf die Druckfläche zwischen der Verdichtungsplatte 8 und dem Grünsand im Formraum der Gussform ausgeübt wird, um die Qualität einer geformten Grünsandform zu bestimmen.
(Zweite Ausführungsform)
Als nächstes folgt die Beschreibung einer zweiten Ausführungsform des Grünsandform-Formsensors und des Verfahrens zum Bewerten der Formbarkeit von Grünsandformen gemäß der vorliegenden Erfindung. Beachte, dass in der unten beschriebenen zweiten Ausführungsform für Konfigurationen, die mit der ersten Ausführungsform identisch sind, in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen verwendet werden und die Beschreibungen derselben weggelassen werden. In der zweiten Ausführungsform wird keine Kastenformmaschine, sondern eine kastenlose Formmaschine verwendet.
Die zweite Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 16 stellt ein Schema einer Struktur der Gussform-Formvorrichtung unter Verwendung von Grünsandform-Formsensoren gemäß der zweiten Ausführungsform dar und 17 stellt eine Konfiguration eines Teils der Gussform-Formvorrichtung dar, wobei der Teil die Qualität der Gussform bewertet. Die Gussform-Formvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine kastenlose Formmaschine, bei der nach der Formung einer Grünsandform die Grünsandform aus einem Gießkasten entnommen wird.
Eine Gussform-Formvorrichtung 29 umfasst die Platte 2, an deren oberer und unterer Oberfläche das Gussmodell 3 befestigt ist, einen Schiebewagen 30, einen Oberkasten (Metallkasten) 31, einen Unterkasten (Metallkasten) 32, eine obere Verdichtungsplatte 33, eine untere Verdichtungsplatte 34, die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D eingebettet in die Druckfläche der oberen Verdichtungsplatte 33, Grünsandsandformsensoren 10E, 10F, 10G, 10H eingebettet in die Druckfläche der unteren Verdichtungsplatte 34, die Verkabelung 11 und die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12. Beachte, dass 17 die in die obere Verdichtungsplatte 33 eingebetteten Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D darstellt, wie diese von der Linie B-B in 16 aus gesehen werden. Beachte auch, dass die Grünsandform-Formsensoren 10E, 10F, 10G, 10H in die untere Verdichtungsplatte 34 eingebettet sind und somit an den gleichen Positionen in 17 dargestellt sind. (Die Bezugszeichen der Sensoren, wenn die untere Verdichtungsplatte von der Linie C-C in 16 aus gesehen wird, sind in Klammern dargestellt).
An der Platte 2 ist an deren Ober- und Unterseite das Gussmodell 3 zum Formen einer Gussform in einer Grünsandform befestigt. Der Schiebewagen 30 hat die Platte 2 aufgesetzt und macht entsprechend der Stufe Rundfahrten zwischen der Innen- und der Außenseite der Gussform-Formvorrichtung 29. In den Oberkasten 31 ist Grünsand geladen, um eine obere Form der Grünsandform zu formen. Mit anderen Worten, der Formraum der Gussform, der vom Oberkasten 31, der oberen Verdichtungsplatte 33 und der Platte 2 umgeben ist, ist mit Grünsand geladen. In den Unterkasten 32 ist Grünsand eingefüllt, um eine untere Form der Grünsandform zu formen. Mit anderen Worten, der Formraum der Gussform, der vom Unterkasten 32, der unteren Verdichtungsplatte 34 und der Platte 2 umgeben ist, wird mit Grünsand beladen. Die obere Verdichtungsplatte 33 und die untere Verdichtungsplatte 34 sind rechteckig und sind Elemente, die einen Teil der Begrenzung eines Formraumes bilden, der durch die Elemente und jeweils den Oberkasten 31 und den Unterkasten 32 während des Formens der Grünsandform mit der Gussform-Formvorrichtung 29 begrenzt ist.
Für das Einfüllen von Grünsand durch die Gussform-Formvorrichtung 29 wird ein Blasverfahren mit Luftstrom eingesetzt. Das Einblasverfahren ist ein Verfahren zum Laden von Grünsand durch Einblasen von Grünsand auf die Ober- und Unterseite der Platte 2 aus den Grünsandeinblasöffnungen 35, 35 des Oberkastens 31 und Unterkastens 32.
Die obere Verdichtungsplatte 33 und die untere Verdichtungsplatte 34 wirken über einen Zylinder (nicht abgebildet), und die obere und untere Grünsandform werden gleichzeitig geformt, indem der in den Oberkasten 31 geladene Grünsand und der in den Unterkasten 32 geladene Grünsand gestampft und gepresst wird.
(Grünsandform-Formsensor)
Die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D messen den Druckwert (Spitzendruck), der während des Formens einer Grünsandform auf die Druckfläche zwischen der oberen Verdichtungsplatte 33 und dem in den Oberkasten 31 geladenen Grünsand ausgeübt wird. Die Grünsandform-Formsensoren 10E, 10F, 10G, 10H messen den Druckwert (Spitzendruck), der während des Formens einer Grünsandform auf die Druckfläche zwischen der unteren Verdichtungsplatte 34 und dem in den Unterkasten 32 eingefüllten Grünsand ausgeübt wird. 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 in den vier Ecken der Druckfläche der oberen Verdichtungsplatte 33 eingebettet. Die Grünsandform-Formsensoren 10E, 10F, 10G, 10H sind in den vier Ecken der Druckfläche der unteren Verdichtungsplatte 34 eingebettet. Der Grund dafür, dass die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H so eingebettet sind, ist der gleiche wie der in der ersten Ausführungsform beschriebene.
Darüber hinaus haben die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H eine Druckaufnahmefläche zur Messung des Drucks, die in der Druckfläche der oberen Verdichtungsplatte 33 und der unteren Verdichtungsplatte 34 freiliegt und den Druckwert (Spitzendruck) misst, der auf die Druckfläche der oberen Verdichtungsplatte 33 und der unteren Verdichtungsplatte 34 ausgeübt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist es wünschenswert, dass sich die Druckaufnahmefläche der Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H und die Druckfläche der oberen Verdichtungsplatte 33 und der unteren Verdichtungsplatte 34 in einem bündigen Zustand ohne Niveauunterschiede dazwischen befinden. Dadurch ist es möglich, den Druck genau zu messen.
Die Verkabelung 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 über die Verkabelung 11 drahtgebunden, können aber auch drahtlos angeschlossen sein. Zum Beispiel ist es möglich, eine drahtlose Kommunikation wie ein drahtloses LAN oder Bluetooth usw. zu verwenden, um den Druckwert (Druckwertdaten), der von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H erfasst wird, an die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 zu übertragen.
Die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 bewertet die Qualität der durch die Gussform-Formvorrichtung 29 geformten Grünsandform aus dem Druckwert (Druckwertdaten), der durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H gemessen wird. Die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 umfasst eine Empfangseinheit 15, eine Verstärkereinheit 16, eine Eingabeeinheit 17, eine Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18, eine Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19, eine Anzeigeeinheit 20, eine Übertragungseinheit 21 und eine Aufzeichnungseinheit 22.
Die Empfangseinheit 15 empfängt den von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H gemessenen Druckwert (Druckwertdaten). Die Verstärkereinheit 16 verstärkt den Signalbetrag des empfangenen Druckwertes (Druckwertdaten). Die Eingabeeinheit 17 gibt ein: die Gussformfestigkeit einer geformten Grünsandform, gemessen mit einem Gussformfestigkeitsmessgerät; Werte einer Steigung „a“ und eines Schnittpunktes „b“ des Ausdrucks y = ax + b; und einen Schwellenwert der Gussformfestigkeit einer zu formenden Grünsandform, usw.
Aus der in die Eingabeeinheit 17 eingegebenen Gussformfestigkeit und dem von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H gemessenen Druckwert (Spitzendruck) berechnet die Gussformfestigkeitsberechnungseinheit 18 unter Verwendung des relationalen Ausdrucks zwischen der Gussformfestigkeit und den Messwerten die Gussformfestigkeit für jeden von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H gemessenen Druckwert (Spitzendruck).
Die Gussformqualitätsbestimmungseinheit 19 bestimmt die Qualität einer geformten Grünsandform aus dem Schwellenwert der in die Eingabeeinheit 17 eingegebenen Gussformfestigkeit und der berechneten Gussformfestigkeit. Die Anzeigeeinheit 20 zeigt auf einem Bildschirm an: den von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H gemessenen Druckwert (Spitzendruck); Werte der Steigung „a“ und des Schnittpunktes „b“ des Beziehungsausdrucks y = ax + b zwischen der von einem Arbeiter mit der Eingabeeinheit 17 eingegebenen Gussformfestigkeit und dem Druckwert (Spitzendruck); den Schwellenwert der Gussformfestigkeit einer zu formenden Grünsandform, die von einem Arbeiter eingegeben wurde; das Ergebnis der Gussformfestigkeitsberechnung; und das Ergebnis der Gussformqualitätsbestimmung, usw.
Die Übertragungseinheit 21 überträgt Fehlerbestimmungsdaten an die Patlite 23 usw. Die Aufzeichnungseinheit 22 zeichnet Druckwertdaten, mit Druckwerten verknüpfte Gussformfestigkeitsdaten, Ergebnisse der Gussformfestigkeitsberechnung und Ergebnisse der Gussformqualitätsbestimmung usw. auf.
(Verfahren zum Bewerten einer Gussformqualität unter Verwendung einer Gussform-Formvorrichtung)
Als nächstes folgt die Beschreibung eines Verfahrens zum Bewerten einer Gussformqualität (Verfahren zum Formen einer Grünsandform) unter Verwendung der Gussform-Formvorrichtung 29. 18 zeigt die Schritte eines Verfahrens zum Bewerten einer Gussformqualität (Verfahren zum Formen einer Grünsandform) mit der Gussform-Formvorrichtung 29 entsprechend der zweiten Ausführungsform. Es ist zu beachten, dass in 18 ein Sandbehälter 36 an die in 16 gezeigte Gussform-Formvorrichtung 29 angrenzt. In den Sandbehälter 36 wird eine vorbestimmte Menge Grünsand aus der Grünsandtransportvorrichtung (nicht dargestellt) eingefüllt und nach kurzem Zurückhalten eine Einfüllöffnung verschlossen und durch Zufuhr von Druckluft in den Sandbehälter 36 Grünsand durch Einblasen in den oberen und unteren Formraum der Gussform über Grünsandeinblasöffnungen 35, 35 in den Oberkasten 31 und den Unterkasten 32 eingefüllt.
Das Formen einer Grünsandform mit der Gussform-Formvorrichtung 29 erfolgt gemäß dem unten beschriebenen Verfahren.

1. Bei Beginn des Formens bewegt sich der Schiebewagen 30, auf dem die Platte 2 mit den daran befestigten Gussmodellen 3, 3 aufgesetzt ist, von dem in 18(a) gezeigten Zustand aus zwischen den Oberkasten 31 und den Unterkasten 32.
2. Dann heben die untere Verdichtungsplatte 34, in welche die Grünsandform-Formsensoren 10E, 10F, 10G, 10H eingebettet sind, und der Unterkasten 32 an, die Platte 2 hebt vom Schiebewagen 30 ab, und wenn der in 18(b) gezeigte Zustand eingestellt ist, wird dem Sandbehälter 36 Druckluft zugeführt und Grünsand geladen, indem dieser über die Grünsandeinblasöffnungen 35, 35 in den oberen und unteren Gussformraum im Oberkasten 31 und Unterkasten 32 eingeblasen wird.
3. Anschließend verdichten (komprimieren) die obere und untere Verdichtungsplatte 33, 34, in welche die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H eingebettet sind, durch die Einwirkung eines Zylinders (nicht dargestellt) den Grünsand innerhalb des Oberkastens 31 und des Unterkastens 32 und der in 18(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 Druckfläche der oberen und unteren Verdichtungsplatte 33, 34. Beachte, dass die Grünsandformen in diesem Schritt geformt werden. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H zwischen dem Gussmodell 3 und der Wand jeweils des Oberkastens 31 der oberen Verdichtungsplatte 33 und des Unterkastens 32 der unteren Verdichtungsplatte 34. Zu diesem Zeitpunkt wird der gemessene Druckwert (Spitzendruck) an die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 übertragen und die Qualität der gerade geformten Grünsandform bewertet.

Die Qualitätsbewertung durch die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 wird durchgeführt, nachdem der Ausdruck y = ax + b, der die Beziehung zwischen der Gussformfestigkeit und dem Spitzenwert des Drucks der Grünsandform-Formsensoren darstellt, im Voraus bestimmt wurde. Zusätzlich fließt eine von der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 als in Ordnung befundene Grünsandform entlang der Linie und es werden weitere Schritte (Flüssigmetall-Gießen, usw.) durchgeführt. In der Zwischenzeit fließt eine Grünsandform, die von der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 als fehlerhaft bestimmt wurde, wie sie ist, entlang der Linie, aber nachfolgende Schritte (Flüssigmetall-Gießen usw.) werden nicht durchgeführt. Die Grünsandform überspringt diese Schritte und wird als zu verwerfende Gussform genauso aus der Form geschüttelt wie eine Grünsandform, bei der die Qualität der Gussform als in Ordnung befunden wird.

4. Als nächstes wird die untere Verdichtungsplatte 34 und der Unterkasten 32 abgesenkt, und wenn die Platte 2 auf den Schiebewagen 30 platziert ist, ist ein Zustand erreicht, in dem die Gussmodelle 3, 3, aus den oberen und unteren Grünsandformen entfernt werden. Dann bewegt sich der Schiebewagen 30 in die in 18(a) gezeigte Position, und wenn die untere Verdichtungsplatte 34 und der Unterkasten 32 wieder aufsteigen, erfolgt die Ausrichtung der oberen und unteren Grünsandformen durch Ausrichten des Oberkastens 31 und des Unterkastens 32. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die obere und untere Grünsandform in einem Zustand, in dem diese zwischen der oberen Verdichtungsplatte 33 und der unteren Verdichtungsplatte 34 eingeklemmt sind. Von diesem Zustand aus, wenn sich die obere Verdichtungsplatte 33 und die untere Verdichtungsplatte 34 absenken, werden die ausgerichteten oberen und unteren Grünsandformen abgesenkt und vom Oberkasten 31 und Unterkasten 32 entfernt, um den in 18(d) gezeigten Zustand zu erreichen.
5. Die ausgerichteten oberen und unteren Grünsandformen werden von der Gussform-Formvorrichtung 29 zu einer Linie des nächsten Schrittes transportiert.

Darüber hinaus werden Druckwertdaten, Gussformfestigkeitsdaten in Verbindung mit Druckwerten, Ergebnisse der Gussformfestigkeitsberechnung, Ergebnisse der Gussformqualitätsbestimmung usw., die während des Formschrittes erzeugt werden, alle in der Aufzeichnungseinheit 22 der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 aufgezeichnet. Daher ist es möglich, diese numerischen Werte zur Überwachung des Betriebszustandes der Gussform-Formvorrichtung 29 zu verwenden, und diese numerischen Werte sind bei der Qualitätskontrolle, Wartung und Fehlersuche an der Gussform-Formvorrichtung 29 nützlich. Darüber hinaus kann die Verwendung dieser Zahlenwerte zur Früherkennung von Fehlerursachen führen, wie z.B.: Sandauslauf, Einbrennen eines Gussstücks und Formabfall, die aufgrund von Ladefehlern auftreten; und Aufquellen einer Grünsandform durch den Druck des geschmolzenen Metalls nach dem Gießen.
Zudem sind in der vorliegenden Ausführungsform die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D und 10E, 10F, 10G, 10H in den vier Ecken der Druckfläche der oberen und unteren Verdichtungsplatten 33, 34 in der Nähe des Oberkastens 31 und des Unterkastens 32 eingebettet. Aber selbst wenn die Anzahl der in der oberen und unteren Verdichtungsplatte 33, 34 eingebetteten Grünsandform-Formsensoren klein ist, ist es möglich, die Beziehung zwischen der Gussformfestigkeit und dem Spitzenwert des Drucks der Grünsandform-Formsensoren zu berechnen. In diesem Fall ist die Genauigkeit im Vergleich zu dem Fall, in dem Grünsandform-Formsensoren an vier Stellen eingebettet sind, etwas geringer, aber es ist möglich, die Kosten einzudämmen.
In diesem Fall ist es auch möglich, zwei Positionen 10A, 10B oder 10C, 10D auf einer Linie zwischen gegenüberliegenden Ecken der Druckfläche der oberen Verdichtungsplatte 33 gemäß 17 oder zwei Stellen 10E, 10F oder 10G, 10H auf einer Linie zwischen gegenüberliegenden Ecken der Druckfläche der unteren Verdichtungsplatte 34 einzustellen. Die 19 und 20 zeigen weitere Beispiele, bei denen in die Druckfläche der oberen Verdichtungsplatte 33 Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B eingebettet sind. 3a, in diesen Zeichnungen durch Zwei-Punkt-Strichlinien dargestellt ist, zeigt eine Position im Formraum der Gussform, die dem Gussmodell 3 auf der Platte 2 mit dem daran befestigten Gussmodell entspricht. In 19 sind die beiden Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B nahe dem Mittelteil der Längsseiten der oberen Verdichtungsplatte 33 eingebettet. In 20 sind die beiden Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B in der Nähe des Mittelteils der kurzen Seiten der oberen Verdichtungsplatte 33 eingebettet. Es ist möglich, die Formsensoren 10E, 10F im gleichen Zustand in der Druckfläche der unteren Verdichtungsplatte 34 anzuordnen. Durch die Anordnung dieser Formsensoren ist es möglich, eine Verzerrung in der Beladungsmenge usw. zwischen rechts und links der Grünsandeinblasöffnungen 35, 35 oder in der Nähe oder im Abstand der Grünsandeinblasöffnungen 35, 35 festzustellen.
So ermöglicht der Formsensor für Grünsandformen gemäß der zweiten Ausführungsform die Messung des Druckwertes (Spitzendruck), der während des Formens einer Grünsandform auf die Druckfläche zwischen der oberen Verdichtungsplatte 33 und dem in den Oberkasten 31 eingefüllten Grünsand ausgeübt wird, und des Druckwertes (Spitzendruck), der während des Formens einer Grünsandform auf die Druckfläche zwischen der unteren Verdichtungsplatte 34 und dem in den Unterkasten 32 eingefüllten Sand ausgeübt wird, um die Qualität eines geformten Gussteils zu bestimmen.
(Modifikationen)
In der ersten und zweiten Ausführungsform berechnet die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 separat die Gussformfestigkeit aus dem Druckwert (Spitzendruck), der von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D (und 10E, 10F, 10G, 10H) gemessen wird, nach Bestimmen des Zusammenhangs zwischen der Gussformfestigkeit und dem Druckwert (Spitzendruck) aus der gemessenen Gussformfestigkeit und dem von den Grünsandform-Formsensoren 10A gemessenen Druckwert (Spitzendruck), 10B, 10C, 10D (und 10E, 10F, 10G, 10H). Zusätzlich wird die Qualität einer geformten Grünsandform aus dem voreingestellten Schwellenwert der Gussformfestigkeit und der berechneten Gussformfestigkeit bestimmt.
Zusätzlich ist es möglich, durch Rückkopplung der von der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 ermittelten Ergebnisse an eine Knetmaschine die in die Knetmaschine eingespritzte Wassermenge genau zu steuern. Zum Beispiel, wenn der von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D (und 10E, 10F, 10G, 10H) gemessene Druckwert (Spitzendruck) extrem niedrig ist und als Folge davon die Gussformfestigkeit extrem niedrig ist, die Einrichtung zur Bewertung der Qualität der Gussform 12 feststellt, dass der Grund dafür darin liegt, dass der Sand nicht gleichmäßig in die Gussform geladen wurde und dass die Ursache dafür darin liegt, dass der CB-Wert des Grünsandes hoch ist, und dass es durch eine Anweisung an die Knetmaschine, die eingespritzte Wassermenge zu reduzieren, möglich ist, den Beladungsfehler des Grünsandes zu beheben.
Darüber hinaus ist es möglich, durch Rückführung der von der Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 ermittelten Ergebnisse und der von einem automatischen Messsystem für Grünsand oder dergleichen ermittelten Ergebnisse, das die Druckfestigkeit des Grünsandes misst und bewertet, in die Knetmaschine die Menge der in die Knetmaschine eingefüllten Zusatzstoffe, des Wassers usw. zu kontrollieren. Zum Beispiel ist es möglich, eine Bewertung der Fließfähigkeit usw. des Grünsandes vorzunehmen aus: Eigenschaften des Grünsandes, die durch das automatische Messsystem für Grünsand gemessen werden, wie z.B. Druckfestigkeit, Durchlässigkeit, Verdichtbarkeitswert, Wassergehaltswert usw. des Grünsandes; dem Druckwert (Spitzendruck), der durch die Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D (und 10E, 10F, 10G, 10H) gemessen wird; und deren Verteilung. Weiterhin ist es möglich, durch Änderung der Menge an Zusatzstoffen, des Wassergehalts usw., die während des Knetens eingebracht werden, Gussformfehler zu beheben.
Darüber hinaus rechnet in der ersten und zweiten Ausführungsform die Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung 12 die gemessenen Gussformfestigkeiten und die von den Grünsandform-Formsensoren 10A, 10B, 10C, 10D (und 10E, 10F, 10G, 10H) gemessenen Druckwerte (Spitzendruck) in die Gussformfestigkeit um und bestimmt aus dieser Gussformfestigkeit die Qualität der geformten Grünsandformen. Da jedoch festgestellt wurde, dass ein korrelativer Zusammenhang zwischen dem Druckwert (Spitzendruck) und der Gussformfestigkeit besteht, ist es auch möglich, die Qualität einer Grünsandform direkt aus dem Druckwert (Spitzendruck) ohne Umrechnung in die Gussformfestigkeit zu bestimmen.
(Dritte Ausführungsform)
21(a) ist eine vertikale Querschnittsansicht einer Gussform-Formvorrichtung mit Grünsandform-Formsensoren, die eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 21(b) zeigt Verdichtungsfüße von der Linie D-D aus gesehen. Beachte, dass in der unten beschriebenen dritten Ausführungsform für Konfigurationen, die mit der ersten Ausführungsform identisch sind, in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen verwendet werden und Beschreibungen davon weggelassen werden. In der dritten Ausführungsform werden eher Verdichtungsfüße als eine Verdichtungsplatte verwendet. In den Zeichnungen bezieht sich das Bezugszeichen 300 auf Verdichtungsfüße. Die Verdichtungsfüße 300 sind rechtwinklig angeordnet und sind Elemente, die einen Teil der Begrenzung eines Formraumes bilden, der durch die Verdichtungsfüße 300 und den Metallkasten 5 beim Grünsandformen mit der Gussform-Formvorrichtung 1 begrenzt ist. Wie in 21(b) dargestellt, sind die Grünsandform-Formsensoren 10I, 10J, 10K, 10L in einzelne Verdichtungsfüße eingebettet.
Die in diesen Zeichnungen gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten oben beschriebenen Ausführungsform dadurch, dass die Verdichtungsfüße 300 als Elemente verwendet werden, die den Verdichtungsvorgang ausführen. In Bezug auf diese Verdichtungsfüße 300 wird durch vertikales Positionieren der Verdichtungsfüße 300 gegenüber dem Gussmodell 3 entsprechend der Höhe des Gussmodells 3 und Bewegen der Verdichtungsfüße 300 während des Verdichtungsvorgangs die Höhe des geladenen Grünsandes eingestellt und der Stampfdruck so gesteuert, dass dieser nach Beendigung des Verdichtungsvorgangs an allen Verdichtungsfüßen gleich ist.
Wie zum Beispiel in 21(a) gezeigt, sind die Verdichtungsfüße 300b, 300d, die hohen Abschnitten des Gussmodells 3 zugewandt sind, so positioniert, dass diese weiter zum Gussmodell 3 hin vorstehen als die Verdichtungsfüße 300a, 300c, 300e, die niedrigen Abschnitten des Gussmodells 3 zugewandt sind. Wenn anschließend ein Formraum für eine Gussform definiert wird und Grünsand geladen wird, wobei die Positionen dieser Verdichtungsfüße 300a-300e so belassen werden, wie diese sind (nicht abgebildet), kann die Sandmenge direkt unter den Verdichtungsfüßen 300b, 300d kleiner gemacht werden als die Sandmenge direkt unter den Verdichtungsfüßen 300a, 300c, 300e (nicht abgebildet). Von diesem Zustand aus werden, während ein Verdichtungskopf 7 abgesenkt wird, die Verdichtungsfüße 300a-300e in Positionen bewegt, in denen schließlich alle dem Gussmodell 3 zugewandten Flächen ausgerichtet sind und der Verdichtungsschritt endet. Durch eine solche Steuerung der Verdichtungsfüße ist es möglich, eine gleichmäßige Verdichtungsrate des Grünsandes zu erreichen, unabhängig vom abschnittsweisen Höhenunterschied des Gussmodells 3 (nicht abgebildet).
Ferner wurde vorläufige Beobachtungen über die Tendenz eines Beladungszustandes von Grünsand gemacht, nicht nur über die Höhe des Gussmodells, auch die vertikalen Positionen der Verdichtungsfüße 300 können entsprechend einer Ungleichmäßigkeit in der Beladung des Grünsandes angepasst werden. Durch eine solche Steuerung der Verdichtungsfüße ist es möglich, auch bei Vorliegen eines Gussmodells oder auch bei ungleichmäßiger Tendenz der Sandbelastung vor dem Verdichten die Verdichtungsfüße mittels Zylindern, die eine vertikale Bewegung bewirken, während der Grünsandbeladung und während des Verdichtens so zu bewegen, dass die Verdichtungsfüße mit gleicher Kraft stampfen. Das heißt, es ist möglich, „Ungleichmäßigkeiten bei der Sandeinbringung“ (Verzerrungen in der Dichteverteilung der Grünsandbeladung vor dem Stampfen und in der Beladungshöhe des Grünsandes vor dem Stampfen) aufgrund der Gussmodelle abzumildern, was ein Nachteil bei der Verwendung der Verdichtungsplatte war.
Wenn eine Gussform durch die oben genannten Bewegungen normal gehandhabt und geformt wurde, sind die von den in den Verdichtungsfüßen 300 eingebetteten Grünsandform-Formsensoren gemessenen (Spitzen-)Druckwerte an allen Sensoren gleich. Wenn also ein während des Formens gemessener Druckwert außerhalb der im Normalzustand beobachteten Wertvariation liegt, wird angenommen, dass eine Anomalie aufgrund irgendeiner Ursache aufgetreten ist. Zu diesen Ursachen gehören vermutlich ein extrem ungleichmäßiger Sandeintrag und eine Fehlfunktion der Zylinder, welche die Verdichtungsfüße bewegen.
Fälle, in denen die Schwankung dieser Druckwerte groß geworden ist, werden als Fälle betrachtet, in denen eine eigenartige Schwankung aufgetreten ist, und die Gussformen werden in der Vorrichtung zur Bewertung der Gussformqualität als FT bestimmt und verarbeitet.
Ein Verfahren zum Bestimmen einer eigenartigen Schwankung hierin kann beispielsweise ein Fall sein, bei dem eine Standardabweichung in den Druckwerten, die von einer Vielzahl von Grünsandform-Formsensoren, die während des Formens einer Gussform in die Verdichtungsfüße eingebettet sind, gemessen werden, berechnet wird und die Standardabweichung größer als ein vorbestimmter Referenzwert ist. Dieser Referenzwert kann willkürlich festgelegt sein und z.B. zunächst als ein Wert festgelegt sein, der im Hinblick auf die Qualität der Gussform als angemessen betrachtet wird.
Ferner ist es auch möglich, eine eigenartige Abweichung als einen Fall zu betrachten, in dem eine Abweichung um 20% oder mehr größer ist als der Mittelwert der Standardabweichungen der Druckwerte, die für die in den vorhergehenden 10 Formkästen geformten Gussformen gemessen wurden. Die Anzahl der zuvor geformten Gussformen, die den Durchschnittsberechnungen unterzogen werden sollen, und das Verhältnis des Ausmaßes, um das der Mittelwert überschritten wird, das eine Bestimmungsreferenz für eigentümliche Abweichungen darstellt, können hier entsprechend ausgewählt werden.
Bei dieser Ausführungsform werden, abgesehen von den oben beschriebenen Punkten, durch die gleichen Bewegungen wie bei der ersten Ausführungsform die gleichen Funktionen und Wirkungen erzielt wie bei der oben erwähnten ersten Ausführungsform.
Die oben erwähnten ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen sind Beispiele, bei denen zwei oder mehr Drucksensoren in der Verdichtungsplatte oder in den Verdichtungsfüßen vorgesehen waren. In der vorliegenden Erfindung ist jedoch auch eine Konfiguration möglich, bei der ein Drucksensor in der Verdichtungsplatte oder in den Verdichtungsfüßen vorgesehen ist. In diesem Fall ist es wünschenswert, dass die Position, an welcher der Drucksensor angebracht wird, nahe dem Gussmodell der Platte liegt. Außerdem zeigt in solchen Fällen, wenn ein Drucksensor vorhanden ist, die Ausgabe des einen Drucksensors auch einen Wert an, der sich auf die Gussformfestigkeit an einer bestimmten Position der Gussform bezieht. Daher nimmt die Genauigkeit ab, aber es ist möglich, diesen Wert zu verwenden, um eine Bewertung der Qualität der Gussform durchzuführen.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind oben beschrieben, aber die obigen Beschreibungen schränken die vorliegende Erfindung nicht ein, und es können verschiedene Änderungen in Betracht gezogen werden, einschließlich Auslassung, Hinzufügung und Ersatz von Bestandteilen innerhalb des technischen Umfangs der vorliegenden Erfindung.
Bezugszeichenliste

1: Gussform-Formvorrichtung (Kastengussformen)
2: Platte
2a: Zentrale Platte
2b: Periphere Platte
3: Gussmodell
4: Träger
5: Metallkasten
6: Füllflasche
7: Verdichtungskopf
8: Verdichtungsplatte
9: Tisch
10A-10L: Grünsandform-Formsensor
11: Verkabelung
12: Gussformqualitätsbewertungsvorrichtung
13: Einlage
14: Bolzen
15, 15': Empfangseinheit
16, 16': Verstärkereinheit
17: Eingabeeinheit
18: Gussformfestigkeitsberechnungseinheit
19: Gussformqualitätsbestimmungseinheit
20: Anzeigeeinheit
21: Übertragungseinheit
22: Aufzeichnungseinheit
23: Patlite
24: Druckwertübertragungseinheit
25: Integrierter Verstärkeraufzeichner
26: Computer
27: Lamellenbehälter
28: Lamellen
29: Gussform-Formmaschine (kastenlose Formmaschine)
30: Schiebewagen
31: Oberkasten
32: Unterkasten
33: Obere Verdichtungsplatte
34: Untere Verdichtungsplatte
35: Grünsandeinblasöffnung
36: Sandbehälter
300, 300a-300e: Verdichtungsfuß

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

Grünsandform-Formsensor aufweisend einen Drucksensor zum Bewerten der Formbarkeit einer durch eine Gussform-Formmaschine geformten Grünsandform, wobei der Drucksensor in eine Verdichtungsplatte oder in Verdichtungsfüße eingebettet ist, die Grünsand komprimieren.
Grünsandform-Formsensor nach Anspruch 1, wobei die Verdichtungsplatte oder Verdichtungsfüße ein Element ist, das einen Teil einer Begrenzung eines Formraumes bildet, der durch die Verdichtungsplatte oder Verdichtungsfüße und einen Metallkasten während des Grünsandformens durch die Gussform-Formmaschine definiert ist.
Grünsandform-Formsensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich eine Druckaufnahmefläche des Drucksensors und eine Fläche der Verdichtungsplatte oder Verdichtungsfüße in einem bündigen Zustand befinden.
Grünsandform-Formsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei als ein Element, das einen Teil einer Begrenzung eines Formraumes bildet, der durch das Element und einen Metallkasten während des Formens der Grünsandform durch die Gussform-Formmaschine definiert ist, die Verdichtungsplatte oder Verdichtungsfüße und eine Platte vorgesehen sind, an der ein Gussmodell befestigt ist, das der Verdichtungsplatte oder den Verdichtungsfüßen gegenüberliegend angeordnet ist, wobei der Drucksensor an einer entsprechenden Position in der Verdichtungsplatte oder den Verdichtungsfüßen zwischen dem Metallkasten und dem Gussmodell eingebettet ist.
Grünsandform-Formsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Verdichtungsplatte rechteckig ausgebildet ist, mehrere Drucksensoren vorgesehen sind und diese Drucksensoren in den vier Ecken der Verdichtungsplatte eingebettet sind.
Grünsandform-Formsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Anordnung der Verdichtungsfüße rechteckig konfiguriert ist, mehrere Drucksensoren vorgesehen sind und diese Drucksensoren in jedem der Verdichtungsfüße einschließlich der Verdichtungsfüße in den vier Ecken eingebettet sind.
Grünsandform-Formsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Drucksensor durch Schraubmittel an der Verdichtungsplatte oder den Verdichtungsfüßen befestigt ist.
Grünsandform-Formsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Drucksensor ein Flüssigkeitssensor ist.
Grünsandform-Formsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Drucksensor eine Druckaufnahmefläche mit einem Durchmesser von 5-30 mm aufweist.
Verfahren zum Bewerten der Formbarkeit einer Grünsandform, umfassend das Bewerten der Formbarkeit einer durch eine Gussform-Formmaschine geformten Grünsandform unter Verwendung eines Grünsandform-Formsensors, der mit einem Drucksensor versehen ist, der in einer Verdichtungsplatte oder in Verdichtungsfüßen eingebettet ist, die Grünsand komprimieren.