JPS6167532A - 熱交換器の管と管床とを接続するための工作機械 - Google Patents

熱交換器の管と管床とを接続するための工作機械

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JPS6167532A
JPS6167532A JP60185007A JP18500785A JPS6167532A JP S6167532 A JPS6167532 A JP S6167532A JP 60185007 A JP60185007 A JP 60185007A JP 18500785 A JP18500785 A JP 18500785A JP S6167532 A JPS6167532 A JP S6167532A
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JP
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tool
heat exchanger
machine
tube
machine tool
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JP60185007A
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マンフレート、ダニエルス
ヘルムート、トリムボルン
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TH Kieserling and Albrecht GmbH and Co
Original Assignee
TH Kieserling and Albrecht GmbH and Co
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は熱交換器を収容する台車と、この台車がその上
を走るレールと、機械フレームに可動的に案内される管
広げ工具や溶接工具などの工具のための工具保持器とを
有し、工具保持器および熱交換器が作業位置にある工具
長手軸心に対して直交方向に相対移動できるような熱交
換器の管と管床とを接続するための工作機械に関する。
〔従来の技術〕
定置プラントの熱交換器は一般に管束から構成され、こ
の管束は複数の濾網状の中間床によって間隔を保たれて
いる。最外側の２つの管床は管端に溶接あるいは押し込
みで気密に接続されている。
本来の溶接作業の前に、位置決め、切削および管広げの
ような作業が必要である。溶接作業後に管端は管床に押
し込まれる。その場合管床と管との間を確実に気密にす
る必要がある。押し込みおよび溶接にとって必要な機械
は高い技術レベルに達しているので、この作業は所定の
条件を維持する場合に問題ないものと考えられる。
上述の作業による管床と管との接続は従来主に手作業で
行われ、技術的には基本的な問題はない。
かかる熱交換器はしばしば数１００本の管を有している
ので、各管端と２つの管床との接続にかなりの手間がか
かる。従来かかる作業において、例えば長さ１０ｍの熱
交換器の両側を加工できるようにするためには、その加
工機械を非常に大きな寸法にしなければならないという
点で支障があった。熱交換器の両側端を加工するための
作業位置の間の間隔は熱交換器の形式により変動する。
それにより位置不動の中ぐり盤状の２つの作業位置を持
った機械は実施できないか、あるいは不経済である。更
にこれらの位置不動の作業位置の間に想定される横方向
の搬送は、熱交換器の軸方向搬送を予定としている他の
製作過程に対応できない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、両側の管床の加工が同一の工作機械に
おける工具で行えるような工作機）、覗を作ることにあ
る。
〔問題点の解決手段〕
この目的は本発明によれば特許請求の範囲第１項の特徴
部分に記載した手段によって達成できる。
この作業原理は、一方の管床を管端に接続した後に工具
保持器が測方に動かされ、熱交換器が工具保持器のそば
を通過し、工具保持器が通過済の熱交換器の後方の作業
位置に戻されるということで簡単に表現できる。その場
合熱交換器は工具保持器の反対側に位置する。また工具
保持器を旋回可能に形成するか、あるいは二重の工具を
持たせて、熱交換器の両側を順次加工することもできる
。
工具保持器は切削、管広げ、溶接および押し込みのため
に順次使用される個々に制御可能な多数の工具を収容し
ている。
二重の工具セントを使用する場合、管端および管床の位
置決めの十分な精度が前提とされ、第１の熱交換器の後
方の管床および第２の熱交換器の前方の管床が同時に加
工される。
本発明による方式の特別な利点は、１つないし複数の工
具保持器に対して数値制御を使用する場合に生ずる。と
いうのはその場合、管床の一旦記１、ａされた孔パター
ンが手作業で容管に工具を個々に１市人することなしに
自動的に行えるからである。
本発明による有利な実施態様が特許請求の範囲第２項に
提案されている。その場合熱交換器と工作機械フレーム
との相対運動は熱交換器によって行われる。熱交換器は
まだ溶接されていない部分を位置決めするためにもとも
と収容装置例えば台車が必要であり、その上において熱
交換器の個々ッの要素が収容部で予め位置決めされる。
収容装置が台車に配置されていると有利である。
本発明による別の実施態様が特許請求の範囲第３項に提
案されている。機械フレームの門形の形状は工作機械の
剛性を高め、工具保持器の待避運動により工具の大きな
移動行程が避けられないにも拘わらず、管床に溶接すべ
き管を正確に移動することができる。工具保持器は上方
に向って待避させると有利である。これにより平面的に
見た機械の所要空間が狭くなり、１つあるいは複数の工
具保持器を持った走行可能な横梁は短くなり、それによ
って剛性が高くなる。
本発明による特許請求の範囲第４項で提案された実施態
様は、その全製作工程を通して熱交換器をその長手方向
に連続してＩＪｕ送することを可能にしている。製作中
の熱交換器は列車のように一方向に送ることができる。
本発明による別の有利な実施態様は特許請求の範囲第５
項に提案されているように、両側の管床およびその中に
ある加工すべき管端を加工するために唯一の工具を使用
することにある。熱交換器の両側を加工するために工具
を旋回させるため構造的費用は、その設置に大きな空間
および送りストロークを必要とする二重の工具セットを
使用する場合よりも安価になる。
特許請求の範囲第６項で提案されている実施態様によれ
ば、熱交換器が機械フレームの門を通り抜けるように機
械フレームを構成できる。
いずれの場合にも両側の管床を加工するために特許請求
の範囲第７項で提案された実施態様においては、専ら始
めに加工する管床に管を固定するために１つの締め付け
装置が必要とされるだけである。というのは第２の管床
を固定する場合には容管がねじれたり軸方向に変位した
りするおそれがもはやなくなるからである。
その場合締め付け装置は熱交換器の加工工具との取り付
け側とは反対側に配置されている。熱交換器のこの（１
すにおいてすべての管は内側あるいは側面から締め付け
ることができ、良好に接近することができ、締め付け装
置は加工工具と同し１つあるいは複数の管に作用するに
も拘わらず、機械フレームを持った工作ユニットの妨げ
になることはない。
溶接されていないか部分的にしか溶接されていない熱交
換器と共に台車を軸方向に１般送できるようにするため
に、特許請求の範囲第８項に本発明による実施態様が提
案されている。締め付け装置は固有の機械スタンドをを
し、このスタンドは管床における各管端に突き当たる際
およびその都度の熱交換器を持った台車に対する！道を
自由にする際、工具保持器と同じ運動を行う。ｉ）’ｌ
ｉってこれはそのための著しい制御経費を必要としない
。機械スタンドは熱交換器の台本のレールの側方に設け
られたレール上を走行でき、熱交換器を覆っているブー
ムを有し、このブームはそれに案内されたサポートを有
し、このサポートはまだ溶接されていない管端を持った
管床の後方に移動でき、熱交換器の反対側におけるこれ
から溶接すべき管がその側において好ましくは内側ある
いは側面から締め付けられる。
特許請求の範囲第９項記載の実施態様は長いワークの両
側の狭い端面を加工するような特殊な場合性を十分に考
慮している。熱交換器はけん引装置によって機械スタン
ドの片側から反対側に搬送される。熱交換器の両方の位
置に対してそれぞれ保持装置および係止体が設けられて
いる。
特許請求の範囲第１０項に記載の実施態様は、締め付け
工具によりまだ溶接されていない管を軸方向に位置決め
することができる。まず容管は内側あるいは側面から締
め付けられ、それから熱交換器の加］二中の側における
ストッパに向けて＋ｉｉｉ　ｉ川され、す：熱交換器に
おける容管の位置が固定されるまで、この位置にとどめ
られる。
〔実施例〕
以下図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明す
る。
第１図は機械フレーム９、締め付け装置１３およびこれ
らの間にあり熱交換′ｒ：、４か戎せられている台車５
を持った工作機械１を示している。
機械フレーム９は横梁２９を支持し、この横梁２９にお
いてサボヘト４２が案内さている。サポート４２には工
具保持器７が垂直軸心２６を中心として回転可能に支持
されている。回転の最終位置はそれぞれ作業位置３．１
０を形成する。工具保持器７には矢印５６の方向に走行
できる工具８が配置されている。工具としては、管端を
管床［１，１２に押し込むための管広げ工具、溶接のた
めに管２を削るための切削工具、および管を管床に溶接
するための溶接ガンが挙げられる。工具保持器７は、工
具の長手軸心１４と直交する矢印５０の方向に移動可能
な横梁２９およびこの横梁２９において水平方向に移動
可能なサポート４２によって、熱交換器４の全断面積に
わたって移動し、更に熱交換器４の軌道１５から遠ざけ
ることができる。
熱交換器４は管２、管床１１，１２および中間床２７か
ら構成されている。管２は加工前に管床１１．１２．２
７にゆるく挿入される。まだ不安定な熱交換器４におい
て溶接およびその準備に必要な管床の位置を受け４３．
４４．４５が決めてこれを保証する。これらの受け４３
，４４．４５はレール６の上を車輪５１．５２で走行で
きる台車５に固定接続されている。　。
熱交ＩｉＡ器４は工作機械１内をその長手方向に刀通し
て通される。
台車５はその長手方向の両端にそれぞれ係止体１８．１
９を有し、台車５はこの係止体１８，１９によって前方
および後方の管床１１．１２を加工する際に位置決めさ
れる。係止体１８．１９は同じ形をしており、それぞれ
２つのストッパ２０゜２１を有し、搬送中において突き
出された連行体４０がこれらのストッパ２０．２１に接
触する。
熱交換器４を持った台車５の位置決めは締め付け装置２
２．２３によって行われる。締め付け装置２２．２３は
互いに同じ形をしている。この諦め付け装Ｅ２２．２３
は固定支柱３１から成り、係止体１８．１９はこの支柱
３１の上を小さな隙間を隔てて通り抜けできる。入口側
において各支柱３１の前にこの上に突き出せるラッチ３
０が設けられている。ラッチ３０は係止体１８．１９の
範囲に突き出し、シリンダ３６で作動され第１図に示さ
れた突き出し位置において台車５のそれ以上の動きを阻
止する。台車５の係上体がラッチ３０に当ると直ちに、
個所３３に回転可能に支持された締め付けレバ〜３２が
跳ね上がり、これは係上体をラッチ３０に押しつけ、そ
れによって台車５およびそれに接続された！【（交換器
４をもＴｒ実に位置火めする。締め付けレバー３２の運
動および係止体１８．１９の確実な締め付けは、個所３
５で位置不動に支持されているシリンダ３４によって行
われる。台車５を更に移動させるためには、締め付けレ
バー３２およびラッチ３０が下降され、台車５がラッチ
３０に向って新たに進むか、あるいは図示してないよう
に工作機械の外側に搬送されるまで、連行体４０が台車
５をけん引する。
工具保持器７の作業位置は熱交換器４の一方の端面側に
ある。熱交換器４の一方の端面を加工する場合、加工中
の個々の管は熱交換器４の反対側において締め付け装置
１３によって保持される。
工具保持器７における作業中の工具に対応して、締め付
け装置１３には工具８に対して並列制御される締め付け
工具１６が配置されている。
諦め付け装置１３は機械スタンド４６から構成され、こ
のスタンド４６において横方向に移動できる締め付け横
梁４７が案内されている。この横梁４７は垂直方向４９
に移動できる締め付けサポート４８を支持し、この締め
付けサポート４８はその下側端に締め付け工具１６が装
備されている。
機械スタンド４６は工作機械を熱交１カ器の種々の長さ
に合わせるために矢印５８の方向に移＋）Ｊできる。
締め付け工具１６の移りＪ性は工具８のそれと同ッ　じ
てあり、このことは熱交換器４を通過させるためにそれ
を避けて通すときにも適用される。しかし締め付け装置
１３は、それが入口側の管床１１を加工する場合だけ必
要とされ、後方の管床１２の加工の際には管の締め付け
および位置決めはもはや必要ないので、工具保持器７の
軸心２６を中心として行う旋回運動と同じような旋回を
行う必要はない。
第２図および第３図に示されているように、機械フレー
ム９は第１図の実施例とは異なって形成できる。第２図
においては門形として形成され、第３図においては片持
ちスタンドとして形成されている。門形は大きな剛性を
有し有利である。しかし本発明の思想は片持ちスタンド
でも実施できる。いずれの場合も工具保持器７．５４（
第４図）を持った横梁２９，５３．５９が熱交換器４の
移動の際にこれを待避できることが重要である。
第４図に示された実施例は、旋回不能にかつ工具８に加
えて別の工具５５を支持している工具保持器５４を示し
ている。かかる保持器を管床に相応して正確に位置決め
した場合、２つの熱交換器を同時に加工できる。この実
施例においても全工具は明々にあるいは同形の工具がグ
ループで軸方向に矢印５６．５７に沿って移動できる。
本発明による工作機械の動作は以下の通りである。
まず締め付け工具１６が熱交換器４の軌道１５から外さ
れる。熱交換器４は図示してない搬送装置によって工作
機械１の範囲に運ばれる。けん引装置１７は台車５を熱
交換器４と共に受は止め、それらを機械フレーム９と締
め付け装置１３との間の位置に運ぶ。そこで台車５は締
め付け装置１３によって位置決めされる。位置決め後に
おいて工具８および締め付け工具１６が整合される。そ
の場合工具は管床１１，１２の孔パターンに一致される
。それぞれ個々の管端あるいは小さな管端グループが同
時に管床に溶接される。工具８および締め付け工具１６
は並行して制御される。入口側端に押し込められた管は
その出口側端において所望の位置に締め付け固定される
。各管端は自動あるいは手動で制御される。すべての管
端が入口側の管床１１に溶接されるまで、この工程が繰
り返される。続いてすべての工具は熱交１ｊ！！″ｒ５
４および台ボ５の軌道１５から、それらが台車５および
熱交換器４の横断面を自由にするまで遠ざけられる。続
いて台車５は連行体４０によって第１図に鎖線で示され
ているように機械フレーム９の後方の位置に運ばれる。
その場合台車５は熱交換器４と共に工具保持器７を持っ
た機械フレーム９のそばを通過する。
台車５は締め付け装置２２によって所定の位置に設置さ
れる。工具保持器７は１８０°だけ回転され下降される
。そのようにし、て背面側を加工するためにその作業位
置に戻された工具８は、それから上述したようにして管
端の押し込みおよび溶接を行う。
熱交換器４の背面側の加工中において、ゆるく組み合わ
された次の熱交換器４が機械フレーム９と＋ａｔｔスタ
ンド４６との間のちょうど自由な位置に運ばれる。第１
の熱交換器の背面側を加工中において既に、第２の熱交
換器の孔パターンの位置への締め付け工具の整合が行わ
れ、その場合数値制御による自動方式の場合、この孔パ
ターンおよび位置は記憶されている。
第１の熱交換器の背面側管床１２の加工が終了した後、
工具保持器７は回転して戻され、次の熱交換器の管床に
おける予め記憶された孔パターンに応じて本来の加工が
直ちに開始される。
第４図に示したように二重の工具８，５５を利用する場
合、孔パターンの一定した位置が保証されねばならない
。これにより同時に第２の仲、交１免器４の人口（Ｋ＋
１管床および第１の熱交換器・１の背面側管床を加工で
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に基づく工作機械の側面図、第２図およ
び第３図はそれぞれ異なった機械フレームを持った工作
機械の正面図、第４図は二重の工具を持った工具保持器
を有する工作機械の側面図である。 １：工作機械、２：管、３：作業位置、４・熱交換器、
５：台車、６；レール、７：工具保持器、８：工具、９
；機械フレーム、１０：作業位置、１１．１２：管床、
１３：締め付け装置、１５：台車軌道、１７；けん引装
置、１８，１９：係止体、２０．２１＝ストツパ、２２
，２３：締め付け装置、２４，２５：ストソバ、２９；
横梁、４２：サポート。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）熱交換器（４）を収容する台車（５）と、この台車
    （５）がその上を走るレール（６）と、機械フレーム（
    ９）に可動的に案内される管広げ工具や溶接工具などの
    工具（８）のための工具保持器（７）とを有し、工具保
    持器（７）および熱交換器（４）が作業位置にある工具
    長手軸心（１４）に対して直交方向に相対移動できるよ
    うな熱交換器の管と管床とを接続するための工作機械に
    おいて、移動行程の最外側位置では工具（８）を持った
    工具保持器（７）が熱交換器（４）の側方に配置され、
    工具（８）を持った工具保持器（７）および熱交換器（
    ４）が熱交換器の長手方向に相対移動でき、工具（８）
    が両側の管床（１１、１２）を加工するため互いに１８
    ０°旋回してずれている２つの作業位置（３、１０）を
    とることを特徴とする熱交換器の管と管床とを接続する
    ための工作機械。 ２）機械フレーム（９）が位置不動であることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項記載の工作機械。 ３）機械フレーム（９）が門形に形成され、工具保持器
    （７）を持ち高さ調整できる横梁 （５３）を有していることを特徴とする特許請求の範囲
    第２項記載の工作機械。 ４）熱交換器（４）に対する台車（５）のレール（６）
    が台車（５）の長手方向に延びていることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載の工作機械。 ５）工具保持器（７）が工具の長手平面内で１８０°旋
    回できることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
    工作機械。 ６）門形機械フレーム（９）がレール（６）および熱交
    換器（４）の台車軌道（１５）を覆っていることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項記載の工作機械。 ７）作業位置にある管（２）に対する締め付け装置（１
    ３）が、機械フレーム（９）の台車（５）と対向する位
    置に配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項記載の工作機械。 ８）締め付け装置（１３）が工具保持器（７）と同様に
    工具長手軸心に対する直交方向に移動できるとともに、
    軸心方向に移動できかつ回り止めされた締め付け工具（
    １６）を有していることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項記載の工作機械。 ９）熱交換器（４）を持った台車（５）に対するけん引
    装置（１７）、台車（５）の長手方向両側端にあるスト
    ッパ（２０、２１）付の２つの係止体（１８、１９）、
    および工具保持器（７）の旋回軸心（２６）を通る作業
    横断面の両側にそれぞれ前記係止体（１８、１９）に対
    する２つのストッパ（２４、２５）を持った２つの締め
    付け装置（２２、２３）を有し、一方では係止体（１８
    、１９）および他方では締め付け装置（２２、２３）に
    おける両方のストッパ（２４、２５）が熱交換器（４）
    に対する横断平面内において相対移動できることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項記載の工作機械。 １０）工具保持器（７）が２〜１０個の工具（８）を有
    し、それらが個々にあるいは同じ形の工具グループごと
    に独立して制御されることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項記載の工作機械。
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