DE102012216092A1 - Producing tubular heat exchangers, comprises arranging mutually placed collector tubes parallel to one another and welding ends of transverse tubes to prefabricated connecting holes of the collector tubes by introducing the welding heads - Google Patents

Producing tubular heat exchangers, comprises arranging mutually placed collector tubes parallel to one another and welding ends of transverse tubes to prefabricated connecting holes of the collector tubes by introducing the welding heads Download PDF

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Abstract

Producing tubular heat exchangers, comprises arranging mutually placed collector tubes parallel to one another and welding the ends of transverse tubes to prefabricated connecting holes of the collector tubes by introducing the welding heads of the welding machines from the open ends of the collector tubes in their interior space. The welding is carried out from inside the collector pipes by automatic welding. An independent claim is also included for a device for producing tubular heat exchangers comprising at least one welding head (10) carrying a welding device (20), where the welding head is arranged on an axially movable support tube (15), which is smaller in diameter than the inner diameter of the collector tube (4) and can be inserted into it, and a fixing device (16) for securing the support tube inside the collector tube which is provided with the welding head and is positioned exactly at the welding point, where the welding head is constructed rotatably around the weld to be performed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Rohrbündelwärmeübertragern, bestehend aus parallel zueinander verlaufenden Sammlerrohren und einer Mehrzahl von Querrohren, beispielsweise Rippenrohren, deren Enden an vorgefertigte Verbindungslöcher der Sammlerrohre angeschweißt werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for producing Rohrbündelwärmeübertragern, consisting of mutually parallel collector tubes and a plurality of transverse tubes, such as finned tubes, the ends of which are welded to prefabricated communication holes of the header tubes, and an apparatus for performing the method.

Rohrbündelwärmeübertrager der genannten Art werden beispielsweise zu Abhitzekesselmodulen zusammengefasst, die insbesondere in Gaskraftwerken eingesetzt werden.Tube bundle heat exchangers of the type mentioned are summarized, for example, to waste heat boiler modules, which are used in particular in gas power plants.

Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung von Rohrbündelwärmeübertragern entsprechen die vorgefertigten Verbindungslöcher der Sammlerrohre dem Innendurchmesser der Querrohre. Die Enden der Querrohre werden dann über den Verbindungslöchern der Sammlerrohre auf die Außenwand der Sammlerrohre aufgesetzt und von Hand rundherum an das jeweilige Sammlerrohr angeschweißt. Das bekannte Verfahren ist relativ aufwendig, da es eine große Anzahl von Schweißarbeiterstunden benötigt. Hierbei handelt es sich ausschließlich um Handarbeit, bei der jede individuelle Schweißnaht von einem bestimmten Mitarbeiter angebracht werden muss. Dabei sind Fehler bei der Schweißung unvermeidbar, sodass verschiedene Schweißnähte nach einem Dichtheitstest im Nachhinein nachgebessert werden müssen.In a known method for producing tube bundle heat exchangers, the prefabricated connecting holes of the collector tubes correspond to the inner diameter of the transverse tubes. The ends of the transverse tubes are then placed over the connecting holes of the collector tubes on the outer wall of the collector tubes and welded by hand around to the respective header tube. The known method is relatively expensive, since it requires a large number of welding worker hours. This is only manual labor, where each individual weld must be attached by a specific employee. In this case, errors in the weld are unavoidable, so that different welds must be repaired after a leak test in retrospect.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Herstellungsverfahren zu automatisieren und gleichzeitig zu verbessern.The invention has for its object to automate the manufacturing process and at the same time to improve.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Schweißung von der Innenseite der Sammlerrohre her mittels Schweißautomaten durchgeführt wird, wobei die Schweißköpfe der Schweißautomaten von dem offenen Ende der Sammlerrohre aus in den Innenraum der Sammlerrohre eingeführt werden.According to the invention, this object is achieved in that the welding is carried out from the inside of the header pipes by means of automatic welding machines, wherein the welding heads of the welding machines are introduced from the open end of the header pipes into the interior of the header pipes.

Wenn die Schweißungen von der Innenseite der Sammlerrohre her durchgeführt werden, können ohne Weiteres Schweißautomaten eingesetzt werden, da kein kompliziertes Arbeiten um die Enden der Querrohre herum erforderlich ist, sondern es braucht lediglich eine runde Schweißnaht ausgeführt zu werden, bei der den Schweißköpfen keine Hindernisse im Wege stehen.If the welds are performed from the inside of the header pipes, welding machines can be readily used since no complicated work is required around the ends of the cross pipes, but only a round weld is required, with no obstructions in the welding heads Stand ways.

Zur Durchführung des Verfahrens sind von dem Erfinder drei Methoden entwickelt worden:
Die erste Methode sieht vor, dass die Durchmesser der Verbindungslöcher der Sammlerrohre den Innendurchmessern der Querrohre angepasst werden, dass die Enden der Querrohre über die Verbindungslöcher der Sammlerrohre auf die Außenwand des jeweiligen Sammlerrohrs aufgesetzt werden und dass die Schweißung von der Innenseite her rundum die Berührungslinie zwischen Querrohrende und Sammlerrohr erfolgt.For carrying out the method, three methods have been developed by the inventor:
The first method provides that the diameter of the connecting holes of the collector tubes are adapted to the inner diameters of the transverse tubes, that the ends of the transverse tubes are placed on the outer wall of the respective header tube via the connecting holes of the header tubes and that the weld from the inside around the contact line between Transverse tube end and header pipe takes place.

Bei der zweiten Methode wird derart vorgegangen, dass die Durchmesser der Verbindungslöcher der Sammlerrohre den Außendurchmessern der Querrohre angepasst werden, dass die Enden der Querrohre so weit in die Verbindungslöcher der Sammlerrohre eingesteckt werden, dass sie etwa bündig mit der Innenfläche der Sammlerrohre abschließen, und dass die rundum laufende Fuge zwischen dem jeweiligen Verbindungsloch des Sammlerrohrs und der Stirnseite des eingesteckten Querrohrs vom Innenraum des Sammlerrohrs aus mit einer Schweißnaht versehen wird.The second method is such that the diameter of the connecting holes of the header pipes are adapted to the outer diameters of the transverse tubes, that the ends of the transverse tubes are inserted so far into the connecting holes of the header tubes that they are approximately flush with the inner surface of the header tubes, and that the all-round joint between the respective connection hole of the collector tube and the end face of the inserted cross tube is provided from the interior of the collector tube with a weld.

Bei der dritten Methode werden die Verbindungslöcher der Sammlerrohre ebenso wie bei der zweiten Methode dem Außendurchmesser der Querrohre angepasst, jedoch werden die Enden der Querrohre so weit durch die Verbindungslöcher der Sammlerrohre gesteckt, dass sie ein Stück über die Innenfläche der Sammlerrohre hinaus vorstehen. Dann wird der umlaufende Eckbereich zwischen dem vorstehenden Ende des Querrohrs und dem angrenzenden Rand des Verbindungsloches des Sammlerrohrs vom Innenraum des Sammlerrohrs aus mit einer Schweißnaht versehen.In the third method, as in the second method, the communicating holes of the header pipes are fitted to the outer diameter of the cross pipes, but the ends of the cross pipes are inserted through the communicating holes of the header pipes so as to protrude slightly beyond the inner surface of the header pipes. Then, the peripheral corner portion between the projecting end of the cross pipe and the adjacent edge of the communication hole of the header pipe is provided with a weld from the inside of the header pipe.

Zur Herstellung der Schweißnähte eignet sich bei allen drei Methoden das Wolfram-Inertgas-Schweißverfahren, kurz WIG-Schweißung genannt.In all three methods, the tungsten inert gas welding process, or TIG welding for short, is suitable for producing the welds.

Das WIG-Schweißen ist für den vorliegenden Anwendungsfall besonders vorteilhaft, da auf engstem Raum sehr präzise und zuverlässig geschweißt werden muss. Vorteilhaft wirkt sich dabei aus, dass nicht mit einer abschmelzenden Elektrode sondern mit einem zugeführten Schweißzusatz, beispielsweise in Form eines Schweißdrahts, gearbeitet wird, sodass die Schweißelektrode bei dem automatischen Schweißvorgang nicht nachgestellt zu werden braucht. Auch entstehen beim WIG-Schweißen keine störenden Schweißspritzer, und aufgrund des verhältnismäßig geringen und kleinräumigen Wärmeeintrags kann der Wärmeverzug gering gehalten werden.TIG welding is particularly advantageous for the present application, since it must be very precisely and reliably welded in the smallest possible space. The advantage here is that it is not working with a consumable electrode but with a supplied welding filler, for example in the form of a welding wire, so that the welding electrode need not be readjusted in the automatic welding process. Also, in TIG welding, no spattering spatters are generated, and due to the relatively small and small-scale heat input, the heat distortion can be kept low.

Zweckmäßig werden die Querrohre, nachdem sie an dem jeweiligen Sammlerrohr in ihre Schweißposition gebracht worden sind, zunächst außen an dem Sammlerrohr durch Schweißpunkte angeheftet, sodass anschließend von der Innenseite des Sammlerrohrs aus die eigentliche Schweißnaht exakt gezogen werden kann.Suitably, the cross tubes, after they have been brought to the respective collector tube in its welding position, first adhered to the outside of the header tube by welding points, so that then the actual weld can be exactly drawn from the inside of the header tube.

Die Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens arbeitet mit mindestens einem Schweißkopf, der ein Schweißgerät trägt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißkopf an einem axial verfahrbaren Trägerrohr angeordnet ist, dass der Außendurchmesser des Trägerrohrs kleiner als der Innendurchmesser des Sammlerrohrs ist und in dieses eingefahren werden kann, dass eine Fixiereinrichtung zum Festlegen des Trägerrohrs innerhalb des Sammlerrohrs vorgesehen ist, mit dem der mit dem Schweißgerät versehene Schweißkopf exakt zu der Schweißstelle positionierbar ist, und dass der Schweißkopf rotierbar rund um die auszuführende Schweißstelle ausgebildet ist. The device for carrying out the described method works with at least one welding head, which carries a welding device. The device according to the invention is characterized in particular in that the welding head is arranged on an axially movable support tube, that the outer diameter of the support tube is smaller than the inner diameter of the collector tube and can be retracted into this, that a fixing device for fixing the support tube is provided within the collector tube with which the welding head provided with the welding device can be positioned exactly to the welding point, and that the welding head is designed rotatable around the weld to be executed.

Als Fixiereinrichtung kann je eine Dreipunktbefestigung vor und hinter der Schweißstelle bzw. den Schweißstellen vorgesehen sein, die aus drei um jeweils 120° zueinander versetzten, radial verschieblichen Stößeln besteht.As fixation can ever be provided in front of and behind the welding point or the welds a three-point attachment, which consists of three offset by 120 ° to each other, radially displaceable plungers.

Zu beiden Seiten der Schweißköpfe kann je eine Zentriereinrichtung vorgesehen sein. Diese besteht zweckmäßig aus radial verschiebbaren Bolzen, die in die vor und hinter der Schweißstelle bzw. den Schweißstellen vorgesehenen Verbindungslöcher bzw. Querrohrenden eingreifen. Durch diese Maßnahme gelangen die Schweißköpfe nicht nur exakt in ihre Schweißposition, sondern sie werden auch während des Schweißvorgangs fest und genau definiert in der optimalen Position gehalten.On each side of the welding heads can be provided depending on a centering device. This expediently consists of radially displaceable bolts which engage in the connecting holes or transverse tube ends provided in front of and behind the weld or the welds. As a result of this measure, the welding heads not only arrive exactly in their welding position, but they are also held firmly and precisely defined in the optimum position during the welding process.

Die Antriebe für den Schweißkopf, für die Fixiereinrichtung und für die Zentriereinrichtung sind vorzugsweise an dem von dem Schweißkopf entfernten Ende des Trägerrohrs angeordnet, wobei die Übertragungselemente durch das Trägerrohr hindurchgeführt sind.The drives for the welding head, for the fixing device and for the centering device are preferably arranged at the end remote from the welding head of the support tube, wherein the transmission elements are passed through the support tube.

Das an dem Schweißkopf sitzende Schweißgerät ist vorzugsweise als WIG-Schweißgerät ausgebildet, wobei die zu dem Schweißgerät führenden Leitungen zur Zuführung von Strom, Schutzgas und Schweißzusatz durch das Trägerrohr verlaufen.The welding device seated on the welding head is preferably designed as a TIG welding device, wherein the lines leading to the welding device for the supply of electricity, protective gas and welding filler extend through the support tube.

Zweckmäßig sind an dem Trägerrohr zwei oder mehr Schweißköpfe in Axialrichtung hintereinander angeordnet, wobei die Abstände zwischen den Schweißköpfen den Abständen der vorgesehenen Schweißstellen entsprechen.Suitably, two or more welding heads are arranged in the axial direction one behind the other on the support tube, wherein the distances between the welding heads correspond to the distances of the intended welds.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung drei hintereinander angeordnete Schweißköpfe auf, sodass in einem Arbeitsgang drei Querrohre gleichzeitig an das Sammlerrohr angeschweißt werden können.In a preferred embodiment of the invention, the device has three successively arranged welding heads, so that in a single operation three transverse tubes can be welded simultaneously to the collector tube.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielhaft dargestellt und im Nachstehenden im Einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:The invention is illustrated by way of example in the drawing and described in detail below with reference to the drawing. Show it:

1: ein Rohrbündel, das nach einem Verfahren gemäß dem Stand der Technik zusammengeschweißt worden ist, 1 a tube bundle that has been welded together by a method according to the prior art,

2: einen Schnitt durch einen Rohranschluss, bei dem die Schweißnaht nach der ersten erfindungsgemäßen Methode aufgebracht worden ist, 2 a section through a pipe connection, in which the weld has been applied according to the first method of the invention,

3: einen Schnitt durch einen Rohranschluss, bei dem die Schweißnaht nach der zweiten erfindungsgemäßen Methode aufgebracht worden ist, 3 a section through a pipe connection, in which the weld has been applied according to the second method of the invention,

4: eine Veranschaulichung der erfindungsgemäßen dritten Methode, 4 : An illustration of the third method according to the invention,

5: einen Schnitt durch ein Sammlerrohr, in welchem das Trägerrohr mit den Schweißköpfen in Arbeitsstellung dargestellt ist, und 5 a section through a collector tube, in which the support tube is shown with the welding heads in working position, and

6: in perspektivischer Darstellung den Endbereich des Trägerrohrs. 6 in a perspective view of the end region of the support tube.

1 zeigt einen Schnitt durch einen Rohrbündelwärmeübertrager 1, zu dem eine Vielzahl von Rippenrohren 2 gehört, deren Enden 3 mit seitlich angeordneten Sammlerrohren 4 verbunden sind. 1 shows a section through a tube bundle heat exchanger 1 to which a variety of finned tubes 2 heard, whose ends 3 with laterally arranged collector tubes 4 are connected.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel sind zwei in großem Abstand voneinander angeordnete Sammlerrohr 4 vorgesehen, an die die Rippenrohre angeschweißt sind. Die Rippenrohre 2, die die Sammlerrohre 4 miteinander verbinden, weisen beispielsweise eine Länge von 16 bis 24 m auf.In the example shown in the drawing are two spaced apart collector tube 4 provided, to which the finned tubes are welded. The finned tubes 2 holding the collector pipes 4 connect with each other, for example, have a length of 16 to 24 m.

Die Sammlerrohre 4 sind an ihren einander zugewandten Enden mit vorgefertigten, runden Verbindungslöchern 5 versehen, deren Durchmesser dem Innendurchmesser der Rippenrohre 2 entspricht.The collector pipes 4 are at their ends facing each other with prefabricated, round connection holes 5 provided whose diameter is the inner diameter of the finned tubes 2 equivalent.

In dem in 1 zum Stand der Technik gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei Lagen der Rippenrohre 2 dargestellt, wobei die Enden des jeweiligen oberen und unteren Rippenrohrs derart abgebogen wird, dass es radial auf das Sammlerrohr 4 zuläuft und zu dem jeweiligen Verbindungsloch 5 fluchtet. Die Enden 3 der Rippenrohre 2 werden dann auf die Verbindungslöcher 5 aufgesetzt und von Hand an die Außenwand 6 der Sammlerrohre 4 angeschweißt. Die entsprechende Schweißnaht 7 erstreckt sich dann an der Außenseite der Sammlerrohre 4 rund um das Ende des jeweiligen Rippenrohrs 2.In the in 1 Embodiment shown in the prior art are three layers of the finned tubes 2 shown, wherein the ends of the respective upper and lower finned tube is bent such that it radially to the collector tube 4 runs and to the respective connection hole 5 flees. The ends 3 the finned tubes 2 are then on the connection holes 5 put on and by hand to the outside wall 6 the collector pipes 4 welded. The corresponding weld 7 then extends to the outside of the collector tubes 4 around the end of the respective finned tube 2 ,

Um das Herstellungsverfahren zu beschleunigen und zu verbessern, sollen die in den 2, 3 und 4 veranschaulichten Schweißmethoden vorgeschlagen werden.In order to speed up and improve the manufacturing process, should in the 2 . 3 and 4 illustrated welding methods are proposed.

Die drei erfindungsgemäßen Schweißverfahren weisen das gemeinsame Merkmal auf, dass die Schweißnähte im Gegensatz zu dem an Hand von 1 veranschaulichten bekannten Schweißverfahren nicht von außen, sondern von der Innenseite der Sammlerrohre 4 her mittels Schweißautomaten aufgebracht werden. Die Schweißköpfe 10 der Schweißautomaten werden dabei von dem offenen Ende der Sammlerrohre 4 aus in den Innenraum der Sammlerrohre 4 eingeführt. Die Geometrie der Sammlerrohre 4 und Rippenrohre 2 kann im Wesentlichen die gleiche sein wie bei dem in 1 dargestellten Beispiel zum Stand der Technik.The three welding methods according to the invention have the common feature that the welds, in contrast to the on hand of 1 illustrated known welding method not from the outside, but from the inside of the header pipes 4 be applied forth by means of welding machines. The welding heads 10 The welding machines are thereby from the open end of the collector tubes 4 out into the interior of the collector pipes 4 introduced. The geometry of the collector pipes 4 and finned tubes 2 can be essentially the same as the one in 1 illustrated example of the prior art.

In 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Herstellungsmethode dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Durchmesser der Verbindungslöcher 5 der Sammlerrohre 4 den Innendurchmessern der Rippenrohre 2 angepasst. Die Enden 3 der Rippenrohre 2 werden dann über die Verbindungslöcher 5 der Sammlerrohre 4 auf die Außenwand 6 des jeweiligen Sammlerrohrs 4 aufgesetzt. Die Schweißung erfolgt danach von der Innenseite des Sammlerrohrs 4 aus. Die entstehende Schweißnaht 8 erstreckt sich dann rund um den Berührungsbereich zwischen dem Rippenrohrende 3 und der Außenwand 6 des jeweiligen Sammlerrohrs 4.In 2 a first embodiment of a production method according to the invention is shown. In this embodiment, the diameters of the communication holes become 5 the collector pipes 4 the inner diameters of the finned tubes 2 customized. The ends 3 the finned tubes 2 then be through the connection holes 5 the collector pipes 4 on the outside wall 6 of the respective collector tube 4 placed. The welding then takes place from the inside of the collector tube 4 out. The resulting weld 8th then extends around the area of contact between the finned tube end 3 and the outer wall 6 of the respective collector tube 4 ,

Die Schweißnaht 8 wird mittels des WIG-Schweißverfahrens erzeugt. Zur Durchführung dieses Schweißverfahrens dient ein Schweißautomat 9, der später noch im Einzelnen beschrieben wird.The weld 8th is generated by means of the TIG welding process. A welding machine is used to carry out this welding process 9 , which will be described in detail later.

In 2 ist von dem Schweißautomaten 9 lediglich ein Schweißkopf 10 dargestellt, der sich um 360° um seine Längsachse 11 drehen kann und während der Schweißung eine pendelnde Bewegung ausführt.In 2 is from the welding machine 9 just a welding head 10 shown extending 360 ° about its longitudinal axis 11 can rotate and perform a pendulum motion during welding.

Bei der in 3 veranschaulichten zweiten erfindungsgemäßen Methode sind die Durchmesser der Verbindungslöcher 5 der Sammlerrohre 4 den Außendurchmessern der Rippenrohre 2 bzw. deren Enden 3 angepasst. Die Enden 3 der Rippenrohre werden dann so weit in die Verbindungslöcher 5 der Sammlerrohre 4 eingesteckt, dass sie etwa bündig mit der Innenfläche 12 der Sammlerrohre 4 abschließen. Die rund umlaufende Fuge zwischen dem jeweiligen Verbindungsloch 5 des Sammlerrohrs 4 und der Stirnseite des eingesteckten Rippenrohrs 2 wird dann vom Innenraum des Sammlerrohrs 4 mit einer Schweißnaht 13 versehen.At the in 3 illustrated second method according to the invention are the diameter of the connecting holes 5 the collector pipes 4 the outer diameters of the finned tubes 2 or their ends 3 customized. The ends 3 The finned tubes are then so far into the communication holes 5 the collector pipes 4 plugged in that they are approximately flush with the inner surface 12 the collector pipes 4 to lock. The round circumferential gap between the respective connection hole 5 of the collector pipe 4 and the front side of the inserted finned tube 2 is then from the interior of the collector tube 4 with a weld 13 Mistake.

Der Schweißkopf 10, der die Schweißnaht 13 aufbringt, muss in diesem Fall eine kreisende Bewegung über den gesamten Umfang der umlaufenden Fuge ausführen können.The welding head 10 that the weld 13 in this case must be able to perform a circular movement over the entire circumference of the circumferential joint.

In 4 ist eine dritte Methode des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden ebenso wie bei der zweiten beschriebenen Methode die Verbindungslöcher 5 der Sammlerrohre 4 den Außendurchmessern der Rippenrohre 2 bzw. deren Enden 3 angepasst. Die Enden 3 der Rippenrohre 2 werden dann so weit durch die Verbindungslöcher 5 der Sammlerrohre 4 eingesteckt, dass sie ein Stück über die Innenfläche 12 der Sammlerrohre 4 hinaus vorstehen. Die umlaufende Ecke zwischen dem vorstehenden Ende 3 des Rippenrohrs 2 und dem angrenzenden Rand des Verbindungslochs 5 des Sammlerrohrs 4 wird dann vom Innenraum des Sammlerrohrs 4 aus mit einer Schweißnaht 14 versehen.In 4 a third method of the method according to the invention is shown. In this embodiment, as well as the second described method, the communication holes 5 the collector pipes 4 the outer diameters of the finned tubes 2 or their ends 3 customized. The ends 3 the finned tubes 2 then get that far through the connection holes 5 the collector pipes 4 plugged that they are a piece over the inner surface 12 the collector pipes 4 protrude out. The circumferential corner between the protruding end 3 of the finned tube 2 and the adjacent edge of the connection hole 5 of the collector pipe 4 is then from the interior of the collector tube 4 out with a weld 14 Mistake.

Der in der Zeichnung nicht dargestellte Schweißkopf muss dann entsprechend dem Verlauf der aufzubringenden Schweißnaht 14 eine Kreisbewegung rund um das vorspringende Ende 3 des Rippenrohrs 2 ausführen, um die Schweißnaht 14 in die gegebene umlaufende Ecke zwischen dem vorspringenden Ende des Rippenrohrs 2 und der Innenfläche 12 des Sammlerrohrs 4 zu legen.The welding head, not shown in the drawing then has to according to the course of the applied weld 14 a circular movement around the projecting end 3 of the finned tube 2 Run to the weld 14 in the given circumferential corner between the projecting end of the finned tube 2 and the inner surface 12 of the collector pipe 4 to lay.

Bevor bei den drei beschriebenen Methoden der jeweilige Schweißkopf 10 zur Aufbringung der Schweißnaht in Stellung gebracht wird, werden die Enden 3 der Rippenrohre 2, nachdem sie an dem jeweiligen Sammlerrohr 4 in ihre Schweißposition gebracht worden sind, zunächst außen an dem Sammlerrohr 4 durch Schweißpunkte angeheftet. Wenn dann die zu verschweißenden Teile in ihrer exakten Relativstellung zueinander positioniert sind, wird der jeweilige Schweißkopf 10 in seine Betriebsstellung gebracht, und dann wird die Schweißnaht erzeugt.Before in the three methods described, the respective welding head 10 to place the weld in position, the ends become 3 the finned tubes 2 after putting on the respective collector tube 4 have been brought into their welding position, initially outside the collector tube 4 attached by welding points. Then, when the parts to be welded are positioned in their exact relative position to each other, the respective welding head 10 brought into its operating position, and then the weld is generated.

In 5 ist ein Ausführungsbeispiel der Schweißvorrichtung dargestellt, welche zur Ausführung der in 4 gezeigten dritten Schweißmethode dient.In 5 an embodiment of the welding device is shown, which for carrying out the in 4 shown third welding method is used.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind drei Schweißköpfe 10 in Axialrichtung hintereinander an einem Trägerrohr 15 vorgesehen, wobei die Abstände zwischen den Schweißköpfen 10 den Abständen der vorgegebenen Schweißstellen bzw. der vorgefertigten Verbindungslöcher 5 der Sammlerrohre 4 entsprechen.In this embodiment, three welding heads 10 in the axial direction one behind the other on a support tube 15 provided, with the distances between the welding heads 10 the distances of the predetermined welds or prefabricated communication holes 5 the collector pipes 4 correspond.

Das Trägerrohr 15 ist in seinem Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser des jeweiligen Sammlerrohrs 4 ausgebildet und kann folglich in dieses eingefahren werden. Wenn das Trägerrohr 15 mit den an diesem sitzenden Schweißköpfen 10 seine jeweilige Arbeitsposition erreicht hat, wird es in dieser Position fixiert. Hierzu ist eine Fixiereinrichtung 16 zum Festlegen des Trägerrohrs 15 innerhalb des Sammlerrohrs 4 vorgesehen. Die Fixiereinrichtung 16 besteht dabei aus mindestens zwei im Abstand voneinander angeordneten Dreipunktbefestigungen, die jeweils drei um 120° zueinander versetzte, radial verschiebliche Stößel 17 aufweisen. Die Stößel 17 werden gleichmäßig ausgefahren und zentrieren dadurch das Trägerrohr 15 genau mittig innerhalb des jeweiligen Sammlerrohrs 4. Die beiden Dreipunktbefestigungen liegen dabei rechts und links in einem Abstand von den Schweißköpfen 10.The carrier tube 15 is smaller in diameter than the inner diameter of the respective header pipe 4 trained and can therefore be retracted into this. When the carrier tube 15 with the welding heads sitting on it 10 has reached its respective working position, it is fixed in this position. For this purpose, a fixing device 16 for fixing the support tube 15 inside the collector tube 4 intended. The fixing device 16 consists of at least two spaced-apart three-point mountings, each three offset by 120 ° to each other, radially displaceable plunger 17 exhibit. The pestles 17 are extended evenly and thereby center the support tube 15 exactly in the middle of the respective collector tube 4 , The two three-point fasteners are located at right and left at a distance from the welding heads 10 ,

Zu beiden Seiten der Schweißköpfe 10 ist ferner eine Zentriereinrichtung 18 vorgesehen, die radial vorschiebbare Bolzen 19 aufweist. Die Bolzen 19 passen genau in die Verbindungslöcher 5 bzw. die Rippenrohrenden 3 und greifen beim Ausfahren genau in die benachbarten Verbindungslöcher 5 bzw. Rippenrohrenden 3 ein, sodass die Schweißköpfe 10 ihre exaktere Schweißposition einnehmen.On both sides of the welding heads 10 is also a centering device 18 provided, the radially advanceable bolt 19 having. Bolts 19 fit exactly in the connection holes 5 or the finned tube ends 3 and engage in the extension exactly in the adjacent communication holes 5 or finned tube ends 3 a so that the welding heads 10 assume their more exact welding position.

Die Antriebe für die Schweißköpfe 10, für die Fixiereinrichtung 16 sowie für die Zentriereinrichtung 18 sind an dem von den Schweißköpfen 10 entfernten Ende des Trägerrohrs 15 angeordnet, wobei die Übertragungselemente durch das Trägerrohr 15 hindurchgeführt sind.The drives for the welding heads 10 , for the fixation device 16 as well as for the centering device 18 are at the of the welding heads 10 remote end of the support tube 15 arranged, wherein the transmission elements through the support tube 15 passed through.

Die an den Schweißköpfen 10 sitzenden Schweißgeräte 20 arbeiten nach dem WIG-Schweißverfahren. Die zu den Schweißgeräten 20 führenden Leitungen zur Zuführung von Strom, Schutzgas und Schweißzusatz verlaufen ebenfalls durch das Trägerrohr 15 und werden von dem außerhalb der Sammlerrohre 4 befindlichen Ende des jeweiligen Trägerrohrs 15 her gespeist.The at the welding heads 10 sitting welding equipment 20 work according to the TIG welding process. The to the welding equipment 20 leading lines for the supply of electricity, inert gas and welding filler also run through the support tube 15 and are from the outside of the collector pipes 4 located end of the respective support tube 15 fed.

In 6 ist das Arbeitsende des in 5 bereits im Schnitt gezeigten Trägerrohrs 15 im Detail in perspektivischer Ansicht dargestellt. Das Arbeitsende des Trägerrohrs 15 ist mit drei hintereinander angeordneten Schweißgeräten 20 versehen, deren Abstände genau den Verbindungslöchern 5 der Sammlerrohre 4 entsprechen. Dadurch ist es möglich, dass drei Schweißungen gleichzeitig in einem Arbeitsgang automatisch ausgeführt werden können.In 6 is the working end of the in 5 already shown in section support tube 15 shown in detail in perspective view. The working end of the support tube 15 is with three welding devices arranged one behind the other 20 provided whose distances exactly the connecting holes 5 the collector pipes 4 correspond. This makes it possible that three welds can be performed automatically at the same time in one operation.

Wenn das Trägerrohr 15 in seine exakte Arbeitsposition gebracht worden ist, erfolgt eine Fixierung des Trägerrohrs 15 innerhalb des jeweiligen Sammlerrohrs 4. Die Festlegung erfolgt mit der Fixiereinrichtung 16, die zu beiden Seiten der Schweißgeräte 20 mit den drei um jeweils 120° zueinander versetzten Stößeln 17 versehen ist. Die Stößel 17 werden dabei ausgefahren und legen sich fest gegen die Innenwand 12 des jeweiligen Sammlerrohrs 4 an. Der Antrieb der Stößel 17 erfolgt, wie gesagt, über einen von außen durch das Trägerrohr 15 geführten Antrieb.When the carrier tube 15 has been brought into its exact working position, there is a fixation of the support tube 15 within the respective collector tube 4 , The determination takes place with the fixing device 16 that are on both sides of the welders 20 with the three tappets offset by 120 ° from each other 17 is provided. The pestles 17 are extended and lie firmly against the inner wall 12 of the respective collector tube 4 at. The drive of the ram 17 takes place, as I said, one from the outside through the support tube 15 guided drive.

In gleicher Weise werden auch die zu der Zentriereinrichtung 18 gehörenden beiden Bolzen 19 angetrieben, die nach oder gleichzeitig mit dem Ausfahren der Stößel 17 in die Verbindungslöcher 5 geschoben werden, die jeweils vor und hinter dem Schweißbereich liegen.In the same way, those too become the centering device 18 belonging to both bolts 19 driven after or simultaneously with the extension of the plunger 17 in the connection holes 5 be pushed, each lying in front of and behind the welding area.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die drei zur Erfindung gehörenden Schweißmethoden sehr schnell, präzise und zuverlässig ausgeführt werden. Verglichen mit dem in 1 veranschaulichten Stand der Technik ist dadurch ein wesentlich rationelleres Arbeiten möglich, welches zu einem besseren und preiswerteren Produkt führt.With the aid of the device according to the invention, the three welding methods belonging to the invention can be carried out very quickly, precisely and reliably. Compared with in 1 As a result, it is possible to work much more rationally, which leads to a better and cheaper product.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Rohrbündelwärmeübertrager Shell and tube heat exchanger
22
Rippenrohre finned tubes
33
Enden der Rippenrohre Ends of the finned tubes
44
Sammlerrohre manifolds
55
Verbindungslöcher connecting holes
66
Außenwand der Sammlerrohre Exterior wall of the collector pipes
77
Schweißnaht Weld
88th
Schweißnaht Weld
99
Schweißautomat welding machine
1010
Schweißkopf welding head
1111
Längsachse der Schweißkopfes Longitudinal axis of the welding head
1212
Innenfläche der Sammlerrohre Inner surface of the collector pipes
1313
Schweißnaht Weld
1414
Schweißnaht Weld
1515
Trägerrohr support tube
1616
Fixiereinrichtung fixing
1717
Stößel tappet
1818
Zentriereinrichtung centering
1919
Bolzen bolt
2020
Schweißgeräte welding equipment

Claims (12)

Verfahren zur Herstellung von Rohrbündelwärmeübertragern, bestehend aus im Abstand voneinander angeordneten und im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Sammlerrohren und einer Mehrzahl von Querrohren, deren Enden an vorgefertigte Verbindungslöcher der Sammlerrohre angeschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißung von der Innenseite der Sammlerrohre her mittels Schweißautomaten durchgeführt wird, wobei die Schweißköpfe der Schweißautomaten von den offenen Enden der Sammlerrohre aus in den Innenraum der Sammlerrohre eingeführt werden.A process for the production of tube bundle heat exchangers, consisting of spaced apart and substantially mutually parallel manifold tubes and a plurality of transverse tubes whose ends are welded to prefabricated communication holes of the collector tubes, characterized in that the weld is carried out from the inside of the header pipes by means of automatic welding machines, wherein the welding heads of the welding machines are introduced from the open ends of the header pipes into the interior of the header pipes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser der Verbindungslöcher der Sammlerrohre den Innendurchmessern der Querrohre angepasst werden, dass die Enden der Querrohre über die Verbindungslöcher der Sammlerrohre auf die Außenwand des jeweiligen Sammlerrohrs aufgesetzt werden und dass die Schweißung von der Innenseite der Sammlerrohre her rundum den Berührungsbereich zwischen Querrohrende und Sammlerrohr erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that the diameter of the connecting holes of the header tubes are adapted to the inner diameters of the transverse tubes, that the ends of the transverse tubes are placed on the outer wall of the respective header tube via the connecting holes of the header tubes and that the weld from the inside of the header tubes forth around the contact area between the cross tube end and collector tube takes place. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser der Verbindungslöcher der Sammlerrohre dem Außendurchmesser der Querrohre angepasst werden, dass die Enden der Querrohre so weit in die Verbindungslöcher der Sammlerrohre eingesteckt werden, dass sie etwa bündig mit der Innenfläche der Sammlerrohre abschließen und dass die rundum laufende Fuge zwischen dem jeweiligen Verbindungsloch des Sammlerrohrs und der Stirnseite des eingesteckten Querrohrs vom Innenraum des Sammlerrohrs aus mit einer Schweißnaht versehen wird.A method according to claim 1, characterized in that the diameter of the connecting holes of the collector tubes are adapted to the outer diameter of the transverse tubes, that the ends of the transverse tubes are inserted so far into the connecting holes of the collector tubes that they are approximately flush with the inner surface of the collector tubes and that the all around running joint between the respective connection hole of the collector tube and the end face of the inserted cross tube from the interior of the collector tube is provided with a weld. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser der Verbindungslöcher der Sammlerrohre dem Außendurchmesser der Querrohre angepasst werden, dass die Enden der Querrohre so weit durch die Verbindungslöcher der Sammlerrohre eingesteckt werden, dass sie ein Stück über die Innenfläche der Sammlerrohre hinaus vorstehen, und dass der umlaufende Eckbereich zwischen dem vorstehenden Ende des Querrohrs und dem angrenzenden Rand des Verbindungsloches des Sammlerrohrs vom Innenraum des Sammlerrohrs aus mit einer Schweißnaht versehen wird.A method according to claim 1, characterized in that the diameter of the connecting holes of the collector tubes are adapted to the outer diameter of the transverse tubes, that the ends of the transverse tubes are inserted so far through the connecting holes of the collector tubes, that they project slightly beyond the inner surface of the collector tubes, and in that the circumferential corner region between the projecting end of the cross tube and the adjacent edge of the connecting hole of the collector tube is provided with a weld seam from the interior of the collector tube. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnähte mittels einer Wolfram-Inertgas-Schweißung (WIG-Schweißung) hergestellt werden.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the welds are produced by means of a tungsten inert gas welding (TIG welding). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Querrohre, nachdem sie an dem jeweiligen Sammlerrohr in ihre Schweißposition gebracht worden sind, zunächst außen an dem Sammlerrohr durch Schweißpunkte angeheftet werden.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the transverse tubes, after they have been brought to the respective collector tube in its welding position, are first adhered to the outside of the collector tube by welding points. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit mindestens einem Schweißkopf (10), der ein Schweißgerät (20) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißkopf (10) an einem axial verfahrbaren Trägerrohr (15) angeordnet ist, dass das Trägerrohr (15) im Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Sammlerrohrs (4) ist und in dieses eingefahren werden kann, dass eine Fixiereinrichtung (16) zum Festlegen des Trägerrohrs (15) innerhalb des Sammlerrohrs (4) vorgesehen ist, mit dem der mit dem Schweißgerät (20) versehene Schweißkopf (10) exakt zu der Schweißstelle positionierbar ist, und dass der Schweißkopf (10) rotierbar rund um die auszuführende Schweißstelle ausgebildet ist.Device for carrying out the method according to claim 1 with at least one welding head ( 10 ), which is a welder ( 20 ), characterized in that the welding head ( 10 ) on an axially movable carrier tube ( 15 ) is arranged, that the support tube ( 15 ) smaller in diameter than the inner diameter of the collector tube ( 4 ) and can be moved into this, that a fixing device ( 16 ) for fixing the support tube ( 15 ) within the collector tube ( 4 ), with which the with the welding device ( 20 ) provided welding head ( 10 ) is exactly positioned to the weld, and that the welding head ( 10 ) is rotatably formed around the weld to be executed. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung (16) aus je einer Dreipunktbefestigung vor und hinter der Schweißstelle besteht, die jeweils drei um 120° zueinander versetzte, radial verschiebliche Stößel (17) aufweist.Apparatus according to claim 7, characterized in that the fixing device ( 16 ) consists of a three-point attachment in front of and behind the welding point, the three offset by 120 ° to each other, radially displaceable plunger ( 17 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zu beiden Seiten des Schweißkopfes (10) je eine Zentriereinrichtung (18) vorgesehen ist, dass die Zentriereinrichtung (18) radial verschiebbare Bolzen (19) aufweist und dass die Bolzen (19) in die vor und hinter der Schweißstelle vorgesehenen Verbindungslöcher (5) bzw. Querrohrenden (3) eingreifen.Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that on both sides of the welding head ( 10 ) one centering device each ( 18 ) is provided that the centering device ( 18 ) radially displaceable bolts ( 19 ) and that the bolts ( 19 ) into the connecting holes provided in front of and behind the weld ( 5 ) or transverse tube ends ( 3 ) intervene. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe für den Schweißkopf (10), für die Fixiereinrichtung (16) und für die Zentriereinrichtung (18) an dem von dem Schweißkopf (10) entfernten Ende des Trägerrohrs 15 angeordnet sind und dass die von den Antrieben ausgehenden Übertragungselemente durch das Trägerrohr 15 hindurchgeführt sind.Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the drives for the welding head ( 10 ), for the fixing device ( 16 ) and for the centering device ( 18 ) at the of the welding head ( 10 ) distal end of the support tube 15 are arranged and that the outgoing of the drives transmission elements through the support tube 15 passed through. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das an dem Schweißkopf (10) sitzende Schweißgerät (20) ein WIG-Schweißgerät ist und dass die zu dem Schweißgerät führenden Leitungen zur Zuführung von Strom, Schutzgas und Schweißzusatz durch das Trägerrohr (15) verlaufen.Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the at the welding head ( 10 ) sitting welding machine ( 20 ) is a TIG welding device and that the lines leading to the welding device for supplying current, inert gas and welding filler through the support tube ( 15 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Schweißköpfe (10) in Axialrichtung hintereinander an dem Trägerrohr (15) vorgesehen sind, wobei die Abstände zwischen den Schweißköpfen den Abständen der vorgesehenen Schweißstellen entsprechen.Device according to one of claims 7 to 11, characterized in that two or more welding heads ( 10 ) in the axial direction one behind the other on the support tube ( 15 ) are provided, wherein the distances between the welding heads correspond to the distances of the intended welds.
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CN111438267A (en) * 2020-04-07 2020-07-24 万强 Stamping processing die for collecting pipe of condenser of automobile air conditioner
CN111438267B (en) * 2020-04-07 2021-12-10 宜兴市伟捷精密机械有限公司 Stamping processing die for collecting pipe of condenser of automobile air conditioner

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