DE112015000487T5

DE112015000487T5 - Verfahren zur Herstellung eines Rohres, und Rohr

Info

Publication number: DE112015000487T5
Application number: DE112015000487.4T
Authority: DE
Inventors: Tadakazu Sakaguchi; Hirokazu Nishimura
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2014-01-23
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2016-11-10
Also published as: KR20160102280A; US10710199B2; JP6225037B2; US10307865B2; US20160332258A1; JP2015136727A; CN105934306B; WO2015111464A1; KR20180094120A; US20190240779A1; CN105934306A; KR101986969B1

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines Rohres, und ein Rohr, wobei eine leistungsstarke Dichtung zwischen der Mehrzahl an Löchern, die in den Rohrkörpern vorgesehen sind, durch die folgenden Schritte sichergestellt werden kann:
Koppeln eines ersten Rohrkörpers (100) und eines zweiten Rohrkörpers (200) in Position durch Einführen eines ersten Einsatzabschnitts (301) eines Verbindungsstiftes (300) in einen Endabschnitt eines ersten Lochs (101) des ersten Rohrkörpers (100) und durch Einführen eines zweiten Einsatzabschnitts (302) in einen Endabschnitt eines ersten Lochs (201) des zweiten Rohrkörpers (200);
Schweißen rund um einen gesamten Außenumfangsabschnitt des gekoppelten Abschnitts des ersten Rohrkörpers (100) und des zweiten Rohrkörpers (200) und rund um einen gesamten Innenumfangsabschnitt der ersten Löcher (101, 201), in die der Verbindungsstift (300) eingeführt ist; und
Entfernen des im ersten Loch (101) des ersten Rohrkörpers (100) und im ersten Loch (201) des zweiten Rohrkörpers (200) verbliebenen Verbindungsstiftes (300).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rohres mit einer Mehrzahl von in Längsrichtung orientierten Innenbohrungen, und ein Rohr, das durch dieses Verfahren zur Herstellung eines Rohres hergestellt wird.
Stand der Technik
Verfahren zur Herstellung eines Rohres mit in Längsrichtung orientierten Innenbohrungen umfassen beispielsweise ein Verfahren zur Bearbeitung von Löchern in einem stabförmigen Element unter Verwendung eines Werkzeugs, wie zum Beispiel einen Bohrer. Wenn das stabförmige Element allerdings lang ist und die gebildeten Löcher einen kleinen Durchmesser aufweisen, wird ein langer und dünner Bohreinsatz verwendet. Ein Drall, der an der Spitze des Bohreinsatzes entsteht, wenn sich ein solcher Bohreinsatz dreht, schränkt die Leistung der Bearbeitung der Löcher ein. Um dagegen vorzugehen, können Löcher in stabförmigen Elementen kürzer als eine vorher festgelegte Länge geschnitten werden und durch die Verbindung dieser stabförmigen Elemente auf geradlinige Weise kann ein Rohr mit einer vorher festgelegten Länge mit Innenbohrungen hergestellt werden.
Beispiele eines solchen Verfahrens zur Herstellung eines Rohres umfassen die Technologie in den nachstehend beschrieben Patentdokumenten. Patentdokument 1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines hydrogeformten Rohres, wobei das Verfahren das Reibrührschweißen eines Anlageabschnittes einer Mehrzahl von zylindrischen Metallleitungen in einer koaxialen Anordnung umfasst, wobei eine dickwandige zylindrische Stützvorrichtung aus steifem Material im Anlageabschnitt angeordnet ist, um den Anlageabschnitt abzustützen. Das Reibrührschweißen wird durch ein rotierendes Werkzeug und einem Stift ausgeführt, die bei großen Geschwindigkeiten einstückig gedreht werden und in den Anlageabschnitt eingeführt sind, wobei sie den Anlageabschnitt in der Umfangsrichtung durchlaufen. Patentdokument 2 beschreibt das Verbinden zweier Säulen durch Schweißen von Endabschnitten der beiden Säulen, wobei das Verbinden ausgeführt wird, nachdem ein erster Eingriffsabschnitt eines die Säule stützenden Metalls in einen oberen Endabschnitt einer unteren Säule eingeführt wird, ein unterer Endabschnitt einer oberen Säule an der Außenseite des zweiten Eingriffsabschnittes des die Säule stützenden Metalls angebracht und befestigt wird, und die oberen und die unteren Säulen in Anlage gebracht werden, was durch das die Säule stützende Metall vermittelt wird.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentdokumente

Patentliteratur 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2004-042049A
Patentdokument 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. H11-216594A

Kurzfassung der Erfindung
Technisches Problem
Die herkömmlichen Verfahren zur Herstellung eines Rohres, die oben beschrieben wurden, sind nicht für die Anwendung in der Herstellung von Rohren mit Innenbohrungen, die leistungsstarke Dichtungsanforderungen aufweisen, geeignet. Zur Erklärung umfassen Verfahren nach dem Stand der Technik die Anlage von Endabschnitten von zwei Rohren, die durch eine Vorrichtung vermittelt werden, und die Verbindung dieses Anlageabschnittes durch Schweißen der Außenseite davon. Als Alternative werden im Fall der Verbindung von zwei Rohren mit einer Mehrzahl von Innenbohrungen die Endabschnitte der beiden Rohre mit einer Vorrichtung, die in jedes der Löcher eingeführt ist, in Anlage gebracht. Dann wird der Anlageabschnitt durch Schweißen mit der Außenseite davon verbunden. Mit diesen Verfahren wird der Außenumfangsabschnitt der verbundenen Rohre mit dem Anlageabschnitt verbunden, aber im Bereich rund um die Löcher werden die Endflächen einfach in Anlage gebracht. Folglich besteht keine ausreichende Dichtung. Wenn unterschiedliche Flüssigkeiten durch die Löcher eines solchen verbundenen Rohres fließen würden, würde die Flüssigkeit vom verbundenen Abschnitt des Rohres austreten und die unterschiedlichen Flüssigkeiten würden sich vermischen.
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Rohres mit einer vorher festgelegten Länge mit einer leistungsstarken Dichtung zwischen einer Mehrzahl von Innenbohrungen, und ein Rohr zur Verfügung zu stellen.
Technische Lösung
Zur Erreichung der oben beschriebenen Ziele ist ein Verfahren zur Herstellung eines Rohres, das mit einem ersten Rohrkörper, welcher eine Mehrzahl von Löchern beinhaltet, und einen zweiten Rohrkörper, welcher eine Mehrzahl von Löchern beinhaltet, vorgesehen ist, die auf geradlinige Weise verbunden sind, ein Verfahren, das die folgenden Schritte umfasst:
Koppeln des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers in Position durch Einführen eines ersten Endabschnitts eines Verbindungsstiftes in einen Endabschnitt eines Lochs der Mehrzahl an Löchern des ersten Rohrkörpers und Einführen eines zweiten Endabschnitts des Verbindungsstiftes in einen Endabschnitt eines Lochs der Mehrzahl an Löchern des zweiten Rohrkörpers;
Schweißen rund um einen gesamten Außenumfangsabschnitt des gekoppelten Abschnitts des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers und rund um einen gesamten Innenumfangsabschnitt der Löcher, in die der Verbindungsstift eingeführt ist; und
Entfernen des in den Löchern des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers verbliebenen Verbindungsstiftes.
Dementsprechend wird der Schmelzabschnitt durch Schweißen rund um den gesamten Außenumfangsabschnitt des gekoppelten Abschnitts der Rohrkörper und rund um den gesamten Innenumfangsabschnitt der Löcher, in die der Verbindungsstift eingeführt ist, zwischen den Löchern gebildet, um eine leistungsstarke Dichtung sicherzustellen. Weiters kann das Rohr mit der vorher festgelegten Länge durch Entfernen des in den Löchern der Rohrkörper verbliebenen Verbindungsstiftes einfach hergestellt werden.
Beim Verfahren zur Herstellung eines Rohres gemäß der vorliegenden Erfindung, ist der in den Löchern des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers verbliebene Verbindungsstift, auf einen Durchmesser zugeschnitten, der identisch mit demjenigen der Löcher des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers ist.
Folglich kann der in den Löchern verbliebene Verbindungsstift einfach entfernt werden, wobei die Löcher der Rohrkörper als Führung verwendet werden. Weiters können durch das Zuschneiden des Verbindungsstiftes auf einen Durchmesser, der mit demjenigen der Löcher identisch ist, äußerst präzise Löcher mit einer vorher festgelegten Länge gebildet werden.
Im Verfahren zur Herstellung eines Rohres gemäß der vorliegenden Erfindung sind der erste Rohrkörper und der zweite Rohrkörper jeweils mit einem Passloch mit einem Innendurchmesser, der größer als jener der Löcher ist, versehen, wobei das Passloch an dem Endabschnitt der Löcher angeordnet ist; und
der Verbindungsstift ist mit einem Paar Einsatzabschnitte, die in die Löcher des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers eingeführt werden können, und einem Befestigungsabschnitt, der in den Passlöchern des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers angebracht werden kann, versehen, wobei der Befestigungsabschnitt zwischen dem Paar Einsatzabschnitte angeordnet ist.
Folglich kann der Verbindungsstift dadurch, dass die Einsatzabschnitte des Verbindungsstiftes in die Löcher der Rohrkörper eingeführt sind und der Befestigungsabschnitt in die Passlöcher der Rohrkörper eingeführt ist, mit einer entsprechenden Länge in den Rohrkörpern eingeführt werden und die Rohrkörper mit dem im Inneren angeordneten Verbindungsstift können entsprechend vom Außenumfangsabschnitt geschweißt werden.
Beim Verfahren zur Herstellung eines Rohres gemäß der vorliegenden Erfindung, wird der gekoppelte Abschnitt des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers mit einer Breite geschweißt, die größer als die Länge des Befestigungsabschnitts des Verbindungsstiftes ist.
Folglich bringt der gesamte Befestigungsabschnitt des Verbindungsstiftes den Schmelzabschnitt ein, was die Dichtung sicherstellt.
Beim Verfahren zur Herstellung eines Rohres gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Verbindungsstift ein massives Element.
Dadurch wird verhindert, dass die Löcher schmelzen und sich verformen, wenn Schweißarbeiten ausgeführt werden.
Das Verfahren zur Herstellung eines Rohres gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ferner einen Schritt, bei dem ein Mittelloch gebildet wird, indem ein Mittelabschnitt des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers zum Schmelzabschnitt geschnitten wird, nachdem der erste Rohrkörper und der zweite Rohrkörper, welche jeweils eine Mehrzahl von Umfangslöchern, die auf der Außenumfangsabschnittsseite, beabstandet in vorher festgelegten Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet sind, umfasst, rund um den gesamten Außenumfangsabschnitt des gekoppelten Abschnitts des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers und rund um den gesamten Innenumfangsabschnitt der Umfangslöcher, in die der Verbindungsstift eingeführt ist, geschweißt werden.
Indem dadurch der Mittelabschnitt des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers zum Schmelzabschnitt geschnitten wird, um das Mittelloch zu bilden, besteht der verbundene Abschnitt des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers gänzlich aus dem Schweißbereich, was die Dichtung sicherstellt.
Ein Rohr der vorliegenden Erfindung umfasst einen ersten Rohrkörper einschließlich einer Mehrzahl von Löchern; einen zweiten Rohrkörper einschließlich einer Mehrzahl von Löchern, wobei die Rohrkörper auf geradlinige Weise verbunden sind; und einen Schmelzbereich, der rund um den gesamten verbundenen Abschnitt des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers gebildet ist.
Folglich kann eine vorher festgelegte Länge sichergestellt werden und eine leistungsstarke Dichtung zwischen jedem einzelnen Loch, das in den Rohrkörpern vorgesehen ist, wird sichergestellt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß einem Verfahren zur Herstellung eines Rohres, und eines Rohres gemäß der vorliegenden Erfindung, wird ein Rohr hergestellt, indem der erste Endabschnitt des Verbindungsstiftes in den Endabschnitt des Lochs des ersten Rohrkörpers und der zweite Endabschnitt in den Endabschnitt des Lochs des zweiten Rohrkörpers eingeführt wird, wobei der gekoppelte Abschnitt der Rohrkörper rund um den gesamten Außenumfangsabschnitt und um den gesamten Innenumfangsabschnitt der Löcher, in die der Verbindungsstift eingeführt ist, geschweißt wird und indem der in den Löchern verbliebene Verbindungsstift entfernt wird. Die vorliegende Erfindung kann folglich ein Rohr mit einer vorher festgelegten Länge mit einer leistungsstarken Dichtung zwischen der Mehrzahl von Innenbohrungen bereitstellen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Vorrichtung zum Herstellen eines Rohres der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Seitenansicht eines abgeschnittenen Rohres der vorliegenden Ausführungsform.
3 ist eine Querschnittsansicht eines Rohres.
4 ist eine schematische Ansicht eines Verfahrens zur Herstellung eines Rohres der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine schematische Ansicht des Verfahrens zur Herstellung eines Rohres der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Querschnittsansicht, vorgenommen entlang einer Linie VI-VI von 5.
7 ist eine schematische Ansicht des Verfahrens zur Herstellung eines Rohres der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine Querschnittsansicht, vorgenommen entlang einer Linie VIII-VIII von 7.
9 ist eine schematische Ansicht des Verfahrens zur Herstellung eines Rohres der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine schematische Ansicht des Verfahrens zur Herstellung eines Rohres der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine Querschnittsansicht, vorgenommen entlang einer Linie XI-XI von 10.
Beschreibung der Ausführungsformen
Bevorzugte Ausführungsformen eines Verfahrens zur Herstellung eines Rohres und ein Rohr gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung durch diese Ausführungsformen nicht eingeschränkt, und wenn eine Mehrzahl von Ausführungsformen vorhanden ist, umfasst sie Kombinationen dieser unterschiedlichen Ausführungsformen.
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Vorrichtung zum Herstellen eines Rohres gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1 dargestellt umfasst die Vorrichtung zum Herstellen eines Rohres gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Trägermedium (nicht dargestellt), durch das das Rohr P abgestützt wird, und eine Drehantriebseinheit 11, die das Rohr P derart abstützt, damit die Drehung in der Pfeilrichtung ermöglicht wird. Ein Laserschmelzkopf 12 ist über dem Rohr P angebracht. Der Laserschweißkopf 12 umfasst ein optisches System 13 und eine Gasdüse 14. Der Laserschweißkopf 12 ist mit einem Laser-Oszillator 16 über ein Lichtwellenleiterkabel 15 verbunden.
Ferner ist eine Kühldüse 17 neben dem Laserschweißkopf 12 über dem Rohr P vorgesehen. Eine Schutzgas-Zuführeinheit 18 ist mit dem Laserschmelzkopf 12 über eine erste Zuführdüse 19 verbunden und wird mit der Kühldüse 17 über eine zweite Zuführdüse 20, welche von der ersten Zuführdüse 19 abzweigt, verbunden. In dieser Konfiguration sind der Laserschweißkopf 12 und die Kühldüse 17 an gegenüberliegenden Positionen in Bezug auf eine Vertikallinie, die durch die Mitte des Rohres P verläuft, angeordnet.
Ein Sensor 21 ist vorgesehen, der die Drehgeschwindigkeit und die Drehposition des Rohres P erfasst. Ein Steuergerät 22 ist vorgesehen, der die Drehantriebseinheit 11, den Laser-Oszillator 16 und die Schutzgas-Zuführeinheit 18 als Reaktion zu den Drehgeschwindigkeiten und Drehpositionen, die vom Sensor 21 erfasst werden, steuert.
Diese Konfiguration arbeitet mit der Drehantriebseinheit 11, die das Rohr B dreht, während ein Laserstrahl, der durch das Lichtwellenleiterkabel 15 übertragen und durch das optische System 13 fokussiert wird, vom Laserschweißkopf 12 an einem Anlageabschnitt abgegeben wird, und ein Schutzgas, welches die Oxidation des Schweißbereichs (Schmelzabschnitt) verhindert, wird von der Gasdüse 14 versprüht. Zusätzlich wird Schutzgas von der Kühldüse 17 versprüht, um den Schweißbereich zu kühlen.
Das Verfahren zur Herstellung eines Rohres gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Herstellen eines Rohres mit einer Mehrzahl von in Längsrichtung orientierten Innenbohrungen unter Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung für die Herstellung eines Rohres.
2 ist eine Seitenansicht eines abgeschnittenen Rohres gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 3 ist eine Querschnittsansicht dieses Rohres.
Wie in 2 dargestellt, ist das Rohr P durch einen ersten Rohrkörper 100, einschließlich einer Mehrzahl von Löchern 101, 102 (neun in der vorliegenden Ausführungsform), und einen zweiten Rohrkörper 200, einschließlich einer Mehrzahl von Löchern 201, 202 (neun in der vorliegenden Ausführungsform) gebildet. Die Rohrkörper 100, 200 sind auf geradlinige Weise verbunden, die Löcher 101 und 201 und die Löcher 102 und 202 stehen miteinander in Verbindung, da sie eine gemeinsame Mitte teilen, und ein Schmelzabschnitt (Schweißbereich) W ist rund um den verbundenen Abschnitt des ersten Rohrkörpers 100 und des zweiten Rohrkörpers 200 gebildet. Hier ist der Begriff „Schmelzabschnitt” analog zu „Schweißbereich” und bezieht sich auf eine Region des Grundmaterials, das zuerst geschmolzen und dann verfestigt wird.
Hier sind die ersten Löcher (Umfangslöcher) 101, 201 Löcher mit einem kleinen Durchmesser. Die ersten Löcher 101, 201 befinden sich im gleichen Abstand von der Mitte O der Rohrkörper 100, 200 und haben gleichmäßige Abstände untereinander in der Umfangsrichtung. Die zweiten Löcher (Mittellöcher) 102, 202 sind Löcher mit einem Durchmesser, der größer als jener der ersten Löcher 101, 201, welche sich in der Mitte O der Rohrkörper 100, 200 befinden, ist.
Nun wird das Verfahren zur Herstellung eines Rohres gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausführlich beschrieben.
4 ist eine schematische Ansicht des Verfahrens zur Herstellung eines Rohres gemäß der vorliegenden Erfindung. 5 ist eine schematische Ansicht des Verfahrens zur Herstellung eines Rohres gemäß der vorliegenden Erfindung. 6 ist eine Querschnittsansicht, vorgenommen entlang der Linie VI-VI von 5. 7 ist eine schematische Ansicht des Verfahrens zur Herstellung eines Rohres gemäß der vorliegenden Erfindung. 8 ist eine Querschnittsansicht, vorgenommen entlang der Linie VIII-VIII von 7. 9 ist eine schematische Ansicht des Verfahrens zur Herstellung eines Rohres gemäß der vorliegenden Erfindung. 10 ist eine schematische Ansicht des Verfahrens zur Herstellung eines Rohres gemäß der vorliegenden Erfindung. 11 ist eine Querschnittsansicht, vorgenommen entlang der Linie XI-XI von 10.
Das Verfahren zur Herstellung eines Rohres gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Verfahren, durch das der erste Rohrkörper 100, welcher die Mehrzahl von Löchern 101 umfasst, und der zweite Rohrkörper 200, welcher die Mehrzahl von Löchern 201 umfasst, auf geradlinige Weise verbunden werden. Dieses Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Koppeln des ersten Rohrkörpers 100 und des zweiten Rohrkörpers 200 in Position durch Einführen eines ersten Endabschnitts des Verbindungsstiftes 300 in einen Endabschnitt des ersten Lochs 101 des ersten Rohrkörpers 100 und durch Einführen eines zweiten Endabschnitts des Verbindungsstiftes 300 in einen Endabschnitt des Lochs 201 des zweiten Rohrkörpers 200; Schweißen rund um den gesamten Außenumfangsabschnitt des gekoppelten Abschnitts des ersten Rohrkörpers 100 und des zweiten Rohrkörpers 200 und rund um den gesamten Innenumfangsabschnitt der Löcher 101, 201, in die der Verbindungsstift 300 eingeführt ist; und Entfernen des im Loch 101 des ersten Rohrkörpers 100 und des Lochs 201 des zweiten Rohrkörpers 200 verbliebenen Verbindungsstiftes 300.
Nachstehend wird das Verfahren zur Herstellung eines Rohres gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausführlich beschrieben.
Wie in 4 dargestellt ist der erste Rohrkörper 100 mit einer Mehrzahl von ersten Löchern 101 und Passlöchern 103 versehen, die am Endabschnitt zur Seite, die verbunden ist, gebildet sind. Die Passlöcher 103 weisen einen Innendurchmesser auf, der größer als jener der ersten Löcher 101 ist. Die Passlöcher 103 sind scheibenförmig, stehen mit den ersten Löchern 101 in Verbindung und sind zu einer Endfläche 104 des ersten Rohrkörpers 100 zur Seite, die verbunden ist, offen. Der zweite Rohrkörper 200 ist mit einer Mehrzahl von ersten Löchern 201 und Passlöchern 203 versehen, die am Endabschnitt zur Seite, die verbunden ist, gebildet sind. Die Passlöcher 203 weisen einen Innendurchmesser auf, der größer als jener der ersten Löcher 201 ist. Die Passlöcher 203 sind scheibenförmig, stehen mit den ersten Löchern 201 in Verbindung und sind zu einer Endfläche 204 des zweiten Rohrkörpers 200 zur Seite, die verbunden ist, offen. Die ersten Löcher 101 des ersten Rohrkörpers 100 sind mit der Abmessung der ersten Löcher 201 des zweiten Rohrkörpers 200 identisch, und die Passlöcher 103 des ersten Rohrkörpers 100 sind mit der Abmessung der Passlöcher 203 des zweiten Rohrkörpers 200 identisch.
Weiters ist der erste Rohrkörper 100 mit einem zylindrischen vorstehenden Abschnitt 105, der auf der Endfläche 104 gebildet ist, welche sich zentraler als die Mehrzahl der ersten Löcher 101 befindet, vorgesehen. Der zweite Rohrkörper 200 ist mit einem zylindrischen vertieften Abschnitt 205, der auf der Endfläche 204 gebildet ist, welche sich zentraler als die Mehrzahl der ersten Löcher 201 befindet, vorgesehen.
Der Verbindungsstift 300 ist ein massives Element und umfasst einen ersten Einsatzabschnitt 301, welcher in die ersten Löcher 101 des ersten Rohrkörpers 100 eingeführt werden kann, und einen zweiten Einsatzabschnitt 302, welcher in die ersten Löcher 201 des zweiten Rohrkörpers 200 eingeführt werden kann. Zusätzlich umfasst der Verbindungsstift 300 einen Befestigungsabschnitt 303 zwischen den Einsatzabschnitten 301, 302. Der Befestigungsabschnitt 303 passt mit den Passlöchern 103, 203 der Rohrkörper 100, 200 zusammen. Der Befestigungsabschnitt 303 hat eine Breite, die der kumulierten Tiefe der Passlöcher 103, 203 entspricht.
Wie in 5 und 6 dargestellt wird, wird der erste Einsatzabschnitt 301 des Verbindungsstiftes 300 in den Endabschnitt des ersten Loches 101 des ersten Rohrkörpers 100 eingeführt und ein Teil des Befestigungsabschnitts 303 wird in den Befestigungsabschnitt 103 des ersten Rohrkörpers 100 eingeführt. Danach wird der zweite Einsatzabschnitt 302 des Verbindungsstiftes 300 in den Endabschnitt des ersten Loches 201 des zweiten Rohrkörpers 200 eingeführt und ein Teil des Befestigungsabschnitts 303 wird in den Befestigungsabschnitt 203 des zweiten Rohrkörpers 200 eingeführt. In diesem Fall werden die Verbindungsstifte 300 in alle ersten Löcher 101, 201 des ersten Rohrkörpers 100 und des zweiten Rohrkörpers 200 eingeführt. Auch hier rasten der vorstehende Abschnitt 105 des ersten Rohrkörpers 100 und der vertiefte Abschnitt 205 des zweiten Rohrkörpers 200 ein. Folglich wird der erste Rohrkörper 100 und der zweite Rohrkörper 200 in Bezug auf die Umfangsrichtung und die Radialrichtung in Position gekoppelt, wobei die Endflächen 104, 204 in engem Kontakt stehen, ohne Freiräume untereinander aufzuweisen, und die in Verbindung stehenden ersten Löcher 101, 201 haben eine gemeinsame Mitte.
Weiters werden der erste Rohrkörper 100 und der zweite Rohrkörper 200 durch Schweißen unter Verwendung der Vorrichtung zum Herstellen eines Rohres, wie in 1 dargestellt, verbunden. Mit anderen Worten dreht die Drehantriebseinheit 11 das Rohr P, während der Laserschweißkopf 12 einen Laserstrahl auf den gekoppelten Abschnitt des Rohres P abgibt, um das Rohr P rundherum zu schweißen. Zu diesem Zeitpunkt bestrahlt der Laserschweißkopf 12, wie in 7 und 8 dargestellt, mit dem Laserstrahl B den gekoppelten Abschnitt an der Endfläche 104 des ersten Rohrkörpers 100 und die Endfläche 204 des zweiten Rohrkörpers 200 in engem Kontakt, ohne Abstände dazwischen. Die Strahlungsbreite des Lasers des Laserstrahls B vom Laserschweißkopf 12 ist zu diesem Zeitpunkt, d. h. die Schmelzbreite des gekoppelten Abschnitts des ersten Rohrkörpers 100 und des zweiten Rohrkörpers 200, auf eine Breite eingestellt, die größer als die Länge des Befestigungsabschnitts 303 des Verbindungsstiftes 300 ist.
Weiters bestrahlt der Laserschweißkopf 12 mit dem Laserstrahl B den gekoppelten Abschnitt des ersten Rohrkörpers 100 und des zweiten Rohrkörpers 200 vom Außenumfangsabschnitt zu einer Position, die zentraler liegt als jene, in der die Mehrzahl der ersten Löcher 101, 201 gebildet. Die Strahlungstiefe des Laserstrahls B vom Laserschweißkopf 12 ist vom Außenumfangsabschnitt der Rohrkörper 100, 200 zu einer Position, die zentraler liegt als jene, in der die Mehrzahl der ersten Löcher 101, 201 gebildet. Folglich kann rund um den Innenumfangsabschnitt der ersten Löcher 101, 201 des ersten Rohrkörpers 100 und des zweiten Rohrkörpers 200, in den die Verbindungsstifte 300 eingeführt sind, geschweißt werden.
Mit anderen Worten, der gekoppelte Bereich des ersten Rohrkörpers 100 und des zweiten Rohrkörpers 200 wird mit dem Befestigungsabschnitt 303 des Verbindungsstiftes 300 zusammengeschweißt, um den Schweißbereich (Schmelzabschnitt) W zu bilden, indem die Region vom vorstehenden Abschnitt 105 umschlossen wird.
Außerdem wird, wie in 9 dargestellt, der im ersten Loch 101 des ersten Rohrkörpers 100 und im ersten Loch 201 des zweiten Rohrkörpers 200 Verbindungsstift 300 entfernt. Der in den ersten Löchern 101, 201 verbliebene Verbindungsstift 300 wird auf einen Durchmesser, der identisch mit demjenigen der ersten Löcher 101, 201 ist, zugeschnitten, indem ein Schneidewerkzeug (nicht dargestellt) eingeführt und in der Längsrichtung bewegt wird, wobei die ersten Löcher 101, 201 als eine Führung herangezogen werden. Mit anderen Worten verläuft das Schneidwerkzeug beispielsweise vom ersten Loch 101 in das erste Loch 201, wobei es nicht nur den im Inneren verbliebenen Verbindungsstift 300 schneidet, sondern auch den geschmolzenen und dann verfestigten Schweißbereich W des Verbindungsstiftes 300.
Danach werden der erste Rohrkörper 100 und der zweite Rohrkörper 200 verbunden, die ersten Löcher 101 und die ersten Löcher 201 kommen in eine kommunikative Beziehung, und, wie in 10 und 11, werden die zweiten Löcher 102, 202 im Mittelabschnitt der Rohrkörper 100, 200 bei den ersten Löchern 101 und den ersten Löchern 201 nach Innen geschnitten. Hier wird der vorstehende Abschnitt 105 des ersten Rohrkörpers 100 und der vertiefte Abschnitt 205 des zweiten Rohrkörpers 200 entfernt, indem die Rohrkörper 100, 200 von der Mitte O zum Schweißbereich W geschnitten werden.
Folglich wird, wie in 2 dargestellt, das Rohr P hergestellt, wobei das Rohr B aus dem ersten Rohrkörper 100, einschließlich der Mehrzahl von ersten Löchern 101, 201, und dem zweiten Rohrkörper 200, einschließlich der Mehrzahl von Löchern 201, 202, die mit den Löchern 101 und 201 und den Löchern 102 und 202, die durch eine gemeinsame Mitte in Verbindung stehen, auf geradlinige Weise verbunden sind, und aus dem Schweißbereich (Schmelzabschnitt) W besteht, der rund um den verbundenen Abschnitt des ersten Rohrkörpers 100 und des zweiten Rohrkörpers 200 gebildet wird.
Dementsprechend umfasst das Verfahren zur Herstellung eines Rohres gemäß der vorliegenden Ausführungsform die folgenden Schritte:
Koppeln des ersten Rohrkörpers 100 und des zweiten Rohrkörpers 200 in Position durch Einführen des ersten Einsatzabschnitts 301 des Verbindungsstiftes 300 in den Endabschnitt des ersten Lochs 101 des ersten Rohrkörpers 100 und durch Einführen des zweiten Einsatzabschnitts 302 in den Endabschnitt des ersten Lochs 201 des zweiten Rohrkörpers 200;
Schweißen rund um den gesamten Außenumfangsabschnitt des gekoppelten Abschnitts des ersten Rohrkörpers 100 und des zweiten Rohrkörpers 200 und rund um den gesamten Innenumfangsabschnitt der Löcher 101, 201, in die der Verbindungsstift 300 eingeführt ist; und
Entfernen des im ersten Loch 101 des ersten Rohrkörpers 100 und im ersten Loch 201 des zweiten Rohrkörpers 200 verbliebenen Verbindungsstiftes 300.
Dementsprechend wird der Schmelzabschnitt durch Schweißen rund um den gesamten Außenumfangsabschnitt des gekoppelten Abschnitts der Rohrkörper 100, 200 und rund um den gesamten Innenumfangsabschnitt der ersten Löcher 101, 201, in die der Verbindungsstift 300 eingeführt ist, zwischen den ersten Löchern 101, 201 gebildet, um eine leistungsstarke Dichtung sicherzustellen. Weiters kann das Rohr P mit der vorher festgelegten Länge durch Entfernen des in den ersten Löchern 101, 201 der Rohrkörper 100, 200 verbliebenen Verbindungsstiftes 300 einfach hergestellt werden.
Beim Verfahren zur Herstellung eines Rohres gemäß der vorliegenden Ausführungsform, ist der im ersten Loch 101 des ersten Rohrkörpers 100 und im ersten Loch 201 des zweiten Rohrkörpers 200 verbliebene Verbindungsstift 300 auf einen Durchmesser zugeschnitten, der identisch mit demjenigen des Lochs 101 des ersten Rohrkörpers 100 und demjenigen des ersten Lochs 201 des zweiten Rohrkörpers 200 ist. Folglich kann der in den ersten Löchern 101, 201 verbliebene Verbindungsstift 300 einfach entfernt werden, wobei die ersten Löcher 101, 201 der Rohrkörper 100, 200 als eine Führung herangezogen werden. Weiters können durch das Zuschneiden des Verbindungsstiftes 300 auf einen Durchmesser, der mit jenem der ersten Löcher 101, 201 identisch ist, äußerst präzise erste Löcher 101, 201 mit einer vorher festgelegten Länge gebildet werden.
Beim Verfahren zur Herstellung eines Rohres gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfassen der erste Rohrkörper 100 und der zweite Rohrkörper 200 Passlöcher 103, 203 mit einem Innendurchmesser, der größer als jener der ersten Löcher 101, 201 ist. Die Passlöcher 103, 203 sind an den Endabschnitten der ersten Löcher 101, 201 angeordnet. Der Verbindungsstift 300 ist mit einem Paar Einsatzabschnitte 301, 302, die in den Löchern 101, 201 des ersten Rohrkörpers 100 und des zweiten Rohrkörpers 200 eingeführt sind, und einem Befestigungsabschnitt 303 vorgesehen, der in die Passlöcher 103, 203 der Rohrkörper 100, 200 eingeführt ist. Der Befestigungsabschnitt 303 ist zwischen dem Paar Einsatzabschnitte 301, 302 angeordnet. Folglich kann der Verbindungsstift 300 dadurch, dass die Einsatzabschnitte 301, 302 des Verbindungsstiftes 300 in die ersten Löcher 101, 201 der Rohrkörper 100, 200 eingeführt sind und der Befestigungsabschnitt 303 in die Passlöcher 103, 203 der Rohrkörper 100, 200 eingeführt ist, mit einer entsprechenden Länge in den Rohrkörpern 100, 200 eingeführt werden und die Rohrkörper 100, 200 mit dem im Inneren angeordneten Verbindungsstift 300 können entsprechend vom Außenumfangsabschnitt geschweißt werden.
Beim Verfahren zur Herstellung eines Rohres gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der gekoppelte Abschnitt des ersten Rohrkörpers 100 und des zweiten Rohrkörpers 200 mit einer Breite geschweißt, die größer als die Länge des Befestigungsabschnitts 303 des Verbindungsstiftes 300 ist. Folglich schmilzt der gesamte Befestigungsabschnitt 303 des Verbindungsstiftes 300 und verfestigt sich dann wieder, um den Schmelzabschnitt zu bilden und folglich die Dichtung sicherzustellen.
Beim Verfahren zur Herstellung eines Rohres gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Verbindungsstift 300 ein massives Element. Dadurch wird verhindert, dass die ersten Löcher 101, 201 schmelzen und sich verformen, wenn Schweißarbeiten ausgeführt werden.
Beim Verfahren zur Herstellung eines Rohres gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfassen der erste Rohrkörper 100 und der zweite Rohrkörper 200 eine Mehrzahl von ersten Löchern 101, 201, die auf der Außenumfangsabschnittsseite in vorher festgelegten Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Der erste Rohrkörper 100 und der zweite Rohrkörper 200 sind rund um den gesamten Außenumfangsabschnitt des gekoppelten Abschnitts und rund um den gesamten Innenumfangsabschnitt der ersten Löcher 101, 201, in die der Verbindungsstift 300 eingeführt ist, geschweißt. Danach wird der Mittelabschnitt des ersten Rohrkörpers 100 und des zweiten Rohrkörpers 200 zum Schmelzbereich W geschnitten, um die zweiten Löcher 102, 202 in der Mitte der Rohrkörper 100, 200 zu bilden. Indem dadurch der Mittelabschnitt des ersten Rohrkörpers 100 und des zweiten Rohrkörpers 200 zum Schweißbereich W geschnitten wird, um die zweiten Löcher 102, 202 zu bilden, besteht der verbundene Abschnitt des ersten Rohrkörpers 100 und des zweiten Rohrkörpers 200 gänzlich aus dem Schweißbereich W, der zuerst geschmolzen und dann verfestigt wird, was die Dichtung sicherstellt.
Zusätzlich ist das Rohr gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit dem ersten Rohrkörper 100, einschließlich der Mehrzahl von Löchern 101, 102, und dem zweiten Rohrkörper 200, einschließlich der Mehrzahl von Löchern 201, 202, die auf geradlinige Weise verbunden sind, und dem Schweißbereich W vorgesehen, der rund um den verbundenen Abschnitt des ersten Rohrkörpers 100 und des zweiten Rohrkörpers 200 gebildet wird. Folglich kann eine vorher festgelegte Länge sichergestellt werden und eine leistungsstarke Dichtung zwischen jedem einzelnen Loch 101, 102, 201, 202, das in den Rohrkörpern 100, 200 vorgesehen ist, wird sichergestellt.
Beachten Sie, dass in der oben beschriebenen Ausführungsform das Rohr P hergestellt wird, indem die zweiten Löcher 102, 202 im Mittelabschnitt gebildet werden, nachdem die Rohrkörper 100, 200, einschließlich der Mehrzahl der ersten Löcher 101, 201, verbunden sind. Allerdings kann das Rohr P hergestellt werden, indem die Rohrkörper 100, 200, die bereits die Mehrzahl von ersten Löchern 101, 201 und die zweiten Löchern 102, 202 im Mittelabschnitt beinhalten, verbunden werden. Zusätzlich wurde das Verbinden des ersten Rohrkörpers 100, einschließlich der Mehrzahl von Löchern 101, 102, und des zweiten Rohrkörpers 200, einschließlich der Mehrzahl von Löchern 201, 202, auf geradlinige Weise beschrieben. Allerdings kann ein dritter Rohrkörper, einschließlich einer Mehrzahl von Löchern, auf geradlinige Weise mit dem zweiten Rohrkörper 200 verbunden werden und die Anzahl der Rohre, die verbunden werden, ist nicht beschränkt.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wurde das Verfahren zur Herstellung des Rohres P beschrieben, in dem Rohrkörper 100, 200, einschließlich der Mehrzahl von ersten Löchern 101, 201, verbunden werden. Die Rohrkörper 100, 200 sind allerdings nicht auf diese Struktur beschränkt. Beispielsweise können zwei Rohrkörper mit Löchern mit unterschiedlichem oder dem gleichen Durchmesser, der versetzt von der Mittelposition gebildet wird, verbunden werden, um das Rohr P herzustellen.
Weiters werden in der oben beschriebenen Ausführungsform der erste Rohrkörper 100 und der zweite Rohrkörper 200 mit dem Verbindungsstift 300, welcher in den ersten Löchern 101, 201 eingeführt ist, verbunden, und der Außenumfangsabschnitt des gekoppelten Abschnitts des ersten Rohrkörpers 100 und des zweiten Rohrkörpers 200 und der Innenumfangsabschnitt der ersten Löcher 101, 201, in die der Verbindungsstift 300 eingeführt ist, werden geschweißt und verbunden. Aber es ist nicht notwendig, dass ein Verbindungsstift 300 in jedem Loch eingeführt wird, und Löcher ohne den Verbindungsstift 300 müssen nicht rund um den Innenumfangsabschnitt geschweißt werden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Verbindungsstift 300 aus den Einsatzabschnitten 301, 302 und dem Befestigungsabschnitt 303 gebildet. Aber der Verbindungsstift 300 kann auch nur durch die Einsatzabschnitte gebildet sein.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wurde das Laserstrahlschweißen als Verbindungsmedium des ersten Rohrkörpers 100 und des zweiten Rohrkörpers 200 verwendet. Das Verbindungsmedium beschränkt sich allerdings nicht auf das Laserstrahlschweißen. Andere geeignete Mittel umfassen das Elektronenstrahlschweißen, YAG-Laserlichtschweißen, Reibrührschweißen und dergleichen.
Bezugszeichenliste

100: Erster Rohrkörper
101: Erstes Loch (Umfangsloch)
102: Zweites Loch (Umfangsloch)
103: Passloch
104: Endfläche
105: Vorstehender Abschnitt
200: Zweiter Rohrkörper
201: Zweites Loch (Umfangsloch)
202: Zweites Loch (Umfangsloch)
203: Passloch
204: Endfläche
205: Vertiefter Abschnitt
300: Verbindungsstift
301: Erster Einsatzabschnitt
302: Zweiter Einsatzabschnitt
303: Befestigungsabschnitt
P: Rohr

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Rohres, das mit einem ersten Rohrkörper, welcher eine Mehrzahl von Löchern beinhaltet, und einem zweiten Rohrkörper, welcher eine Mehrzahl von Löchern beinhaltet, die auf geradlinige Weise verbunden sind, vorgesehen ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Koppeln des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers in Position durch Einführen eines ersten Endabschnitts eines Verbindungsstiftes in einen Endabschnitt eines Lochs der Mehrzahl an Löchern des ersten Rohrkörpers und Einführen eines zweiten Endabschnitts des Verbindungsstiftes in einen Endabschnitt eines Lochs der Mehrzahl an Löchern des zweiten Rohrkörpers; Schweißen rund um einen gesamten Außenumfangsabschnitt des gekoppelten Abschnitts des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers und rund um einen gesamten Innenumfangsabschnitt der Löcher, in die der Verbindungsstift eingeführt ist; und Entfernen des in den Löchern des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers verbliebenen Verbindungsstiftes.
Verfahren zur Herstellung eines Rohres nach Anspruch 1, wobei der in den Löchern des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers verbliebene Verbindungsstift auf einen Durchmesser zugeschnitten wird, der identisch mit demjenigen der Löcher des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers ist.
Verfahren zur Herstellung eines Rohres nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Rohrkörper und der zweite Rohrkörper jeweils mit einem Passloch mit einem Innendurchmesser, der größer als jener der Löcher ist, versehen ist, wobei das Passloch an dem Endabschnitt der Löcher angeordnet ist; und wobei der Verbindungsstift mit einem Paar Einsatzabschnitte, die in die Löcher des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers eingeführt werden können, und einem Befestigungsabschnitt, der in den Passlöchern des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers angebracht werden kann, vorgesehen ist, wobei der Befestigungsabschnitt zwischen dem Paar Einsatzabschnitte angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Rohres nach Anspruch 3, wobei der gekoppelte Abschnitt des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers mit einer Breite geschweißt wird, die größer als eine Länge des Befestigungsabschnitts des Verbindungsstiftes ist.
Verfahren zur Herstellung eines Rohres nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Verbindungsstift ein massives Element ist.
Verfahren zur Herstellung eines Rohres nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend den Schritt, Bilden eines Mittellochs, indem ein Mittelabschnitt des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers zu einem Schmelzabschnitt geschnitten wird, nachdem der erste Rohrkörper und der zweite Rohrkörper, welche jeweils eine Mehrzahl von Umfangslöchern umfassen, die auf der Außenumfangsabschnittsseite, in vorher festgelegten Intervallen beabstandet in der Umfangsrichtung angeordnet sind, rund um den gesamten Außenumfangsabschnitt des gekoppelten Abschnitts des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers und rund um den gesamten Innenumfangsabschnitt der Umfangslöcher, in die der Verbindungsstift eingeführt ist, geschweißt wurden.
Rohr, umfassend: einen ersten Rohrkörper mit einer Mehrzahl von Löchern; einen zweiten Rohrkörper mit einer Mehrzahl von Löchern, wobei die Rohrkörper auf geradlinige Weise verbunden sind; und einen Schmelzabschnitt, der rund um den gesamten verbundenen Abschnitt des ersten Rohrkörpers und des zweiten Rohrkörpers gebildet ist.