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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines
Wärmetransferelements
für einen
Wärmetauscher
nach dem Anspruch 1 durch Formpressen und anschließendes Verschweißen mehrerer
Werkstücke,
sie betrifft insbesondere ein Verfahren zum effizienten Fertigen
des Wärmetransferelements,
indem das Werkstück
einer Formpressung unterzogen und kontinuierlich geschweißt wird.
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Beschreibung
des einschlägigen
Standes der Technik
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Das
Wärmetransferelement
eines Wärmetauschers,
im allgemeinen aus einem Metallblech geformt, wird zu einer vorbestimmten
Gestalt formgepresst und dann bedarfsweise verschweißt, um auf diese
Weise ein fertiges Produkt zu erhalten, welches in der Praxis eingesetzt
wird. Was die Herstellung des Wärmetransferelements
unter Einsatz des Formpressgeräts
angeht, so wurde bislang üblicherweise ein
Satz Metallformen eingesetzt. Insbesondere wird das zu bearbeitende
Werkstück
zwischen den Formteilen gehalten. Das dichte Aufeinander-Zu-Bewegen der
Formteile hat ein Muster von Unregelmäßigkeiten hervorgerufen, welches
als Wärmetransferfläche des dünnen Metallblechs
des Werkstücks
diente.
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Was
die Herstellung des Wärmetransferelements
mit Hilfe eines Schweißverfahrens
angeht, das nach dem Formpressen eingesetzt wird, wurde üblicherweise
ein Schweißgerät wie zum
Beispiel ein Nahtschweißgerät eingesetzt.
Teile der zu verschweißenden
Werkstücke
werden verschweißt,
um das Wärmetransferelement
herzustellen, während die
Werkstücke
mit Hilfe der Schweißvorrichtung
gehalten werden.
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Die
Fertigung des Wärmetransferelements wurde
bislang auf diese Weise durchgeführt.
Wenn das Wärmetransferelement
als rohrförmiges
Bauteil hergestellt wird, erhalten durch Verschweißen der einander
gegenüberliegenden
Seitenrandbereiche zweier Werkstücke,
so ist ein zusätzlicher
Schritt vorgesehen, mit dem die beiden Werkstücke vor dem Schweißen übereinandergelegt
werden. Bei diesem Schritt werden die beiden der Formpressung unterzogenen
Werkstücke
derart übereinandergelegt,
daß ihre
gleiche Form aufweisenden Flächen
einander zugewandt sind. Anschließend werden die beiden Werkstücke in diesem
Zustand in die Schweißvorrichtung
eingebracht.
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Bei
dem Schritt, in welchem die beiden Werkstücke aufeinandergelegt werden,
kann es leicht dazu kommen, daß Bereiche
der preßgeformten
Wärmetransferflächen der
Werkstücke
eine Lageverschiebung erleiden. Wenn die Werkstücke umfangreicher werden, wird
es entsprechend schwieriger, einen Passzustand aufrecht zu erhalten,
in welchem die Werkstücke
exakt übereinanderliegen.
Unter diesen Umständen
wurde für
das herkömmliche Verfahren
zum Herstellen eines große
Abmessungen aufweisenden Wärmetransferelements
noch keine Automation der Folge von Schritten zum Transferieren
der zwei Werkstücke
aus dem Formpressgerät, zum
Plazieren der Werkstücke
in passender Weise übereinander
und zum Transferieren der Werkstücke in
diesem Zustand zu der Schweißstation
entwickelt. Bislang war es nicht möglich, die Effizienz bei dem Fertigungsvorgang
des Wärmetransferelements
zu verbessern, was Probleme darstellt.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Ein
Ziel zur Lösung
der oben angesprochenen Probleme ist es daher, ein Verfahren zum
Herstellen eines Wärmetransferelements
anzugeben, welches die Möglichkeit
bietet, eine passende Lageeinstellung für längliche Werkstücke zu erreichen,
die einer Formpressung unterzogen wurden, und eine genaue Schweißung der
Teile vorzunehmen, um in effizienter Weise ein groß bemessenes
Wärmetransferelement
herzustellen.
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Um
das oben angesprochene Ziel zu erreichen, schafft die vorliegende
Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Wärmetransferelements mit folgenden
Schritten:
- – längliche Werkstücke aus
dünnen
Metallblechen werden einer kontinuierlichen Formpressung unter Verwendung
einer Mehrzahl von Formpressgeräten
unterzogen, um Wärmetransferflächen mit
jeweils vorgeschriebener Form zu formen, während die Werkstücke in einer
vorgeschriebenen Zuführrichtung
transferiert werden, welche parallel zu einer Längsrichtung der Werkstücke ist;
und
- – Zusammenschweißen zweier
dieser länglichen Werkstücke, welche
der Formpressung unterzogen wurden, wobei ein Schweißgerät eingesetzt wird,
um ein Wärmetransferelement
mit einer im wesentlichen rohrförmigen
Form zu formen,
wobei das Verfahren des weiteren die Schritte
umfasst: - – Formen
flacher Elemente, wobei jedes eine vorgeschriebene Breite an sich
längs erstreckenden gegenüberliegenden
Randteilen der Werkstücke besitzt, um
einen Höhenunterschied
zu einem sich dazu längs
erstreckenden Mittelteil mittels jeder der Formpressgeräte herzustellen;
- – übereinander
Anordnen der zwei Werkstücke, so
dass die flachen Elemente der zwei Werkstücke miteinander in Kontakt
kommen, während
die flachen Elemente der zwei Werkstücke gehalten werden, und die
zwei Werkstücke,
die übereinander
angeordnet wurden, wobei eines der Elemente gewendet ist, ohne eine
Abweichung der Wärmetransferflächen zu
bewirken, einem nächsten Schritt
mittels Einsatz eines Transfergeräts zugeführt werden, welches sich unter
den Formpressgeräten
befindet, und
- – temporäres Sichern
der flachen Elemente der zwei Werkstücke, welche übereinander
angeordnet wurden, an einer Mehrzahl von Positionen, und anschließendes kontinuierliches
und längsseitiges
Schweißen
der flachen Elemente auf Innenseiten in einer Querrichtung relativ
zu temporär
gesicherten Positionen, um die zwei Werkstücke mit dem Schweißgerät miteinander
zu verbinden, wodurch das Wärmetransferelement
mit der rohrförmigen
Form und einander in Längsrichtung abgewandten Öffnungen
geformt wird.
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Erfindungsgemäß wird das
Formpressen auf den sich in Längsrichtung
erstreckenden Mittelteil des langgestreckten Werkstücks mit
Hilfe des Formpressgeräts
angewendet, während
die flachen Elemente an den sich in Längsrichtung erstreckenden, einander
abgewandten Randbereichen des Werkstücks geformt werden. Das Transfergerät hält die flachen
Elemente der beiden Werkstücke,
die der Formpressung unterzogen wurden, und transferiert sie zu
der Schweißvorrichtung,
wobei es sie in passender Weise übereinanderlegt.
Die flachen Elemente der beiden Werkstücke werden dann mit dem Schweißgerät geschweißt, um das
Wärmetransferelement
herzustellen, das kontinuierliche Anwenden einer Folge von Schritten,
beginnend bei dem Schritt der Formpressung und endend bei dem Schritt
des Schweißens
der Werkstücke,
er möglicht
ein automatisches und kontinuierliches Herstellen der Wärmetransferelemente,
wodurch die Herstellungseffizienz deutlich verbessert wird und die
Fertigungskosten für die
Wärmetransferelemente
verringert werden. Selbst wenn die länglichen Werkstücke beträchtliche Abmessungen
besitzen, ist es möglich,
sie in zuverlässiger
Weise zu der Schweißvorrichtung
zu transportieren. Dementsprechend ist es möglich, einen Wärmetauscher
mit einem solchen großen
Wärmetransferelement
zur Steigerung der Effektivität
des Wärmetauschvorgangs
leichter herzustellen. Die Werkstücke werden vorübergehend
aneinander gesichert und dann mit Hilfe der Schweißvorrichtung
verschweißt.
Hierdurch ist es möglich,
eine Lageveränderung
der Schweißpositionen
zu vermeiden, eine exakte Schweißung durchzuführen und
die Genauigkeit der Form des Wärmetransferelements
nach Beendigung des Schweißvorgangs
zu verbessern.
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Bei
dem zweiten Aspekt der Erfindung kann das Transfergerät je nach
Bedarf das Werkstück, welches
der Formpressung unter Verwendung des Formpreßgeräts unterzogen wurde, von den
Formpressgeräten
abnehmen, das Werkstück
vorübergehend
an einer gewissen Stelle halten, ein neues Werkstück transferieren,
welches mit Hilfe des Formpressgeräts der Formpressung unterzogen
wurde, nachdem das erstgenannte Werkstück einer Formpressung unterzogen
wurde, um dann das vorübergehend
gehaltene Werkstück
und das neue Werkstück übereinanderzulegen,
so daß die
flachen Elemente der Werkstücke
miteinander in Berührung
gelangen.
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Gemäß den Merkmalen
des zweiten Aspekts der Erfindung werden die beiden Werkstücke, die
mit ein und demselben Formpressgerät einer Formpressung unterzogen
wurden, als eine Menge oder ein Satz von Werkstücken verwendet, die zur Bildung des
Wärmetransferelements
miteinander zu verschweißen
sind. Folglich kann man eine Kombination aus einem einzigen Formpressgerät und einem
einzigen Transfergerät
verwenden. Dadurch wird es überflüssig, eine Mehrzahl
von Formpressgeräten
einzusetzen, was die Fertigungskosten vermindert. Die Verwendung
der Werkstücke,
die mit ein und demselben Formpressgerät einer Formpressung unterzogen wurden,
verringert deutlich Formunterschiede in den Werkstücken und
verbessert damit die Genauigkeit der Form des herzustellenden Wärmetransferelements.
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Bei
dem dritten Aspekt der Erfindung kann je nach Bedarf das Transfergerät das vorübergehend gehaltene
Werkstück
oder das neue Werkstück
mit Hilfe einer Wendevorrichtung wenden, um dann die beiden Werkstücke übereinanderzulegen,
während eines
der Werkstücke
gewendet ist. Gemäß den Merkmalen
des dritten Aspekts der Erfindung wird irgendeines der beiden Werkstücke, die
von ein und demselben Formpressgerät einer Formpressung unterzogen
und dann dem Transfergerät
zugeleitet wurden, mit Hilfe der Wendevorrichtung gewendet, um die
einander gegenüberliegenden
Flächen
in eine umgekehrte Lagebeziehung zu bringen und in einem solchen
Zustand parallel in eine Position zu bewegen, in der die Werkstücke übereinandergelegt
werden können.
Dann werden die beiden Werkstücke aufeinandergelegt.
Hierdurch ist es möglich,
die beiden Werkstücke
aufeinanderzulegen, ohne daß die Orientierung
des anderen Werkstücks
geändert
wird, was eine Vereinfachung des Mechanismus ermöglicht, mit dessen Hilfe die
Werkstücke übereinandergelegt
werden. Falls das vorübergehend
gehaltene Werkstück
dasjenige ist, welches gewendet wird, kann man das Werkstück wenden,
wenn das nächste Werkstück formgepresst
und transferiert wird, was die Zeitspanne verkürzt, die erforderlich ist,
um die beiden Werkstücke
aufeinanderzulegen. Folglich ist es möglich, die für den Transfer
der Werkstücke
von dem Formpressgerät
zur Schweißvorrichtung
erforderliche Zeitspanne zu verkürzen,
so daß die
Herstellung des Wärmetransferelements
innerhalb einer kurzen Zeitspanne möglich wird.
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Bei
dem vierten Aspekt der Erfindung können je nach Bedarf Merkmale
vorgesehen sein, wie etwa ein Markierungsgerät, welches eine vorgeschriebene Markierung
an mindestens einer vorgeschriebenen Stelle auf einer Fläche eines
vorbestimmten Bereichs des flachen Elements des Werkstücks anbringt,
um einen relativen Positionsbezug zu einem Teil des Werkstücks zu erhalten,
auf welches die Formpressung einwirken soll, bevor die Formpressung
des Werkstücks
mit dem Formpreßgerät durchgeführt wird.
Das Transfergerät
ist mit einer Abbildungseinheit zum Abbilden gegenüberliegender
Außenflächen des
Werkstücks
versehen, die übereinander
angeordnet wurden, wobei das Transfergerät die Abbildungseinheit veranlaßt, die
beiden übereinander
angeordneten Werkstücke
abzubilden, eine positionsabhängige
Justierung jedes Werkstücks
vornimmt, während
Positionen der Markierung gewonnen werden, und die beiden Werkstücke übereinanderlegt,
ohne dabei eine Verschiebung der Wärmeübertragungsflächen zu
veranlassen, mit der Folge, daß die
Positionen der Markierungen der Werkstücke mit zwei vorgeschriebenen
Standardpositionen übereinstimmen,
welche zuvor für
die beiden Werkstücke
symmetrisch im Verhältnis
zu einer Mittellinie einer Transferpassage des Transfergeräts festgelegt
wurden. Gemäß den Merkmalen
des vierte Aspekts der Erfindung bringt das Markiergerät die Markierung
an der vorbestimmten Stelle auf dem flachen Element des Werkstücks an,
bevor die Formpressung mit Hilfe des Formpressgeräts stattfindet. Die
Abbildungseinheit des Transfergeräts nimmt ein Bild der beiden
Werkstücke
auf, die mit Hilfe des Transfergeräts aufeinandergelegt wurden,
um Information über
die Positionen der Markierungen zu gewinnen. Die Positionsjustierung
der Werkstücke
erfolgt in der Weise, daß die
Positionen der Markierungen mit den zuvor eingestellten Standardpositionen zusammenfallen.
Folglich lassen sich die Werkstücke übereinander
plazieren, ohne daß es
zu einer Lageabweichung der Wärmetransferflächen kommt.
Es ist nämlich
möglich,
die beiden Werkstücke
in passender Lagebeziehung während
des Transfers der Werkstücke
von dem Formpressgerät
zur Schweißvorrichtung übereinanderzulegen.
Dies wiederum ermöglicht,
die Werkstücke
in der so plazierten Lage zur Schweißvorrichtung zu transportieren,
wo ein passender Schweißvorgang
ausgeführt
wird, was die Genauigkeit der Form des Wärme transferelements steigert.
Darüber
hinaus kann die richtige Lagejustierung in einfacher Weise dadurch
erfolgen, daß die Positionen
der Markierungen mit den Standardpositionen in Übereinstimmung gebracht werden.
Folglich läßt sich
die Lagejustierung rasch durchführen,
was die Zeitspanne verkürzt,
die für
den Transfer der Werkstücke
von dem Formpressgerät
zum Schweißgerät verkürzt, was
eine rasche Fertigung des Wärmetransferelements
gestattet.
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Gemäß dem fünften Aspekt
der Erfindung kann das Verfahren bedarfsweise folgende Schritte aufweisen:
Anbringen einer Mehrzahl vorgeschriebener Markierungen, die Schweißpositionen
der Werkstücke
definieren, auf der Oberfläche
des Werkstücks
mit Hilfe eines Markierungsgeräts
vor dem Schweißen
der Werkstücke
mit dem Schweißgerät; und Anwenden
von Punktschweißung
nach Erkennen der Markierungen der zu transferierenden Werkstücke mit
einer Markierungsdetektoreinrichtung auf vorbestimmten Teilen der
Werkstücke,
welche durch die Markierungen definiert sind, um die Werkstücke vorläufig zu
fixieren, und anschließendes
Anwenden einer Nahtschweißung
an vorbestimmten Stellen auf den Innenseiten der flachen Elemente
in Querrichtung bezüglich
der Punktschweißbereiche,
unter Einsatz des Schweißgeräts. Gemäß den Merkmalen
des fünften
Aspekts der Erfindung bringt das Markierungsgerät die Markierungen zum Kennzeichnen
der Schweißpositionen
vor dem Schweißvorgang
an. Die Markierungsdetektoreinrichtung detektiert die Markierungen,
während
das Schweißgerät arbeitet,
um die Werkstücke
gemäß den detektierten
Markierungen zu verschweißen.
Nachdem die Punktschweißung
auf diejenigen Teile der Werkstücke
angewendet wurde, an denen die Markierungen angebracht wurden, wird
der Saumschweißvorgang
an den Werkstücken
durchgeführt,
ohne daß zwischen
diesen irgendeine Lücke
existiert. Folglich kann das Schweißgerät die Werkstücke an den
vorbestimmten Stellen anhand der über die zu schweißenden Stellen der
Werkstücke
erhaltenen Information schweißen, was
eine exakte Justierung der Schweißstellen ermöglicht.
Die Werkstücke
werden vorläufig
aneinander fixiert und dann einer Punkt schweißung unterzogen, um den nächsten Schritt
des Saumschweißens an
den passenden Stellen durchführen
zu können, was
die Genauigkeit der Form des Wärmetransferelements
nach dem Schweißvorgang
steigert.
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Beim
sechsten Aspekt der Erfindung kann das Verfahren je nach Bedarf
folgende Schritte aufweisen: Inspizieren bezüglich der Existenz von Fehlerstellen
aufgrund des Formpressens mit Hilfe eines Bildes der Werkstückoberfläche unter
Verwendung eines Erkennungsgeräts,
unmittelbar nach dem Formpressen des Werkstücks mit dem Formpressgerät, Ausführen nachfolgender
Arbeitsschritte an dem Werkstück,
falls keine Fehlerstellen erkannt wurden, und Anhalten der Schritte
des Plazierens der Werkstücke übereinander
und deren Verschweißung,
falls Fehler entdeckt wurden. Gemäß den Merkmalen des sechsten
Aspekts der Erfindung inspiziert die Erkennungseinrichtung die Werkstücke bezüglich der
Existenz von Fehlerstellen, die durch das Formpressen entstanden
sind, und zwar unmittelbar nach der Formpressung des Materials mit
Hilfe des Formpressgeräts.
Werden Fehlerstellen erkannt, werden keine weiteren Schritte an
den Werkstücken
durchgeführt,
um zu vermeiden, daß letztendlich
das Wärmetransferelement
als fehlerhaftes Produkt aufgrund von Fehlerstellen erkannt wird,
was sich dann erst nach dem Verschweißen der Werkstücke mit
Hilfe des Schweißgeräts erweist
und folglich einen Materialausschuß bedeutet. Man kann die Werkstücke, bei denen
keine Defekte wie zum Beispiel Formfehler erkannt wurden, zu dem
Schweißgerät transferieren und
so verhindern, daß Defekte
fehlerhaft an dem Wärmetransferelement
verbleiben, was Sicherheit garantiert.
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Gemäß dem siebten
Aspekt der Erfindung kann das Verfahren bedarfsweise folgende weitere Schritte
aufweisen: unmittelbar nach dem Schweißen der Werkstücke mit
dem Schweißgerät wird die
Temperaturverteilung der geschweißten Teile der Werkstücke ermittelt,
und es wird die Temperaturverteilung analysiert, wozu ein Inspektionsgerät eingesetzt wird,
um das Vorhanden sein nicht passend geschweißter Teile zu erkennen, Ausführen nachfolgender
Schritte für
die Werkstücke,
falls keine schlecht geschweißten
Teile erkannt werden, und Anhalten nachfolgender Schritte für das Werkstück, falls
die schlecht geschweißten
Teile erkannt werden. Gemäß den Merkmalen
des siebten Aspekts der Erfindung ermittelt das Inspektionsgerät Information über die Verteilung
der Temperatur der geschweißten
Teile der Werkstücke,
um das Vorhandensein von nicht korrekt geschweißten Teilen oder Stellen zu
erkennen. Werden solche unpassend geschweißten Stellen erkannt, so werden
die weiteren, nachfolgenden Schritte nicht ausgeführt, um
zu verhindern, daß ein nicht
korrekt verschweißtes
Wärmetransferelement fehlerhaft
der nachfolgenden Arbeitsstufe zugeleitet wird. Folglich werden
nur solche Wärmetransferelemente,
die korrekt geschweißt
sind, den nachfolgenden Arbeitsschritten zugeleitet, so daß hierdurch
die Produktsicherheit garantiert wird. Darüber hinaus reicht es für das Ermitteln
der Temperaturverteilung aus, eine rasche Inspizierung durchzuführen, so
daß es
nicht notwendig ist, die zu inspizierenden Objekte für eine längere Zeitspanne
anzuhalten, wie es bei einem radiographisch arbeitenden Prüfgerät der Fall ist,
so daß die
zur Herstellung des Wärmetransferelements
erforderliche Zeitspanne deutlich kürzer wird.
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Gemäß dem achten
Aspekt der Erfindung kann das Verfahren je nach Bedarf folgende
Schritte aufweisen: Inspizieren der Werkstücke unter Einsatz des Erkennungsgeräts, Schließen der
einander gegenüberliegenden Öffnungsenden
des aus den Werkstücken
gebildeten Transferelements und Aufbringen eines vorbestimmten Drucks
auf das Innere des Wärmetransferelements
nach Erlangung von Erkennungsergebnissen, die auf keine ungenau
geschweißten
Teile der Werkstücke
hinweisen, und Erkennen einer Druckbeständigkeitseigenschaft bis zu einem
vorbestimmten Druck des Wärmetransferelements
mittels eines Drucktestgeräts,
Bewerten des Wärmetransferelements
als ein gutes Produkt, falls die Druckbeständigkeitseigenschaft erkannt
wird, und Bewerten des Wärmetransferelements
als fehlerhaftes Produkt, falls die Druckbeständigkeitsei genschaft nicht
nachgewiesen wird. Gemäß den Merkmalen
des achten Aspekts der Erfindung wird ein Zustand geschaffen, in
welchem der vorbestimmte Druck auf das Innere des Wärmetransferelements aufgebracht
wird, welches anhand der Inspektion durch die erwähnte Erkennungseinrichtung
als geeignet eingestuft wurde. Die Eigenschaft der Druckbeständigkeit
des Wärmetransferelements
wird mit Hilfe des Drucktestgeräts überprüft. Wird
keine ausreichende Druckbeständigkeit
festgestellt, so wird das Wärmetransferelement
als fehlerhaftes Produkt eingestuft, so daß damit verhindert wird, daß das keine
ausreichende Druckbeständigkeit
und ausreichende Dichtigkeit aufgrund fehlerhafter Fertigungsschritte
aufweisende Wärmetransferelement
als fertiges Produkt ausgeliefert wird. Hierdurch ist es möglich, dafür Sorge
zu tragen, daß ausschließlich solche Wärmetransferelemente
geliefert werden, welche die Anforderungen an das Endprodukt erfüllen, um
auf diese Weise die Sicherheit des Produkts zu garantieren.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine anschauliche
Darstellung der Anordnung von Geräten zum Durchführen der
Herstellungsschritte gemäß einem
Verfahren zum Herstellen eines Wärmetransferelements
gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ist eine anschauliche
Darstellung eines Zustands, in welchem Werkstücke nach dem Verfahren zum
Herstellen eines Wärmetransferelements
der erfindungsgemäßen Ausführungsform
bereitgestellt werden;
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3 ist eine anschauliche
Darstellung eines Schritts zur Formpressung der Werkstücke gemäß dem Verfahren
zum Herstellen des Wärmetransferelements
gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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4 ist eine anschauliche
Darstellung eines Zustands, in welchem die Werkstücke bereits
einer Formpressung gemäß dem Verfahren
zum Herstellen des Wärmetransferelements
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung unterzogen sind;
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5 ist eine anschauliche
Darstellung des Wendevorgangs in einem Schritt zum Transferieren der
Werkstücke
gemäß dem Verfahren
zum Herstellen des Wärmetransferelements
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung;
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6 ist eine anschauliche
Darstellung eines Zustands, in welchem ein Bild der Werkstücke im Zuge
des Schritts zum Transferieren der Werkstücke gemäß dem Verfahren zum Herstellen
des Wärmetransferelements
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung gewonnen wird;
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7 ist eine anschauliche
Darstellung eines Arbeitsvorgangs, bei dem die Werkstücke übereinandergelegt
werden im Zuge des Transferierens der Werkstücke gemäß dem Verfahren zum Herstellen
des Wärmetransferelements
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung; und
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8 ist eine anschauliche
Darstellung eines Zustands, in welchem Werkstücke nach dem Verfahren zum
Herstellen des Wärmetransferelements
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung geschweißt
wurden.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
folgenden wird eine Ausführungsform
der Erfindung anhand der 1 bis 8 beschrieben. 1 ist eine anschauliche
Darstellung der Anordnung von Geräten zum Durchführen der
Herstellungsschritte gemäß einem
Verfahren zum Herstellen eines Wärmetransferelements
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung; 2 ist
eine anschauliche Darstellung eines Zustands, in wel chem Werkstücke nach
dem Verfahren zum Herstellen eines Wärmetransferelements der erfindungsgemäßen Ausführungsform
bereitgestellt werden; 3 ist
eine anschauliche Darstellung eines Schritts zur Formpressung der
Werkstücke
gemäß dem Verfahren
zum Herstellen des Wärmetransferelements
gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform; 4 ist eine anschauliche
Darstellung eines Zustands, in welchem die Werkstücke bereits
einer Formpressung gemäß dem Verfahren
zum Herstellen des Wärmetransferelements
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung unterzogen sind; 5 ist
eine anschauliche Darstellung des Wendevorgangs in einem Schritt zum
Transferieren der Werkstücke
gemäß dem Verfahren
zum Herstellen des Wärmetransferelements gemäß der Ausführungsform
der Erfindung; 6 ist eine
anschauliche Darstellung eines Zustands, in welchem ein Bild der
Werkstücke
im Zuge des Schritts zum Transferieren der Werkstücke gemäß dem Verfahren
zum Herstellen des Wärmetransferelements
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung gewonnen wird; 7 ist
eine anschauliche Darstellung eines Arbeitsvorgangs, bei dem die
Werkstücke übereinandergelegt
werden im Zuge des Transferierens der Werkstücke gemäß dem Verfahren zum Herstellen
des Wärmetransferelements
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung; und 8 ist
eine anschauliche Darstellung eines Zustands, in welchem Werkstücke nach
dem Verfahren zum Herstellen des Wärmetransferelements gemäß der Ausführungsform
der Erfindung geschweißt
wurden.
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Wie
aus den 1 bis 8 ersichtlich ist, umfaßt das Verfahren
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zum Herstellen des Wärmetransferelements folgende
Schritte: (i) längliche
Werkstücke 100 aus
dünnen
Metallblechen werden einer kontinuierlichen Formpressung unter Verwendung
mehrerer Formpreßgeräte 10 unterzogen,
um eine Wärmetransferfläche mit
vorbestimmter Form in einem sich in Längsrichtung erstreckenden Mittelbereich
jedes der Werkstücke
zu bilden, und um außerdem
flache Elemente an den sich in Längsrichtung
erstreckenden, einander abgewandten Randteilen der Werk stücke zu bilden,
während
die Werkstücke
in einer vorbestimmten Transportrichtung transferiert werden, die
sich parallel zur Längsrichtung
der Werkstücke 100 erstreckt,
(ii) die zwei Werkstücke 100,
die der Formpressung unterzogen wurden, werden derart übereinandergelegt,
daß die
flachen Elemente der beiden Werkstücke 100 in Berührung miteinander treten,
und die beiden Werkstücke 100 werden
mit Hilfe einer Transfereinrichtung 20 einem Schweißgerät 30 zugeleitet,
um den nächsten
Schritt durchzuführen;
(iii) vorbestimmte Abschnitte der flachen Elemente der beiden Werkstücke 100,
die aufeinandergelegt wurden, werden geschweißt, ohne daß es eine Lücke zwischen den Werkstücken gibt,
wozu das Schweißgerät 30 eingesetzt
wird; das Schweißen führt zu einem
vereinten Körper,
aus dem ein Wärmetransferelement 200 rohrförmiger Gestalt
hergestellt wird.
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Jedes
der Formpressgeräte,
die bei dieser Ausführungsform
der Erfindung verwendet werden, besitzt eine obere und eine untere
Formhälfte
zum Formen der Wärmetransferfläche an dem
Werkstück 100.
Insbesondere ermöglichen
die obere und die untere Formhälfte
das kontinuierliche Bilden eines vorbestimmten Musters von Unregelmäßigkeiten,
um als Wärmetransferfläche in dem
sich in Längsrichtung
erstreckenden Mittelbereich des Werkstücks 100 fungieren,
wobei außerdem
die flachen Elemente mit jeweils einer vorbestimmten Breite an den
sich in Längsrichtung
erstreckenden, einander abgewandten Randteilen des Werkstücks 100 ausgebildet werden,
um einen Höhenunterschied
auszubilden gegenüber
des sich in Längsrichtung
erstreckenden Mittelbereichs des Werkstücks (vergleiche 4). Das Formpressgerät 10 ist
mit einer Markierungsdetektoreinrichtung (nicht dargestellt) zum
Detektieren von Markierungen ausgestattet, die zuvor an dem Werkstück 100 angebracht
wurden, um Positionen zu kennzeichnen, an denen die Formpressung
auszuführen
ist. Nachdem die Markierungsdetektoreinrichtung die Markierungen
an der Oberfläche
des Werkstücks 100 erkannt
hat, erfolgt eine Formpressung an den vorbestimmten Abschnitten
des Werkstücks 100.
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Jedes
der flachen Elemente 110 des Werkstücks 100, welches der
Formpressung unterzogen wurde, besitzt einen Haltebereich und einen Schweißbereich.
Folglich läßt sich
das Werkstück 100 an
seinen einander abgewandten, sich in Längsrichtung erstreckenden Seiten
festhalten, um transferiert zu werden und um weiteren Arbeitsschritten
unterzogen zu werden, ohne daß dies
abträgliche
Einflüsse
auf die Wärmetransferfläche hat.
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Das
Transfergerät 20,
welches sich auf der stromabwärtigen
Seite des Formpressgeräts 10 in Transportrichtung
der Werkstücke 100 befindet, transferiert
das Werkstück 100,
nachdem dieses der Formpressung unterzogen ist, von dem Formpressgerät 20 zum
Schweißgerät 30.
Die Transfereinrichtung 20 besitzt eine Halteeinheit 21,
eine Transferpassage 22, eine Umkehreinheit 23 und
eine Überlappungseinheit 24.
Die Halteeinheit 21 hält
die sich in Längsrichtung
erstreckenden Seitenränder
der flachen Bereiche 110 des Werkstücks 100. Die Transferpassage 22 transportiert
das Werkstück 100 zusammen
mit der Halteeinheit 21 von dem Formpressgerät 10 zu
dem Schweißgerät 30.
Die Umkehreinheit 23 nimmt abwechselnd das Werkstück von der Transferpassage 22,
hält es
vorübergehend
an einer gewissen Stelle und gibt es bei gleichzeitigem Wenden auf
die Transferpassage 22 zurück. Die Überlappungseinheit 24 plaziert
das mit Hilfe der Transferpassage 22 transferierte und
anschließend
gewendete Werkstück 100 auf
das andere Werkstück 100, welches
zuletzt von dem Formpressgerät 10 her transferiert
wurde, und veranlaßt
die Halteeinheit 21, beide Werkstücke 100 in einem überlappten
Zustand zu halten und sie zu transferieren.
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Darüber hinaus
ist das Transfergerät
mit zwei Abbildungseinheiten 25 ausgestattet, welche die
Oberseite des oberen Werkstücks 100 und
die Unterseite des unteren Werkstücks 100, auf dem das obere
Werkstück 100 plaziert
wurde, abbilden kann. Diese Abbildungseinheiten 25 bilden
die beiden Werkstücke 100 ab,
um die Lagebeziehung der beiden Werkstücke 100 zu ermitteln.
Die Über lappungseinheit 24 plaziert
die beiden Werkstücke 100 vertikal übereinander
auf der Grundlage der gewonnenen Lagebeziehung, um eine Lageabweichung
der Wärmetransferflächen 120 der
beiden Werkstücke 100 zu
vermeiden.
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Außerdem ist
in einer Transfer-Startposition unmittelbar im Anschluß an das
Formpressgerät 10, aus
dem das Werkstück 100 transferiert
wird, ein Inspektionsgerät 40 angeordnet,
welches die Oberflächenzustände des
Werkstücks 100 inspiziert.
Von dem Inspektionsgerät 40 gewonnene
Bilder werden analysiert, um beurteilen zu können, ob Defekte wie zum Beispiel
durch das Formpressen hervorgerufene Risse in der Oberfläche des
Werkstücks 100 vorhanden
sind oder nicht. Gibt es Defekte an dem Werkstück 100, so werden
die unter Verwendung des Transfergeräts 20 und des Schweißgeräts 30 durchgeführten Arbeitsschritte
angehalten, demzufolge ein Werkstück mit Defekten aus der Produktionslinie
in diesem Zustand herausgenommen wird.
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Das
Schweißgerät 30,
zu dem die Werkstücke 100 mit
Hilfe des Transfergeräts 20 gelangen, führt an den
Seitenrandbereichen der flachen Elemente 110 der beiden
Werkstücke 100,
die mit Hilfe des Transfergeräts 20 aufeinandergelegt
wurden, Punktschweißungen
an mehreren Stellen der Werkstücke
durch, um sie vorübergehend
zu sichern, um anschließend
kontinuierlich und in Längsrichtung
der flachen Elemente 110 Nahtschweißungen an den Innenseiten in
Querrichtung bezüglich
der Punktschweißstellen
anzubringen und so die beiden Werkstücke zusammenzufügen. Auf
diese Weise wird das Wärmetransferelement 200 in
rohrförmiger
Gestalt mit einander abgewandten offenen Enden in Längsrichtung
hergestellt.
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Das
Schweißgerät 30 ist
mit der Markierungsdetektoreinrichtung (nicht dargestellt) ausgestattet,
um die zuvor an dem Werkstück 100 angebrachten
Markierungen zu erkennen. Das Punktschweißen und das Saumschweißen erfolgen
an vorbestimmten Stellen, die von den Markierungen an dem Werkstück 100 definiert
werden.
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Auf
der stromabwärtigen
Seite des Schweißgeräts 30 in
Transportrichtung des Werkstücks
befindet sich ein Erkennungsgerät 50 zum
Ermitteln der Temperaturverteilung der geschweißten Teile der Werkstücke 100 unmittelbar
im Anschluß an
den mit dem Schweißgerät 30 durchgeführten Schweißvorgang,
außerdem
zum Analysieren der Temperaturverteilung, um eine Überprüfung auf
das Vorhandensein von ungenau geschweißten Teilen vorzunehmen. Daher
wird beurteilt, ob die anschließenden Arbeitsschritte
an dem Wärmetransferelement 200, welches
aus den Werkstücken 100 hergestellt
wurde, angewendet werden sollte oder nicht, und zwar auf der Grundlage
der Erkennungs- oder Inspektionsergebnisse bezüglich des Vorhandenseins nicht
korrekt geschweißter
Teile.
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Darüber hinaus
befindet sich auf der stromabwärtigen
Seite des Erkennungsgeräts 50 in
Transportrichtung des Werkstücks 100 ein
Drucktestgerät 60 zum
Schließen
der einander abgewandten Öffnungsenden
des Wärmetransferelements 200,
zum Aufbringen eines vorgegebenen Drucks auf die Innenseite des
Wärmetransferelements 200 und
zum Erkennen einer Druckbeständigkeit
bis hin zu einem Nenndruck des Wärmetransferelements 20.
Für den Fall,
daß das
Inspektionsergebnis auf das Nicht-Vorhandensein unkorrekt geschweißter Teile
des Wärmetransferelements 200 aufgrund
der mit dem Inspektionsgerät 50 vorgenommenen Überprüfung hinweist,
wird auf das Wärmetransferelement 200 eine Druckfestigkeits-Bestätigungsüberprüfung bis
hin zu dem vorgegebenen Nenndruck ausgeführt, um zu sehen, ob die Qualität des Wärmetransferelements 20 als
Endprodukt zufriedenstellen ist. Auf der stromabwärtigen Seite
des Formpressgeräts 10 in
Laufrichtung der Werkstücke 100 befindet
sich ein Markierungsgerät 70 zum
Anbringen von mehreren Markierungen an der Oberfläche der
Werkstücke 100, welche
die Stellen der Werkstücke 100 defi nieren,
an denen die Formpressung angewendet wird, und um die Stellen der
Werkstücke 100 festzulegen,
an denen der Schweißvorgang
ausgeführt
wird. Das Markierungsgerät 70 bringt
bestimmte Markierungen 111, die als Standardpositionen
fungieren, auf deren Grundlage die Lagejustierung mit Hilfe der Überlappungseinheit 24 des
Transfergeräts 20 vorgenommen
wird, an mehreren vorbestimmten Stellen jedes der Werkstücke 100 an,
um so eine konstante relative Lagebeziehung zu den Bereichen zu
erhalten, die sich in den vorbestimmten Zonen der Oberfläche der flachen
Bereiche 110 des Werkstücks 100 befinden, und
bei denen der Formpressvorgang angewendet wird.
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Im
folgenden werden die Schritte zum Herstellen des Wärmetransferelements
gemäß dem Verfahren
nach der Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Es sei angenommen, das Werkstück 100 habe
keine Defekte, wenn es von einer Spule 101 um einen Längenabschnitt
abgezogen wird, mit dem das Wärmetransferelement
hergestellt werden kann.
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Zunächst bringt
das Markierungsgerät 70 die Markierungen
an der Oberfläche
das Werkstücks 100 an.
Dieses Werkstück
wird dem Formpressgerät 10 zugeführt. Die
Markierungen werden an den sich in Längsrichtung erstreckenden,
einander abgewandten Randteilen des Werkstücks 100 in vorbestimmten Längsintervallen
angebracht, um Positions-Justiermarkierungen für die Überlappungseinheit 24 und Schweißmarkierungen,
auf deren Grundlage der Schweißvorgang
durchgeführt
wird, anzubringen, zusätzlich
zu Preßmarkierungen,
auf deren Grundlage die Formpressung erfolgt.
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Nachdem
die Markierungen an dem Werkstück 100 angebracht
sind, wird das Werkstück 100 mit
Hilfe einer (nicht gezeigten) Materialtransporteinheit derart weitertransportiert,
daß ein
Ende des Materials 100, bei dem es sich um das vordere
Ende in Transportrichtung handelt, zwischen die obere und untere
Formhälfte
des Formpressgeräts 10 eingeführt wird.
Zu diesem Zeitpunkt be ginnt der Vorgang des Erkennens der Markierungen
an dem Werkstück 100,
die die Stellen angeben, an denen die Formpressung anzuwenden ist,
wozu die (nicht gezeigte) Markierungsdetektoreinrichtung eingesetzt
wird.
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Wenn
derjenige Teil des Werkstücks 100,
an welchem der Formpressvorgang anzuwenden ist, zu der Stelle zwischen
den Formteilen des entsprechenden Formpressgeräts bewegt wird und die Markierungsdetektoreinrichtung
die Markierungen an dem Werkstück 100 erkennt,
wird der Vorschubvorgang des Werkstücks 100 vorübergehend
angehalten, und dann wird das Werkstück 100 mit Hilfe des
Formpressgeräts 10 einer
Formpressung unterzogen. Nach dem Anwenden der Formpressung auf
den vorgegebenen Bereich des Werkstücks 100 werden die obere
und die untere Formhälfte
des Formpressgeräts 10 voneinander
abgerückt,
und anschließend befördert das
Werkstücktransportgerät das Werkstück 100 erneut
weiter, um das Werkstück
den nachfolgenden Arbeitsschritten zuzuleiten.
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Es
wird eine Reihe von Schritten des Vorschubs des Werkstücks 100,
des Nachweisens der Markierung und des Anwendens des Formpressens entsprechend
der Anzahl von Markierungen wiederholt, welche die Stellen angeben,
an denen die Formpressung erfolgt. Das betreffende Formpressgerät 10,
dem Information über
den Formpressvorgang auf der Grundlage der Markierungen zugeleitet
wurde, führt
den Formpressvorgang am Werkstück 100 in vorbestimmten
Längsintervallen
in der Anzahl der erforderlichen Formpressvorgänge durch (siehe 3). Das Werkstück 100 weist
ein Muster von Unregelmäßigkeiten
auf, die durch die jeweiligen Formpressgeräte gebildet wurden, wobei die
Muster Seite an Seite in Längsrichtung
des Werkstücks 100 angeordnet
sind (vergleiche 4).
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Nachdem
die Folge von Formpressschritten mit Hilfe der einzelnen Formpressgeräte 10 abgeschlossen
ist, bewegt das Transfergerät 20,
welches sich auf der stromabwärtigen
Seite des Formpressgeräts 10 befindet,
das Werkstück
in dessen Transportrichtung, um es aus dem Formpressgerät 10 auszutragen.
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Unmittelbar
nach dem Austragen des Werkstücks
aus dem Formpressgerät 10 wird
ein Bild von der Oberfläche
des Werkstücks 10 mit
Hilfe eines Inspektionsgeräts 40 aufgenommen.
Das Inspektionsgerät 40 führt eine
Prüfung
auf das Vorhandensein von Fehlerstellen durch, die durch den Formpressvorgang
entstanden sind, und zwar auf der Grundlage des Abbilds der Oberfläche des
Werkstücks 100. Falls
keine Fehlerstellen vorhanden sind, wird das Werkstück 100 den
nachfolgenden Arbeitsschritten zugeleitet. Sind Fehlerstellen vorhanden,
liefert das Inspektionsgerät 40 Befehle
an die jeweiligen Geräte,
die nachfolgenden Arbeitsschritte, beispielsweise den Überlappungsschritt
und den Schweißschritt, nicht
durchzuführen,
während
der Transfer des Werkstücks 100 jedoch
fortgesetzt wird. Die Inspektion des Werkstücks 100 mit Hilfe
des Inspektionsgeräts 40 unmittelbar
nach dem Formpressvorgang ermöglicht
es, überflüssige Bearbeitungen
zu vermeiden, die ansonsten auf das Fehlerstellen aufweisende Werkstück 100 angewendet
würden,
wodurch Ausschuß vermieden
wird. Man kann das Werkstück 100,
welches keine Defekte wie zum Beispiel Fehlerstellen (Risse) aufweist,
dem Schweißgerät 30 zuverlässig zuführen und
dadurch die Sicherheit des Wärmetransferelements 200 nach
dem Schweißvorgang verbessern.
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Das
Transfergerät 20,
welches sich auf der stromabwärtigen
Seite des Inspektionsgeräts 40 in Transportrichtung
des Werkstücks 100 befindet,
hält die
flachen Abschnitte 110 des Werkstücks 100 an dessen
einander abgewandten Seiten. Das Transfergerät 20 veranlaßt die Wendeeinheit 23,
das Werkstück 10 von
der Transferpassage 22 während des Durchlaufens des
Werkstücks 100 aufzunehmen, das
Werkstück 100 vorübergehend
an einer gewissen Stelle zu halten und es um die Drehachse zu wenden,
wobei letztere parallel zur Trans portrichtung der Transferpassage 22 verläuft. Das
so gewendete Werkstück 100 wird
auf die Transferpassage 22 zurückgegeben (vergleiche 5).
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Nachdem
das Werkstück 100 gewendet
und dann dem Weitertransport zugeleitet wurde, wird das weitere
Werkstück 100,
welches letztlich mit Hilfe des Formpressgeräts 10 einer Formpressung
unterzogen wurde, dem gerade gewendeten Werkstück 100 hinterhergeschickt.
Die Überlappungseinheit 24 an
der Transferpassage 22 plaziert das gewendete Werkstück 100 auf
dem anderen Werkstück 100,
welches zuletzt aus dem Formpressgerät 10 gekommen ist, so
daß die
flachen Abschnitte 110 der beiden Werkstücke 100 in
Berührung
miteinander treten. Der Vorgang des Wendens des Werkstücks 100 als
zuvor transferiertes Werkstück,
während
das nächste Werkstück formgepreßt und transferiert
wird, vermindert die Zeitspanne, die nach dem Beginn des Transferschritts
bis zur Vervollständigung
des Schritts des Plazierens der beiden Werkstücke 100 übereinander mit
Hilfe der Überlappungseinheit 24 erforderlich
ist, auf ein Minimum.
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In
der Überlappungseinheit 24 bilden
die Abbildungseinheiten 25 oberhalb und unterhalb der beiden
Werkstücke 100 die
Werkstücke
in einem überlappten
Zustand ab, um Information über
die Stellen der Markierungen 111 zur Positionseinstellung
der Werkstücke 100 zu
erhalten (vergleiche 6).
Ein Positionseinstellmechanismus der Überlappungseinheit 24 führt eine
Positionseinstellung in Richtung nach rechts und nach links und
nach oben und nach unten bezüglich
jedes Werkstücks 100 durch,
so daß die
einzelnen Positionen der Markierungen 111 an den Werkstücken 100 übereinstimmen
mit den beiden vorgegebenen Standardpositionen, die vorab für die beiden
Werkstücke 100 so
eingerichtet wurden, daß sie
bezüglich
der Mittellinie der Transferpassage 22 des Transfergeräts 20 symmetrisch
sind. Demzufolge lassen sich die beiden Werkstücke 100 derart übereinanderlegen,
ohne daß es
zu einer Lageabwei chung der Wärmetransferflächen 120 nach
rechts oder links oder nach oben oder unten bezüglich der Werkstücke 100 kommt
(siehe 7).
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Die
Halteeinheit 21 hält
dann die beiden Werkstücke 100 mit
den korrekt aufeinander zuweisenden Wärmetransferflächen, und
das Transfergerät 20 bewegt
die beiden Werkstücke 100 gemeinsam
mit der Halteeinheit 21 zu dem Schweißgerät 30, um den nächsten Arbeitsschritt
auszuführen.
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Nachdem
die Markierungsdetektoreinrichtung die die Stellen des Werkstücks definierenden Markierungen
erfaßt
hat, an denen der Schweißvorgang
auszuführen
ist, führt
das Schweißgerät 30 gleichzeitig
die Punktschweißung
an mehreren Stellen der flachen Elemente 110 der Werkstücke 100 aus,
die definiert sind durch die Markierungen, um die Teile vorübergehend
zu sichern, anschließend
führt es
eine kontinuierliche und in Längsrichtung
verlaufende Nahtschweißung
an den flachen Elementen 110 an den Quer-Innenseiten bezüglich der
vorübergehenden
Sicherungsstellen durch. Ein solcher Schweißvorgang vereint die Werkstücke 100 in
der Weise, daß das
Wärmetransferelement 200 rohrförmiger Gestalt
geschaffen wird, dessen einander abgewandte Öffnungsenden in Längsrichtung
weisen (vergleiche 8).
Der auf der Grundlage der Markierungen mit Hilfe des Schweißgeräts ausgeführte Schweißvorgang
ermöglicht
es, die Werkstücke 100 in
korrekten Lagen zu schweißen.
Der Punktschweißvorgang,
der vorab durchgeführt
wird, ermöglicht
das exakte Ausführen
der Nahtschweißung an
den Stellen der Werkstücke,
an denen die Nahtschweißung
vorgenommen werden soll, ohne daß es zu einer Lageabweichung
der Werkstücke 100 kommt.
Hierdurch wird die Genauigkeit der Form des Wärmetransferelements in dessen
endgültiger
Form verbessert.
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Unmittelbar
im Anschluß an
das Schweißen der
Werkstücke 100 mit
Hilfe des Schweißgeräts 30 wird
das durch das Zusammenfügen
der Werkstücke 100 gewonnene
Wärmetransferelement
200 dem Erkennungsgerät 50 zugeleitet, welches
Information über
die Temperaturverteilung der geschweißten Stellen der Werkstücke 100 ermittelt
und die Temperaturverteilung analysiert, um dadurch eine Überprüfung auf
das Vorhandensein nicht korrekt geschweißter Bereiche vorzunehmen.
Falls es keine unkorrekt geschweißten Bereiche gibt, werden
die Werkstücke dem
Drucktestgerät 60 zugeleitet,
um den nächsten Schritt
auszuführen,
bei dem ein Drucktest durchgeführt
wird. Wenn hingegen nicht korrekt geschweißte Bereiche vorhanden sind,
werden die Werkstücke dem
Drucktest in dem Drucktestgerät 60 nicht
unterzogen.
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Die Überprüfung mit
dem Erkennungsgerät 50 läßt sich
auf der Grundlage ausschließlich
der Temperaturverteilung vornehmen, die unmittelbar nach dem Schweißvorgang
gewonnen wird. Die kontinuierliche Inspektion, die direkt im Anschluß an den Schweißvorgang
stattfindet, ermöglicht
es, daß die fertigen
Produkte direkt zu dem Drucktestgerät 60 transportiert
werden, so daß eine
kontinuierliche Fertigung der Wärmetransferelemente 200 möglich ist. Außerdem ist
es überflüssig, die
zu überprüfenden Objekte
in einem längeren
Zeitraum anzuhalten, wie es bei einem radiographischen Prüfgerät der Fall
ist, so daß man
eine rasche Inspektion durchführen
kann und so eine kontinuierliche Fertigung der Wärmetransferelemente erreichen
kann.
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Das
Drucktestgerät 60 verschließt die einander
abgewandten Öffnungsenden
des Wärmetransferelements 200,
bringt auf den Innenraum des Wärmetransferelements 200 einen
vorbestimmten Nenndruck auf und erkennt eine Druckbeständigkeitseigenschaft
bis hin zu dem Nenndruck des Wärmetransferelements 200.
Wird die Druckbeständigkeit nachgewiesen,
wird das Wärmetransferelement 200 als
korrektes Fertigprodukt eingestuft. Wird hingegen die Druckbeständigkeit
nicht bestätigt,
so wird das Wärmetransferelement 200 als
nicht den Anforderungen genügendes
Fertigprodukt eingestuft. Insbesondere kann man verhindern, daß das Wärmetransferelement 200 ohne
ausreichende Druckbeständigkeit und
Dichtigkeitseigenschaften unter den ordnungsgemäßen Fertigprodukten auftaucht,
so daß die
Sicherheit der Produkte der Wärmetransferelemente 200 garantiert
ist. Die Folge von Fertigungsschritten ist abgeschlossen, nachdem
die Einstufungen mit Hilfe des Drucktestgeräts 60 vorgenommen
wurden.
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Bei
dem Verfahren nach der Ausführungsform
der Erfindung zum Fertigen des Wärmetransferelements
führt das
Formpressgerät 10 eine
Formpressung bezüglich
der länglichen
Werkstücke 100 durch,
das Transfergerät 20 plaziert
die beiden Werkstücke 100 übereinander,
nachdem sie aus dem Formpressgerät 10 zu
dem Transfergerät 20 transportiert
wurden, während
die flachen Elemente 110 der Werkstücke 100 gehalten werden,
um sie zu transportieren und anschließend dem Schweißgerät 30 zuzuleiten,
welches die flachen Elemente 110 zusammenschweißt, um das
Wärmetransferelement 200 zu
bilden. Hierdurch ist es möglich,
kontinuierlich die Folge von Arbeitsschritten vom Formpressvorgang
bis hin zum Schweißschritt
auf die Werkstücke 100 anzuwenden,
um kontinuierlich und automatisch die Wärmetransferelemente 200 herzustellen,
wodurch die Effizienz der Fertigung deutlich verbessert wird und
die Fertigungskosten für
die Wärmetransferelemente 200 verringert
werden. Selbst wenn die länglichen
Werkstücke 100 große Abmessungen
besitzen, besteht die Möglichkeit,
die Werkstücke 100 zuverlässig in überlapptem
Zustand zu schweißen, um
das Wärmetransferelement 200 zu
erhalten. Folglich ist es möglich,
in einfacher Weise einen Wärmetauscher
herzustellen, der als Bauteil das große Wärmetransferelement enthält, wodurch
der Wirkungsgrad des Wärmetauschers
gesteigert wird.
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Bei
dem oben beschriebenen Verfahren der Ausführungsform der Erfindung zum
Herstellen des Wärmetransferelements
führt das
Schweißgerät 30 gleichzeitig
eine Punktschweißung
an mehreren Stellen der flachen Elemente 110 der Werkstücke 100 durch,
die definiert werden durch die Markierungen, damit die Werkstücke vorübergehend
gesichert sind. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsform
beschränkt.
Das Punktschweißen
kann sukzessive an einer gewissen Gruppe von Stellen ausgeführt werden,
die für
die Punktschweißung
vorgesehen sind. In diesem Fall ist es möglich, die Anzahl von Punktschweißvorrichtungen
im Punktschweißgerät 30 zu
minimieren, was die Kosten des Schweißgeräts 30 senkt.
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Gemäß der hier
im einzelnen beschriebenen Erfindung erfolgt die Formpressung an
dem sich in Längsrichtung
erstreckenden Mittelteil des länglichen Werkstücks mit
Hilfe des Formpressgeräts,
während die
flachen Elemente an den sich in Längsrichtung erstreckenden,
einander abgewandten Randteilen des Werkstücks gebildet werden. Das Transfergerät hält die flachen
Elemente der beiden Werkstücke,
die der Formpressung unterzogen wurden, um sie dem Schweißgerät zuzuführen, während die
Werkstücke in
passender Weise aufeinandergelegt werden. Die flachen Elemente der
beiden Werkstücke
werden dann mit Hilfe des Schweißgeräts verschweißt, um das
Wärmetransferelement
zu erhalten. Das kontinuierliche Anwenden einer Folge von Arbeitsschritten, beginnend
bei dem Schritt der Formpressung bis hin zu dem Schweißschritt
an den Werkstücken,
ermöglicht
das automatische und kontinuierliche Fertigen der Wärmetransferelemente,
wodurch die Fertigungseffizienz deutlich verbessert wird und die
Fertigungskosten für
die Wärmetransferelemente
verringert werden. Selbst wenn die länglichen Werkstücke eine
beträchtliche
Abmessung besitzen, kann man sie in zuverlässiger Weise dem Schweißgerät zuführen. Hierdurch
ist es möglich,
in einfacher Weise einen Wärmetauscher
herzustellen, der das voluminöse
Wärmetransferelement
beinhaltet, wodurch der Wirkungsgrad des Wärmetauschers verbessert wird. Die
Werkstücke
werden vorübergehend
aneinander gesichert und dann mit Hilfe des Schweißgeräts verschweißt. Hierdurch
ist es möglich,
eine Schweißstellen-Lageabweichung
zu verhindern, eine exakte Schweißung durchzuführen und
die Formgenauigkeit des Wärmetransferelements
nach dem Schweißvorgang
zu steigern.
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Erfindungsgemäß werden
die beiden Werkstücke,
die mit Hilfe des Formpreßgeräts einer
Formpressung unterzogen wurden, die zu dem Transfergerät transportiert
wurden und dann übereinandergelegt
wurden, als eine Gruppe von Werkstücken behandelt, die zusammengeschweißt werden,
um das Wärmetransferelement
zu bilden. Folglich läßt sich von
einer Kombination aus einem einzelnen Formpressgerät und einem
einzelnen Transfergerät
Gebrauch machen. Dann ist es nicht notwendig, mehrere Formpressgeräte einzusetzen,
wodurch die Fertigungskosten gesenkt werden. Der Einsatz von Werkstücken, die
mit Hilfe ein und desselben Formpressgeräts geformt wurden, macht Formabweichungen der
Werkstücke
deutlich seltener, so daß die
Formgenauigkeit des Wärmetransferelements
nach der Herstellung verbessert wird.
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In
einer weiteren Ausführungsform
kann eines der beiden Werkstücke,
die mit ein und demselben Formpressgerät einer Formpressung unterzogen und
dann zu dem Transfergerät
transportiert wurden, mit Hilfe des Wendegeräts gewendet werden, um eine
umgekehrte Lagebeziehung der einander abgewandten Oberflächen zu
erhalten, die dann parallel in einem solchen Zustand zu einer Stelle
transportiert werden, an der sie auf das andere Werkstück gelegt werden.
Die beiden Werkstücke
werden dann aufeinandergelegt. Hierdurch ist es möglich, die
beiden Werkstücke
aufeinanderzulegen, ohne die Orientierung des anderen Werkstücks zu ändern, was
eine Vereinfachung des Mechanismus zum Übereinanderlegen der Werkstücke gestattet.
Wenn das vorübergehend
gehaltene Werkstück
gewendet wird, kann man das Werkstück wenden, wenn das nächste Werkstück formgepreßt und transferiert
wird, was die Zeitspanne verkürzt,
die erforderlich ist, um die beiden Werkstücke aufeinanderzulegen. Folglich
ist es möglich,
die Zeitspanne zu reduzieren, die erforderlich ist, um die Werkstücke von
dem Formpressgerät zum
Schweißgerät zu transferieren,
so daß die
Fertigung des Wärmetransferelements
in einer kurzen Zeitspanne erfolgen kann.
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Vorzugsweise
bringt das Markierungsgerät die
Markierung an der vorbestimmten Stelle an dem flachen Element des
Werkstücks
an, bevor eine Formpressung mit Hilfe des Formpressgeräts stattfindet.
Die Abbildungseinheit des Transfergeräts nimmt ein Bild der beiden
Werkstücke
auf, die von der Transfereinrichtung aufeinandergelegt wurden, um
Information über
die Stellen der Markierungen zu gewinnen. Die Lagejustierung der
beiden Werkstücke
erfolgt in der Weise, daß die
Stellen der Markierungen mit Standardpositionen übereinstimmen, die vorab eingerichtet
wurden. Folglich lassen sich die Werkstücke übereinanderlegen, ohne daß es zu
einer Lageabweichung der Wärmetransferflächen kommt.
Es ist nämlich
möglich,
die beiden Werkstücke
in passender Lagebeziehung während
des Transfers des Materials von dem Formpressgerät zum Schweißgerät aufeinanderzulegen.
Hierdurch wiederum ist es möglich,
die in dem Schweißgerät zu plazierenden
Werkstücke
derart zu transportieren, daß ein
korrekter Schweißvorgang
durchgeführt
wird, was die Genauigkeit der Gestalt des Wärmetransferelements steigert.
Darüber
hinaus läßt sich
die passende Lagejustierung dadurch vornehmen, daß lediglich
veranlaßt
wird, daß die
Positionen der Markierungen mit den Standardpositionen übereinstimmen. Folglich
läßt sich
eine Lagebeziehung in rascher Weise durchführen, was den Zeitaufwand für den Transfer
der Werkstücke
vom Formpressgerät
zum Schweißgerät verkürzt, so
daß eine
Fertigung des Wärmetransferelements
in kurzer Zeitspanne möglich
ist.
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Vorzugsweise
bringt das Markierungsgerät die
Markierungen zur Kennzeichnung der zu schweißenden Stellen vor dem Schweißvorgang
an. Die Markierungsdetektoreinrichtung erfaßt die Markierungen, während das
Schweißgerät die Werkstücke nach
Maßgabe
der erkannten Markierungen bearbeitet. Nachdem die Punktschweißung an
den Stellen der Werkstücke
angebracht ist, an denen sich die Markierungen befinden, erfolgt
eine Nahtschweißung an
den Werkstücken,
ohne daß es
irgendeine Lücke zwischen
ihnen gibt. Demzufolge läßt sich
das Schweißgerät so handhaben,
daß die
Werkstücke
an vorbe stimmten Stellen auf der Grundlage der Information über die
Stellungen der Werkstücke
ausgeführt
wird, so daß eine
präzise
Justierung der Schweißpositionen
möglich
ist. Die Werkstücke
werden vorübergehend
aneinander gehalten und dann einer Punktschweißung unterzogen, damit der nächste Schritt
des Nahtschweißens
exakt an den richtigen Stellen durchgeführt wird, wodurch die Genauigkeit
der Form des Wärmetransferelements nach
dem Schweißvorgang
verbessert wird.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
führt das
Inspektionsgerät
eine Untersuchung bezüglich des
Vorhandenseins von Fehlerstellen aufgrund des Formpressvorgangs
unmittelbar im Anschluß an
die Formpressung des Werkstücks
mit dem Formpressgerät
durch. Werden Fehlerstellen erkannt, so werden die nachfolgenden
Arbeitsschritte an den Werkstücken
nicht ausgeführt,
um zu vermeiden, daß das fertige
Wärmetransferelement
aufgrund von Fehlerstellen als Fehlprodukt eingestuft wird, wenn
die Fehlerstellen nach dem Schweißen der Materialien mit Hilfe
des Schweißgeräts festgestellt
werden, was zu einem Materialausschuß führt. Es besteht die Möglichkeit,
die von Defekten wie beispielsweise Fehlerstellen freien Werkstücke dem
Schweißgerät zuzuleiten,
um so zu verhindern, daß irrtümlich Fehlerstellen an
dem Wärmetransferelement
verbleiben. Hierdurch wird die Sicherheit gewährleistet.
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Vorzugsweise
ermittelt das Erkennungsgerät Information über die
Temperaturverteilung der Schweißstellen
der Werkstücke,
um das Vorhandensein nicht korrekt geschweißter Bereiche zu erkennen.
Wenn die nicht korrekt geschweißten
Bereiche erkannt werden, werden nachfolgende Arbeitsschritte nicht
ausgeführt,
um zu verhindern, daß das nicht
korrekt geschweißte
Wärmetransferelement
irrtümlich
dem nachfolgenden Arbeitsschritt zugeleitet wird. Dementsprechend
können
ausschließlich
solche Wärmetransferelemente,
die korrekt geschweißt sind,
den späteren
Arbeitsschritten zugeleitet werden, wodurch die Produktsicherheit
gewährleistet
ist. Das Ermitteln der Temperatur verteilung reicht für eine rasche
Inspektion aus, so daß es
nicht notwendig ist, die zu prüfenden
Objekte für
eine längere
Zeitspanne anzuhalten, wie es in einem Radiographie-Prüfgerät erforderlich
ist. Die zur Fertigung des Wärmetransferelements
aufzubringende Zeit wird hierdurch deutlich verkürzt.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
ist eine Station vorgesehen, in der ein Nenndruck auf die Innenseite
desjenigen Wärmetransferelements
aufgebracht wird, welches aufgrund der Inspektion durch die oben
erwähnte
Inspektionsvorrichtung als korrekt eingestuft wurde. Die Druckbeständigkeitseigenschaft
des Wärmetransferelements
wird mit Hilfe des Drucktestgeräts
geprüft.
Wird keine ausreichende Druckfestigkeit nachgewiesen, so wird das
Wärmetransferelement
als Fehlprodukt eingestuft, um zu verhindern, daß das keine ausreichende Druckbeständigkeit
und keine ausreichende Dichtigkeit aufgrund unzulänglicher
Verarbeitungsschritte aufweisende Wärmetransferelement als korrektes
Fertigprodukt ausgeliefert wird. Hierdurch ist es möglich, zu erreichen,
daß ausschließlich solche
Wärmetransferelemente
ausgeliefert werden, die die Anforderungen an die Fertigprodukte
erfüllen,
so daß die
Sicherheit des Produkts garantiert ist.