JP2012232295A - 溶接型ノズルを精密に位置決めするための方法および補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接型ノズルを精密に位置決めする方法及び補助装置を提供する。
【解決手段】本発明は、溶接型ノズルを精密に位置決めする方法及び補助装置に関する。溶接型ノズルの精密な位置決め用の補助装置は、複数のアライメントチップ及びアライメント棒を含む。各アライメントチップは溶接アダプターに接続され、かつ、ある距離延在する。アライメント棒はアライメントチップと組み合わされることにより、アライメントチップの第１の位置決め部分が、アライメント棒の複数の第２の位置決め部分と位置合わせされ、アライメント棒がアライメントチップと組み合わされた後、アライメント棒の端面と主管ヘッダーの長手方向の中心線との間の補正距離は、ノズルチップが対応する溶接アダプターと組み合わせられた後の組立てられたノズルの長さよりも長くなる。これにより、ノズルの幾何学的位置を正確に補正できる。
【選択図】図９

Description

発明の背景
１．発明の背景
[0001]本発明は、溶接中に要素を位置決めするための方法および補助装置に関し、より詳細には、溶接中に溶接型ノズルを精密に位置決めする方法および補助装置に関する。

２．関連技術の説明
[0002]異なるタイプのノズルが、扇形、円形、楕円形、四角形または矩形形状などの異なる形状の噴霧パターンをもたらすが、噴霧パターンの角度、形状およびサイズは、ノズルの幾何学的位置に依存する。複数のノズルが同じヘッダーに配置される場合、各ノズルを適切かつ正しい幾何学的位置に位置決めして、噴霧パターン間の干渉または悪影響を回避する必要がある。

[0003]ノズルは、一般的に、ねじの嵌め合いまたは溶接によって主管ヘッダーに接続できる。ねじ込み式ノズルは比較的安価に製造できるが、ほとんどの場合、低作動圧力での応用のためのものである。さらに、隣接するノズル間に、ある程度のオフセット角が存在する場合、据え付けおよび位置決めプロセスは困難かつ時間のかかるものとなる。溶接型ノズルは比較的高価であるが、据え付け、取り外し、または交換に好都合でありかつ迅速に行うことができる。正しく位置決めされた溶接型ノズルは、ノズル交換後も常に同じ噴霧形状が保証され、かつ、高作動圧力での応用、例えば、熱間圧延鋼帯工場における一般的かつ重要な応用、例えば高圧デスケーリング、ロール冷却、および鋼帯の表面冷却および清浄において使用できる。

[0004]図１〜図２は、溶接中に、アライメントチップおよびアライメントプレートを使用してノズルの位置決めを実施する従来技術の例を示す概略図である；図３は、従来のアライメントチップの概略図である。図１〜図３を参照すると、アライメントチップ１１は、その外表面に溝１１１および位置決め構造部１１２を有する。位置決め構造部１１２は、（図３に示すように）位置決め平面としても、（図４に示すように）位置決めキーとしてもよい；位置決めキーはまた、（小型冷却ノズルに関しては）鳩尾状キー（ｄｏｖｅｔａｉｌ ｋｅｙ）としてもよいが、これに限定されず、アライメントチップ１１は、ノズルチップと同じ外形寸法を有する。

[0005]溝１１１と位置決め構造部１１２との間には特定の開先角度が存在し、アライメントチップ１１の位置決め構造部１１２は、溶接アダプター１３の内表面に配置された位置決め構造部（図示せず）と協働するので、アライメントチップ１１の溝１１１を平行な位置に補正するためにアライメントプレート１２を使用するときに、全ての溶接アダプター１３の位置決め構造部も、それに応じて同じ特定角度に回転される。

[0006]図１〜図５を参照すると、アライメントチップ１１の外形寸法はノズルチップ１５と同じであるため、溶接アダプター１３と主管ヘッダー１４が溶接され、かつノズルチップ１５が装着された後、アライメントチップ１１と主管ヘッダー１４の長手方向の中心線１４１との間の距離は、ノズルチップが対応する溶接アダプター１３と組み合わされた後の、組立てられたノズルの長さＬ_０にほぼ等しく、組立てられたノズルの長さＬ_０は、ノズルチップと主管ヘッダー１４の長手方向の中心線１４１との間の距離であり、アライメントチップ１１およびノズルチップ１５は同じ外形寸法を有するので、従来の位置決め装置の補正距離Ｌは、組立てられたノズルの長さＬ_０に相当し、およびノズルチップ１５の噴霧口１５１の長径中心線１５２が、主管ヘッダー１４の長手方向の中心線１４１と、必要とされるオフセット角γ（図５に示すように）を形成する。アライメントチップ１１は、必要に応じて、異なるオフセット角設計に従って異なるオフセット角を補正し得る。

[0007]図６は、従来技術における、溶接中に、アライメントプレートを使用することによるノズルの位置決めの別の概略図である；図７は、図６に示す主管ヘッダーの半径方向に沿って取った概略的な断面図である；図８は、アライメントプレートを取り外した後の図６の上面図である。図６〜図８を参照すると、従来の溶接位置決め方法において、２つの加工された位置決め平面２１１が、溶接アダプター２１の外径に設計され、および溶接中、各溶接アダプター２１の２つの位置決め平面２１１および第１のアライメントプレート２２を使用することにより、各溶接アダプター２１の２つの側面上の位置決め平面２１１を位置合わせでき、かつ全ての溶接アダプター２１の上面が、第２のアライメントプレート２３を使用することにより同じ水平位置に位置決めされる。溶接アダプター２１の位置決め平面２１１は、溶接アダプター２１内部のノズルチップ位置決めスロットの中心線と平行しているかまたはそれと一定の開先角度を形成しているので、溶接アダプター２１および主管ヘッダー２４が溶接された後には、必要とされるオフセット角での位置決めを達成できる。

[0008]そのような従来の方法は、２つの位置決め平面２１１の機械加工厚さを考慮する必要があり、それゆえ、溶接アダプター２１の壁の厚さが通常のものよりも厚くなるため、不都合である。それゆえ、そのような従来の方法は、一般的に、デスケーリングノズルの位置決めに使用され、小型冷却ノズルの位置決めに使用されることはほとんどない。

[0009]上述の２つの従来の溶接ノズルの位置決め方法は、組立てられたノズルのオフセット角または長さについての位置決めを容易にするが、ノズルピッチにおける誤差、ノズルの平行性における誤差、またはノズル間のリード角（ノズルの中心線と加工片表面の法線との間の開先角度）における角度誤差に対する位置決め補正はできない。

[0010]ノズル間のリード角における角度誤差を、以下、例示として説明する。予め定められたリード角が１５±１°であると仮定すると、異なるノズルのリード角は、異なる方向に１°だけシフトでき、それに応じて、ノズル間のリード角における角度誤差は２°となり得る。

[0011]従来のノズルの位置決め方法の位置決め精度は不十分であるため、かつノズルの製造公差および組立公差ならびに溶接後の溶接アダプターの変形ゆえに、溶接および組立後のノズルの幾何学的位置には誤差がある。幾何学的位置におけるそのような誤差は、ノズルの噴霧距離が延びるにつれて、広がって増幅し得る（噴霧距離が大きくなるほど、幾何学的位置における誤差が大きくなる）。従来のノズルの位置決め方法の補正位置は、ノズルチップの出口のすぐ近くに配置される。加工片表面上の噴霧パターンの衝撃を受ける領域における位置誤差は、噴霧距離が延びるにつれて、広がって増幅し得る；溶接および組立後に噴霧距離がノズルの長さの数倍になると、ノズルの出口における幾何学的誤差が、噴霧距離に従って数倍増幅されることがあり、これは、従来のノズルの位置決め方法の、避けられない最大の不都合な点である。

[0012]それゆえ、溶接型ノズルを精密に位置決めするための、革新的かつ発明的な方法および補助装置を提供し、上述の問題を解決することが必要である。

発明の概要
[0013]本発明は、溶接型ノズルを精密に位置決めするための方法および補助装置であって、方法が：（ａ）複数のアライメントチップを各溶接アダプターと組み合わせるステップであって、各アライメントチップが、互いに対向する第１の端部および第２の端部を有し、各第１の端部が、対応する溶接アダプターから離れており、かつ第１の位置決め部分を有し、および各第２の端部が、対応する溶接アダプターに取り付けられているステップ；および（ｂ）アライメント棒をアライメントチップと組み合わせることにより、アライメントチップの第１の位置決め部分が、ノズルの幾何学的位置を精密に位置決めするように、アライメント棒の複数の第２の位置決め部分と位置合わせされるステップであって、第２の位置決め部分の構造部がアライメントチップの第１の位置決め部分の構造部と協働し、および、アライメント棒がアライメントチップと組み合わせられた後、アライメント棒の端面と主管ヘッダーの長手方向の中心線との間の補正距離が、ノズルチップが対応する溶接アダプターと組み合わせられ後の、組立てられたノズルの長さよりも長くなり、組立てられたノズルの長さが、ノズルチップと主管ヘッダーの長手方向の中心線との間の距離である、ステップを含む、方法および補助装置を提供する。

[0014]本発明の溶接型ノズルを精密に位置決めするための方法および補助装置を使用することによって、ノズルの溶接アダプターと主管ヘッダーの溶接プロセス中に、アライメントチップおよびアライメント棒を協働して適用できるので、ノズルの幾何学的位置における誤差、例えば、ノズルピッチにおける誤差、ノズルの平行性における誤差、およびノズルの中心線と加工片表面の法線との間の開先角度における角度誤差を、正確に補正できる。加えて、補正位置は、加工片表面上の噴霧パターンの衝撃を受ける領域に近いので、従来の方法によって生成される、広がり性誤差を低減できるかまたは回避でき、それにより、ノズルの噴霧パターンの幾何学的位置の精度を著しく高める。

[0015]本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照した以下の詳細な説明から、より明らかとなる。

溶接中に、アライメントチップおよびアライメントプレートを使用することにより、ノズルの位置決めを実施する従来技術の例を示す概略図である。 溶接中に、アライメントチップおよびアライメントプレートを使用することにより、ノズルの位置決めを実施する従来技術の例を示す概略図である。 従来のアライメントチップの概略図である。 別の従来のアライメントチップの概略図である。 位置決め後の従来のノズルの概略図である。 従来技術における、溶接中にアライメントプレートを使用することによる、ノズルの位置決めの別の概略図である。 図６に示す主管ヘッダーの半径方向に沿って取った概略的な断面図である。 アライメントプレートを取り外した後の図６の上面図である。 本発明による溶接型ノズルの精密な位置決め用の補助装置を使用することによる、ノズルの位置決めの第１の実施形態の概略図である。 図９の部分Ｇの部分的な拡大図である。 図９のＡ−Ａ方向から見た図である。 図９のＢ−Ｂ方向から見た図である。 本発明による溶接型ノズルの精密な位置決め用の補助装置の第１および第２の位置決め部分がそれぞれキーおよびスロットである間の、ノズルの位置決めを実施する概略図である。 本発明による溶接型ノズルの精密な位置決め用の補助装置の第１および第２の位置決め部分がそれぞれキーおよびスロットである間の、ノズルの位置決めを実施する概略図である。 本発明による溶接型ノズルの精密な位置決め用の補助装置の第１および第２の位置決め部分がそれぞれキーおよびスロットである間の、ノズルの位置決めを実施する概略図である。 本発明によるアライメントチップの、ある位置決め構造部を示す概略図である。 本発明によるアライメントチップの、ある位置決め構造部を示す概略図である。 本発明によるノズルのオフセット角の、ある補正方法を示す概略図である。 本発明によるノズルのオフセット角の、ある補正方法を示す概略図である。 本発明によるノズルのオフセット角の、ある補正方法を示す概略図である。 本発明によるノズルのオフセット角の、ある補正方法を示す概略図である。 本発明によるノズルのオフセット角の、ある補正方法を示す概略図である。 本発明による溶接型ノズルの精密な位置決め用の補助装置のアライメント棒およびアライメントプレートを使用することにより、溶接型ノズルの精密な位置決めを実施する概略図である。 本発明による溶接型ノズルの精密な位置決め用の補助装置のアライメント棒およびアライメントプレートを使用することにより、溶接型ノズルの精密な位置決めを実施する概略図である。 本発明による溶接型ノズルの精密な位置決め用の補助装置のアライメント棒およびアライメントプレートを使用することにより、溶接型ノズルの精密な位置決めを実施する概略図である。 溶接中の、本発明による溶接型ノズルの精密な位置決め用の補助装置を使用することにより、ノズルの位置決めを実施する別の実施形態の概略図である。 図２６の部分Ｉの部分的な拡大図である。 図２６のＥ−Ｅ方向から見た図である。 本発明による溶接型ノズルの精密な位置決め方法のフロー図である。

発明の詳細な説明
[0035]図９は、本発明による溶接型ノズルの精密な位置決め用の補助装置を使用することによるノズルの位置決めの第１の実施形態の概略図である；図１０は、図９の部分Ｇの部分的な拡大図である；図１１は、図９のＡ−Ａ方向から見た図である；図１２は、図９のＢ−Ｂ方向から見た図である。図９〜図１２を参照すると、本発明の溶接型ノズルの精密な位置決め用の補助装置４は、複数の溶接アダプター５と協働するために使用され、溶接アダプター５は、主管ヘッダー６に接続されかつ複数のノズルチップを収容するために使用され、ノズルピッチＥは、位置決めされる隣接ノズル間に存在し、この実施形態では、ノズルピッチＥは、隣接溶接アダプター５間のピッチである。

[0036]溶接型ノズルの精密な位置決め用の補助装置４は、複数のアライメントチップ４１と、アライメント棒４２とを含む。各アライメントチップ４１は、互いに対向する第１の端部４１１および第２の端部４１２を有し、各第１の端部４１１は、対応する溶接アダプター５から離れており、かつ第１の位置決め部分４１３を有し、および各第２の端部４１２は、対応する溶接アダプター５に取り付けられている。アライメントチップ４１の第２の端部４１２は、ノズルチップと同じ外形寸法を有する。

[0037]アライメント棒４２は複数の第２の位置決め部分４２３を有し、第２の位置決め部分４２３の構造部は、アライメントチップ４１の第１の位置決め部分４１３の構造部と協働する。第１の位置決め部分４１３および第２の位置決め部分４２３を、スロットとキーの組み合わせ、例えば、スロットとスロットとの組み合わせ、スロットとキーとの組み合わせ、またはキーとスロットとの組み合わせとしてもよい。例えば、第１の位置決め部分４１３は、（図９〜図１２に示すように）キースロット４１５を有し、第２の位置決め部分４２３はキースロット４２５を有する；または第１の位置決め部分４１３はキーを有し、および第２の位置決め部分４２３はスロットを有する（図１３〜図１５に示すように）。

[0038]この実施形態では、各第１の位置決め部分４１３は円形シャフト４１４およびキースロット４１５を有し、各第２の位置決め部分４２３は、円形孔４２４と、円形孔４２４の両側のキースロット４２５とを含み、各第２の位置決め部分４２３の円形孔４２４のはめ合公差は、好ましくは、対応するアライメントチップ４１の円形シャフト４１４の外径と協働し（好ましくは、適切な間隙が存在する）、および各第２の位置決め部分４２３のキースロット４２５の少なくとも幅は、各第１の位置決め部分４１３のキースロット４１５の幅と協働する（例えば、幅が同じである）。

[0039]ノズルピッチＥと同一の位置決めピッチが、第２の位置決め部分４２３間に存在する。アライメント棒４２はアライメントチップ４１と組み合わせられるので、第１の位置決め部分４１３の円形シャフト４１４およびキースロット４１５は、第２の位置決め部分４２３の円形孔４２４およびキースロット４２５と位置合わせされる。

[0040]各アライメントチップ４１の第２の端部４１２の外形は、第１の位置決め構造部４１７を有し、第１の位置決め構造部４１７は、（図１６に示すように）位置決め平面としても、（図１７に示すように）位置決めキーとしてもよく、位置決めキーは、（小型冷却ノズルに関して）鳩尾状キーとしてもよいが、それに限定されるわけではなく、位置決めキーは、ノズルおよび溶接アダプターのいずれかの位置決め構造部とし得る。アライメントチップ４１の第１の位置決め構造部４１７は、各溶接アダプター５の内表面上の第２の位置決め構造部（図示せず）と協働する。各アライメントチップ４１の第２の端部４１２は、対応する溶接アダプター５に挿入されてから、ナット８を使用することにより、対応する溶接アダプター５にロックされて、アライメントチップ４１が固定される。

[0041]アライメントチップ４１の第１の位置決め構造部４１７と各溶接アダプター５の第２の位置決め構造部との間の協働を、以下、例示として説明する。

[0042]第１の位置決め構造部４１７は、第１の位置決め部分４１３のキースロット４１５の長径中心線４１８に平行しており、第１の位置決め部分４１３のキースロット４１５の長径中心線４１８が主管ヘッダー６の長手方向の中心線６１と平行となるように（図１８に示すように）、アライメント棒４２を使用してアライメントチップ４１を調整および位置決めするとき、各溶接アダプター５の第２の位置決め構造部もまた主管ヘッダー６の長手方向の中心線６１と平行となる。使用されたノズルチップの位置決め構造部９１と、ノズルチップ９の噴霧口９２の長径中心線９３との間に、設定したオフセット角γ（例えば、１０°または１５°）が存在する場合、ノズルチップ９が溶接アダプター５に組立てられた後のノズルは、オフセット角γを有する（図１９に示すように）。

[0043]第１の位置決め構造部４１７と第１の位置決め部分４１３のキースロット４１５の長径中心線４１８との間に開先角度が存在することがあるので、第１の位置決め部分４１３のキースロット４１５の長径中心線４１８が主管ヘッダー６の長手方向の中心線６１と平行となるように、アライメント棒４２を使用してアライメントチップ４１を調整および位置決めするとき、各溶接アダプター５の第２の位置決め構造部と主管ヘッダー６の長手方向の中心線６１との間に開先角度が存在すること（図２０に示すように）を理解されたい。使用されたノズルチップ９の位置決め構造部９１は、（図２１に示すように）噴霧口９２の長径中心線９３と平行となってもよいし、（図２２に示すように）それとプリセット角度を形成してもよく、および開先角度とプリセット角度との間の協働によって、ノズルチップ９が溶接アダプター５に組立てられた後のノズルのオフセット角γを規定できる。

[0044]例えば、第１の位置決め構造部４１７と第１の位置決め部分４１３のキースロット４１５の長径中心線４１８との間の開先角度は１５°であり、かつ、第１の位置決め部分４１３のキースロット４１５の長径中心線４１８が、主管ヘッダー６の長手方向の中心線６１と平行となるように調整された後、各溶接アダプター５の第２の位置決め構造部は同様に、主管ヘッダー６の長手方向の中心線６１と１５°の開先角度を形成する（逆時計回り）。ノズルチップ９の位置決め構造部９１が噴霧口９２の長径中心線９３と平行となる場合、ノズルチップ９が溶接アダプター５に組立てられた後のノズルのオフセット角γは１５°である（図２１に示すように）；およびノズルチップ９の位置決め構造部９１が噴霧口９２の長径中心線９３と３０°のセット角度を形成する場合（逆時計回り）、ノズルチップ９が溶接アダプター５に組立てられた後のノズルのオフセット角γは−１５°である（時計回り）（図２２に示すように）。

[0045]アライメント棒４２がアライメントチップ４１と組み合わせられた後、アライメント棒４２の端面４２６と主管ヘッダー６の長手方向の中心線６１との間の補正距離Ｌは、ノズルチップが対応する溶接アダプター５と組み合わせられた後の、組立てられたノズルの長さＬ_０よりも長く、組立てられたノズルの長さＬ_０は、ノズルチップと主管ヘッダー６の長手方向の中心線６１との間の距離である。ノズルと加工片表面７との間の噴霧距離はｄであり、およびＬ、Ｌ_０およびｄの間の関係は以下の通りである：
ｄ≦２００ｍｍの場合、Ｌ_０＜Ｌ＜Ｌ_０＋５００ｍｍであり；および
ｄ＞２００ｍｍの場合、Ｌ_０＜Ｌ＜Ｌ_０＋３ｄである。

[0046]本発明の溶接型ノズルを精密な位置決めする方法を、以下、例示として説明するが、本発明はそれに限定されない。まず、アライメント棒４２を使用して２つのアライメントチップ４１（例えば、最も左および最も右のアライメントチップ４１）または３つのアライメントチップ４１（例えば、最も左、最も右および中間のアライメントチップ４１）を位置決めし、この実施形態では、まず、最も左および最も右のアライメントチップ４１を位置決めしてから、第２の位置決め部分４２３の円形孔４２４が、対応するアライメントチップ４１の第１の位置決め部分４１３の円形シャフト４１４をおおってスリーブ状にはめられ、その後、最も左および最も右のアライメントチップ４１が調整されて、その第１の位置決め部分４１３のキースロット４１５が、対応する第２の位置決め部分４２３のキースロット４２５と位置合わせされ、同時に、アライメント棒４２が調整されて、その端面４２６が、２つのアライメントチップ４１の第１の端部４１１の端面４１６と平行となり、かつそれと位置合わせされる。

[0047]次に、アライメント棒４２および２つのアライメントチップ４１を、横方向でのねじ固定によって２つのアライメントチップ４１の側面において取り付けることができ（しかし、本発明はこの固定方法に限定されない）、その後、対応する第１の位置決め部分４１３および第２の位置決め部分４２３に従って、上述のように、他方のアライメントチップ４１の幾何学的位置が調整され、かつ位置合わせされる。全てのアライメントチップ４１が補正された後、溶接アダプター５と主管ヘッダー６が溶接によって接続される。本発明の溶接型ノズルを精密に位置決めする方法は、アライメントチップ４１の一部またはアライメントチップ４１の全てを一度に補正できることを理解されたい。

[0048]本発明のアライメント棒４２およびアライメントチップ４１は、加工片表面７に近い位置で補正されるので、アライメントチップ４１の第１の位置決め部分４１３とアライメント棒４２の第２の位置決め部分４２３との間の間隙は、ちょうど、加工片表面７上の噴霧パターンの衝撃を受ける領域における位置誤差であり、噴霧距離が存在するために広げられ増幅され得る広がり性誤差がないため、ほとんど角度誤差が存在しない。例えば、本発明のアライメントチップ４１の第１の位置決め部分４１３とアライメント棒４２の第２の位置決め部分４２３との間の間隙、および組立後の最大位置誤差は１ｍｍであり、従って、補正後の、隣接ノズル間の噴霧領域における最大位置誤差もまた約１ｍｍである。

[0049]対照的に、従来の溶接ノズルの位置決め方法では、補正位置がノズルチップの出口のすぐ近くに配置されかつ加工片表面から噴霧距離だけ離間しているため、位置および組立誤差に加えて角度誤差を考慮に入れる必要がある。噴霧パターンの衝撃を受ける領域における位置誤差は、噴霧距離が長くなるにつれて、広がって増幅する可能性があり、噴霧距離は、溶接および組立後、ノズルの長さの数倍とし得るので、ノズルの出口における位置誤差は、加工片表面上で数倍増幅し得る。例えば、アライメントチップとアライメントプレートとの間の間隙、および組立後の最大位置誤差は１ｍｍであり、誤差は、噴霧距離が延びるにつれて、数倍増幅され得る。

[0050]従来の溶接ノズルの位置決め方法と比較すると、本発明は、ノズル間のリード角における角度誤差を著しく低減させるだけでなく、噴霧パターンの衝撃を受ける領域における、広がり性位置誤差も著しく低減させることができる。

[0051]加えて、第１の位置決め部分４１３のキースロット４１５と第２の位置決め部分４２３のキースロット４２５との協働によって（または、図１３〜図１５に示すようなキースロットとスロットとの協働によって）、ノズルのオフセット角を補正できる。アライメントチップ４１の第１の端部４１１の端面４１６とアライメント棒４２の端面４２６との協働によって、組立てられたノズルの長さにおける誤差を補正できる。それゆえ、ノズルの精密な位置決めを達成できる。

[0052]図２３〜図２５は、本発明の溶接型ノズルの精密な位置決め用の補助装置のアライメント棒およびアライメントプレートを使用することによる、溶接型ノズルの精密な位置決めの概略図である。図２３〜図２５を参照すると、この実施形態と第１の実施形態との間の違いは、この実施形態では、溶接型ノズルの精密な位置決め用の補助装置がアライメントプレート４３をさらに含み得ることである。第１の実施形態の部分と同じ部分には同じ参照符号を付し、再度の詳細な説明を省略する。

[0053]まず、アライメント棒４２の円形孔４２４は、２つのアライメントチップ４１（または３つのアライメントチップ４１）の第１の端部４１１の円形シャフト４１４をおおってスリーブ状にはめられ、および円形孔４２４と円形シャフト４１４が協働することによって、ノズルピッチＥにおける誤差、ノズルの平行性における誤差、およびノズルの中心線と加工片表面７の法線Ｎとの間の開先角度βにおける角度誤差が補正される。アライメント棒４２の端面４２６は、２つのアライメントチップ４１の第１の端部４１１の端面４１６と平行となり、それと位置合わせされ、それにより、組立てられたノズルの長さにおける誤差を補正する。

[0054]次いで、アライメント棒４２および少なくとも２つのアライメントチップ４１が取り付けられ、その後、アライメントプレート４３がアライメントチップ４１の第１の端部４１１のキースロット４１５に配置されるので、アライメントチップ４１の第１の端部４１１のキースロット４１５はアライメントプレート４３に平行となり、それにより、ノズルのオフセット角を補正する。全てのアライメントチップ４１が補正された後に、溶接アダプター５と主管ヘッダー６が溶接によって接続される。

[0055]図２６は、溶接中に、本発明による溶接型ノズルの精密な位置決め用の補助装置を使用することにより、ノズルの位置決めを実施する別の実施形態の概略図である；図２７は、図２６の部分Ｉの部分的な拡大図である；図２８は、図２６のＥ−Ｅ方向から見た図である。図２６〜図２８を参照すると、この実施形態と図９〜図１２の実施形態との間の違いは、この実施形態では、第１の位置決め部分４１３がスロット４１８を有し、かつ第２の位置決め部分４２３がキー４２７とスロット４２８とを有することである。図９〜図１２の実施形態の部分と同じ部分には同じ参照符号を付し、詳細には説明しない。

[0056]アライメント棒４２の第２の位置決め部分４２３のキー４２７は、アライメントチップ４１の第１の位置決め部分４１３のスロット４１８に挿入され、アライメント棒４２の第２の位置決め部分４２３のスロット４２８は、アライメントチップ４１の外縁へと両側に（ｂｉｌａｔｅｒａｌｌｙ）スリーブ状にはめられる。第２の位置決め部分４２３のキー４２７およびスロット４２８と、第１の位置決め部分４１３のスロット４１８およびアライメントチップ４１の外縁との協働によって、ノズルピッチＥにおける誤差、ノズルの平行性における誤差、ノズルの中心線と加工片表面７の法線Ｎとの間の開先角度βにおける角度誤差、および組立てられたノズルの長さにおける誤差を同時に補正できる。

[0057]図２９は、本発明による溶接型ノズルを精密に位置決めするための方法のフロー図である。この実施形態では、図９〜図１２に示す第１の実施形態の溶接型ノズルの精密な位置決め用の補助装置４を説明する。ステップＳ２９１では、複数のアライメントチップ４１が各溶接アダプター５と組み合わせられ、ここでは、各アライメントチップ４１は、互いに対向する第１の端部４１１および第２の端部４１２を有し、各第１の端部４１１は、対応する溶接アダプター５から離れており、かつ第１の位置決め部分４１３を有し、および各第２の端部４１２は、対応する溶接アダプター５に取り付けられている。

[0058]この実施形態では、アライメントチップ４１の第２の端部４１２は、位置決めされるノズルのノズルチップと同じ外形寸法を有する。各アライメントチップ４１の第２の端部４１２の第１の位置決め構造部４１７（図１６に示すような位置決め平面、または図１７に示すような位置決めキー）を、溶接アダプター５の内表面上の第２の位置決め構造部と協働するように、対応する溶接アダプター５に配置した後、アライメントチップ４１は、ナット８を使用することにより、ロックされる。

[0059]ステップＳ２９２では、アライメント棒４２はアライメントチップ４１と組み合わせられるので、アライメントチップ４１の第１の位置決め部分４１３は、ノズルの幾何学的位置を位置決めするように、アライメント棒４２の第２の位置決め部分４２３と位置合わせされる。

[0060]アライメントチップ４１の第１の位置決め部分４１３およびアライメント棒４２の第２の位置決め部分４２３を使用することによる、ノズルの幾何学的位置を位置決めする態様に関しては（ノズルピッチＥにおける誤差、ノズルの平行性における誤差、ノズルの中心線と加工片表面７の法線Ｎとの間の開先角度βにおける角度誤差、および組立てられたノズルの長さにおける誤差を含む）、溶接中の、本発明の溶接型ノズルの精密な位置決め用の補助装置を使用することによるノズルの位置決めの第１の実施形態の説明を参照でき、再度の詳細な説明を省略する。

[0061]本発明の溶接型ノズルを精密に位置決めするための方法および補助装置４を使用することにより、ノズルの溶接アダプター５と主管ヘッダー６の溶接プロセス中に、アライメントチップ４１およびアライメント棒４２を協働して適用できるので、ノズルの幾何学的位置、例えば、ノズルピッチＥにおける誤差、ノズルの平行性における誤差、およびノズルの中心線と加工片表面７の法線Ｎとの間の開先角度βにおける角度誤差を、正確に補正できる。加えて、補正位置は、加工片表面７上の噴霧パターンの衝撃を受ける領域に近いので、従来の方法によって生成される、広がり性誤差を低減できるかまたは回避でき、それにより、噴霧パターンの衝撃を受ける領域の幾何学的位置の精度を著しく高める。

[0062]本発明のいくつかの実施形態を図示して説明したが、当業者によって様々な修正および改良をなすことができる。それゆえ、本発明の実施形態は、限定ではなく、例示として説明される。本発明は、説明したような特定の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨および範囲を維持する全ての修正が、添付の特許請求の範囲で規定される範囲内にあるものとする。

４ 補助装置
５、１３、２１ 溶接アダプター
６、１４ 主管ヘッダー
７ 加工片表面
８ ナット
９、１５ ノズルチップ
１１、４１ アライメントチップ
１２、２２、２３、４３ アライメントプレート
４２ アライメント棒
９１、１１２、４１７ 位置決め構造部
９２、１５１ 噴霧口
１１１ 溝
１４１ 中心線
１５２ 長径中心線
４１１ 第１の端部
４１２ 第２の端部
４１３ 第１の位置決め部分
４１４ 円形シャフト
４１５、４２５ キースロット
４１６、４２６ 端面
４１７ 第１の位置決め構造部
４１８、４２８ スロット
４２３ 第２の位置決め部分
４２４ 円形孔
４２７ キー

Claims (9)

1. 複数の溶接アダプターと協働するための、溶接型ノズルの精密な位置決め用の補助装置であって、前記溶接アダプターが、主管ヘッダーに接続されかつ複数のノズルチップを収容するために使用され、前記補助装置が：
   複数のアライメントチップであって、各アライメントチップが、互いに対向する第１の端部および第２の端部を有し、各第１の端部が、対応する溶接アダプターから離れており、かつ第１の位置決め部分を有し、および各第２の端部が、前記対応する溶接アダプターに取り付けられている、複数のアライメントチップ；および
   複数の第２の位置決め部分を有するアライメント棒であって、前記第２の位置決め部分の構造部が、前記アライメントチップの前記第１の位置決め部分の構造部と協働し、前記アライメント棒が前記アライメントチップと組み合わせられることにより、前記アライメントチップの前記第１の位置決め部分が、前記ノズルを精密に位置決めするように、前記アライメント棒の前記第２の位置決め部分と位置合わせされ、および、前記アライメント棒が前記アライメントチップと組み合わせられた後、前記アライメント棒の端面と前記主管ヘッダーの長手方向の中心線との間の補正距離が、ノズルチップが前記対応する溶接アダプターと組立てられた後の、組立てられたノズルの長さよりも長くなり、前記組立てられたノズルの長さは、前記ノズルチップと前記主管ヘッダーの長手方向の中心線との間の距離である、アライメント棒
   を含む、補助装置。
2. 前記補正距離はＬであり、前記組立てられたノズルの長さはＬ_０であり、前記ノズルと加工片表面との間の噴霧距離はｄであり、およびＬ、Ｌ_０およびｄの間の関係は以下の通りである：
   ｄ≦２００ｍｍのとき、Ｌ_０＜Ｌ＜Ｌ_０＋５００ｍｍであり；および
   ｄ＞２００ｍｍのとき、Ｌ_０＜Ｌ＜Ｌ_０＋３ｄである、
   請求項１に記載の補助装置。
3. 前記アライメントチップの前記第２の端部が、前記ノズルチップと同じ外形寸法を有する、請求項１に記載の補助装置。
4. 前記アライメントチップの前記第１の位置決め部分および前記アライメント棒の前記第２の位置決め部分が、スロットとキーとの組み合わせである、請求項１に記載の補助装置。
5. 前記第２の位置決め部分間に存在する位置決めピッチをさらに含み、前記位置決めピッチが、前記対応する隣接するノズル間のノズルピッチである、請求項１に記載の補助装置。
6. 主管ヘッダーに配置された複数のノズルを精密に位置決めするための、溶接型ノズルの精密な位置決め方法であって、各ノズルが溶接アダプターおよびノズルチップを有し、前記方法が：
   （ａ）複数のアライメントチップを各溶接アダプターと組み合わせるステップであって、各アライメントチップが、互いに対向する第１の端部および第２の端部を有し、各第１の端部が、前記対応する溶接アダプターから離れており、かつ第１の位置決め部分を有し、および各第２の端部が、前記対応する溶接アダプターに取り付けられているステップ；および
   （ｂ）アライメント棒を前記アライメントチップと組み合わせることにより、前記アライメントチップの前記第１の位置決め部分が、前記ノズルの幾何学的位置を精密に位置決めするように、前記アライメント棒の複数の第２の位置決め部分と位置合わせされるステップであって、前記第２の位置決め部分の構造部が、前記アライメントチップの前記第１の位置決め部分の構造部と協働し、および、前記アライメント棒が前記アライメントチップと組み合わせられた後、前記アライメント棒の端面と前記主管ヘッダーの長手方向の中心線との間の補正距離が、ノズルチップが前記対応する溶接アダプターと組み合わせられ後の、組立てられたノズルの長さよりも長くなり、前記組立てられたノズルの長さが、前記ノズルチップと前記主管ヘッダーの長手方向の中心線との間の距離である、ステップ
   を含む方法。
7. ステップ（ａ）において、前記アライメントチップの前記第２の端部が前記ノズルチップと同じ外形寸法を有する、請求項６に記載の方法。
8. ステップ（ｂ）において、前記補正距離はＬであり、前記組立てられたノズルの長さはＬ_０であり、前記ノズルと加工片表面との間の噴霧距離はｄであり、およびＬ、Ｌ_０およびｄとの間の関係は以下の通りである：
   ｄ≦２００ｍｍのとき、Ｌ_０＜Ｌ＜Ｌ_０＋５００ｍｍであり；および
   ｄ＞２００ｍｍのとき、Ｌ_０＜Ｌ＜Ｌ_０＋３ｄである、
   請求項６に記載の方法。
9. 前記アライメントチップの前記第１の位置決め部分および前記アライメント棒の前記第２の位置決め部分が、スロットとキーとの組み合わせである、請求項６に記載の方法。

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