NO312277B1 - Innretning for fremstilling av metallrör med liten diameter og stor lengde - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en innretning for fremstilling av et metallbånd med stor lengde, fortrinnsvis for fremstilling av metallrør med liten diameter og stor lengde, omfattende en ringbunt fra hvilken et metallbånd avtrekkes, en forminnretning som gradvis former metallbandet til et rør med en lengdesliss, og en sveiseanordning som sveiser lengdeslissen, og ved hvilken begynnelsen og enden av et stort antall ringbunter forbindes med hverandre ved sveising.

En innretning av ovennevnte type er kjent fra US 4 720 054. Dette patentskrift viser et system for fremstilling av metallrør hvor et metallbånd avtrekkes fra en spole frem til en produksjonslinje. Spolen består av ringbunter der begynnelsen og enden av hver ringbunt er forbundet med hverandre ved for eksempel sveising, og disse ringbunter er lagret på spennringer og avtrekkes fra spolen uten avbrytelse.

Fra DE 4 434 133 Al er det videre kjent en fremgangsmåte for fremstilling av en optisk kabel av et metallrør, ved hvilken et metallbånd avtrekkes kontinuerlig fra en ringbunt og formes til et rør med en langsgående sliss, og lengdeslissen sammensveises. Metallrøret tjener her som beskyttelse for lysbølgeledere som ved fremstillingen av metallrøret innføres i det fremdeles åpne rør med den langsgående sliss. Ved disse rør dreier det seg om rør med meget liten diameter, f.eks. 3,5 mm, og en veggtykkelse på 0,2 mm.

Særlig når slike metallrør med innlagte lysbølgeledere skal anvendes i såkalte sjøkabler eller lufikabler, er det nødvendig eller nyttig at det kan fremstilles enkeltlengder på 6000 m og mer.

Da de av stålverkene leverte ringbunter ved de nevnte dimensjoner, dvs. en båndbredde på ca. 15 mm og en veggtykkelse på ca. 0,2 mm, av grunner som angår ringbuntens stabilitet og av transportgrunner kan oppta en maksimal lengde på 2000 til 2500 m av metallbånd, må begynnelsen og enden av ringbunten forbindes ved hjelp av en såkalt tverrsveisesøm.

Da sveisestedet ved fremstillingen av tverrsømsveisingen må stå stille under sveisingen, er det blitt utviklet forskjellige muligheter for ikke å avbryte den kontinuerlige rørfremstillingsprosess.

Én mulighet består i å omvikle metallbåndet før rørfremstillingen, dvs. de enkelte ringbunter omvikles på en større forrådsspole, idet enden og begynnelsen av to på hverandre følgende ringbunter sammensveises med hverandre ved avbrutt vikleforløp. På denne måte kan det ved tilsvarende store forrådsspoler fremstilles så godt som uendelig store båndlengder.

Problemer opptrer når forholdet mellom ytre ringbuntdiameter og båndbredde overskrider en bestemt størrelse, da stabiliteten av ringbunten da går tapt og det oppstår forskyvninger av de enkelte vindinger. Dessuten kan man ved enkelte metaller ikke utelukke båndskader ved kantene av metallbåndet og også på båndoverflaten som følge av kaldsveisinger. Videre kan det ved omviklingen oppstå forskjellige båndforlengelser. Dessuten er omviklingsforløpet meget tidkrevende og dermed kostnadskrevende.

En ytterligere mulighet for fremstilling av bånd med stor lengde består i at det fra ringbunten avtrukne metallbånd innføres i et såkalt lager. Når enden av ringbunten nås, fastholdes enden og sammensveises med begynnelsen av en etterfølgende ringbunt. Under sveiseforløpet uttas båndmaterialet for den kontinuerlige fremstilling fra lageret (US 5 191 911).

Fra DE 2 604 324 B2 er det kjent en innretning for fremstilling av lengdesømsveisede rør av metallbånd, ved hvilken flere ringbunter er stramt påviklet på en viklings- eller spolehylse, og spolehylsen er anordnet på en dreibar tallerken, idet spolehylsens lengdeakse forløper i vertikal retning. Metallbåndet avtrekkes først fra den øverste ringbunt og tilføres til rørform/sveiseanlegget via en båndomstyringsinnretning og et båndlager. Etter at den første ringbunt er oppbrukt inntræs begynnelsen av den etterfølgende ringbunt i båndomstyringsinnretningen og tilføres til tverrsømsveiseanlegget, og fastsveises der til den fastholdte ende av den foregående ringbunt. I løpet av disse arbeider blir metallbåndet tilført fra båndlageret til rørform/sveiseanlegget.

Arbeid med et båndlager har ved meget tynne og smale bånd, særlig av metaller som er tilbøyelig til kaldsveising, vist seg å være ikke tilfredssitllende.

Formålet med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en innretning med hvilken det er mulig å fremstille metallrør med en diameter på mindre enn 20 mm og en veggtykkelse på mindre enn 0,4 mm i lengder på over 6000 m.

Dette oppnås med en innretning av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at ringbuntene er lagret på en opptakstrommel som er dreibart montert på et avløpsstativ og oppviser en opptakstalleren for ringbuntene, at det er anordnet et stort antall spennringer av hvilke den første hviler på opptakstallerkenen og av hvilke hver bærer en ringbunt, og at hver spennring er festet på opptakstrommelen og oppviser midler som muliggjør en utføring av båndkjerneenden til båndbegynnelsen av den derover anordnede ringbunt.

Fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen er angitt i underkravene.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med de på fig. 1-6 skjematisk viste utførelseseksempler.

Fig. 1 viser et perspektivriss av en del av en optisk kabel 1 som består av lysbølgeledere 2 og et metallrør 3 som omgir lysbølgelederne 2 og som oppviser en langsgående sveisesøm 3 a. Det frie rom mellom lysbølgelederne 2 og metallrøret 3 kan være fylt av en vaselin for å hindre en langsgående vannvandring. Antallet av lysbølgeledere 2 ligger vanligvis mellom 6 og 20, men kan imidlertid være opptil 40. Lysbølgelederne 2 har en større lengde enn metallrøret 3, og forløper altså bølge-, vindel-eller sinusformet i metallrøret 3. Overlengden beløper seg normalt til ca. 3 %o. Metallrørets veggtykkelse er f.eks. 0,2 mm, mens dets ytterdiameter beløper seg til 3,5 mm. Dette er typiske data for en optisk kabel som anordnes i stedet for en tråd eller ledning i en ledningsline. Som materiale for metallrøret 3 foretrekkes edelstål.

Fig. 2 viser et sideriss av en innretning med hvilken en kabel ifølge fig. 1 hittil er blitt fremstilt.

Fra en forrådsspole 4 blir et bånd 5 avtrukket kontinuerlig og tilført til en forminnretning 6 i hvilken båndet 5 formes til et rør med en langsgående sliss eller lengdesliss. En del av denne forminnretning 6 er en ikke nærmere betegnet kantingsanordning i hvilken båndet 5 skjæres nøyaktig til den nødvendige bredde. Forminnretningen 6 består videre av flere ikke nærmere betegnede formvalsesett. Lengdeslissen i det dannede rør lukkes ved hjelp av en lasersveiseanordning 7. Nøyaktig føring av det slissede rør under sveiseanordningen 7 besørges av et første spennbakkeavtrekk 8 som består av flere røromsluttende spennbakkepar som drives via en endeløs kjede. Bak det første spennbakkeavtrekk 8 er det anordnet en rørreduksjonsanordning 9, f.eks. en trekkematrise, i hvilken rørets diameter reduseres. Bak rørreduksjonsanordningen 9 er det anordnet et andre spennbakkeavtrekk 10 som angriper ved det trukne rør og trekker dette gjennom trekkematrisen. Avtrekkshastigheten til det andre spennbakkeavtrekk 10 er regulert i forhold til avtrekkshastigheten til det første spennbakkeavtrekk 8 i avhengighet av nedhengingen av røret mellom trekkematrisen og det første spennbakkeavtrekk 8. Bak det andre spennbakkeavtrekk 10 befinner det seg en drevet avtrekksskive 11 på hvis omkretsflate røret ligger med flere vindinger. Avtrekksskiven 11 er drevet med en avtrekkshastighet som er lik avtrekkshastigheten til det andre spennbakkeavtrekk 10. Bak avtrekksskiven 11 er det anordnet en oppvikler 12 som oppvikler røret 13 med lett trekkraft.

En avløpsinnretning for et stort antall lysbølgeledere 2 er betegnet med 14 og er bestykket med et stort antall spoler 15 på hvilke lysbølgelederne 2 er oppviklet.

For at lysbølgelederne 2 skal foreligge i metallrøret 3 med en overlengde, blir metallrøret 3 kontinuerlig elastisk deformert, dvs. strukket, mellom det andre spennbakkeavtrekk 10 og avtrekksskiven 11, idet spennbakkeparene griper fast rundt metallrøret 3 og påfører de på grunn av rørreduksjonen oppstående deformasjonskrefter. Derved blir det på avtrekksskiven 11 oppviklet en like stor lengde av metallrør 3 og lysbølgeledere 2. På avtrekksskiven 11 "avspennes" tilstanden med den elastiske deformasjon, og metallrøret 3 forkortes til den normale tilstand. Ved hjelp av oppfinnelsen skal avløpet eller avtrekkingen av båndet forbedres.

Fig. 3 viser et delvis gjennomskåret sideriss av det nye båndavløp.

Båndavløpet består av en opptakstrommel 17 og et avløpsstativ 18. Avløpsstativet 18 oppviser en opplagring 19 for opptakstrommelen 17. Opptakstrommelen 17 er anbrakt på en sentreringsdor 20 og sentrert på denne. Opptakstrommelen 17 er dreibart anordnet på avløpsstativet 18 og bremses ved hjelp av en innstillbar bremseanordning 21. Opptakstrommelen 17 har en opptakstallerken 17a på hvilken det er festet en kjerne 17b av hullblikk. Opptakstallerkenen 17a bærer et stort antall spennringer 22a, 22b, 22c,... 22n på hvilken ringbuntene 23a, 23b, 23c, ... 23n hviler. Ringbuntene 23 er fastspent på spennringene 22. Spennringene 22 er ved hjelp av låsestifter som ikke er vist på fig. 3, festet til trommelen og dermed sikret mot dreining, slik at de enkelte ringbunter 23 under avviklingen ikke kan dreies i forhold til hverandre. I overgangsområdet fra ringbunt til ringbunt blir dermed en beskadigelse av metallbåndet effektivt hindret. Ringbuntene 23 er horisontalt lagret. Dermed foreligger de enkelte vindinger av metallbåndet fullstendig avspent i ringbuntene 23.

Spennringene 22 hviler på hverandre, nærmere bestemt på en flensliknende forhøyning 24 ved den indre diameter. Denne forhøyning 24 er dimensjonert slik at avstanden mellom spennringene 22 i vertikal retning er større enn båndbredden av metallbåndet.

På fig. 4 er det vist et grunnriss av en spennring 22. Spennringen har tre armer 25 som strekker seg i radial retning, og en åpning 26. Som materiale for spennringen 22 benyttes kunststoff, f.eks. polyetylen. På grunn av åpningen 26 kan spennringen 22 spennes, idet de to armer 25 som grenser til åpningen 26, beveges mot hverandre. Derved reduseres den indre diameter av spennringen 22 og dermed den ytre diameter av forhøyningen 24. I avspent tilstand er forhøyningens ytterdiameter større enn ringbuntens 23 innerdiameter, slik at hver ringbunt 23 er fast forbundet med spennringen 22. Låsestiften er betegnet med 27 og har en stift 27a som trenger inn i en av åpningene i kjernen 17b av hullblikk.

Fig. 4 viser videre forløpet av metallbåndet mellom to tilgrensende ringbunter

23. Den strekpunkterte linje forløper fra den indre diameter (båndenden) av den øverst beliggende ringbunt 23 til den ytre diameter (båndbegynnelsen) av den underliggende ringbunt 23. Den nøyaktige båndomstyring besørges av et båndomstyringssystem i form av en sliss 28 ved den ytre ende av en av armene 25. Fig. 5 viser anordningen av låsestiften 27 som er lagret i et kammer 29 i spennringen 22. Fig. 6 viser dessuten en klemdel 30 av polyetylen som er påstukket utenfra på ringbuntene 23, og da mellom armene 25. Disse klemdeler 30 hindrer en forskyvning av de ytre lag av ringbunten 23. De faller av av seg selv når så mange vindinger er blitt trukket av at det ikke lenger skjer noen klemming.

Fremstillingsforløpet for ringbuntstabelen skjer på følgende måte:

Først fastspennes en første ringbunt 23 a på en første spennring 22a og festes på opptakstrommelens 17 kjerne 17b med låsestiften 27. En andre ringbunt 23b lagres på en ikke vist holder, slik at de indre vindinger av ringbunten 23b er fritt tilgjengelige. Begynnelsen av den første ringbunt 23a (ytre diameter av ringbunten 23a) forbindes med enden av ringbunten 23b (indre diameter av ringbunten 23b) ved hjelp av lasersveising. Deretter innspennes spennringen 22b i ringbunten 23b, hvorved metallbåndet må innlegges i båndomstyringssegmentet (slissen 28). Deretter pålegges sperinringen 22b med ringbunten 23b på spennringen 22a som befinner seg på opptakstrommelen 17. Derved må man passe på at metallbåndet forløper stramt og i slissen 28 mellom de to ringbunter 23a og 23b. Klemdelene 30 påstikkes på hver ringbunt 23a og 23b.

De øvrige spennringer 22c til 22n og ringbuntene 23c til 23n behandles på samme måte. Etter at den ønskede båndlengde er oppnådd ved forbindelse av ringbuntene 23 med hverandre, anbringes den bestykkede opptakstrommel 17 på avløpsstativet 18, og båndbegynnelsen av ringbunten 23n inntræs i rørfremstillingsanlegget.

Etter disse arbeider kan fremstillingen av røret hhv. det optiske kabelelement begynne.

Claims (12)

1. Innretning for fremstilling av et metallbånd med stor lengde, fortrinnsvis for fremstilling av metallrør med liten diameter og stor lengde, omfattende en ringbunt (4) fra hvilken et metallbånd (5) avtrekkes, en forminnretning (6) som gradvis former metallbåndet (5) til et rør med en lengdesliss, og en sveiseanordning (7) som sveiser lengdeslissen, og ved hvilken begynnelsen og enden av et stort antall ringbunter forbindes med hverandre ved sveising, karakterisert ved at ringbuntene (23a...23n) er lagret på en opptakstrommel (17) som er dreibart montert på et avløpsstativ (18) og oppviser en opptakstallerken (17a) for ringbuntene (23a...23n), at det er anordnet et stort antall spennringer (22a...22n) av hvilke den første (23a) hviler på opptakstallerkenen (17a) og av hvilke hver bærer en ringbunt (23), og at hver spennring (22) er festet på opptakstrommelen (17) og oppviser midler som muliggjør en utføring av båndkjerneenden til båndbegynnelsen av den derover anordnede ringbunt (23).

2. Innretoing ifølge krav 1, karakterisert ved at opptakstrommelen (17) er forsynt med en sentral boring i hvilken det trenger inn en på avløpsstativet (18) anordnet sentreringsdor (20).

3. Innretning ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at opptakstrommelen (17) er drevet på turtallsregulert måte.

4. Innretning ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at opptakstrommelens (17) kjerne (17b) består av hullblikk.

5. Innretning ifølge ett av kravene 1-4, karakterisert ved at hver spennring (22) er utformet som en åpen ring ut fra hvilken minst tre armer (25) strekker seg i radial retning, og som kan påspennes på opptakstrommelens (17) kjerne (17b).

6. Innretning ifølge krav 5, karakterisert ved at hver spennring (22) består av kunststoff, fortrinnsvis polyetylen.

7. Innretning ifølge krav 1-6, karakterisert ved at hver sperinring (22) oppviser en låsestift (27) med hvilken den ved inngrep i ett av hullene i kjernen (17b) er (keiningsfritt forbundet med opptakstrommelen (17).

8. Innretning ifølge ett av kravene 1-7, karakterisert ved at hver spennring (22) ved sin indre diameter oppviser en flensliknende forhøyning (24) hvis ytterdiameter i avspent tilstand av spennringen (22) er noe større enn ringbuntenes (23) innerdiameter.

9. Innretning ifølge ett av kravene 5-8, karakterisert ved at én av spennringens (22) armer (25) er utformet som båndomstyringssegment (28).

10. Innretning ifølge krav 5-9, karakterisert ved at diameteren av den om de frie ender av armene (25) slåtte sirkelbue er større enn ringbuntenes (23) ytterdiameter.

11. Innretning ifølge ett av kravene 1-10, karakterisert ved at spennringenes (22) veggtykkelse er større enn metallbåndets bredde.

12. Innretning ifølge ett av kravene 1-11, karakterisert ved at det på ringbuntene (23) utenfra er påklemt en klemdel (30) som faller av seg selv ved avtrekkingen av båndet.