CN1076641C - 制造细长金属管的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制造小直径和大长度的金属细管的方法，按此方法，金属带从盘卷引出，逐渐成形为有纵向缝的管子，以及焊接纵向缝，其中，多个盘卷的始端和尾端通过焊接互相连接起来，盘卷水平排列地放在张紧环上，张紧环固定在一个可旋转的安装滚筒上。始端和尾端互相焊接在一起的金属带无间断地引出。

Description

制造细长金属管的方法和设备
本发明涉及一种制造细长金属管的方法和一种实施此方法的设备。
由DE4434133A1已知一种由金属管制造光缆的方法，按此方法，金属带连续地从盘卷引出，成形带纵向缝的管并焊接纵向缝。金属管起光波导线护套的作用，光波导线在制造金属管时插入仍带有纵向槽开口的管内。这些细管的直径非常小，例如3.5mm，且壁厚为0.2mm。
尤其在这种细金属管及已置入的光波导线用作所谓海底电缆或架空电缆时，要求其单根长度为6000m和6000m以上。
因为钢厂供应的上述规格的盘卷，亦即带宽约15mm和壁厚约0.2mm，基于盘卷稳定性的及运输的原因，金属带能接受的最大长度为2000至2500m，所以盘卷的始端和尾端必须通过所谓的横向焊缝连接起来。
因为在进行横缝焊接时，焊缝部位在焊接期间必须处于静止状态，所以有各种可能性来保证连续的管子加工过程不中断。
一种可能性是在管子加工前对金属带进行重绕，也就是说将一个个盘卷重绕成一个更大的备料卷，其中将连续相继的两个盘卷的尾端和始端在中断卷绕过程时互相焊接起来。以此方式可以在相应的较大的备料卷中形成几乎是无限长的带长。
然而当盘卷的外径与带宽之比超出一个确定的量时会产生问题，因为盘卷将失去稳定性，并导致各圈错移。此外，在有些金属中因冷焊会使金属带边缘和带表面损伤。还有，在卷绕时可能导致带不同的伸长。再加上卷绕过程非常费时，因而费用很高。
另一种制成大长度带的可能性是将从盘卷引出的金属带送入一个储存器内。当到达此盘卷的尾端时，固定此尾端并将其与下一个盘卷的始端焊接起来。在焊接过程中为了连续生产要将带料从储存器内取出(US-PS5191911)。
由DE2604324B2已知一种由金属带制成纵向缝焊接管的设备，其中多个盘卷紧紧地卷绕在一个卷筒上，此卷筒装在一个可旋转的盘上，卷筒的纵轴线沿垂直方向延伸。金属带首先从最上面的那一个盘卷引出，经带的导向装置和带储存器供入管子成形和焊接设备。在第一个盘卷用完后，将下一个盘卷的始端穿入带导向装置并输往横缝焊接设备，在那里焊接在前一个盘卷固定不动的尾端上。在此加工过程中，金属带从带储存器供往管子成形和焊接设备。
业已证明，借助于带储存器进行加工，尤其是用冷焊的金属制的非常薄和窄的带，其结果是不能令人满意的。
因此本发明的目的是提供一种方法，借助于这种方法可以制造直径小于20mm、壁厚小于0.4mm和长度超过6000m的金属管。
为实现上述发明目的，根据本发明提供一种制造小直径和大长度金属细管的方法，按此方法，金属带从盘卷引出，逐渐成形为有纵向缝的管子，以及焊接纵向缝，其特征为：多个盘卷的始端和尾端通过焊接互相连接起来；盘卷水平排列地放在张紧环上，张紧环固定在一个可旋转的安装滚筒上；始端和尾端焊接在一起的金属带不间断地引出。
根据本发明，还提供一种用于实施按照权利要求1至4之一所述方法的设备，包括一个可旋转地装在排出机架上的盘卷的安装滚筒，一个用于盘卷的安装盘，以及多个张紧环，其中第一个放在安装盘上，它们每一个带有一个盘卷，每一个张紧环固定在安装滚筒上，并且还有一个装置，它引出带的芯端到装在它上面的盘卷的带的始端。
本发明的主要优点在于，对于管子生产过程，无需重绕过程，可以由多个盘卷制备成大的带长。避免了带的损伤，尤其是避免带的伸长。
此方法尤其适合于生产大长度的光波电缆。
从属权利要求中包括了其它有利的设计。
下面借助于图1至6中示意表示的实施例详细说明本发明。
图1表示按本发明的教导制成的光缆的一部分的透视图。光缆1由光波导线2和围绕着光波导线2的金属管3组成，金属管3有一条纵向焊缝3a。在光波导线2与金属管3之间的自由空间可充填一种所谓的矿脂，以防止水沿纵向灌入。光波导线2的数量通常在6至20之间，但也可以多至40根。光波导线2有比金属管3更大的长度，也就是说它们波形、螺旋形或正弦形地在金属管3内延伸。超过的长度通常约为3‰。金属管的壁厚S例如为0.2mm，而其外径为3.5mm。这些对于一种光缆是典型的数据，这种光缆布置在电力电缆中导线的位置上。金属管3的材料最好用优质钢。
图2表示设备的侧视图，迄今通过此设备生产图1所示的产品。
从备料卷4连续引出带5并将其输入成形设备6，带5在成形设备6中成形为带纵向槽的管。此成形设备6的一部分是图中没有进一步表示的修边机，在其中将带5准确地修剪到所需要的宽度。此外，成形设备6还包括多个图中未进一步表示的成形辊组。已成形管的纵向缝借助于激光焊机7封闭。为了在焊机7下面准确地导引带缝的管，设有第一夹钳排出机8，它由多个围绕着管的夹钳对组成，它们通过连续的链条驱动。设在第一夹钳排出机8后面的是管子缩径机9，例如是一个拉拔模，在其中减小管子的直径。在管子缩径机9后面设有第二夹钳排出机10，它夹住冷拉管并拉管子通过拉拔模。第二夹钳排出机10相对于第一夹钳排出机8的排出速度，根据管子在拉拔模与第一夹钳排出机8之间的垂度来调整。在第二夹钳排出机10的后面有一个被驱动的排出盘11，在其圆周面上贴靠着多圈管子。排出盘11被驱动具有一个与第二夹钳排出机10的排出速度相等的排出速度。在排出盘11后面设卷绕机12，它以轻度拉力来卷绕管子13。
14表示多根光波导线2的排出装置，它配备有多个线轴15，其上卷绕着光波导线2。
为了使光波导线2在金属管3内具有更长的长度，金属管3连续地在第二夹钳排出机10与排出盘11之间弹性变形，亦即伸长，其中夹钳排出机10的夹钳对牢牢地夹住金属管3并施加通过管子减径产生的变形力。因此在排出盘11上卷绕了同样长度的金属管3和光波导线2。在排出盘11上此弹性变形的状态“卸荷”，从而使金属管3缩短到正常状态。
采用本发明应能改善带的排出。
图3表示此新型带排出装置的局部剖视侧视图。
带排出装置由安装滚筒17和排出机架18组成。排出机架18有一个用于安装滚筒17的轴承19。安装滚筒17套在中心轴20上并在那里定心。安装滚筒17可旋转地装在排出机架1上，并借助于一个可调式制动器21制动。安装滚筒17有一个安装盘17a，由钻孔板制的芯体17b固定在安装盘17a上。安装盘17a上装有多个张紧环22a、22b、22c、…22n，盘卷23a、23b、23c、…23n放在张紧环上。盘卷23被张紧在张紧环22上。张紧环22借助于在图3中没有表示的止动销固定在滚筒上，并因而防止转动，所以各个盘卷23在退卷期间不可能相对转动。因此在从一个盘卷到另一个盘卷的过渡区内有效地防止了损伤金属带。盘卷23水平设置。因此金属带的各圈在盘卷23内处于完全松驰的状态。
张紧环22上下叠置，而且是支承在内径处的一个法兰状凸起24上。此凸起24的尺寸设计为，使张紧环22沿垂直方向的间距大于金属带的带宽。
图4表示张紧环22的俯视图。张紧环有三个沿径向延伸的臂25和一个开口26。张紧环22的材料是塑料，例如采用聚乙烯。由于有开口26，所以可以夹紧张紧环22，从而使与开口26相邻的两个臂25被相对移动。在这种情况下，张紧环22的内径缩小，并因而减少了凸起24的外径。在未张紧状态，凸起的外径大于盘卷23的内径，因此每一个盘卷23可以与张紧环22牢固连接。用27表示止动销，它用一个销子27a插入由钻孔板制成的芯体17b的一个孔中。
此外图4还表示了金属带在两个相邻的盘卷23之间的走向。点划线从上面的一个盘卷23的内径(带尾端)延伸到在其下面的盘卷23的外径(带始端)。在其中一个臂25的外端处，一个形式上为槽28的带导向系统保证带的准确转向。
图5表示止动销27的结构，它装在张紧环22的一个腔29内。
图6还表示了一个用聚乙烯制的夹子30，它从外面套在盘卷23上，而且是在臂25之间。夹子30防止盘卷23的外层移动。当引出多圈且夹不住时，夹子30自动脱落。
盘卷堆垛的制作过程如下：
首先在第一个张紧环23a上张紧第一个盘卷23a，并在安装滚筒17的芯体17b上用止动销27固定。第二个盘卷23b放在图中没有表示的支架上，所以盘卷23b的里圈可以自由接近。将第一个盘卷23a的始端(盘卷23a的外径)与盘卷23b的尾端(盘卷23b的内径)通过激光焊连接起来。接着将张紧环22b张紧在盘卷23b内，在这种情况下必须将金属带置入带的导向区(见槽28)内。然后将张紧环22b与盘卷23b一起放在已放在安装滚筒17上的张紧环22a上。此时应注意，在两个盘卷23a与23b之间的金属带应绷紧并在槽28内延伸。在每个盘卷23a和23b上套上夹子30。
以相同的方式处理其余的张紧环22c至22n以及盘卷23c至23n。通过盘卷23互相连接达到预期的带长后，将配备好的安装滚筒17装在排出机架18上，并将盘卷23n的始端穿入管子加工设备中。
在这些工作完成后，可以开始生产管子和光缆。

Claims (16)

1.制造小直径和大长度金属细管的方法，按此方法，金属带从盘卷引出，逐渐成形为有纵向缝的管子，以及焊接纵向缝，其特征为：多个盘卷的始端和尾端通过焊接互相连接起来；盘卷水平排列地放在张紧环上，张紧环固定在一个可旋转的安装滚筒上；始端和尾端焊接在一起的金属带不间断地引出。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征为：金属带是奥氏体钢带，盘卷的始端和尾端借助于激光束焊接。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征为：使用带宽最大为25mm和壁厚最多为0.3mm的带。
4.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征为：至少设有第一盘卷的第一张紧环套在安装滚筒上并固定在芯体上；第二盘卷位于内部的带端与第一盘卷位于外部的带端通过激光焊接相连接；第二盘卷固定在第二张紧环上，第二张紧环和第二盘卷在第一盘卷上方固定在安装滚筒上，其中，金属带在第一盘卷与第二张紧环之间以螺旋线的方式导引，紧接着的其它一些盘卷和它们的张紧环，以相同的方式处理；以及，金属带首先从最后一个盘卷引出。
5.用于实施按照权利要求1至4之一所述方法的设备，包括一个可旋转地装在排出机架(18)上的盘卷(23a…23n)的安装滚筒(17)，一个用于盘卷(23a…23n)的安装盘(17a)，以及多个张紧环(22a…22n)，其中第一个(22a)放在安装盘(17a)上，它们每一个带有一个盘卷(23)，每一个张紧环(22)固定在安装滚筒(17)上，并且还有一个装置，它引出带的芯端到装在它上面的盘卷(23)的带的始端。
6.按照权利要求5所述的设备，其特征为：安装滚筒(17)设有一个中心孔，设在排出机架(18)上的中心轴(20)插入此中心孔内。
7.按照权利要求5或6所述的设备，其特征为：安装滚筒(17)转速可调地被驱动。
8.按照权利要求5所述的设备，其特征为：安装滚筒(17)的芯体(17b)由钻孔板构成。
9.按照权利要求5所述的设备，其特征为：每个张紧环(22)设计为开口环，从此环出发沿径向至少延伸三个臂(25)，以及，环可夹紧在安装滚筒(17)的芯体(17b)上。
10.按照权利要求9所述的设备，其特征为：每个张紧环(22)由塑料制成，最好是聚乙烯。
11.按照权利要求5所述的设备，其特征为：每个张紧环(22)有一个止动销(27)，张紧环借助于将止动销插入芯体(17b)的一个孔中，实施与安装滚筒(17)不可旋转地连接。
12.按照权利要求5所述的设备，其特征为：每个张紧环(22)在其内径处有一个法兰状凸起(24)，它的外径在张紧环(22)的松驰状态略大于盘卷(23)的内径。
13.按照权利要求5所述的设备，其特征为：张紧环(22)的臂(25)之一设计为带的导向区(28)。
14.按照权利要求5所述的设备，其特征为：围绕着臂(25)的自由端的外接圆直径大于盘卷(23)的外径。
15.按照权利要求5所述的设备，其特征为：张紧环(22)的壁厚大于金属带的宽度。
16.按照权利要求5所述的设备，其特征为：在盘卷(23)上从外面夹上一个夹子(30)，在引出带时夹子自动脱落。
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