EP4058832A1 - Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von in einem dünnwandigen, radial geschlossenen metallrohr gelagerten optischen faserleitern - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von in einem dünnwandigen, radial geschlossenen metallrohr gelagerten optischen faserleitern

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Publication number
EP4058832A1
EP4058832A1 EP19839405.8A EP19839405A EP4058832A1 EP 4058832 A1 EP4058832 A1 EP 4058832A1 EP 19839405 A EP19839405 A EP 19839405A EP 4058832 A1 EP4058832 A1 EP 4058832A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
hollow profile
fiber
metal
feed
welding
Prior art date
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Pending
Application number
EP19839405.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Egerer
Olaf Petersen
Steven DINKEL
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Nexans SA
Original Assignee
Nexans SA
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Filing date
Publication date
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Publication of EP4058832A1 publication Critical patent/EP4058832A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to the production of optical fiber conductors with an outer covering made of metal, in particular the continuous production of such fiber conductors with a thin-walled covering.
  • Fiber conductors for the optical transmission of signals also known as optical waveguides or light conductors
  • Fiber conductors in a plastic or metal jacket are used, for example, in submarine cables and are often also used in earth cables
  • High-voltage lines run as a communication channel.
  • the metal jacket is of great importance as lightning protection because direct lightning strikes in fiber optic cables can cause thermal damage to the fiber optic cable.
  • the fiber conductors surrounded by a metal jacket are also referred to as Fiber in Metal Tube, or FIMT for short.
  • Several fibers can be laid in a metal tube, for example up to 96 fibers with a diameter of 6 mm.
  • temperature fluctuations cause the earth wire and the metal pipe to lengthen or shorten, which have a higher coefficient of thermal expansion than the fibers laid inside the pipe, especially at temperatures between -40 and +100 degrees Celsius. This is a problem, especially at high temperatures, because the earth wire and the metal pipe become longer and sag when heated.
  • the diameter of the metal tube can be a multiple of the diameter of the fiber, so that the fiber initially rests against a lower wall side of the tube.
  • the fiber can move freely inside the pipe until it finally rests against the upper side of the wall when the metal pipe expands very much. It is only at this point in time that a tensile stress that goes beyond the tensile stress caused by the weight of the fiber is introduced into the fiber, which can ultimately lead to the fiber breaking.
  • such designs are generally not economical and not practical.
  • the fiber can be accommodated in the metal pipe with a greater length than that of the metal pipe. During manufacture, it is difficult to adjust and control the even distribution of the excess length of the fiber in the pipe.
  • a fiber conductor or a bundle of fiber conductors is fed to a pipe forming process.
  • a flat strip made of a metal e.g. stainless steel, is formed into a tube that is slotted in the longitudinal direction and which encases the fiber conductor or the bundle of fiber conductors.
  • the flat strip, shaped into a tube, is welded longitudinally along the slot.
  • the welding is typically carried out using an arc process such as tungsten inert gas welding (TIG).
  • TIG tungsten inert gas welding
  • the pipes welded using the known arc process also have a pronounced weld bead which protrudes into the inside of the pipe and exposes fiber conductors stored therein to the risk of mechanical damage.
  • pipes with a diameter of less than 0 4.0 mm cannot be produced using the known method. This is the dimensioning of the fiber conductor or the Bunch of fiber conductors enveloping metal tube limited downwards. This in turn leads to a larger minimum bending radius.
  • the setting of the parameters required for the production of the fiber conductors or bundles of fiber conductors stored in metal tubes is therefore carried out in a test run of the production line.
  • a certain length of the metal tube with a fiber conductor or a bundle of fiber conductors stored therein is first produced, which is then measured.
  • the process is repeated with changed parameters of the production line until the measurements are within the target range.
  • the test runs can take up to 1 hour and up to 1 km of material can be required.
  • the conventional manufacturing methods can also be limited in terms of the line lengths that can be manufactured in one piece, which is undesirable when the length required is large because of the necessary connections between successive line segments.
  • the excess length of the fiber is only statistically evenly distributed; in fact it is with conventional procedures It is not possible to ensure an even distribution of the excess length of the fiber, so that a break in the fiber with an elongation of the metal tube that is still tolerable on a statistical average cannot be reliably ruled out.
  • a flat metal strip is first fed, for example from a coil.
  • the width of the supplied metal strip preferably already corresponds to the circumference of the metal hollow profile. If the supplied metal strip is wider than required by the circumference of the metal hollow profile, or if the edges of the metal strip are not sufficiently smooth, the metal strip can be cut to size on one or two sides in a continuous process during the feeding process.
  • the term metal is used in this description both for all types of metals, including non-ferrous metals, and for their alloys, in particular Stainless steels. The speed at which the metal strip is fed or the length fed per unit of time can be recorded continuously.
  • the metal strip which is available in the appropriate width, is continuously formed into a hollow profile with the desired cross-section in a single or multi-stage forming process.
  • the forming process can include bending in several stages in succession in the longitudinal direction of the strip, for example on appropriately set up rollers and profiles.
  • the cross section can be round, oval, in particular high-oval, or also arbitrarily polygonal. A highly oval cross-section can have advantages when closing the hollow profile and can easily be reshaped into a round hollow profile after closing.
  • One or more individual fiber conductors or one or more bundles of fiber conductors, which are to be stored in the hollow profile, are supplied during the forming process or after it.
  • the fiber conductor or conductors can be sheathed with non-metallic layers.
  • guide means can be provided which prevent the fiber conductors from twisting or looping around one another.
  • the fiber conductor or the bundle of fiber conductors is guided within a guide or protective tube that comes from the feed side inside the hollow profile in the withdrawal direction of the hollow profile protrudes beyond the welding point and only then releases the fiber conductor (s).
  • the length of the fiber conductors fed in per unit of time is determined continuously, for example by continuously measuring the feed speed.
  • a filling gel is also introduced into the hollow profile via the guide or protective tube, for example via an annular gap in the guide or protective tube that surrounds the fiber conductor (s), which is separated from the opening that releases the fibers.
  • the filling gel has a lower viscosity at higher temperatures than at lower temperatures.
  • it can therefore be heated before introduction, for example in a storage tank.
  • a fine adjustment of the Gel temperature can take place in a filling hose connecting the storage tank to the guide or protective tube and / or in a filling head.
  • the flow rate per unit of time is measured and adjusted so that the introduced amount of gel does not take up the entire space within the hollow profile, but rather a free space remains.
  • the free space within the hollow profile is necessary, among other things, if the cross-section of the hollow profile is still reduced by drawing processes after closing, so that the gel does not flow backwards against the production direction.
  • the hollow profile, into which the fiber conductor or the bundle of fiber conductors is introduced has, after reshaping, a region which runs in the longitudinal direction of the hollow profile and in which the edges of the metal strip are flush against one another. The flush edges of the hollow profile are welded to one another along the abutting edge and thus radially closed.
  • the welding takes place with a laser.
  • the electromagnetic radiation emitted by the laser is referred to by the term “light”, even if the wavelengths of the electromagnetic radiation can be in wavelength ranges that are not visible to humans.
  • the laser brings light energy into a point in the weld area, which is absorbed when it hits the surface of the weld metal and converted into heat.
  • the light In order to bring a sufficiently high energy into the material to be welded, the light must be strongly focused. A strong focus is also necessary because the welding should only take place in the contact area of the edges along the slot. Due to the conduction of heat within the metal, areas directly adjacent to the point of impact of the laser beam can also heat up and, if necessary, melt.
  • the laser beam on the workpiece can have a diameter of not more than 20% of the cross-sectional dimensions of the hollow profile, preferably less than 10%. Tests have shown that the diameter of the laser beam down to 5% of the cross-sectional dimensions can still enable weld seams of good quality, in which case further measures may be necessary, for example moving the focal point over the weld area.
  • the diameter of the laser beam can preferably be less than 10%, that is to say 400 ⁇ m, or less, for example down to 200 ⁇ m.
  • the term cross-sectional dimensions used in this description can refer to a diameter of a hollow profile, or to edge lengths. Depending on the context, the term can also refer to bending radii of edges or the like.
  • the workpiece causes the material to melt locally on both sides of the abutting edge, so that the melts flow into one another.
  • the material solidifies again when it is no longer hit by the laser beam and forms the weld seam. Since the hollow profile, in which the fiber conductor or the fiber conductors are received, is continuously guided past the stationary laser, a continuous weld seam is produced which connects the two edges.
  • the laser power and the speed at which the pipe is guided past the laser must be coordinated with one another. With suitable coordination, smooth weld seams result on the outside as well as on the inside, which do not require any post-processing.
  • Prevent atmosphere and thereby enable high seam quality can with the laser welding used in the invention because of the better Controllability of the energy input even without protective gases
  • Metals with material thicknesses less than 0.15 mm are butt-welded to one another in such a way that no welding bead is formed on the inside of the pipe, which is no longer freely accessible because of the fiber conductors stored therein or the bundle of fiber conductors.
  • the welding point can nevertheless be flowed around or covered with an inert protective gas, for example argon.
  • the use of a protective gas atmosphere can depend, among other things, on the material to be welded and its thickness.
  • the protective gas can be guided into the welding area on the inside of the metal hollow profile, for example through a further annular gap in the guide or protective tube.
  • the energy input by the laser can be distributed either by focusing on a larger target area so that the available energy acts on a larger or smaller area as required, or by moving a particularly narrowly focused laser beam to and fro.
  • the focus on a larger target area can also be formed by a laser profile which has a central focal point of high intensity and an annular region of lower intensity surrounding the central focal point.
  • the weld area can be heated or cooled in a targeted manner along a temperature profile, which can result in a cleaner weld seam and the solidification structure can be influenced in a targeted manner.
  • laser beams can be pulsed in a simple manner, with the energy input being controlled, for example, via the pulse duration and the pulse spacing. Laser welding, especially that
  • Thermal conduction welding with a power density that does not lead to evaporation of the weld metal creates a smooth, rounded weld seam that no longer needs to be reworked.
  • the energy is distributed outside the area in which the laser strikes, only through thermal conduction into the workpiece.
  • the seam width is larger than the seam depth. If the heat cannot dissipate quickly enough, the processing temperature rises above the evaporation temperature, so that Metal vapor is generated and the welding depth increases by leaps and bounds. The process then goes into deep welding.
  • the weld seam quality is reduced and the process stability is influenced, so that the risk of welding defects increases.
  • the guide or protective tube through which the fibers are introduced into the tube can even be damaged. This can be avoided by controlling the laser power accordingly.
  • the high quality of the weld seam on the outside and especially on the inside of the pipe produced according to the invention which has no pronounced material bead along the weld seam, allows metal hollow profiles with thin wall thicknesses and small diameters to be produced in one continuous process to manufacture.
  • the hollow profile is withdrawn from the welding area by means of a feed device, for example by means of a collet puller, stud puller or tape puller.
  • the hollow profile After being pulled out of the welding area, the hollow profile can be guided past drawing dies or shaped profiles by means of one or more further feed devices in order to reduce the outer diameter. In the process, the space within the hollow profile that is not filled with the filling gel is reduced.
  • the hollow profile can be cooled by means of a cooling device located behind the welding area, preferably in front of the feed device.
  • the pipe cooling can also be regulated, for example in order to prevent the hollow profile from cooling below a temperature at which the viscosity of the filling gel exceeds a predetermined value.
  • the pulley puller introduces a tensile force into the hollow profile, which elastically stretches the hollow profile.
  • the tensile force is continuously monitored and can be regulated by activating the pulley drive accordingly.
  • the one or those in the filling gel within the Fiber conductors embedded or embedded in the hollow profile are not stretched by the tensile force. Rather, a corresponding additional length of the fiber conductor (s) must be supplied in such a way that the fiber conductor (s) introduced into the hollow profile are essentially free of tensile stresses during the entire manufacturing process.
  • a further feed device for example a tape take-off, which holds the hollow profile on the pane, can be arranged behind the pane take-off.
  • the further feed device feeds the hollow profile from the disc take-off essentially free of tensile stresses to a winder. Essentially free of tensile stresses is to be understood here as meaning that the hollow profile experiences no or only negligible stretching.
  • the length of the hollow profile that is moved away from the sheet removal per unit of time is continuously determined, for example by continuously recording the speed.
  • the hollow profile contracts elastically again.
  • the gel introduced in liquid form at an elevated temperature has become solid as a result of the cooling and acts as a kind of friction force mediator between the fiber conductor and the inside of the hollow profile, which transfers the movement of the contracting hollow profile to the fiber conductor (s).
  • the cooled gel does not allow a completely free movement of the fibers in the hollow profile, in particular no simple longitudinal displacement, the fiber conductor (s) lying essentially free of tension in the metal tube at any time during the manufacturing process becomes the shorter hollow profile for the unstretched, unstretched state are too long, quasi "compressed" on average over the entire length of the hollow profile.
  • the fiber is not actually compressed, but will shift from its longitudinal axis in a wave-like manner inside the hollow profile.
  • the length of the hollow profile and the length of the fiber conductor or fiber conductors fed in per unit of time are continuously determined and averaged over a specified period in order to compensate for fluctuations in the drive control. Suitable periods of time can be in the range of minutes, with a longer period of time on the one hand leading to more precise results and on the other hand correspondingly lengthening the time until a possibly necessary control intervention.
  • An excess length of the fiber conductor (s) in the hollow profile produced during the period is determined from the averaged measurement values.
  • At least one control variable from the non-completed first list containing the feed rate or per unit of time is continuously fed Length of the metal strip, power of the laser, temperature of the filling gel, flow rate of the filling gel per unit of time, speed at which the hollow profile is drawn off from the welding area, tensile force exerted on the hollow profile and temperature of the hollow profile before the pane is removed.
  • At least one manipulated variable for controlling the power of the laser, for controlling the heating of the storage tank, the filling head and / or the cooling device, and / or for controlling a drive of one or more feed devices and / or the disc removal is recorded from the at least one control variable.
  • the width of the supplied metal strip is measured and a cutting width is tracked as a function of the measurement result and a preset value.
  • the width corresponds approximately to the circumference of the hollow profile surrounding the fiber conductor or the bundle of fiber conductors along the neutral fiber.
  • the default value can be varied and a shaping device can be controlled as a function of the varying width of the metal strip, for example in order to adapt the amount of material required for a clean weld seam.
  • a temperature profile is measured across the weld seam. The measured temperature profile can be used to control the energy introduced into the welding point.
  • the measured temperature profile can, for example, be compared with a default profile, and the control of the energy introduced can include a variation of the focus diameter, a trajectory described by the focus point on the weld metal and / or a change in the pulse duration and / or the pulse spacing of the laser beam. It is also conceivable to regulate the feed speed of the metal strip as a function of the measured temperature profile.
  • the measured temperature profile can also be saved for quality management and documentation purposes.
  • the length of the metal strip supplied per unit of time is measured continuously for this purpose. From the ratio of the length of the welded and reduced hollow profile removed per unit of time and the length of the metal strip fed in at the same time, material deviations of the metal strip can be recorded, e.g. different yield limits, which can be taken into account directly when regulating the manufacturing process. In one or more embodiments of the method, the
  • a device according to the invention for the continuous production of a thin-walled, radially closed hollow metal profile with at least one fiber conductor stored therein comprises a feed device set up to feed a flat strip of the metal.
  • the feed device can, for example, comprise a holder for a flat metal strip wound on a reel or a coil.
  • the metal strip is unwound from the spool or coil and fed to a forming tool, which forms the flat metal strip into the hollow profile in such a way that the opposite edges of the flat metal strip butt flush against each other.
  • the shaping device can, for example, have several rollers and profiles, for example drawing dies, which shape the metal strip into the desired hollow profile as it passes through in the longitudinal direction.
  • the forming device can also have two or more guide means spaced apart from one another in the longitudinal direction of the formed metal strip or hollow profile, between which the edges are held flush against one another at least at one point to be welded. If necessary, the tape can be guided laterally at one or more points in front of and in the tool in order to minimize lateral movement of the tape.
  • the device further comprises a welding device which welds to one another the edges lying flush against one another between the guide means.
  • the welding device comprises a laser that emits light with an energy that causes local melting of the metal on both sides of the edges.
  • the device also comprises a feed device configured to feed at least one fiber conductor.
  • the fiber conductor (s) are, for example, unwound by one or more fiber unwinders and introduced into the welded hollow profile via a guide or protective tube that protrudes from an inlet side into the hollow profile and ends only after the weld. If several fiber conductors are fed in, the feed device can have a fiber guide with which the fiber conductors are guided separately and twisting or entangling of the fibers is prevented. As an alternative or in addition, the feed device can have one or more so-called fiber ties which connect several fibers to form a bundle and wrap them with a thread.
  • the feed device also has a measuring device for continuous, preferably contactless, measurement of the length of the fiber conductor (s) fed in per unit of time.
  • the device also comprises a gel filling device which introduces a filling gel with a viscosity that decreases with increasing temperature into the hollow profile in which the fiber conductor or conductors are stored.
  • the filling gel can also be introduced into the hollow profile via the guide or protective tube or via a tube guided therein.
  • an annular gap is formed between the guide or protective tube and the tube carrying the filling gel, which gap lies behind the weld.
  • the gel filling device can have a storage container and be set up to introduce the filling gel into the hollow profile at a temperature at which the viscosity of the filling gel does not exceed a predetermined value.
  • the storage container, a filling hose connected to it and / or a filling head connected to it can be heated, in particular controlled by a temperature control device.
  • the gel filling device is also set up to continuously record the volume of the filling gel introduced into the hollow profile per unit of time.
  • the device also includes one or more feed devices which pull the welded hollow profile out of the welding area and convey it on.
  • the one or more feed devices can, for example, one or more collet pullers,
  • a cooling arrangement can be arranged in front of the feed device, which cools the hollow profile heated by the welding down to a temperature at which adhesion to subsequent tools is effectively avoided and the tools do not leave any marks in the hollow profile.
  • the device further comprises a disk take-off device arranged downstream of the feed device, by means of which a tensile force is exerted on the welded hollow metal profile, which elastically stretches the hollow metal profile.
  • the elastically stretched hollow metal profile is guided several times around the disc take-off.
  • the tensile force provided by the window puller can be continuously monitored by means of a force measuring device and regulated to a target value.
  • the disk take-off can be driven at a constant speed which is slightly higher than the speed of the previous drive and thereby causes an elastic expansion of the hollow profile.
  • the hollow metal profile is guided away from the disc take-off essentially without tension, so that the elastic stretching is canceled.
  • the device also comprises a measuring device arranged downstream of the window drawer for the preferably contactless determination of the length of the metal hollow profile removed from the window drawer per unit of time and fed to a winder.
  • a further feed device which holds the metal hollow profile on the disk withdrawal, without causing any appreciable elastic stretching of the hollow profile, can be arranged following the disk withdrawal.
  • the measuring device for determining the length of the metal hollow profile removed from the disc take-off unit per unit of time and fed to a winder can be arranged between the disc take-off device and the further feed device or behind the feed device.
  • a measuring device for determining the tensile force is located in front of the forming device intended.
  • the determined tensile force can be fed to a control as an actual value and used with a setpoint to control the drives of the device, for example to control the speed of the feed of the metal strip.
  • the device also comprises a cutting device arranged in front of the forming device, by means of which one or both edges of the flat metal strip fed in are trimmed, the width of the trimmed metal strip roughly corresponding to the circumference of the neutral fiber of the hollow profile.
  • a measuring device for measuring the width of the cut metal strip is provided behind the cutting device.
  • the cutting device can be controlled on the basis of the measured values in order to maintain a desired width of the metal strip over a long period of time. Appropriate default values can be fed to the cutting device, with which the measured width of the metal strip can be compared in order to generate a control signal for the setting of the cutting device.
  • Parts cut off at one or both edges of the strip can, in one or more configurations, be fed to a device provided for receiving cut residues.
  • the device also comprises a measuring device for determining a temperature profile transversely and / or along the weld seam.
  • the measured temperature profile can be used by the welding device to control the energy output, the feed device, the feed device to control the Feed rate and / or the temperature control for the filling gel are fed.
  • the device is also set up to cover the welding point inside and / or outside with a protective gas.
  • the protective gas can be introduced, for example, through a tube guided in the guide or protective tube, which forms an annular gap with it at the welding point, or in a separate protective tube.
  • the shielding gas can be fed in at or near the welding point.
  • the welded hollow profile can be passed through a pipe section which is flooded with the protective gas.
  • the device also includes a measuring device for measuring at least one dimension of the hollow profile after welding.
  • This measuring device can be used for integrated quality control, just like a measuring device provided in one or more configurations for checking the weld seam and / or material defects or inhomogeneities in the material.
  • the dimensions can preferably be measured without contact, for example by means of a laser.
  • hollow profiles with wall thicknesses of less than 0.3 mm and diameters or dimensions of less than 10 mm can be produced at a high quality level without costly post-processing into which one or more fiber conductors can be inserted in the same operation.
  • suitable focus diameters of the laser beam By using suitable focus diameters of the laser beam, a sufficiently small heat-affected zone in relation to the dimensions of the hollow profile is ensured during continuous welding, so that no material tears occur and a weld seam is produced that does not have a pronounced bead on the inside of the pipe.
  • the smaller wall thickness of the hollow profile with the fiber conductors embedded in it can help save metal and thus conserve valuable resources.
  • a reduction in the wall thickness can also reduce the laser power required for welding, which in turn results in energy savings or, alternatively, an increase in the
  • a thinner wall thickness of the hollow profile can also prove to be advantageous, as it leads to a lower length-related weight, which can facilitate transport and installation.
  • the continuous measurement of the excess length according to the method according to the invention enables process parameters such as temperature and amount of the filling gel introduced per unit of time, the tensile force acting on the hollow profile and thus the elastic stretching, the fiber feed speed and the
  • 1 shows an exemplary example of the method according to the invention for the continuous production of thin-walled, radially closed hollow profiles
  • 2 shows an exemplary example of a device according to the invention for the continuous production of thin-walled, radially closed hollow profiles
  • FIG. 3 shows pictures of a weld seam of a hollow profile produced by the method according to the invention
  • FIG. 4 shows a simplified representation of the storage of a fiber conductor in a filling gel in the interior of an elastically stretched and a longitudinally tension-free hollow profile.
  • FIG. 1 shows steps of an exemplary method 100 for producing a thin-walled, radially closed hollow metal profile with overlong fiber conductors stored therein according to one aspect of the invention.
  • a flat metal strip is fed to a forming device at a first feed speed, for example unwound from a coil.
  • the supplied flat metal strip is formed in step 108 into a shape corresponding to the desired hollow profile.
  • the reshaping can take place, for example, by means of a roll forming tool.
  • an optional step 106 can be carried out in a cutting device, in which one or both edges of the metal strip are trimmed or prepared in some other way.
  • the cutting device can be supplied with measured values from a measuring device which detects the width of the metal strip after it has been trimmed. The cut remnants can be picked up in a corresponding pick-up device.
  • the edges of the metal strip are guided by means of guide elements in such a way that twisting before welding is prevented, and the flush edges are guided past a welding device in a defined position and a defined distance.
  • the guide elements can, for example, comprise one or more Finn shims or guide swords and one or more guide bushings adapted to the geometry of the hollow profile, which are adapted to the flute geometry to be produced.
  • the geometry can be closed, for example, by means of drawing dies, locking rings or side roller steps.
  • two opposite edges of the flat strip are flush with one another in a contact area.
  • the edges lying flush against one another in the contact area are continuously welded to one another. The welding is done by means of a laser. If necessary, the weld seam can be covered by means of protective gas, adapted to the required weld seam quality.
  • One or more fiber conductors and a filling gel, which has a viscosity that increases with decreasing temperature, are introduced into the welded hollow profile by one or more fiber unwinders in step 111.
  • the filling gel and the fiber conductor (s) can be passed under the welding area, for example by means of a protective or guide tube, so that the filler gel and fiber conductor only emerge from the protective or guide tube in the already welded hollow profile.
  • the length of the fiber conductor (s) supplied per unit of time and the amount of filling gel introduced is also continuously determined in step 111.
  • step 112 the welded hollow profile with the fiber conductor or conductors stored therein is withdrawn from the weld area.
  • the filling gel and the hollow profile can be tempered in step 116 after welding so that the viscosity of the filling gel does not exceed a predetermined value.
  • the temperature can be measured beforehand in step 114.
  • the hollow profile is elastically stretched by a force exerted by means of a pulley. The pulling force is monitored in step 121.
  • the elastically stretched hollow profile is now cooled down stretched, Step 122, so that the viscosity of the filling gel increases before it is fed to a receiving device for receiving in step 124 after the elastic stretching has been withdrawn or reduced.
  • the recorded length of the hollow profile is continuously determined in step 123.
  • the recording 128 of controlled variables at different points in the method and the corresponding determination 130 of manipulated variables for drives and actuators of the device 200 are indicated in the figure by the dashed arrows.
  • the temperature profile can be determined transversely and / or along the weld seam in an optional step 110a.
  • the determined temperature profile can be fed to a control of the laser and other elements of a device implementing the method, in particular also to one or more drives that regulate the feed speed of the metal strip or the speed at which the welded hollow profile is withdrawn from the welding area.
  • the method can optionally also include a determination of the tensile force on the strip before the deformation in step 104.
  • the determined tensile force can also be fed to the one or more drives as a measured variable for regulation.
  • the method can also include an optional step 110b, in which one or more dimensions of the welded hollow profile are determined.
  • the dimensions determined can be supplied primarily as input variables for regulating the forming process and the cutting process for setting the width of the strip.
  • the method can also include an optional step 118 in which the quality of the weld seam and / or the weld metal are non-destructively checked for material defects, for example by means of eddy current testing, ultrasound or X-rays. Subsequent processes by means of which the hollow profile is cut into sections or the hollow profile is encased with an insulating or protective layer are not shown in FIG.
  • FIG. 2 shows an exemplary example of a device 200 according to the invention for the continuous production of thin-walled, radially closed hollow metal profiles with one or more fiber conductors stored therein.
  • a thin metal band 1 for example a band made of stainless steel, is unwound from a reel or unwinder 2.
  • the metal strip 1 is fed to a roll forming tool 3, 7, by means of which it is brought into the shape of the desired hollow profile, for example it is shaped into a longitudinally slotted round tube.
  • a cutting device 4 can be provided between the roll or unwinder 2 and the roll forming tool 3, 7, which cuts the metal strip 1 to a required width or one or both edges of the
  • Metal tape 1 to size to get clean and smooth edges. To accommodate cut parts of the metal strip 1, a
  • the width of the cut metal strip 1 can be checked in a strip width measuring device.
  • the measurement results can be fed to the cutting device 4 for control purposes.
  • a measuring device for determining the tensile force can be arranged between the reel or unwinder 2 and the roll forming tool 3, 7, the measured values of which can be used, for example, to regulate drives of the device 200.
  • a measuring device 5 is provided which monitors the belt speed or length of the supplied metal strip. Before the metal hollow profile is closed, one or more fiber conductors and one from a feed device 9
  • Gel filling device 13 is supplied with a filling gel in which the fiber conductor or fibers received in the hollow profile are stored.
  • the filling gel can be fed via a filling hose 14 to a filling head 15 which is connected to a guide or protective tube through which the fiber conductor or conductors are also introduced into the metal hollow profile.
  • the length of the fiber conductors supplied per unit of time is monitored in a first measuring device 11.
  • the gel filling device can be set up to detect the amount of filling gel supplied, for example by means of a flow meter.
  • the after the shaping of the hollow profile adjacent edges of the tape can be guided with one or more guide elements 6 in front of a laser welding device 8 so that twisting of the hollow profile is prevented before welding and the passage distance below an optical system of the laser welding device 8 is maintained.
  • the guide elements 6 can comprise one or more fin fitting disks or guide swords and one or more guide bushings adapted to the hollow profile forming the outer conductor.
  • the geometry of the hollow profile to be welded is closed by means of drawing dies, locking rings, side roller steps or guide bushings 7, so that the edges of the metal strip 1 formed into the hollow profile lie against one another in the area of the laser welding device 8.
  • the welding area can be covered with a protective gas, for example argon, via a protective gas device (not shown in the figure) in order to prevent reactions of the weld metal with the atmosphere.
  • the feed of the welded hollow profile takes place by means of a feed device 16.
  • the feed device 16 can, for example, comprise one or more collet pull-offs, cleat pulls or tape pulls, or combinations thereof.
  • the hollow profile withdrawn from the welding area is cooled by means of a cooling device 17 to a temperature at which the viscosity of the filling gel does not exceed a predetermined value.
  • a cooling device 17 In the figure are still another feed device 18 and
  • Drawing die holders 19 are shown, by means of which the dimensions of the metal hollow profile can be reduced. Subsequently, a pulling force is exerted on the hollow profile by means of a disc take-off 20, which causes elastic stretching. The hollow profile is guided several times around the disk take-off 20, the temperature falling further and the viscosity of the filling gel increasing. Before the tensile force is introduced, a temperature measuring device determines the temperature of the hollow metal profile without contact
  • Cooling device 17 is supplied as a controlled variable. Further temperature measurements can be made in the production direction behind the
  • Welding area behind the cooling device 17, behind the drawing dies 19 and 23 and / or behind a further feed device 22, which holds the hollow profile on the disc take-off, can be arranged.
  • the hollow profile is largely free of longitudinal stress from the pane take-off 20 Rewinder 25 supplied.
  • a second measuring device 24 is used to determine the length of the product recorded per unit of time in a contactless manner. Due to the elimination of the longitudinal tension, the elastic stretching is canceled and the fiber conductor or conductors are compressed in a wave shape by the filling gel due to the now higher viscosity when the hollow profile is drawn together, so that, based on the length of the hollow profile taken up by the winder, a greater length of the Fiber conductor is added.
  • a control device not shown in the figure, continuously determines a current excess length of the fiber conductors from the difference between the length measurements of the first and the second
  • Measuring device 11 or 24 In addition, current process parameters or reference values such as feed speed of the metal strip, laser power, gel temperature, gel flow rate, feed speed, tensile force and pipe temperature are recorded, and from this, set values for the laser power for automatic control of the excess length,
  • FIG. 3 shows pictures of a weld seam of a hollow profile produced by the method according to the invention.
  • the hollow profile is a copper tube with a wall thickness of 0.1 mm, which is used in a
  • FIG. 3 a) shows the weld seam on the inside of the hollow profile, which has a width between 140 and 150 ⁇ m.
  • FIG. 3 b) shows a recording of the outside of the hollow profile, on which the weld seam has a width of approximately 242 ⁇ m. It is also easy to see that the weld seams are very uniform both inside and outside, so that post-processing should not be necessary for most applications.
  • FIG. 4 shows a greatly simplified representation of the storage of a fiber conductor 402 in a filling gel 404 in the interior of an elastically stretched and longitudinally tension-free hollow profile 400.
  • the representations in FIG. 4 are not true to scale.
  • tensile stress is exerted on the hollow profile 400, indicated by the arrows pointing away from one another at the ends of the illustrated section, which stretch the hollow profile 400 elastically. It is assumed that the hollow profile 400 extends only in length and that there is no change in diameter.
  • the hollow profile 400 is not completely filled with the filling gel 404, rather a free space 406 remains on the upper side.
  • the fiber conductor 402 is embedded in the filling gel in a stress-free manner.
  • the temperature of the arrangement is lowered so that the viscosity of the filling gel 404 increases.
  • the increasing viscosity increases the friction between the inside of the hollow profile 400 and the filling gel 404 as well as the friction between the filling gel 404 and the fiber conductor 402.
  • Form tool 104 determine tensile force
  • 25 rewinder 128 record controlled variable (s) 130 determine manipulated variable (s) 200 device

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Abstract

Zur Herstellung von in einem Metall-Hohlprofil gelagerten Faserleitern wird ein flaches Metallband einer Umformvorrichtung zugeführt. Die Umformvorrichtung ist zum kontinuierlichen Umformen des zugeführten flachen Metallbandes in eine dem Hohlprofil entsprechende Form eingerichtet. Das Hohlprofil wird entlang einer Längsnaht mittels eines Lasers kontinuierlich verschweißt. In das verschweißte Hohlprofil werden in einem kontinuierlichen Prozess über ein Führungs- bzw. Schutzrohr ein Füllgel mit einer mit abnehmender Temperatur steigenden Viskosität und ein oder mehrere Faserleiter eingebracht. Um den oder die Faserleiter mit einer Überlänge in das Hohlprofil einzubringen wird das verschweißte Hohlprofil elastisch gestreckt, dabei abgekühlt und wieder entspannt. Das fertige Produkt wird in einer Aufnahmeeinrichtung aufgenommen. Die kontinuierliche Regelung der Überlänge der Faserleiter erfolgt unter anderem durch kontinuierliche Steuerung der Geltemperatur, der Laserleistung und der zur elastischen Streckung auf das Hohlprofil ausgeübten Kraft.

Description

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von in einem dünnwandigen, radial geschlossenen Metallrohr gelagerten optischen Faserleitern
Gebiet
Die Erfindung betrifft die Herstellung von optischen Faserleitern mit einer äußeren Umhüllung aus Metall, insbesondere die kontinuierliche Herstellung solcher Faserleiter mit dünnwandiger Umhüllung.
Hintergrund
Faserleiter für die optische Übertragung von Signalen, auch als Lichtwellenleiter oder Lichtleiter bezeichnet, werden je nach Anwendung und Anforderung an die mechanische Stabilität und den Schutz vor Umwelteinflüssen und Wasserstoffdiffusion mit einem Mantel aus Kunststoff oder mit einem Metallmantel umhüllt. Fasern in Metallmantel finden bspw. bei Seekabeln Anwendung und sind häufig auch in Erdseilen von
Hochspannungsleitungen als Kommunikationskanal geführt. Bei letzterer Anwendung ist der Metallmantel als Blitzschutz von großer Bedeutung, weil es bei direkten Blitzeinschlägen in Glasfaserkabel zu thermischen Schäden am Lichtwellenleiter kommen kann. Die mit einem Metallmantel umgebenen Faserleiter werden auch als Fibre in Metal Tube, kurz FIMT bezeichnet.
In einem Metallrohr können mehrere Fasern verlegt sein, bspw. bei einem Durchmesser von 6 mm bis zu 96 Fasern. Bei im Freien an Masten geführten Hochspannungsleitungen kommt es durch Temperaturschwankungen zu einer Längung bzw. Verkürzung des Erdseils und des Metallrohres, das insbesondere bei Temperaturen zwischen -40 und +100 Grad Celsius einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist als die im Inneren des Rohres verlegte Faser. Dies stellt insbesondere bei hohen Temperaturen ein Problem dar, weil das Erdseil sowie das Metallrohr bei Erwärmung länger wird und durchhängt. Die Glasfaser verlängert sich deutlich weniger und wird mit einer starken Zugspannung beaufschlagt, die schließlich zum Reißen der Faser und damit zu einer Unterbrechung der darüber geführten Kommunikationsstrecke führt. Um die unterschiedliche thermische Ausdehnung zu kompensieren kann der Durchmesser des Metallrohres ein Vielfaches des Durchmessers der Faser betragen, so dass die Faser zunächst an einer unteren Wandseite des Rohres anliegt. Wenn sich das Metallrohr ausdehnt und durchzuhängen beginnt kann die Faser sich im Innern des Rohres frei bewegen, bis sie schließlich bei sehr großer Ausdehnung des Metallrohres an der oberen Wandseite anliegt. Erst zu diesem Zeitpunkt wird eine über die durch das Eigengewicht der Faser bewirkte Zugspannung hinausgehende Zugspannung in die Faser eingebracht, die schließlich zu einem Reißen der Faser führen kann. Solche Ausführungen sind jedoch wegen der großen erforderlichen Abmessungen des Metallrohres in der Regel nicht wirtschaftlich und nicht praktikabel.
Um eine größere Reserve zur Kompensation von Längenänderungen des Metallrohres zur Verfügung zu stellen kann die Faser mit einer größeren Länge als die des Metallrohres in dem Metallrohr aufgenommen sein. Bei der Herstellung ist die gleichmäßige Verteilung der Überlänge der Faser in dem Rohr schwer einzustellen und zu kontrollieren.
Bei einem bekannten kontinuierlichen Prozess zur Herstellung von Metallrohren mit darin gelagertem Faserleiter wird ein Faserleiter oder ein Bündel von Faserleitern einem Rohrformprozess zugeführt. In dem Rohrformprozess wird ein Flachband aus einem Metall, z.B. Edelstahl, zu einem in Längsrichtung geschlitzten Rohr geformt, welches den Faserleiter oder das Bündel von Faserleitern ummantelt. Das zu einem Rohr geformte Flachband wird entlang des Schlitzes längsnahtverschweißt.
Die Schweißung erfolgt typischerweise mittels Lichtbogenverfahren wie Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG). Hierdurch lassen sich jedoch Wandstärken kleiner als 0,15 mm nicht prozesssicher schweißen. Die mit dem bekannten Lichtbogenverfahren geschweißten Rohre zeigen zudem eine ausgeprägte Schweißwulst, die in das Rohrinnere hineinragt und darin gelagerte Faserleiter der Gefahr einer mechanischen Beschädigung aussetzt. Ferner sind Rohre mit einem Durchmesser von kleiner 0 4,0 mm mit dem bekannten Verfahren nicht herstellbar. Hierdurch wird die Dimensionierung des den Faserleiter oder das Bündel von Faserleitern umhüllenden Metallrohres nach unten hin begrenzt. Dies führt wiederum zu einem größeren Mindestbiegeradius.
Die Einstellung der für die Herstellung der in Metallrohren gelagerten Faserleiter oder Bündeln von Faserleitern benötigten Parameter erfolgt daher in einem Testlauf der Fertigungsstrecke. Bei dem Testlauf wird zunächst eine gewisse Länge des Metallrohres mit einem darin gelagerten Faserleiter oder Bündel von Faserleitern hergestellt, die anschließend vermessen wird. Insbesondere wird geprüft, ob der Faserleiter bzw. die Faserleiter des Bündels nicht unterbrochen sind, und ob die Überlänge des bzw. der Faserleiter der Vorgabe entspricht. Der Vorgang wird so oft mit geänderten Parametern der Fertigungsstrecke wiederholt, bis die Messungen im Zielbereich liegen. Die Testläufe können bis zu 1 Stunde dauern und es können dabei bis zu 1 km Material benötigt werden.
Erst wenn geeignete Produktionsparameter gefunden sind wird mit der eigentlichen Fertigung begonnen und die gewünschte Länge des in das Metallrohr eingebetteten Faserleiters bzw. Bündels von Faserleitern hergestellt. Während der Produktion gibt es keine Möglichkeit zu prüfen, ob der oder die Faserleiter in jedem Abschnitt mit einer der Vorgabe entsprechende Überlänge in dem Metallrohr aufgenommen ist bzw. sind. Insbesondere die gleichmäßige Verteilung der Überlänge über die gesamte Länge des gefertigten Metallrohres kann nicht geprüft werden. Eine Kontrollmessung nach Abschluss der Fertigung kann nur eine durchschnittliche Überlänge in der gesamten Produktionslänge bestimmen sowie feststellen, ob der oder die Faserleiter unterbrechungsfrei in dem Metallrohr aufgenommen ist bzw. sind. Die Verteilung der durchschnittlichen Überlänge kann nicht bestimmt werden, und falls die Kontrollmessung ergibt, dass ein Fehler vorliegt, kann das gefertigte Erzeugnis zur Gänze nicht verwendet werden.
Die herkömmlichen Herstellverfahren können zudem hinsichtlich der in einem Stück herstellbaren Leitungslängen begrenzt sein, was bei einer großen benötigten Länge wegen der nötigen Verbindungen aufeinanderfolgender Leitungssegmente unerwünscht ist. Außerdem ist die Überlänge der Faser nur statistisch gleichmäßig verteilt; tatsächlich ist es mit konventionellen Verfahren nicht möglich, eine gleichmäßige Verteilung der Überlänge der Faser sicherzustellen, so dass ein Reißen der Faser bei einer im statistischen Mittel noch tolerierbaren Dehnung des Metallrohres nicht sicher ausgeschlossen werden kann. Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von in einem Metall-Hohlprofil gelagerten, überlangen Faserleitern vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 und die
Vorrichtung nach Anspruch 10 gelöst. Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen sind jeweils in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Der Ausdruck „überlange Faserleiter“ wird in dieser Beschreibung in Bezug auf das Verhältnis der Länge der Faserleiter zu der Länge des diese umgebenden Metall-Hohlprofils jeweils im ungestreckten, spannungsfreien Zustand verwendet, das definitionsgemäß stets größer als 1 ist. Außerhalb des Metall-Hohlprofils liegende Abschnitte der Faserleiter bleiben dabei unberücksichtigt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines dünnwandigen, radial geschlossenen Metall-Hohlprofils mit darin gelagerten Faserleitern, deren Länge die Länge des diese umgebenden Metall- Hohlprofils übersteigt, wird zunächst ein flaches Metallband zugeführt, bspw. von einem Coil. Die Breite des zugeführten Metallbandes entspricht vorzugsweise bereits dem Umfang des Metall-Hohlprofils. Falls das zugeführte Metallband breiter ist als es der Umfang des Metall-Hohlprofils erfordert, oder falls die Kanten des Metallbandes nicht hinreichend glatt sind, kann das Metallband an einer oder zwei Seiten in einem kontinuierlichen Prozess während des Zuführens maßgerecht beschnitten werden. Der Begriff Metall wird in dieser Beschreibung sowohl für alle Arten von Metallen, einschließlich Nichteisenmetalle, und für deren Legierungen verwendet, insbesondere Edelstahle. Die Geschwindigkeit mit der das Metallband zugeführt wird bzw. die pro Zeiteinheit zugeführte Länge können kontinuierlich erfasst werden.
Das in der passenden Breite vorliegende Metallband wird in einem ein- oder mehrstufigen Umformprozess kontinuierlich zu einem Hohlprofil geformt, welches den gewünschten Querschnitt aufweist. Der Umformprozess kann ein in mehreren Stufen nacheinander folgendes Biegen in Längsrichtung des Bandes umfassen, bspw. an entsprechend eingerichteten Rollen und Profilen. Der Querschnitt kann dabei rund, oval, insbesondere hoch-oval, oder auch beliebig mehreckig sein. Ein hoch-ovaler Querschnitt kann Vorteile beim Schließen des Hohlprofils aufweisen und kann nach dem Schließen leicht in ein rundes Hohlprofil umgeformt werden.
Während des Umformprozesses oder im Anschluss daran werden ein oder mehrere einzelne Faserleiter oder ein oder mehrere Bündel von Faserleitern zugeführt, welche in dem Hohlprofil gelagert werden sollen. Der oder die Faserleiter können mit nichtmetallischen Schichten umhüllt sein. Bei Zuführen mehrerer Faserleiter können Führungsmittel vorgesehen sein, die ein Verdrillen oder Umeinanderschlingen der Faserleiter verhindern. Um eine Beschädigung des Faserleiters oder des Bündels von Faserleitern durch einen Schweißprozess zu verhindern, mit dem das Hohlprofil radial geschlossen wird, ist der Faserleiter bzw. das Bündel von Faserleitern innerhalb eines Führungs oder Schutzrohres geführt, das von der Zuführseite kommend innerhalb des Hohlprofils in Abzugsrichtung des Hohlprofils gesehen bis hinter die Schweißstelle ragt und den bzw. die Faserleiter erst danach freigibt. Die Länge der pro Zeiteinheit zugeführten Faserleiter wird kontinuierlich bestimmt, bspw. durch eine kontinuierliche Messung der Zuführgeschwindigkeit. Über das Führungs- oder Schutzrohr wird außerdem ein Füllgel in das Hohlprofil eingebracht, bspw. über einen von der die Fasern freigebende Öffnung abgesetzten Ringspalt des Führungs- oder Schutzrohres, das den oder die Faserleiter umgibt. Das Füllgel weist bei höheren Temperaturen eine niedrigere Viskosität auf als bei niedrigeren Temperaturen. Unter anderem um das Einbringen des Füllgels zu erleichtern kann es daher vor dem Einbringen erwärmt werden, bspw. in einem Vorratstank. Eine Feinregelung der Geltemperatur kann in einem den Vorratstank mit dem Führungs- oder Schutzrohr verbindenden Füllschlauch und/oder in einem Füllkopf erfolgen. Beim Einbringen des Füllgels wird die Durchflussmenge pro Zeiteinheit gemessen und eingestellt, so dass die eingebrachte Gelmenge nicht den gesamten Raum innerhalb des Hohlprofils einnimmt, sondern ein Freiraum verbleibt. Der Freiraum innerhalb des Hohlprofils ist unter anderem dann nötig, wenn der Querschnitt des Hohlprofils nach dem Schließen noch durch Ziehprozesse verkleinert wird, damit das Gel nicht entgegen die Fertigungsrichtung rückwärts fließt. Das Hohlprofil, in das der Faserleiter oder das Bündel von Faserleitern eingebracht ist, weist nach dem Umformen einen in Längsrichtung des Hohlprofils verlaufenden Bereich auf, in dem die Kanten des Metallbandes bündig aneinander anliegen. Die bündig aneinander anliegenden Kanten des Hohlprofils werden entlang der Stoßkante miteinander verschweißt und so radial geschlossen. Erfindungsgemäß erfolgt das Verschweißen mit einem Laser. Im Folgenden wird die von dem Laser ausgestrahlte elektromagnetische Strahlung mit dem Begriff „Licht“ bezeichnet, auch wenn die Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung in für Menschen nicht sichtbaren Wellenlängenbereichen liegen können. Der Laser bringt Lichtenergie in einen Punkt in dem Schweißbereich ein, die beim Auftreffen auf die Oberfläche des Schweißgutes absorbiert und in Wärme umgewandelt wird. Um eine ausreichend hohe Energie in das zu verschweißende Material einzubringen muss das Licht stark fokussiert werden. Eine starke Fokussierung ist auch deshalb erforderlich, weil das Verschweißen nur in dem Kontaktbereich der Kanten entlang des Schlitzes erfolgen soll. Aufgrund von Wärmeleitung innerhalb des Metalls können unmittelbar an den Auftreffpunkt des Laserstrahls angrenzende Bereiche sich ebenfalls stark erwärmen und ggf. aufschmelzen. Gerade bei kleinen Querschnittsabmessungen der herzustellenden Hohlprofile, bspw. bei Durchmessern kleiner als 4 mm ist die Fokussierung des Laserstrahls daher von großer Bedeutung, um das unkontrollierte Abfließen von verflüssigtem Material bzw. einen Materialabriss zu vermeiden. Bei Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Laserstrahl am Werkstück einen Durchmesser von nicht mehr als 20% der Querschnittsabmessungen des Hohlprofils aufweisen, vorzugsweise weniger als 10%. Versuche haben gezeigt, dass Durchmesser des Laserstrahls herunter bis zu 5% der Querschnittsabmessungen noch Schweißnähte mit einer guten Qualität ermöglichen können, wobei in diesem Fall weitere Maßnahmen erforderlich sein können, bspw. ein Bewegen des Fokuspunkts über den Schweißbereich. Bei einem Hohlprofil mit einem Durchmesser von 4 mm kann der Durchmesser des Laserstrahls vorzugsweise weniger als 10%, also 400 pm, oder weniger betragen, beispielsweise bis herunter zu 200 pm . Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff Querschnittsabmessungen kann sich auf einen Durchmesser eines Hohlprofils beziehen, oder auf Kantenlängen. Je nach Kontext kann der Begriff sich auch auf Biegeradien von Kanten oder dergleichen beziehen. Die hohe Energiedichte am Auftreffpunkt des Laserstrahls auf das
Werkstück bewirkt ein lokales Aufschmelzen des Materials beiderseits der Stoßkante, so dass die Schmelzen ineinanderfließen. Das Material erstarrt wieder, wenn es nicht mehr von dem Laserstahl getroffen wird, und bildet die Schweißnaht. Da das Hohlprofil, in welchem der Faserleiter bzw. die Faserleiter aufgenommen ist bzw. sind, kontinuierlich an dem feststehenden Laser vorbeigeführt wird, wird eine kontinuierliche Schweißnaht erzeugt, welche die beiden Kanten verbindet. Um unkontrolliertes Abfließen des flüssigen Materials zu verhindern, das ja in einer kleinen Wandstärke vorliegt, müssen die eingebrachte Laserleistung und die Geschwindigkeit, mit der das Rohr an dem Laser vorbeigeführt wird, aufeinander abgestimmt sein. Bei geeigneter Abstimmung ergeben sich an der Außen- wie an der Innenseite glatte Schweißnähte, die keiner Nachbearbeitung bedürfen.
Im Gegensatz zu dem bekannten Lichtbogenschweißen nach dem Wolfram-Inertgas-Verfahren (WIG) oder Metall-Inertgas-Verfahren (MIG), die ein Reagieren der Schmelze mit der Umgebungsluft durch die Intergas-
Atmosphäre verhindern und dadurch hohe Nahtqualitäten ermöglichen, können bei dem bei der Erfindung genutzten Laserschweißen wegen der besseren Steuerbarkeit des Energieeintrags auch ohne Schutzgase Metalle mit Materialdicken kleiner als 0,15 mm stumpf miteinander so verschweißt werden, dass sich keine Schweißwulst auf der wegen des darin gelagerten Faserleiters bzw. des Bündels von Faserleitern nicht mehr frei zugänglichen Innenseite des Rohres bildet. Bei Ausgestaltungen des Verfahrens kann die Schweißstelle trotzdem mit einem inerten Schutzgas, bspw. Argon, umströmt oder abgedeckt werden. Die Nutzung einer Schutzgasatmosphäre kann u.a. von dem zu verschweißenden Material und dessen Stärke abhängig sein. Das Schutzgas kann auf der Innenseite des Metall-Hohlprofils bspw. durch einen weiteren Ringspalt in dem Führungs- oder Schutzrohr in den Schweißbereich geführt werden.
Die Verteilung des Energieeintrags durch den Laser kann entweder über die Fokussierung auf ein größeres Zielgebiet erfolgen, so dass eine zur Verfügung stehende Energie je nach Bedarf auf eine größere oder kleinere Fläche wirkt, oder durch geeignetes Hin- und Herbewegen eines besonders eng fokussierten Laserstrahls. Die Fokussierung auf ein größeres Zielgebiet kann auch durch ein Laserprofil gebildet werden, das einen zentralen Fokuspunkt großer Intensität und einen den zentralen Fokuspunkt umgebenden ringförmigen Bereich geringerer Intensität aufweist. Dadurch kann der Schweißbereich entlang eines Temperaturprofils gezielt erhitzt bzw. abgekühlt werden, wodurch sich eine sauberere Schweißnaht ergeben kann, und das Erstarrungsgefüge gezielt beeinflusst werden kann. Außerdem können Laserstrahlen auf einfache Weise gepulst werden, wobei eine Steuerung des Energieeintrags bspw. über die Pulsdauer und den Pulsabstand erfolgt. Das Schweißen mittels Lasers, insbesondere das
Wärmeleitungsschweißen mit einer Leistungsdichte, die nicht zum Verdampfen des Schweißgutes führt, erzeugt eine glatte, abgerundete Schweißnaht, die nicht mehr nachbearbeitet werden muss. Die Energie verteilt sich beim Wärmeleitungsschweißen außerhalb des Bereichs in dem der Laser auftrifft nur durch Wärmeleitung in das Werkstück. In der Regel ist die Nahtbreite größer als die Nahttiefe. Wenn die Wärme nicht schnell genug abfließen kann, steigt die Bearbeitungstemperatur über die Verdampfungstemperatur, so dass Metalldampf entsteht, und die Einschweißtiefe sprunghaft ansteigt. Der Prozess geht dann ins Tiefschweißen über. Dabei wird die Schweißnahtqualität verringert, und die Prozessstabilität wird beeinflusst, sodass das Risiko für Schweißfehler steigt. Es kann sogar zu einer Beschädigung des Führungs- oder Schutzrohres kommen, über das die Fasern in das Rohr eingeführt werden. Dies kann durch entsprechende Steuerung der Laserleistung vermieden werden.
Die aufgrund des fein steuerbaren Energieeintrags in die Schweißstelle hohe Qualität der Schweißnaht an der Außenseite und vor allem an der Innenseite des erfindungsgemäß hergestellten Rohres, die keine ausgeprägte Materialwulst entlang der Schweißnaht aufweist, erlaubt es, Metall-Hohlprofile mit dünnen Wandstärken und kleinen Durchmessern in einem kontinuierlichen Prozess zu fertigen.
Nach dem Verschweißen wird das Hohlprofil aus dem Schweißbereich mittels einer Vorschubeinrichtung abgezogen, beispielsweise mittels eines Spannzangenabzugs, Stollenabzugs oder Bandabzugs.
Nach dem Abziehen aus dem Schweißbereich kann das Hohlprofil mittels einer oder mehreren weiteren Vorschubeinrichtungen an Ziehsteinen oder Formprofilen vorbeigeführt werden, um den Außendurchmesser zu reduzieren. Dabei wird der nicht mit dem Füllgel ausgefüllte Raum innerhalb des Hohlprofils verkleinert.
Das Hohlprofil kann mittels einer hinter dem Schweißbereich, vorzugsweise vor der Vorschubeinrichtung liegenden Kühlvorrichtung abgekühlt werden. Die Rohrkühlung kann auch geregelt sein, bspw. um eine Abkühlung des Hohlprofils unter eine Temperatur zu verhindern, bei der die Viskosität des Füllgels einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Nachdem das Hohlprofil seinen Enddurchmesser erhalten hat wird es einem Scheibenabzug zugeführt. Der Scheibenabzug bringt eine Zugkraft in das Hohlprofil ein, die das Hohlprofil elastisch streckt. Die Zugkraft wird kontinuierlich überwacht, und kann durch eine entsprechende Ansteuerung des Scheibenantriebs geregelt werden. Der bzw. die in dem Füllgel innerhalb des Hohlprofils eingebettete bzw. eingebetteten Faserleiter werden von der Zugkraft nicht gestreckt. Vielmehr muss eine entsprechende zusätzliche Länge des bzw. der Faserleiter so zugeführt werden, dass der bzw. die in das Hohlprofil eingebrachten Faserleiter während des gesamten Herstellungsprozesses im Wesentlichen frei von Zugspannungen sind. Wegen der temperaturbedingt noch niedrigen Viskosität des Füllgels findet beim elastischen Strecken auch keine nennenswerte Kraftübertragung zwischen der Innenseite des elastisch gedehnten Hohlprofils und dem Faserleiter bzw. den Faserleitern statt. Das elastisch gestreckte Hohlprofil wird im gestreckten Zustand mehrfach um den Scheibenabzug geführt, so dass das Hohlprofil und das darin eingebrachte Füllgel weiter abkühlen können, insbesondere auf eine Temperatur, bei der die Viskosität des Füllgels sich stark erhöht hat. Hinter dem Scheibenabzug kann eine weitere Vorschubeinrichtung, z.B. ein Bandabzug, angeordnet sein, die das Hohlprofil auf der Scheibe hält. Die weitere Vorschubeinrichtung führt das Hohlprofil von dem Scheibenabzug im Wesentlichen frei von Zugspannungen einem Aufwickler zu. Im Wesentlichen frei von Zugspannungen ist hierbei so zu verstehen, dass das Hohlprofil keine oder nur eine vernachlässigbare Streckung erfährt. Die pro Zeiteinheit von dem Scheibenabzug weggeführte Länge des Hohlprofils wird kontinuierlich bestimmt, bspw. durch eine kontinuierliche Erfassung der Geschwindigkeit.
Durch den Wegfall der Zugspannung hinter dem Scheibenabzug zieht sich das Hohlprofil wieder elastisch zusammen. Das unter erhöhter Temperatur flüssig eingebrachte Gel ist durch die Abkühlung fester geworden und fungiert als eine Art Reibkraftvermittler zwischen Faserleiter und der Innenseite des Hohlprofils, der die Bewegung des sich zusammenziehenden Hohlprofils auf den oder die Faserleiter überträgt. Weil das abgekühlte Gel keine vollkommen freie Bewegung der Faser in dem Hohlprofil zulässt, insbesondere keine einfache Längsverschiebung, wird der bzw. werden die zu jeder Zeit des Herstellprozesses im Wesentlichen spannungsfrei in dem Metallrohr liegenden Faserleiter, die für das im spannungsfreien, ungestreckten Zustand kürzere Hohlprofil zu lang sind, im Mittel über die gesamte Länge des Hohlprofils quasi „gestaucht“. Die Faser wird dabei nicht tatsächlich gestaucht, sondern wird sich aus ihrer Längsachse heraus wellenförmig im Innern des Hohlprofils verlagern. Während des Herstellprozesses wird kontinuierlich die pro Zeiteinheit von dem Scheibenabzug weggeführte Länge des Hohlprofils und die Länge des pro Zeiteinheit zugeführten Faserleiters bzw. der Faserleiter bestimmt und über einen festgelegten Zeitraum gemittelt, um Regelschwankungen der Antriebssteuerung auszugleichen. Geeignete Zeiträume können im Bereich von Minuten liegen, wobei eine längere Zeitdauer einerseits zu genaueren Ergebnissen führt, andererseits die Zeit bis zu einem eventuell nötigen Regeleingriff entsprechend verlängert. Aus den gemittelten Messwerten wird eine Überlänge des oder der Faserleiter in dem während des Zeitraums gefertigten Hohlprofils bestimmt. Um Abweichungen von einem Sollwert dynamisch ausregeln zu können wird zusätzlich zur Erfassung der pro Zeiteinheit zugeführten Länge des oder der Faserleiter und der pro Zeiteinheit von dem Scheibenabzug weggeführten Länge des Hohlprofils kontinuierlich mindestens eine Regelgröße aus der nicht abgeschlossenen ersten Liste beinhaltend Zuführgeschwindigkeit bzw. pro Zeiteinheit zugeführte Länge des Metallbandes, Leistung des Lasers, Temperatur des Füllgels, Durchflussmenge des Füllgels pro Zeiteinheit, Geschwindigkeit des Abziehens des Hohlprofils aus dem Schweißbereich, auf das Hohlprofil ausgeübte Zugkraft und Temperatur des Hohlprofils vor dem Scheibenabzug aufgenommen. Aus der mindestens einen Regelgröße wird mindestens eine Stellgröße zur Steuerung der Leistung des Lasers, zur Regelung der Heizung des Vorratstanks, des Füllkopfes und/oder der Kühlvorrichtung, und/oder zur Steuerung eines Antriebs einer oder mehrerer Vorschubeinrichtungen und/oder des Scheibenabzugs erfasst.
Bei einer oder mehreren Ausgestaltungen des Verfahrens wird die Breite des zugeführten Metallbandes gemessen und eine Schnittbreite in Abhängigkeit von dem Messergebnis und einem Vorgabewert nachgeführt. Die Breite entspricht etwa dem Umfang des den Faserleiter oder das Bündel von Faserleitern umgebenden Hohlprofils entlang der neutralen Faser. Dabei kann der Vorgabewert variiert und eine Umformvorrichtung entsprechend in Abhängigkeit von der variierenden Breite des Metallbandes angesteuert werden, bspw. um die für eine saubere Schweißnaht erforderliche Materialmenge anzupassen. Bei einer oder mehreren Ausgestaltungen des Verfahrens wird ein Temperaturprofil quer zu der Schweißnaht gemessen. Das gemessene Temperaturprofil kann dazu genutzt werden, die in den Schweißpunkt eingebrachte Energie zu steuern. Das gemessene Temperaturprofil kann bspw. mit einem Vorgabeprofil verglichen werden, und die Steuerung der eingebrachten Energie kann eine Variation des Fokusdurchmessers, einer von dem Fokuspunkt auf dem Schweißgut beschriebenen Bahnkurve und/oder eine Veränderung der Pulsdauer und/oder des Pulsabstands des Laserstrahls umfassen. Es ist ebenfalls denkbar, die Zuführgeschwindigkeit des Metall bandes in Abhängigkeit von dem gemessenen Temperaturprofil zu regeln. Das gemessene Temperaturprofil kann auch zu Qualitätsmanagements und Dokumentationszwecken gespeichert werden.
Bei einer oder mehreren Ausgestaltungen des Verfahrens wird dazu die pro Zeiteinheit zugeführte Länge des Metallbandes kontinuierlich gemessen. Aus dem Verhältnis der pro Zeiteinheit abgeführten Länge des verschweißten und reduzierten Hohlprofils und dem in derselben Zeit zugeführten Länge des Metallbandes können Materialabweichungen des Metallbandes erfasst werden, bspw. unterschiedliche Streckgrenzen, die bei der Regelung des Herstellprozesses unmittelbar berücksichtigt werden können. Bei einer oder mehreren Ausgestaltungen des Verfahrens wird die
Schweißnaht mit Ultraschall, Röntgen, einer Wirbelstrommessung oder anderen zerstörungsfreien Messverfahren überprüft. Die Ergebnisse der Überprüfung können bspw. zur Steuerung der in die Schweißstelle eingebachten Energie und/oder der Zuführgeschwindigkeit genutzt werden. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines dünnwandigen, radial geschlossenen Metall-Hohlprofils mit mindestens einem darin gelagerten Faserleiter umfasst eine zum Zuführen eines flachen Bandes des Metalls eingerichtete Zuführeinrichtung. Die Zuführeinrichtung kann bspw. eine Halterung für ein auf einer Spule oder einem Coil aufgewickeltes flaches Metallband umfassen. Das Metallband wird von der Spule oder dem Coil abgewickelt und einem Umformwerkzeug zugeführt, welche das flache Metallband so in das Hohlprofil umformt, dass die gegenüberliegenden Kanten des flachen Metallbandes bündig stumpf aneinanderstoßen. Die Umformvorrichtung kann bspw. mehrere Rollen und Profile aufweisen, bspw. Ziehsteine, welche das Metallband beim Durchlaufen in Längsrichtung zu dem gewünschten Hohlprofil umformen. Die Umformvorrichtung kann außerdem zwei oder mehr in Längsrichtung des umgeformten Metallbandes bzw. Hohlprofils voneinander beabstandete Führungsmittel aufweisen, zwischen welchen die Kanten zumindest an einer zu verschweißenden Stelle bündig aneinander anliegend gehalten werden. Ggf. kann das Band an ein oder mehreren Stellen vor und im Werkzeug seitlich geführt werden um seitliche Bewegung des Bandes zu minimieren.
Die Vorrichtung umfasst ferner eine Schweißvorrichtung, welche die zwischen den Führungsmitteln bündig aneinander liegenden Kanten miteinander verschweißt. Die Schweißvorrichtung umfasst einen Laser, der Licht mit einer Energie ausstrahlt, die ein lokales Schmelzen des Metalls zu beiden Seiten der Kanten bewirkt.
Durch das kontinuierliche Abziehen des umgeformten und verschweißten Hohlprofils gelangen Bereiche, in denen das Material geschmolzen ist, aus dem Bereich heraus, in welchem der Laser das Material erhitzt, und das geschmolzene Material erstarrt wieder. Die in das Material zu dessen Erhitzung eingebrachte Energie ist auf das Material, dessen Dicke sowie die Geschwindigkeit abgestimmt, mit der das Hohlprofil an der Schweißstelle vorbeigeführt wird, so dass das Material in einem unmittelbar an die bündig aneinander liegenden Kanten liegenden Bereich zwar geschmolzen wird, aber kein flüssiges Material in das Innere des Hohlprofils hineinläuft. Über die Führungsmittel kann der Abstand zwischen einer Optik des Lasers und den zu verschweißenden Kanten des Hohlprofils konstant gehalten werden. Um die Position der aneinander liegenden Kanten in Bezug auf die Optik des Lasers konstant zu halten kann vor den Führungsmitteln, die den Längsschlitz schließen, ein sogenanntes Schwert in dem zwischen den Kanten liegenden Längsschlitz angeordnet sein, um ein spiralförmiges Verdrehen zu verhindern.
Die Vorrichtung umfasst außerdem eine zum Zuführen mindestens eines Faserleiters eingerichtete Zuführeinrichtung. Der oder die Faserleiter werden bspw. von einem oder mehreren Faserabwicklern abgewickelt und über ein von einer Eingangsseite in das Hohlprofil hineinragendes Führungs- oder Schutzrohr, das erst hinter der Schweißstelle endet, in das verschweißte Hohlprofil eingebracht. Wenn mehrere Faserleiter zugeführt werden kann die Zuführeinrichtung eine Faserführung aufweisen, mit der die Faserleiter separiert geführt werden und ein Verdrillen oder Verschlingen der Fasern verhindert wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Zuführeinrichtung einen oder mehrere sogenannte Faserbinder aufweisen, die mehrere Fasern zu einem Bündel verbinden und mit einem Faden umwickeln. Die Zuführeinrichtung weist außerdem eine Messeinrichtung zur kontinuierlichen, vorzugsweise berührungslosen Messung der pro Zeiteinheit zugeführten Länge des oder der Faserleiter auf.
Die Vorrichtung umfasst außerdem eine Gelfülleinrichtung, die ein Füllgel mit einer mit steigender Temperatur abnehmenden Viskosität in das Hohlprofil einbringt, in welchem der oder die Faserleiter gelagert sind. Das Füllgel kann ebenfalls über das Führungs- oder Schutzrohr bzw. über ein darin geführtes Rohr in das Hohlprofil eingebracht werden. Bei einer Ausgestaltung ist zwischen dem Führungs- oder Schutzrohr und dem das Füllgel führenden Rohr ein Ringspalt gebildet, der hinter der Schweißstelle liegt. Die Gelfülleinrichtung kann einen Vorratsbehälter aufweisen und dazu eingerichtet sein, das Füllgel mit einer Temperatur in das Hohlprofil einzubringen, bei der die Viskosität des Füllgels einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet. Dazu können der Vorratsbehälter, ein daran angeschlossener Füllschlauch und/oder ein damit verbundener Füllkopf beheizbar sein, insbesondere gesteuert von einer Temperaturregelungseinrichtung. Die Gelfülleinrichtung ist außerdem dazu eingerichtet, das pro Zeiteinheit in das Hohlprofil eingebrachte Volumen des Füllgels kontinuierlich zu erfassen.
Die Vorrichtung umfasst zudem eine oder mehrere Vorschubein richtungen, welche das verschweißte Hohlprofil aus dem Schweißbereich abziehen und weiterbefördern. Die ein oder mehreren Vorschubeinrichtungen können beispielsweise einen oder mehrere Spannzangenabzüge,
Stollenabzüge oder Bandabzüge bekannter Bauart umfassen, wobei auch unterschiedliche Vorschubeinrichtungen kombiniert sein können. Vor der Vorschubeinrichtung kann eine Kühlanordnung angeordnet sein, die das durch das Schweißen erhitzte Hohlprofil auf eine Temperatur herunter kühlt, bei der ein Anhaften an nachfolgenden Werkzeugen effektiv vermieden wird und die Werkzeuge keine Abdrücke in dem Hohlprofil hinterlassen.
Die Vorrichtung umfasst ferner einen nach der Vorschubeinrichtung angeordneten Scheibenabzug, mittels dessen eine Zugkraft auf das verschweißte Metall-Hohlprofil ausgeübt wird, die das Metall-Hohlprofil elastisch streckt. Das elastisch gestreckte Metall-Hohlprofil ist dabei mehrfach um den Scheibenabzug geführt. Die von dem Scheibenabzug bereitgestellte Zugkraft kann kontinuierlich mittels einer Kraftmessvorrichtung überwacht und auf einen Sollwert geregelt werden. Alternativ kann der Scheibenabzug mit einer konstanten Geschwindigkeit angetrieben werden, die leicht über der Geschwindigkeit des vorherigen Antriebs liegt und dadurch eine elastische Dehnung des Hohlprofils bewirkt. Von dem Scheibenabzug wird das Metall- Hohlprofil im Wesentlichen spannungsfrei weggeführt, so dass die elastische Streckung aufgehoben ist.
Die Vorrichtung umfasst außerdem eine dem Scheibenabzug nachgeordnete Messeinrichtung zur vorzugsweise berührungslosen Bestimmung der von dem Scheibenabzug pro Zeiteinheit abgeführten und einem Aufwickler zugeführten Länge des Metall-Hohlprofils.
Auf den Scheibenabzug folgend kann eine weitere Vorschubeinrichtung angeordnet sein, welche das Metall-Hohlprofil auf dem Scheibenabzug hält, ohne dabei eine nennenswerte elastische Streckung des Hohlprofils hervorzurufen. Die Messeinrichtung zur Bestimmung der von dem Scheibenabzug pro Zeiteinheit abgeführten und einem Aufwickler zugeführten Länge des Metall-Hohlprofils kann zwischen dem Scheibenabzug und der weiteren Vorschubeinrichtung oder hinter der Vorschubeinrichtung angeordnet sein.
Bei einer oder mehreren Ausgestaltungen der Vorrichtung ist vor der Umformvorrichtung eine Messvorrichtung zur Ermittlung der Zugkraft vorgesehen. Die ermittelte Zugkraft kann einer Regelung als Istwert zugeführt werden und mit einem Sollwert zur Regelung der Antriebe der Vorrichtung eingesetzt werden, etwa um die Geschwindigkeit der Zuführung des Metallbandes zu regeln. Bei einer oder mehreren Ausgestaltungen umfasst die Vorrichtung außerdem eine vor der Umformeinrichtung angeordnete Schneideeinrichtung, mittels derer eine oder beide Kanten des zugeführten flachen Metallbandes beschnitten werden, wobei die Breite des beschnittenen Metallbandes etwa dem Umfang der neutralen Faser des Hohlprofils entspricht. Bei diesen Ausgestaltungen können ohne großen Aufwand Metall-Hohlprofile mit unterschiedlichen Umfängen hergestellt werden, indem das zugeführte Metallband auf die erforderliche Breite zugeschnitten und die weiteren Werkzeuge der Vorrichtung angepasst werden.
Bei einer oder mehreren Ausgestaltungen der mit einer Schneideeinrichtung ausgestatteten Vorrichtung ist hinter der Schneideeinrichtung eine Messeinrichtung zur Messung der Breite des zugeschnittenen Metallbandes vorgesehen. Anhand der Messwerte kann die Schneideeinrichtung angesteuert werden, um eine gewünschte Breite des Metallbandes über einen langen Zeitraum einzuhalten. Der Schneideeinrichtung können entsprechende Vorgabewerte zugeführt werden, mit denen die gemessene Breite des Metallbandes verglichen werden um ein Steuersignal für die Einstellung der Schneideeinrichtung zu erzeugen.
An einer oder beiden Kanten des Bandes abgeschnittene Teile können bei einer oder mehreren Ausgestaltungen einer zur Aufnahme von Schnittresten vorgesehenen Vorrichtung zugeführt werden.
Bei einer oder mehreren Ausgestaltungen umfasst die Vorrichtung außerdem eine Messeinrichtung zur Bestimmung eines Temperaturprofils quer und/oder längs zu der Schweißnaht. Das gemessene Temperaturprofil kann der Schweißvorrichtung zur Steuerung der abgegebenen Energie, der Zuführeinrichtung, der Vorschubeinrichtung zur Steuerung der Zuführgeschwindigkeit und/oder der Temperatursteuerung für das Füllgel zugeführt werden.
Bei einer oder mehreren Ausgestaltungen ist die Vorrichtung außerdem dazu eingerichtet, die Schweißstelle innen und/oder außen mit einem Schutzgas abzudecken. Auf der Innenseite kann das Schutzgas bspw. durch ein in dem Führungs- oder Schutzrohr geführtes Rohr eingebracht werden, das mit diesem an der Schweißstelle einen Ringspalt bildet, oder in einem separaten Schutzrohr. Auf der Außenseite kann das Schutzgas an der Schweißstelle oder in deren Nähe zugeführt werden. Um eine längere Bedeckung mit dem Schutzgas zu erreichen kann das verschweißte Hohlprofil durch einen Rohrabschnitt geführt werden, welcher mit dem Schutzgas geflutet ist.
Bei einer oder mehreren Ausgestaltungen umfasst die Vorrichtung außerdem eine Messeinrichtung zur Messung mindestens einer Abmessung des Hohlprofils nach dem Verschweißen. Diese Messeinrichtung kann zur integrierten Qualitätskontrolle eingesetzt werden, genauso wie eine bei einer oder mehreren Ausgestaltungen vorgesehene Messeinrichtung zur Prüfung der Schweißnaht und/oder von Materialfehlern bzw. Inhomogenitäten des Materials. Die Abmessungen können vorzugsweise berührungslos gemessen werden, bspw. mittels Laser.
Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren und der Vorrichtung, bei denen Laserlicht zum Verschweißen von dünnwandigem Metallblechen genutzt wird, können auf einfache Weise Hohlprofile mit Wandstärken bis unter 0,3 mm und Durchmessern bzw. Abmessungen kleiner als 10 mm auf einem hohen Qualitätsniveau ohne aufwendige Nachbearbeitung hergestellt werden, in die im selben Arbeitsgang ein oder mehrere Faserleiter eingebracht werden können. Durch die Nutzung von geeigneten Fokusdurchmessern des Laserstrahls wird beim kontinuierlichen Verschweißen eine ausreichend kleine Wärmeeinflusszone im Verhältnis zu den Abmessungen des Hohlprofils gewährleistet, so dass keine Materialabrisse auftreten und eine Schweißnaht erzeugt wird, die keine ausgeprägte Wulst auf der Rohrinnenseite aufweist. Die geringere Wandstärke des Hohlprofils mit den darin eingebetteten Faserleitern kann zur Einsparung von Metall und somit zur Schonung wertvoller Ressourcen beitragen. Eine Verringerung der Wandstärke kann außerdem die zur Schweißung erforderlichen Laserleistung reduzieren, was wiederum Energieeinsparungen nach sich zieht oder alternativ eine Erhöhung der
Prozessgeschwindigkeit bei gleicher Laserleistung ermöglichen kann.
In Hinblick auf das fertige Produkt kann sich eine dünnere Wandstärke des Hohlprofil ebenfalls als vorteilhaft erweisen, führt sie doch zu einem geringeren längenbezogenen Gewicht, was den Transport und die Verlegung erleichtern kann.
Die kontinuierliche Messung der Überlänge gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht es, bereits während des laufenden Herstellprozesses Prozessparameter wie bspw. Temperatur und Menge des pro Zeiteinheit eingebrachten Füllgels, die auf das Hohlprofil wirkende Zugkraft und somit die elastische Streckung, die Faser-Zuführgeschwindigkeit und die
Zuführgeschwindigkeit des zu dem Hohlprofil umgeformten Metallbandes dynamisch anzupassen, um eine gleichmäßig verteilte Überlänge der Faserleiter zu erzielen. Dabei können auch Abweichungen bzgl. des Materials des Metallbandes erfasst werden, wie bspw. abweichende elastische Streckgrenzen, so dass eine entsprechende Anpassung der Zugkraft beim elastischen Strecken des verschweißten Hohlprofils oder beim Ziehen zur Verringerung der Abmessungen im laufenden Prozess erfolgen kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren exemplarisch näher erläutert. Alle Figuren sind rein schematisch und nicht maßstäblich. Es zeigen:
Fig. 1 ein exemplarisches Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur kontinuierlichen Herstellung von dünnwandigen radial geschlossenen Hohlprofilen, Fig. 2 ein exemplarisches Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von dünnwandigen radial geschlossenen Hohlprofilen,
Fig. 3 Bilder einer Schweißnaht eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Hohlprofils, und
Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung der Lagerung eines Faserleiters in einem Füllgel im Inneren eines elastisch gestreckten und eines längsspannungsfreien Hohlprofils.
Gleiche oder ähnliche Elemente sind in den Figuren mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen.
Ausführunasbeisoiel
Figur 1 zeigt Schritte eines exemplarischen Verfahrens 100 zur Herstellung eines dünnwandigen, radial geschlossenen Metall-Hohlprofils mit darin gelagerten überlangen Faserleitern gemäß einem Aspekt der Erfindung. In Schritt 102 des Verfahrens wird ein flaches Metallband mit einer ersten Zuführgeschwindigkeit einer Umformvorrichtung zugeführt, bspw. von einem Coil abgewickelt. In der Umformvorrichtung wird das zugeführte flache Metallband in Schritt 108 in eine dem gewünschten Hohlprofil entsprechende Form umgeformt. Das Umformen kann bspw. mittels eines Roll-Formwerkzeugs erfolgen.
Vor dem Umformen kann in einer Schneideinrichtung ein optionaler Schritt 106 ausgeführt werden, in welchem eine oder beide Kanten des Metallbandes beschnitten oder auf andere Weise vorbereitet werden. Hierdurch kann auch bei schlechter Kantenqualität des Metallbandes die Breite des Bandes gleichmäßig und präzise eingestellt und ggf. die Kanten für einen anschließenden Schweißvorgang vorbereitet werden. Der Schneideinrichtung können Messwerte einer Messvorrichtung zugeführt sein, welche die Breite des Metallbandes nach dem Beschneiden erfasst. Die Schnittreste können in einer entsprechenden Aufnahmevorrichtung aufgenommen werden. Beim Umformen werden die Kanten des Metallbandes mittels Führungselementen so geführt, dass ein Verdrehen vor dem Verschweißen verhindert wird, und die bündig aneinander liegenden Kanten in einer definierten Lage und einem definierten Abstand an einer Schweißvorrichtung vorbeigeführt werden. Die Führungselemente können bspw. ein oder mehrere Finnpassscheiben oder Führungsschwerter sowie ein oder mehrere an die Geometrie des Hohlprofils angepasste Führungsbuchsen umfassen, welche an die zu fertigende Flohlgeometrie angepasst sind. Das Schließen der Geometrie kann bspw. mittels Ziehsteinen, Schließringen oder Seitenrollenstufen erfolgen. Nach dem Umformen liegen zwei gegenüberliegende Kanten des flachen Bandes in einem Kontaktbereich bündig aneinander an. In Schritt 110 werden die in dem Kontaktbereich bündig aneinander anliegenden Kanten kontinuierlich miteinander verschweißt. Das Verschweißen erfolgt mittels eines Lasers. Ggfs kann angepasst an die erforderliche Schweißnahtqualität eine Abdeckung der Schweißnaht mittels Schutzgas erfolgen.
Von einem oder mehreren Faserabwicklern werden in Schritt 111 ein oder mehrere Faserleiter sowie ein Füllgel in das verschweißte Hohlprofil eingebracht, welches eine mit abnehmender Temperatur zunehmende Viskosität aufweist. Das Füllgel und der oder die Faserleiter können bspw. mittels eines Schutz- oder Führungsrohrs unter dem Schweißbereich hindurchgeführt werden, so dass Füllgel und Faserleiter erst in dem bereits verschweißten Hohlprofil aus dem Schutz- oder Führungsrohr austreten. Die Länge des oder der pro Zeiteinheit zugeführten Faserleiter sowie die eingebrachte Menge Füllgel wird ebenfalls in Schritt 111 kontinuierlich bestimmt. In Schritt 112 wird das verschweißte Hohlprofil mit der oder den darin gelagerten Faserleitern aus dem Schweißbereich abgezogen. Das Füllgel und das Hohlprofil können dabei in Schritt 116 nach dem Schweißen so temperiert werden, dass die Viskosität des Füllgels einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet. Zuvor kann in Schritt 114 die Temperatur gemessen werden. In Schritt 120 wird das Hohlprofil von einer mittels eines Scheibenabzugs ausgeübten Kraft elastisch gestreckt. Die Zugkraft wird in Schritt 121 überwacht. Das elastisch gestreckte Hohlprofil wird nun gestreckt abgekühlt, Schritt 122, so dass die Viskosität des Füllgels zunimmt, bevor es in Schritt 124 nach Rücknahme bzw. Abbau der elastischen Streckung einer Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme zugeführt wird. Dabei wird in Schritt 123 die aufgenommene Länge des Hohlprofils kontinuierlich bestimmt. Das Aufnehmen 128 von Regelgrößen an unterschiedlichen Punkten des Verfahrens und die entsprechende Bestimmung 130 von Stellgrößen für Antriebe und Aktoren der Vorrichtung 200 sind in der Figur durch die gestrichelten Pfeile angedeutet.
Zur Überwachung der Qualität der Schweißnaht kann in einem optionalen Schritt 110a das Temperaturprofil quer und/oder längs zur Schweißnaht bestimmt werden. Das ermittelte Temperaturprofil kann einer Steuerung des Lasers und anderer Elemente einer das Verfahren implementierenden Vorrichtung zugeführt werden, insbesondere auch einem oder mehreren Antrieben, welche die Zuführgeschwindigkeit des Metall bandes bzw. die Geschwindigkeit regeln, mit der das verschweißte Hohlprofil aus dem Schweißbereich abgezogen wird.
Das Verfahren kann optional auch eine Ermittlung der Zugkraft auf das Band vor dem Umformen in Schritt 104 umfassen. Die ermittelte Zugkraft kann ebenfalls den einem oder mehreren Antrieben als Messgröße zur Regelung zugeführt werden.
Das Verfahren kann außerdem einen optionalen Schritt 110b umfassen, in welchem eine oder mehrere Abmessungen des verschweißten Hohlprofils bestimmt werden. Die ermittelten Abmessungen können vor allem als Eingangsgrößen zur Regelung des Umformvorgangs und des Schneidvorgangs zur Einstellung der Breite des Bandes zugeführt werden.
Das Verfahren kann nach dem Verschweißen außerdem einen optionalen Schritt 118 umfassen, in dem die Qualität der Schweißnaht und/oder das Schweißgut zerstörungsfrei auf Materialfehler überprüft werden, bspw. mittels Wirbelstromprüfung, Ultraschall oder Röntgen. In Figur 1 nicht dargestellt sind anschließende Prozesse mittels derer das Hohlprofil in Teilstücke geschnitten wird oder eine Ummantelung des Hohlprofils mit einer Isolier- oder Schutzschicht erfolgt.
Figur 2 zeigt ein exemplarisches Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 200 zur kontinuierlichen Herstellung von dünnwandigen, radial geschlossenen Metall-Hohlprofilen mit einem oder mehreren darin gelagerten Faserleitern. Von einem Wickel oder Abwickler 2 wird ein dünnes Metallband 1 abgewickelt, bspw. ein Band aus Edelstahl. Das Metallband 1 wird einem Roll- Formwerkzeug 3, 7 zugeführt, mittels dessen es in die Form des gewünschten Hohlprofils gebracht wird, bspw. zu einem längsgeschlitzten Rundrohr geformt wird. Zwischen dem Wickel oder Abwickler 2 und dem Roll-Formwerkzeug 3, 7 kann eine Schneidvorrichtung 4 vorgesehen sein, welche das Metallband 1 auf eine benötigte Breite zuschneidet bzw. eine oder beide Kanten des
Metallbandes 1 zuschneidet, um saubere und glatte Kanten zu erhalten. Zur Aufnahme abgeschnittener Teile des Metallbandes 1 kann eine
Aufnahmevorrichtung vorgesehen sein. Die Breite des zugeschnittenen Metallbandes 1 kann in einer Bandbreiten-Messvorrichtung überprüft werden. Die Messergebnisse können der Schneideeinrichtung 4 zur Regelung zugeführt sein. Außerdem kann zwischen dem Wickel oder Abwickler 2 und dem Roll- Formwerkzeug 3, 7 eine Messvorrichtung zur Ermittlung der Zugkraft angeordnet sein, deren Messwerte bspw. zur Regelung von Antrieben der Vorrichtung 200 verwendet werden können. Eine Messvorrichtung 5 ist vorgesehen, welche die Bandgeschwindigkeit bzw. Länge des zugeführten Metallbands überwacht. Vor dem Schließen des Metall-Hohlprofils werden von einer Zuführvorrichtung 9 ein oder mehrere Faserleiter sowie von einer
Gelfülleinrichtung 13 ein Füllgel zugeführt, in welchem der oder die in dem Hohlprofil aufgenommenen Faserleiter gelagert sind. Das Füllgel kann über einen Füllschlauch 14 einem Füllkopf 15 zugeführt sein, der mit einem Führungs- oder Schutzrohr verbunden ist, durch das auch der oder die Faserleiter in das Metall-Hohlprofil eingeführt werden. Die Länge der pro Zeiteinheit zugeführten Faserleiter wird in einer ersten Messeinrichtung 11 überwacht. Die Gelfülleinrichtung kann zur Erfassung der zugeführten Menge Füllgels eingerichtet sein, bspw. mittels eines Durchflussmessers. Die nach dem Formen des Hohlprofils aneinander liegenden Kanten des Bandes können mit einem oder mehreren Führungselementen 6 vor einer Laser- Schweißvorrichtung 8 so geführt werden, dass ein Verdrehen des Hohlprofils vor dem Schweißen verhindert wird und der Durchlaufabstand unterhalb einer Optik der Laser-Schweißvorrichtung 8 eingehalten wird. Die Führungselemente 6 können ein oder mehrere Finpassscheiben oder Führungsschwerter und ein oder mehrere an das den äußeren Leiter bildende Hohlprofil angepasste Führungsbuchsen umfassen. Die Geometrie des zu verschweißenden Hohlprofils wird mittels Ziehsteinen, Schließringen, Seitenrollenstufen oder Führungsbuchsen 7 geschlossen, so dass die Kanten des zu dem Hohlprofil umgeformten Metallbandes 1 im Bereich der Laser-Schweißvorrichtung 8 aneinander anliegen. Der Schweißbereich kann über eine in der Figur nicht dargestellte Schutzgasvorrichtung mit einem Schutzgas, bspw. Argon, abgedeckt werden, um Reaktionen des Schweißgutes mit der Atmosphäre zu unterbinden. Der Vorschub des verschweißten Hohlprofils erfolgt mittels einer Vorschubeinrichtung 16. Die Vorschubeinrichtung 16 kann bspw. einen oder mehrere Spannzangenabzüge, Stollenabzüge oder Bandabzüge umfassen, oder Kombinationen davon. Das aus dem Schweißbereich abgezogene Hohlprofil wird mittels einer Kühlvorrichtung 17 auf eine Temperatur gekühlt, bei der die Viskosität des Füllgels einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet. In der Figur sind noch eine weitere Vorschubeinrichtung 18 und
Ziehsteinhalterungen 19 dargestellt, mittels derer die Abmessungen des Metall- Hohlprofils verkleinert werden. Anschließend wird durch einen Scheibenabzug 20 eine Zugkraft auf das Hohlprofil ausgeübt, die eine elastische Streckung bewirkt. Das Hohlprofil wird mehrfach um den Scheibenabzug 20 geführt, wobei die Temperatur weiter abnimmt, und die Viskosität des Füllgels zunimmt. Vor dem Einbringen der Zugkraft wird von einer Temperaturmessvorrichtung die Temperatur des Metallhohlprofils berührungslos ermittelt, die der
Kühlvorrichtung 17 als Regelgröße zugeführt wird. Weitere Temperaturmessungen können in Fertigungsrichtung hinter dem
Schweißbereich, hinter der Kühlvorrichtung 17, hinter den Ziehsteinen 19 und 23 und/oder hinter einer weiteren Vorschubeinrichtung 22, welche das Hohlprofil auf dem Scheibenabzug hält, angeordnet sein. Von dem Scheibenabzug 20 wird das Hohlprofil weitgehend längsspannungsfrei einem Aufwickler 25 zugeführt. Dabei wird mit einer zweiten Messvorrichtung 24 die pro Zeiteinheit aufgenommene Länge des Erzeugnisses berührungslos bestimmt. Durch das Wegfallen der Längsspannung ist die elastische Streckung aufgehoben und der oder die Faserleiter sind von dem Füllgel aufgrund der nunmehr höheren Viskosität bei dem Zusammenziehen des Hohlprofils wellenförmig gestaucht, so dass bezogen auf die Länge des von dem Aufwickler aufgenommenen Hohlprofils eine größere Länge des oder der Faserleiter aufgenommen ist. Eine in der Figur nicht dargestellte Steuereinrichtung ermittelt laufend eine aktuelle Überlänge der Faserleiter aus der Differenz der Längenmessungen der ersten und der zweiten
Messvorrichtung 11 bzw. 24. Außerdem werden momentane Prozessparameter bzw. Führungsgrößen wie bspw. Zuführgeschwindigkeit des Metallbandes, Laserleistung, Geltemperatur, Geldurchfluss, Vorschubgeschwindigkeit, Zugkraft und Rohraußentemperatur aufgenommen, und daraus zur automatischen Regelung der Überlänge Stellwerte für die Laserleistung,
Geltemperatur, Vorschubgeschwindigkeit, Kühlleistung und/oder Zugkraft bestimmt.
Figur 3 zeigt Bilder einer Schweißnaht eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Hohlprofils. Das Hohlprofil ist ein Kupferrohr mit einer Wanddicke von 0,1 mm, das bei einer
Vorschubgeschwindigkeit von 6 m/min kontinuierlich aus einem Kupferband umgeformt und verschweißt wurde. Die Schweißstelle war dabei mit Argon abgedeckt. Figur 3 a) zeigt die Schweißnaht an der Innenseite des Hohlprofils, die eine Breite zwischen 140 und 150 pm aufweist. Figur 3 b) zeigt eine Aufnahme der Außenseite des Hohlprofils, auf der die Schweißnaht eine Breite von etwa 242 pm aufweist. Gut zu erkennen ist auch, dass die Schweißnähte sowohl innen als auch außen sehr gleichmäßig ausfallen, so dass eine Nachbearbeitung für die meisten Anwendungsfälle nicht erforderlich sein dürfte.
Figur 4 zeigt eine stark vereinfachte Darstellung der Lagerung eines Faserleiters 402 in einem Füllgel 404 im Inneren eines elastisch gestreckten und eines längsspannungsfreien Hohlprofils 400. Die Darstellungen in Figur 4 sind nicht maßstabsgetreu. In Figur 4 a) wird eine Zugspannung auf das Hohlprofil 400 ausgeübt, angedeutet durch die voneinander fort weisenden Pfeile an den Enden des dargestellten Teilstücks, die das Hohlprofil 400 elastisch strecken. Es sei angenommen, dass sich das Hohlprofil 400 nur in der Länge streckt und keine Veränderung des Durchmessers erfolgt. Das Hohlprofil 400 ist nicht vollständig mit dem Füllgel 404 ausgefüllt, vielmehr verbleibt ein Freiraum 406 an der Oberseite. Der Faserleiter 402 ist in das Füllgel spannungsfrei eingebettet. Vor dem Entfernen der Zugspannung wird die Temperatur der Anordnung abgesenkt, so dass die Viskosität des Füllgels 404 ansteigt. Die steigende Viskosität erhöht die Reibung zwischen der Innenseite des Hohlprofils 400 und dem Füllgel 404 sowie die Reibung zwischen dem Füllgel 404 und dem Faserleiter 402.
In Figur 4 b) wird keine Zugspannung mehr auf das Hohlprofil 400 ausgeübt. Die aufgrund der Abkühlung erhöhte Viskosität des Füllgels 404 hat einen Teil der longitudinalen Schrumpfbewegung des Hohlprofils 400 auf den Faserleiter 402 übertragen, so dass eine in Längsrichtung des Faserleiters 402 wirkende Kraft wirkt, die den Faserleiter stauchen würde. Die Kraft ist in der Figur durch die aufeinander weisenden Pfeile dargestellt. Der Faserleiter 402 kann diese Kraft nicht aufnehmen, sondern weicht in seitliche Richtung aus, so dass sich eine wellenförmige Stauchung ergibt. Durch die wellenförmige Stauchung ist pro Längenabschnitt des Hohlprofils 400 eine größere Länge des Faserleiters 402 in dem Hohlprofil gelagert, als es der spannungsfreien Länge des Hohlprofils 400 entsprechen würde. Aufgrund der Verkleinerung des Volumens füllt das Füllgel 404 nunmehr das Hohlprofil 400 vollständig aus. Der Faserleiter 402 ist dabei bis auf kleinere Biegemomente spannungsfrei und kann sich bei einer Dehnung des Hohlprofils 400 wieder strecken, bspw. aufgrund einer Erwärmung. Bezugszeichenliste
1 Metallband 100 Verfahren
2 Coil 102 Metallband zuführen
3 Formwerkzeug 104 Zugkraft bestimmen
4 Schneideeinrichtung 106 Kanten beschneiden
5 Messvorrichtung 108 Hohlprofil formen
6 Führungselemente 110 Verschweißen
7 Ziehsteine 110a T emperaturprofil
8 Laser-Schweißvorrichtung bestimmen
9 Faserabwickler 110b Abmessungen bestimmen
10 Faserführung 111 Faserleiter & Füllgel
11 erste Messeinrichtung zuführen
12 Führungs-/Schutzrohr 112 Hohlprofil abziehen
13 Gelfülleinrichtung 114 Temperatur bestimmen
14 Füllschlauch 116 T emperatur absenken
15 Füllkopf 118 Qualität bestimmen
16 Vorschubeinrichtung 120 elastische Streckung
17 Rohrkühlung 121 Zugkraft überwachen
18 Vorschubeinrichtung 122 Abkühlen
19 Ziehsteinhalterungen 123 aufgenommene Länge
20 Scheibenabzug messen
21 Kraftmesseinrichtung 124 in Aufnahmeeinrichtung
22 Vorschubeinrichtung aufnehmen
23 Ziehsteinhalterungen 126 Bestimmung der
24 zweite Messeinrichtung Überlänge
25 Aufwickler 128 Regelgröße(n) aufnehmen 130 Stellgröße(n) bestimmen 200 Vorrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren (100) zur kontinuierlichen Herstellung eines dünnwandigen, radial geschlossenen Metall-Hohlprofils mit darin gelagerten Faserleitern, deren Länge die Länge des diese umgebenden Metall-Hohlprofils übersteigt, umfassend:
- Zuführen (102) eines flachen Metallbandes (1) mit einer ersten Zuführgeschwindigkeit zu einer Umformvorrichtung (3, 7),
- kontinuierliches Umformen (108) des zugeführten flachen Metallbandes (1) in ein Hohlprofil mit einem in Längsrichtung verlaufenden Schlitz, wobei zwei gegenüberliegende Kanten des zu dem Hohlprofil umgeformten Metallbandes (1) in einem sich in Längsrichtung des Metall-Hohlprofils erstreckenden Kontaktbereich bündig aneinander anliegen, welche kontinuierlich miteinander verschweißt werden (110), wobei die zu verschweißenden Kanten mit der ersten Zuführgeschwindigkeit an einem in Bezug auf eine das Verfahren implementierende Vorrichtung (200) feststehenden Schweißbereich vorbeigeführt werden, und wobei ein Punkt in dem Schweißbereich mittels eines Lasers (8) erhitzt wird, wobei von einer Zuführseite des Metall-Hohlprofils ein oder mehrere Faserleiter von einem oder mehreren Faserabwicklern (9) sowie ein vorgewärmtes Füllgel, dessen Viskosität mit steigender Temperatur abnimmt, so zugeführt werden (111), dass der oder die Faserleiter abzugsseitig des Schweißbereichs in das Füllgel eingebettet in dem radial geschlossenen Metall-Hohlprofil liegt bzw. liegen, wobei die zugeführte Länge der Fasern pro Zeiteinheit kontinuierlich bestimmt wird,
- Abziehen (112) des verschweißten Metall-Hohlprofils aus dem Schweißbereich,
- Einbringen (120) einer Zugkraft auf das verschweißte Metall-Hohlprofil mittels eines Scheibenabzugs (20), wobei das Metall-Hohlprofil elastisch gestreckt wird und im gestreckten Zustand mehrfach um den
Scheibenabzug (20) geführt ist, wobei das Metall-Hohlprofil und das Füllgel weiter abkühlen (122), wobei die auf das Metall-Hohlprofil wirkende Zugkraft mittels einer Kraftmessvorrichtung (21) überwacht wird (121), und wobei die elastische Streckung des Metall-Hohlprofils aufgehoben ist, wenn es von dem Scheibenabzug (20) weg- und einer Aufnahmeeinrichtung (25) zugeführt wird,
- Messen (123) der pro Zeiteinheit von dem Scheibenabzug (20) weggeführten Länge des Metall-Hohlprofils, und
- Aufnehmen (124) des Metall-Hohlprofils mit dem bzw. den darin gelagerten Faserleiter bzw. Faserleitern in der Aufnahmeeinrichtung (25), wobei eine kontinuierliche Bestimmung der Verhältnisse von Länge des zugeführten Faserleiters oder der zugeführten Faserleiter und Länge des von dem Scheibenabzug weggeführten Metall-Hohlprofils und ein Vergleich mit einem Vorgabewert erfolgt (126), wobei außerdem mindestens eine Regelgröße aus der nicht abgeschlossenen ersten Liste beinhaltend erste Zuführgeschwindigkeit, Leistung des Lasers (8), Temperatur des Füllgels, Durchflussmenge des Füllgels pro Zeiteinheit, Geschwindigkeit des Abziehens des Hohlprofils aus dem Schweißbereich, auf das Hohlprofil ausgeübte Zugkraft und Temperatur des Hohlprofils vor dem Scheibenabzug (20) aufgenommen wird (128) und daraus, zur kontinuierlichen Regelung der Überlänge des Faserleiters oder der Faserleiter, mindestens eine Stellgröße zur Steuerung der Leistung des Lasers (8), zur Regelung einer Heizung eines Füllgel-Vorratstanks (13), eines Füllkopfes (15) und/oder einer Kühlvorrichtung (17), und/oder zur Steuerung eines Antriebs einer oder mehrerer der Vorschubeinrichtungen und/oder des Scheibenabzugs (20) bestimmt wird (130).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Zuführen (111) des oder der Faserleiter umfasst:
- Positionieren eines Führungs- oder Schutzrohres in dem Metall- Hohlprofil, so dass voneinander beabstandete Öffnungen des Führungs oder Schutzrohres für das Füllgel und den oder die Faserleiter abzugsseitig des Schweißbereichs liegen, wobei innerhalb des Schutzrohres der eine oder die mehreren Faserleiter sowie das Füllgel von der Zuführseite gesehen an dem Schweißbereich vorbeigeführt werden. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich an das Abziehen (112) des verschweißten Hohlprofils ggf. noch ein Ziehprozess anschließt, mittels dessen der Außendurchmesser des Metall-Hohlprofils auf ein gewünschtes Endmaß reduziert wird.
4. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest der Schweißbereich mit einem inerten Schutzgas umströmt oder abgedeckt wird.
5. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem umfassend:
- Beschneiden (106) einer oder zweier Kanten des flachen Metallbandes vor dem Umformen.
6. Verfahren (100) nach Anspruch 5, außerdem umfassend:
- Messen der Breite des beschnittenen Metallbandes vor und/oder Messen (110b) zumindest einer Abmessung des Metall-Hohlprofils nach dem Verschweißen (110), und - Regeln der Schnittbreite und/oder Ansteuern einer Vorrichtung zum
Umformen in Abhängigkeit von dem Messergebnis und einem Vorgabewert.
7. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem umfassend:
- Messen (110a) des Temperaturprofils quer und/oder längs zu der Schweißnaht und steuern der in den Schweißbereich eingebrachten Energie in Abhängigkeit von einem Vergleich des Temperaturprofils mit einem Vorgabeprofil und/oder regeln einer Kühlvorrichtung, so dass die Temperatur des Hohlprofils einen vorgegebenen Wert nicht unterschreitet.
8. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem umfassend: Überprüfen (118) der Schweißnaht mittels Ultraschall, Wirbelstrommessung, optischer Verfahren und/oder Röntgen.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem umfassend:
- Bestimmen (104, 121) der Zugkraft auf das flache Metallband und/oder das verschweißte Metall-Hohlprofil, und
- Regeln von Antrieben, die das flache Band dem Umformen und/oder dem Schweißen zuführen und/oder von Antrieben, die das verschweißte Hohlprofil aus dem Schweißbereich abziehen und/oder die elastische Streckung bewirken.
Vorrichtung (200) zur kontinuierlichen Herstellung von dünnwandigen, radial geschlossenen Metall-Hohlprofilen mit einem oder mehreren darin gelagerten Faserleitern, umfassend:
- eine zum Zuführen eines flachen Metallbandes (1) eingerichtete Zuführeinrichtung (2),
- eine Umformvorrichtung (3, 7), welche das flache Metallband (1) so in das Hohlprofil und um den zugeführten Faserleiter herum umformt, dass die gegenüberliegenden Kanten des flachen Metallbandes bündig stumpf aneinanderstoßen,
- Führungsmittel (6), zwischen welchen die Kanten bündig aneinander anliegend gehalten werden,
- eine Schweißvorrichtung (8), welche die zwischen den Führungsmitteln (6) bündig aneinander liegenden Kanten miteinander verschweißt, wobei die Schweißvorrichtung (8) einen Laser umfasst, der Licht mit einer Energie ausstrahlt, die ein lokales Schmelzen des Metalls des Metallbandes zu beiden Seiten der aneinanderstoßenden Kanten bewirkt,
- eine Zuführvorrichtung mit einem oder mehreren Faserabwicklern (9), von welchen Faserleiter abgewickelt und über ein Führungs- bzw. Schutzrohr (12) unter dem Schweißbereich hindurch in das verschweißte Metall-Hohlprofil eingebracht werden, wobei eine erste Messeinrichtung (11) vorgesehen ist, welche die pro Zeiteinheit zugeführte Länge des oder der Faserleiter bestimmt,
- eine Gelfülleinrichtung (13), von welcher über einen von einer Auslassöffnung für den oder die Faserleiter beabstandeten Ringspalt ein Füllgel in das verschweißte Metall-Hohlprofil einbringbar ist, wobei die Viskosität des Füllgels mit steigender Temperatur abnimmt, und wobei die Gelfülleinrichtung einen beheizbaren Vorratstank, einen beheizbaren Füllschlauch (14) und/oder einen beheizbaren Füllkopf (15) aufweist sowie zur Erfassung einer pro Zeiteinheit zugeführten Menge des Füllgels eingerichtet ist,
- eine Vorschubeinrichtung (16), welche das verschweißte Metall- Hohlprofil weiterbefördert,
- einen Scheibenabzug (20), dessen Zugkraft auf das Metall-Hohlprofil mittels einer Kraftmesseinrichtung (21) überwacht wird,
- eine zweite Messeinrichtung (24) zur Erfassung einer pro Zeiteinheit von dem Scheibenabzug (20) weggeführten Länge des Metall- Hohlprofils,
- eine Aufnahmeeinrichtung (25), die das Metall-Hohlprofil mit dem oder den darin eingebetteten Faserleiter bzw. Faserleitern aufnimmt, und
- eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, kontinuierlich aus den Messwerten der ersten und der zweiten Messeinrichtung eine momentane Überlänge des oder der Faserleiter zu bestimmen, wobei die Steuereinrichtung außerdem dazu eingerichtet ist, mindestens eine Regelgröße aus der nicht abgeschlossenen ersten Liste beinhaltend erste Zuführgeschwindigkeit, Leistung des Lasers (8), Temperatur des Füllgels, Durchflussmenge des Füllgels pro Zeiteinheit, Geschwindigkeit des Abziehens aus dem Schweißbereich, durch den Scheibenabzug (20) auf das Hohlprofil ausgeübte Zugkraft, und Temperatur des Hohlprofils vor dem Scheibenabzug (20) zu erfassen und darauf basierend, zur kontinuierlichen Regelung der Überlänge des oder der Faserleiter, mindestens eine Stellgröße zur Steuerung der Leistung des Lasers (8), zur Regelung der Heizung des Vorratstanks, des Füllschlauchs (14), des Füllkopfes (15), zur Regelung der Leistung der Kühlvorrichtung (17) und/oder zur Steuerung eines Antriebs einer der Vorschubeinrichtungen und/oder des Scheibenabzugs (20) zu bestimmen. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, außerdem umfassend eine weitere Vorschubeinrichtung (18), sowie Ziehsteine oder -formen (19) zur Verringerung der Abmessungen des Metall-Hohlprofils nach dem Verschweißen (110).
12. Vorrichtung (200) nach Anspruch 10 oder 11, außerdem umfassend:
- eine vor der Umformvorrichtung (3, 7) angeordnete Messvorrichtung zur Ermittlung der auf das zugeführte Metallband (1) wirkenden Zugkraft, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, aus der ermittelten
Zugkraft Stellgrößen zur Steuerung von Antrieben der Vorrichtung (200) zu bestimmen.
13. Vorrichtung (200) nach Anspruch 10, 11 oder 12, außerdem umfassend: - eine vor der Umformeinrichtung (3, 7) angeordnete Schneideeinrichtung
(4), mittels derer eine oder beide Kanten des zugeführten flachen Metallbandes (1) beschnitten werden, wobei angestrebt wird, dass die Breite des beschnittenen Metallbandes dem Umfang des Hohlprofils entlang der neutralen Faser entspricht.
14. Vorrichtung (200) nach Anspruch 13, außerdem umfassend:
- eine Vorrichtung zur Aufnahme von Schnittresten.
15. Vorrichtung (200) nach Anspruch 13 oder 14, außerdem umfassend: - eine hinter der Schneideeinrichtung (4) angeordnete Messeinrichtung zur Messung der Breite des zugeschnittenen flachen Metallbandes.
16. Vorrichtung (200) nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 15, außerdem umfassend: - eine Messeinrichtung zur Bestimmung eines Temperaturprofils quer und/oder längs zu der Schweißnaht, wobei das gemessene Temperaturprofil der Schweißvorrichtung (8) zur Steuerung der abgegebenen Energie und/oder der Zuführeinrichtung (2) und/oder der Vorschubeinrichtung (16) zur Steuerung der Zuführgeschwindigkeit zugeführt ist.
17. Vorrichtung (200) nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 16, außerdem umfassend:
- eine Messeinrichtung zur Messung mindestens einer Abmessung des Metall-Hohlprofils nach dem Verschweißen (110).
18. Vorrichtung (200) nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 17, außerdem umfassend:
- eine Messeinrichtung zur Prüfung der Schweißnaht und/oder von Materialfehlern bzw. Inhomogenitäten des Materials.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3797891B1 (de) * 2019-09-30 2023-08-02 Nexans Verfahren zur kontinuierlichen herstellung abschnittsweise gewellter, dünnwandiger hohlprofile kleiner durchmesser aus ne-metallen
EP3832365B1 (de) * 2019-12-05 2023-08-30 Nexans Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von in einem perforierten metall-hohlprofil gelagerten optischen faserleiter-sensoren
CN114872326A (zh) * 2022-05-13 2022-08-09 南京航空航天大学 一种用于热塑性复合材料与轻质合金搭接结构的热压焊接设备及方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4759487A (en) * 1987-03-09 1988-07-26 K-Tube Corporation Apparatus for continuous manufacture of armored optical fiber cable
FR2650081B1 (fr) * 1989-07-24 1991-10-04 Foptica Procede et appareil de fabrication de modules optiques
JP3132045B2 (ja) * 1991-05-29 2001-02-05 日本鋼管株式会社 金属管被覆光ファイバケーブルの製造方法及び装置
JP2970456B2 (ja) * 1995-02-14 1999-11-02 日本鋼管株式会社 金属管被覆光ファイバケーブルの製造方法及び製造装置
DE19642542B4 (de) * 1995-11-16 2010-07-29 Norddeutsche Seekabelwerke Gmbh & Co. Kg Vorrichtung sowie Verfahren zur Erzeugung von Überlängen eines Lichtwellenleiters gegenüber einem metallischen Röhrchen
GB2331160A (en) * 1997-10-21 1999-05-12 Bicc Plc Manufacture of optical fibres and gel in welded metal tube
DE19825423A1 (de) * 1998-06-06 1999-12-09 Alcatel Sa Vorrichtung zur Herstellung eines optischen Kabels
JP2001347318A (ja) * 2000-06-08 2001-12-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 板幅調整装置及び板幅調整方法
JP2003043320A (ja) * 2001-08-02 2003-02-13 Occ Corp 金属管被覆光ファイバケーブルの製造装置および製造方法
JP4699511B2 (ja) * 2005-03-29 2011-06-15 プリスミアン・カビ・エ・システミ・エネルジア・ソチエタ・ア・レスポンサビリタ・リミタータ 光ケーブルを製造する方法及び装置並びに製造されたケーブル
US7968817B2 (en) * 2006-10-11 2011-06-28 Greatbatch Ltd. Laser weld process for seam welded electrochemical devices
JP7264677B2 (ja) * 2019-03-18 2023-04-25 株式会社ジャノメ ロボット、集塵装置及び集塵方法

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