JPH01122691A - 小径肉厚管材を製造する方法とその装置 - Google Patents

小径肉厚管材を製造する方法とその装置

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JPH01122691A JP63194723A JP19472388A JPH01122691A JP H01122691 A JPH01122691 A JP H01122691A JP 63194723 A JP63194723 A JP 63194723A JP 19472388 A JP19472388 A JP 19472388A JP H01122691 A JPH01122691 A JP H01122691A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、金属テープを連続的に巻枠から引き出し、
長手方向の端部を縁取りし、割れ目のあるパイプに成形
する長手方向の継ぎ目溶接したパイプを製造する方法に
関するもので、成形ローラから成る第一成形段では、先
ず金属テープの端部にのみ製造するパイプの湾曲を与え
、割れ目パイプを長手方向の継ぎ目溶接を行い、溶接し
たパイプを溶接個所の後方のパイプに喰い込む引張装置
によって仕上げ設備を通過して輸送するものである。
光導体によって情報を伝達するために、光導体を内部に
配設した長手方向の継ぎ目溶接し波を付けた金属パイプ
から成る光導体ケーブルは公知である。このケーブルは
ほぼどんな長さにも作製できる（西独特許箱２７４３２
６０号公報）。波付した外被が通常１００バール以上の
圧力に堪えることができないので、水面下に敷設するに
は、このケーフ゛ルは適当ではない。
それ故、光導体による情報の大陸間横断に関連して新し
いタイプのケーブルが要求されてる。このケーブルでは
、一方で壊れやすい光導体を圧力と振動に対して保護し
ていて、長距離を中継している。光パルスに変換した情
報は減衰を受けるので、一定間隔の場所に光パルスを増
強する増幅器を設置する必要がある。これ等の増幅器に
は電流を供給する必要がある。この課題を逐行するには
、銅又はアルミのような電気導電性の良い金属製の肉厚
パイプが提供されている。この肉厚パイプは一方で光導
体を深海で１０００バールまで達する圧力に対して保護
し、他方で断面積を大きくしてパイプの断面を許容えき
ない程加熱して、光導体を損傷させることなく、増幅器
の電源を供給する可能性が提供できる。
高圧力に堪えるには、光導体を取り巻くパイプが壁厚に
対する直径の一定の比を有する必要がある。この様なパ
イプは溶接法でのみ作製することができる。この溶接法
では、光導体を溶接直前にこのパイプに入れている。極
端に高い圧力が加わるので、比較的小さいパイプ径に由
来して、ケーブルに継ぎ目を避けるため、−巻きを数キ
ロメートルの長さにして輸送する。上記の理由のため、
外径が５〜１０ｍｍ間にあり、その肉厚が０．２〜１．
Ｏｍｍになるパイプが提唱されている。
この寸法のパイプを連続製造するには、大きな困難が付
きまとう。牽引装置が加える力は、肉薄パイプの場合に
比べて、非常に強い。先ず、テープをを機溶剤で洗浄し
、次いでこのテープの端部を縁取りする。こうして、パ
イプの径が正確に設定され、溶接時に酸化していないテ
ープの端部となる。次いで、そこでこのテープは多くの
成形段を経てスリット・パイプに成形される。縁取りに
対しても、またパイプ成形に対しても要求される力は薄
い肉厚の場合より厚い肉厚の方が這かに大きい。
同時に小さい直径のパイプの場合、パイプの断面は大き
い力伝達するには不十分である。その結果パイプは切れ
ることになる。問題になるのは、パイプが小さい直径の
ため溶接時に全周囲にわたって加熱され、溶接個所でこ
のパイプが引張強度を喪失する点にある。
壁厚が非常に厚いと、溶接に対して大電流が必要になる
ので、極端な場合、パイプの全断面が灼熱するまで加熱
される。高温によってパイプの内部にある光導体が巻き
添えに合う。
それ故、この発明の課題は、直径の小さいに肉厚壁のパ
イプを金属テープを成形して連続作業で割れ目パイプに
、そして長手方向の継ぎ目の溶接が問題なく作製でる方
法を提供することにある。
特に、１５ｍｍより小さい直径で０．３ｍｍより大きい
壁厚のパイプを製造できる。パイプの中に場合によって
存在する電気導体又は光導体が溶接熱で損傷することを
排除している。
上記の課題は、以下の特徴を組み合わせて解決されてい
る。即ち、 ａ）金属チーぶには、１５〜８０ｍｍの幅と０゜２〜２
．５ｍｍの肉厚があり、肉厚に対する幅の比が１５〜５
０の間にある。
ｂ）金属テープは、溶接個所の前で制御して駆動される
。
Ｃ）パイプを溶接個所で冷却し、このパイプは溶接個所
の後で少なくとも６０％の周囲の面積を溶接継ぎ目から
解放し冷却剤に接触させている。
幅に関して極度に厚い壁の金属テープを駆動することに
よって、溶接個所の前で与える力の大部−７＝ 分が既に溶接個所の前で受は止められか、あるいは調整
される。
パイプは溶接個所のところで集中的に冷却されるので、
導入した溶接エネルギのために加熱されたパイプの壁の
領域はただ溶接個所に限定される。
パイプの少なくとも８０％の外周が有利に冷却される。
溶接個所は冷却剤で直接冷却すべきではない。その理由
は溶接の失敗、例えば溶接継ぎ目に気泡となる失敗が生
じる恐れが生じるからである。
冷却はパイプに空気を当てることによって、又は特に有
利であるが、パイプを水槽に通すことによって行われる
。両方の冷却法を組み合わせることもできる。
付加的な駆動装置が溶接個所の前に必要としていないの
で、テープはこの発明の特に有利な構成により縁取りを
している間に駆動される。縁取りに対して所謂ローラ鋏
が使用されるので、その様なローラ鋏に対する駆動が特
に簡単に実行できる。
この場合、ローラ鋏の一方のローラか、両方のローラを
駆動できる。
＝８− 肉厚金属テープの場合には、このテープをパイプに成形
する過程で、先ず金属テープの縁部を成形することが絶
対必要である。従って、溶接する金属テープの前面の平
行が保証される。この成形には、成形ローラを使用する
と有利である。
この発明の他の構成では、成形ローラの少なくとも一個
を駆動することが有効であることが分かる。設備の効率
を高めるために、パイプを溶接後更に引っ張ると、即ち
、直径を小さ（する場合、有利である。パイプの直径／
壁厚が同じ比の場合、広いテープ幅から出発できる。
この発明は、同じ様に前記の方法を実行する装置にも関
係している。それ自体公知のその様な装置は、金属テー
プに対する移行装置、縁取り装置、金属テープをパイプ
に成形する多数の成形段から成る成形装置、割れ目パイ
プを溶接する溶接装置、及び溶接したパイプに噛み合う
引張装置から成る。
その様な装置では、この発明により縁取り装置がローラ
鋏から成る。その場合、ローラの少なくとも一つが制御
できる直流モータによって駆動されＩＯ− る。更に、少なくとも第一成形段はローラの少なくとも
一個のローラが制御された直流モータによって駆動され
るローラ工具である。溶接個所の直ぐ後には、冷却剤槽
が配設してあり、この槽を通過してパイプが案内される
。この場合、冷却剤の状態はこの冷却剤がパイプの全周
の６０％まで取り巻くように調節される。
種々の寸法のパイプを合わせるために、冷却剤槽は高さ
調節できると有利である。
冷却剤槽には蓋があり、蓋には吸引ポンプの接続部が配
設しである。このようにして、冷却剤の上部の蒸気室に
は負圧が生じて、冷却剤の蒸気が冷却剤槽の直前にある
溶接個所に達することを阻止している。溶接個所と引張
装置の間、特に冷却剤槽と引張装置の間には、パイプの
直径を細くする引き抜きリングが配設しである。
特に有利であるのは、溶接装置が少なくとも二個の電極
を有するタングステン・稀ガス溶接機である。多数の電
極を使用すると、溶接電流を長い溶接継ぎ目に配分させ
ることができる。
この発明による方法は、特に有利に壊れ易い光導体を内
部に配設した金属外被を有する光ケーブルの製造に利用
できる。この場合、壁厚に対する直径の比は５〜３０の
間にある。材料としては、銅又はアルミ及びそれ等の合
金の様な良好な導電性の金属が導入されている。
この発明を第１〜６図に模式的に示す実施例に基づきよ
り詳しく説明する。
第１図には、この発明による方法を導入できる様な装置
の側面図が示しである。
テープ出発個所１から、例えば幅２５ｍｍで肉厚１．１
ｍｍのアルミニュームテープ２を引き出す。テープ洗浄
槽３で、このテープ２を脱脂にかけ、洗浄する。縁取り
装置４では、テープの縁を切断し、幅２１ｍｍに切り出
す。こうして、割れ目パイプの直径が常時一定に維持さ
れる。更に、溶接装置は酸化しない表面にする。縁取り
装置４の次には、テープ２を多段にした成形装置５の中
で割れ目パイプロに形成する。第一成形段７はローラ工
具であって一後で更に説明する様に−これに対して、次
の成形段は円錐状に成形した円管と、その次に配設した
リングである。第一成形段７の前で、光導体８を未だ開
放している割れ目パイプに挿入する。
成形装置５０次には、溶接装置９があり、この装置はタ
ングステン・稀ガス溶接機であると有利である。
溶接されたパイプ１０は、溶接装置の直ぐ後で水槽１１
に導入され、そこで冷却される。冷却後このパイプ１０
を牽引リング１２を通して引張り、溶接したパイプ１０
の外径を細くする。引出装置としては、所謂圧力鋏引出
装置ｆ１３を使用すると有利である。この引出装置は多
数のパイプ１０を掴み、再び解放する圧力鋏の対から成
るもので、この対はエンドレス駆動される鎖に固定しで
ある。
成形品を次いで巻枠１４に巻き取る。この種の装置は、
冷却装置１１を別にすえばそれ自体公知である。この公
知の作製法では、アルミニュームテープ２又は溶接した
パイプはただ圧力引出装置１３によってもたらされた力
だけでこの設備を通過−１３＝ −１２＝ する。
小径肉厚パイプの場合、この装置は特に異なった変更な
しに導入できる。その理由は、厚さの厚いテープの場合
成形時の力が大きいため、上記のパイプの小さい断面が
溶接個所９の前で生じる力を伝達するのに充分でないか
らである。このパイプはちぎれる。
この発明による装置は、縁取り装置４と第一成形段７が
駆動されると言う点で公知の装置と異なる。こうして、
金属テープ２には溶接個所９の前で力の大部分を引き受
ける推進力が与えられる。
更に、冷却装置１１が導入した溶接電流によってパイプ
の全断面を加熱しなく、溶接継ぎ目部分の加熱に限定す
るために設置されている。
第２〜５図には、変形が示しである。
第２図には、縁取り装置４の側面図が示しである。この
装置は二つのローラ１５と１６から成り、両方のローラ
の間にアルミニュームテープが導入される。ローラ１５
には、テープ２から側方テープ１９と２０を切り落とす
二つの切断縁部１７と１８がある。前記側方テープはそ
れ自体公知の方法で巻き取りされる。ローラ１６には、
一方の側にピニオン２１がある。ピニオン２１とラック
２２を介してこのローラ１６が制御直流モータ２３によ
って駆動されている。第３図には、縁取り装置４の金属
テープの進行方向から眺めた平面図が示しである。第４
図には、第一成形段７をテープ２の方向から眺めた断面
図が示しである。この成形段は、一つの寸法決めローラ
２４と二つの支持ローラ２５と２６から形成されている
。寸法決めローラ２４には、断面から眺めて端部で湾曲
した領域２７と２８があり、その曲率半径は溶接してパ
イプ１０の曲率半径にほぼ一致している。支持ローラ２
５と２６の表面は、それに応じて湾曲して形成しである
。寸法決めローラ２４の外周面の中間にある窪み２４ａ
は、成形装置５の前で光導体８を挿入させることを可能
にしている。金属テープ２が第一成形段を通過する時、
寸法決めローラ２４と支持ローラ２５と２６は、金属テ
ープ２の縁部２９と３０に所望の曲率を与える。溶接時
には、切断しれた金属テープ２の端面が平行になる。即
ち、それ等の全表面で接触する。金属テープの肉厚が非
常に厚い場合、上記の最適状態は達成され得ない。それ
故、縁取り装置４の後でテープの縁を図示していない方
法で傾けて間に合わせている。
肉厚の大きいテープの縁部２９と３０を小さい曲率半径
に成形するには、大きな力が必要であるので、寸法決め
ローラ２４は制御直流モータ３１で制御して駆動される
。モータ２３と３１の制御は、応力鋏引張部の駆動速度
を介して行われる。
微調整して、駆動ローラ１５又は２４と金属テープ２の
間の相対運動を無くしている。
第５図には、溶接装置９と後続する冷却装置１１が示し
である。
溶接装置としては、連続配置した三個の電極９ａ、９ｂ
、９ｃを装備したタングステン・稀ガス溶接バーナーを
使用すると特に有利である。その様な電極配置は肉厚の
厚い部材を溶接するのに必要な大電流を三個の電極に分
配させるので、長い溶接槽が生じる。それから、溶接し
たパイプ１０は水槽３２に達する。この水槽には新鮮な
水に対する導入口３３と加熱された冷却水に対する排出
口３３がある。排出口３４を経由して流れる冷却水は他
の冷却槽３５に達する。この冷却槽から、温度に応じて
水槽３２に戻されるか、排出口３６を通って排出される
。水槽３２の蓋には配管接続部３７がある。この接続部
は図示していないポンプに接続していて、水槽３２の冷
却剤の上部に弱い低圧を発生させている。こうして、導
入口３８から蒸気が電極９ａ、９ｂ、９ｃのところに達
することを阻止している。
パイプ１０の冷却に対して、このパイプのできる限り広
い範囲を冷却水に触れさせか、溶接継ぎ目を冷却水から
離しておくように注意することが大切である。冷却水の
水面を正確に設定するために、水槽３２は高さ調整でき
る。あるいは、排出口３４が高さ調整できるように形成
されていてもよい。
更に、水槽３２は電極９ｃにできる限り近く配設して置
き、パイプ１０が電極９ａ〜９ｃの領域で最適に冷却さ
れることが大切である。水の高さは、主としてパイプ１
０の少なくとも８０％の周囲の表面が冷却水に取り巻か
れるように調節されている。
第６図には、長手方向の溶接継ぎ目４０を有する肉厚パ
イプ３９から成る電気導体が示しである。
このパイプ３９はアルミニューム製で、肉厚が０゜８ｍ
ｍの場合、直径が８ｍｍになっている。パイプ３９の内
部には、図示した実施例ではフォイル４２に隣接して配
設した多数の光導体４１がある。
この様な多数のフォイルは重ねて配設してあり、この配
置は長手方向の軸の回りに捩っであるので、光導体は加
熱時又は冷却時に自由に膨張又は収縮しうる。この実施
例では、光導体４１を加熱したを気にしなくてよいので
、この発明による方法は大きな利点がある。この実施形
状では、パイプ３９は、高応力安定性、高引張安定性の
ような機械的な要求の外に、光パルスに対する増幅器に
電源を供給できる役目を有する。
このパイプ３９上には、図示していない方法で更に補強
外装と合成樹脂外被を取り付ける。同軸ケーブルの場合
には、このパイプ３９は内部導体として使用され、合成
樹脂被膜と他の金属外部導体で取り巻いである。
説明したケーブルは、はぼ無限な長さに製造でき、大き
な弱点なしに敷設できるような引張強度を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明による方法を実施する装置の外観図
。 第２図は、パイプ製造装置中の縁取り装置の側面図。 第３図は、縁取り装置のテープ側から見た側面図。 第４図は、パイプ製造装置中のテープ側から見た第一成
形段の側面図。 第５図は、パイプ製造装置中の溶接装置及びそれに後続
する冷却装置の一部を断面図にした側面図。 第６図は、この発明による肉厚パイプ製の電気導体の斜
視図。 図中引用記号： １・・・テープ巻枠、 ２・・・アルミニュームテープ、 ３・・・テープ洗浄部、 ４・・・縁取り装置、 ５・・・成形装置、 ６・・・割れ目パイプ、 ７・・・第一成形段、 ８・・・光導体、 ９・・・溶接装置、 ９ａ、９ｂ、９ｃ　−−−電極、 １０・・・溶接したパイプ、 １１・・・水槽、 １２・・・引張リング、 １３・・・応力鋏引張部、 Ｉ４・・・貯蔵巻枠、 １５・・・ローラ、 １６・・・ローラ、 ＝１９− １７・・・切断縁部、 １８・・・切断縁部、 １９・・・横側テープ、 ２０・・・横側テープ、 ２１・・・ピニオン、 ２２・・・ラック、 ２３・・・直流モータ、 ２４・・・寸法決めローラ、 ２４ａ・・・窪み、 ２５・・・支持ローラ、 ２６・・・支持ローラ、 ２７・・・湾曲部、 ２８・・・湾曲部、 ２９・・・縁部、 ３０・・・縁部、 ３１・・・直流モータ、 ３２・・・水槽、 ３４・・・排出口、 ３５・・・冷却槽、 ３６・・・排出口、 ＝２０− ３７・・・管接続部、 ３日・・・導入口、 ３９・・・パイプ、 ４０・・・長手方向溶接継ぎ目、 ４１・・・光導体、 ４２・・・フォイル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、金属テープを連続的に巻枠から引出し、長手方向の
    縁を縁取りし、ゆっくりと割れ目パイプに成形し、その
    場合、複数のローラから成る第一成形段で先ず金属テー
    プの縁部のみに製造するパイプの湾曲を与え、割れ目パ
    イプを長手方向の継ぎ目溶接を行い、溶接したパイプを
    溶接個所の後のパイプに噛み合う引張装置によって仕上
    げ設備を通過して搬送する長手方向継ぎ目溶接パイプを
    製造する方法において、次の特徴の組み合わせ、 ａ）金属テープは幅が１５〜８０ｍｍと肉厚が０．２〜
    ２．５ｍｍで、肉厚に対する幅の 比が１５〜５０にあり、 ｂ）金属テープは溶接個所の前で制御され、ｃ）パイプ
    は溶接個所の領域で冷却され、このパイプは溶接個所の
    直後に少なくとも６０ ％の外周面を溶接継ぎ目を冷却剤から離し て接触させている、 によって特徴付けられる方法。 ２、テープは、縁取りしている間、制御された駆動を受
    けていることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３、テープは、第一成形段で制御された駆動を受けてい
    ることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。 ４、溶接されたパイプは、より小さい直径に引張を受け
    ることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。 ５、テープ縁部は、縁取りした後傾斜させることを特徴
    とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。 ６、金属テープの引出装置と、このテープの縁取り装置
    と、このテープをパイプに成形する多重成形段の成形装
    置と、割れ目パイプを溶接する溶接装置と、溶接したパ
    イプに噛み合う引張装置から成る特許請求項１〜５のい
    ずれか１項に記載した方法を実施する装置において、縁
    取り装置（４）はローラ鋏（１５，１６）から成り、少
    なくとも一個のローラ（１６）は制御直流モータ（２３
    ）によって駆動され、少なくとも第一成形段（７）はロ
    ーラ工具（２４，２５，２６）であり、これ等の工具の
    少なくとも一つの工具（２４）が制御直流モータ（３１
    ）で駆動され、溶接個所（９）の直後にパイプ（１０）
    を通過させることのできる冷却剤槽（１１，１２）が配
    設してあり、前記冷却剤の水面はこの冷却剤がパイプ（
    １０）の周囲の少なくとも６０％を取り巻くように調整
    されていることを特徴とする装置。 ７、冷却剤槽（３２）は、水面調整ができることを特徴
    とする請求項６記載の装置。 ８、冷却剤槽（３２）には蓋があり、蓋には吸引ポンプ
    用の接続部（３７）が配設してあることを特徴とする請
    求項６又は７記載の装置。 ９、溶接個所（９）と引張装置（１３）の間、主として
    冷却剤槽（１１，３２）と引張装置（１２）の間に引張
    リング（１２）が配設してあることを特徴とする請求項
    ６〜８のいずれか１項に記載の装置。 １０、溶接装置（９）は二段またはそれ以上の電極（９
    ａ，９ｂ，９ｃ）を装備したタングステン・稀ガス溶接
    機であることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項
    に記載の装置。 １１、金属外被の肉厚に対する直径の比が５〜３０の間
    にある金属外被を有する光学ケーブルを製造することを
    特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法を
    使用する方法。 １２、金属外被が、アルミニューム又は銅及びそれ等の
    合金から成る光学ケーブルに対する請求項１１に記載の
    使用法。
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