DE4328780A1 - Vorrichtung zum Verschweißen eines metallischen Schutzrohres für eine Kabelseele - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschweißen eines aus einen Band geformten Schutzrohres für eine Kabel­ seele eines elektrischen und/oder optischen Kabels.

Es ist bekannt, die Kabelseele eines elektrischen und/oder optischen Kabels mittels eines metallischen Schutzrohres, insbesondere gegen das Eindringen von Feuchtigkeit zu schüt­ zen. Derartige Schutzrohre werden meist aus einem Endlosband geformt, wobei die Stoßstelle durch eine Schweißnaht ver­ schlossen wird. Hierbei können sich Schwierigkeiten ergeben, weil möglicherweise durch die Hitze im Bereich der Schweiß­ stelle empfindliche Bestandteile der Kabelseele unzulässig beansprucht werden. Beispielsweise kann bei elektrischen Ka­ beln die Leitungsisolation geschädigt werden. Weiterhin kann bei gefüllten Kabeln die Füllmasse durch die örtliche Über­ hitzung geschädigt bzw. abgebaut werden.

Besonders kritisch sind optische Kabel, weil beim Schweißpro­ zeß durch die örtliche Erhitzung Wasserstoff gebildet werden kann, der in die Kabelseele eindiffundiert und bei den Licht­ wellenleitern zu Dämpfungserhöhungen führt. Da das Metallrohr außen vollständig dicht abgeschlossen ist, bleibt der beim Schweißvorgang gebildete Wasserstoff für immer in der Kabel­ seele erhalten. Das Freisetzen von Wasserstoff kann bei­ spielsweise beim Aufschmelzen des Metalls, insbesondere des Kupfers freigesetzt werden. Weiterhin kann es vorkommen, daß im Bereich der Schweißstelle feuchte Umgebungsluft thermisch gespalten wird, so daß Wasserstoff frei wird. Schließlich ist es auch möglich, daß Kunststoffmaterial (z. B. Isoliermaterial oder Schutzhüllen für Lichtwellenleiter) durch die größere Hitze zersetzt wird, wobei ebenfalls Wasserstoff freigesetzt wird. Schließlich können auch durch die beim Schweißen ent­ stehende harte UV-Strahlung oder auch durch Elektronen Bin­ dungen im Kunststoffmaterial der Kabelseele aufgebrochen wer­ den, wodurch es ebenfalls zu einer Freisetzung von Wasser­ stoff kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzei­ gen, wie eine Schädigung der Kabelseele möglichst weitgehend verhindert werden kann. Diese Aufgabe wird bei einer Vorrich­ tung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein Schutzschild vorgesehen ist, das soweit in das Innere des Schutzrohres hineinreicht, daß es die Schweißstelle überdeckt und die Kabelseele vor thermischer Beanspruchung schützt.

Zwischen der eigentlichen Schweißstelle und der Kabelseele befindet sich somit ein zusätzliches Bauteil in Form des Schutzschildes, wodurch z. B. Strahlung nicht mehr bis zur Ka­ belseele vordringen kann und auch eine thermisch wirksame Barriere gegen die Hitze der Schweißstelle gebildet ist. Die Kabelseele selbst steht somit nicht mehr in unmittelbarem Kontakt mit der Schweißstelle und kann dadurch besser vor thermischen Beanspruchungen geschützt werden.

Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen wieder­ gegeben.

Die Erfindung und ihre Weiterbildung werden nachfolgend an­ hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Fertigungseinrich­ tung für ein ein Schutzrohr enthaltendes Kabel und

Fig. 2 Einzelheiten der gemäß der Erfindung vorgesehenen Schutzeinrichtung im Bereich der Schweißstelle.

In Fig. 1 ist eine Vorratsspule VMB vorgesehen, von der ein Metallband MB, insbesondere aus Kupfer, fortlaufend abgezogen wird. Diese Metallband MB wird einer Formvorrichtung FV zuge­ führt, wo es in bekannter Weise (meist mehrstufig) zu einem geschlossenen Rohr geformt wird. Vor dem Schließen des Rohres wird eine Kabelseele CS zugeführt. Für das vorliegende Aus­ führungsbeispiel ist angenommen, daß die Kabelseele Lichtwel­ lenleiter enthält. Es ist aber auch möglich, eine Kabelseele aus isolierten elektrischen Leitern vorzusehen oder auch eine Kabelseele die sowohl elektrische als auch optische Leiter enthält.

Im vorliegenden Beispiel ist zusätzlich angenommen, daß die Kabelseele CS ebenfalls zusammen mit dem für sie vorgesehenen Schutzrohr in einem Arbeitsgang hergestellt wird. Es ist aber auch möglich, die Kabelseele in einem getrennten Arbeitsgang herzustellen und sie später von einer Vorratsspule abzuziehen und der Formvorrichtung FV zuzuführen.

Im vorliegenden Beispiel sind Vorratsspulen VSL1-VSLn vor­ gesehen, die jeweils einen Lichtwellenleiter LW1-LWn ent­ halten. Das aus den Lichtwellenleiter LW1-LWn bestehenden Lichtwellenleiterbündel LWB wird einer Füllvorrichtung FMV zugeführt, wo das Lichtwellenleiterbündel LWB in eine Füll­ masse FM eingebettet wird. Diese Füllmasse FM ist meist von einer weichen pastenartigen Konsistenz und weist im allgemei­ nen ein Tixotropierungsmittel auf. Das so erhaltene mit Füll­ masse versehene Lichtwellenleiterbündel LWF gelangt zu einem Extruder EX1, wo eine äußere Schutzhülle aus Kunststoffmate­ rial um die mit Füllmasse versehenen Lichtwellenleiter LWF herumextrudiert wird. Das so erhaltene Kunststoffröhrchen wird als Kabelseele CS der Formvorrichtung FV zugeführt, wo­ bei in der Formvorrichtung FV das Metallband MB dicht um die Außenhülle der Kabelseele CS herumgebogen wird. Das so erhal­ tene Metallrohr MU wird einer Schweißvorrichtung SSV (elektrisch oder autogen) zugeführt, welche die stirnseitige Stoßstelle des zu einem Rohr geformten Metallbandes MB mit­ tels einer durchlaufenden Schweißnaht verschließt. Die so erhaltene, mit einem Schutzrohr MU versehene Kabelseele wird in geeigneter Weise weiter zu einem Kabel verarbeitet, bei­ spielsweise durch Aufbringen eines Kabelmantels mittels eines Extruders EX2. Das fertige Kabel CA wird auf eine Aufwickel­ trommel AE aufgewickelt. Es ist auch möglich, vor oder nach dem Extruder EX2 Bewehrungen aufzubringen (insbesondere bei Seekabeln) und/oder mehrschichtige Außenmäntel vorzusehen.

In Fig. 2 ist in vergrößerter Darstellung der Bereich um die Formvorrichtung FV und die Schweißeinrichtung SSV nach Fig. 1 in perspektivischer Form gezeichnet. Das Metallband MB läuft in die (hier nicht dargestellte) Formvorrichtung ein und wird zu einem geschlossenen Rohr geformt, wobei die Stirnseiten des Metallbandes MB zunächst einen Spalt SP erge­ ben. Dieser Spalt SP wird mittels der Schweißvorrichtung SSV an der Schweißstelle SST mit einer fort laufenden Schweißnaht SN dicht verschlossen. Noch vor der Formung des Metallbandes MB zu dem geschlossenen Rohr MU läuft die Kabelseele CS auf das Metallband auf und wird anschließend von dem Rohr MU all­ seitig umschlossen.

Um eine Schädigung etwaiger Kunststoffteile der Kabelseele, etwaiger Füllmassen oder sonstige Elemente der Kabelseele CS zu vermeiden, ist ein Schutzschild SS vorgesehen, der mittels einer Halterung HS in hier nicht näher dargestellter Weise positioniert werden kann. Dieser Schutzschild SS erstreckt sich in Längsrichtung der Kabelseele CS über die Schweiß­ stelle SST hinweg im inneren des Rohres MU. Dadurch ist ein unmittelbarer Kontakt zwischen der Kabelseele CS und der hei­ ßen Schweißstelle SST vermieden und so können Schädigungen der Kabelseele (z. B. durch Überhitzung von Kunststoffmateria­ lien, durch Abbau von Füllmassen usw.) vermieden werden. Der Schutzschild SS hat zweckmäßig eine Länge zwischen 1 und 10 cm und verläuft vorteilhaft etwa symmetrisch beiderseits der Schweißnaht SN. Es ist zweckmäßig, wenn der Schutzschild SNSS über die Schweißstelle SST noch um mindestens 10 mm, vorzugs­ weise zwischen 10 und 50 mm hinausragt, um eine bessere ther­ mische Kopplung zu erreichen.

Die Dicke des Schutzschildes SS kann sehr gering gewählt wer­ den und zweckmäßig in der Größenordnung zwischen etwa 1 und 0,1 mm liegen.

Die Form des Schutzschildes wird zweckmäßig etwa an die Form der Innenwand des metallischen Rohres MU angepaßt, d. h. es ist im allgemeinen etwa kreisförmig bzw. rinnenförmig gebogen ausgebildet. Die Erstreckung in Umfangsrichtung (d. h. die Breite) des Schutzschildes SS sollte zweckmäßig (bezogen auf die Achse des Rohres MU) etwa zu ±π/4 d. h. jeweils beider­ seits der Schweißstelle.

Es kann zweckmäßig sein, wenn sich der Schutzschild SS in Durchlaufrichtung zunehmend verjüngt, weil dann die Gleitei­ genschaften der Kabelseele CS beim Abzug des fertigen Rohres MU verbessert werden können.

Im allgemeinen ist es ausreichend, den Schutzschild SS aus einem Stahlblech zu formen. Bei sehr hohen Temperaturbean­ spruchungen bzw. bei sehr empfindlichen Kabelseelen CS kann der Schutzschild SS vorteilhaft auch aus Keramikmaterial bzw. Wolfram bestehen bzw. mit einem solchen beschichtet sein, so daß der Schutzschlüssel eine besonders hohe Temperaturbestän­ digkeit aufweist. Bei sehr großen Temperaturbelastungen ist eine Kühlung des Schutzschildes zweckmäßig.

Insbesondere zur besseren thermischen Entkopplung kann der Schutzschild SS auch mit sich in Längsrichtung der Kabelseele CS erstreckenden Rillen versehen werden, so daß der Schutz­ schild SS nur etwa linienförmig auf der Kabelseele CS auf­ liegt. Der Schutzschild SS sollte einen höheren Schmelzpunkt aufweisen als das Material aus dem das Rohr MU geformt wird.

Durch den Schutzschild SS wird auch etwa beim Schweißvorgang aus dem Metall des Bandes MB herausgeschmolzener Wasserstoff nicht ins Innere der Kabelseele gelangen sondern dieser wird nach außen über den Spalt SP abgeleitet. Hierbei ist es besonders zweckmäßig, wenn ein gerillter Schutzschild SS vor­ gesehen ist, weil hier die Ableitung über die längsverlaufen­ den Rillen besonders vorteilhaft durchgeführt werden kann. Der Schutzschild SS kann auch als ein geschlossenes Rohr aus­ gebildet sein, das die Kabelseele CS vollständig umschließt. Der Schutzschild selbst sollte zweckmäßig auf der Kabelseele CS unmittelbar aufliegen. Sollte ein Spalt zwischen der me­ tallischen Umhüllung MU und der Kabelseele CS bestehen blei­ ben, so kann durch einen nachfolgenden Ziehvorgang der Metallmantel MU dicht auf die Kabelseele CS heruntergezogen werden.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Verschweißen eines aus einem metallischen Band (MB) geformten Schutzrohres (MU) für eine Kabelseele (CS) eines elektrischen und/oder optischen Kabels (CA), dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzschild (SS) vorgesehen ist, das soweit in das Innere des Schutzrohres (MU) hineinreicht, daß er die Schweißstelle (SST) überdeckt und die Kabelseele (CS) vor thermischer Beanspruchung schützt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzschild (SS) eine Länge zwischen 1 und 10 cm aufweist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzschild (SS) die Form einer Rinne aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzschild (SS) die Form eines die Kabelseele (CS) umschließenden Rohres (MU) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzschild (SS) aus einem Material mit hoher Tempe­ raturbeständigkeit besteht bzw. mit einem solchen Material beschichtet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzschild (SS) in Längsrichtung der Kabelseele (CS) sich erstreckende Rillen aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzschild (SS) um 10 bis 50 mm über die Schweiß­ stelle (SST) hinausragt.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzschild (SS) eine Breite von etwa π/4 beiderseits der Schweißstelle aufweist.