Schweißmaschinen
Strecker: Über das Schweißen von Litzen und elektrischen Leiterseilen vor dem Extruder
Das Verbinden von Litzen und elektrischen Leiterseilen vor dem Extruder ist ein wichtiges Thema bei der Kabelherstellung. Gilt es doch eine schnelle, zuverlässige und wirtschaftliche Methode zu wählen, um den kontinuierlichen Fertigungsprozess zu gewährleisten.
Grundsätzlich unterscheidet man zwischen zwei verschiedenen Verfahren zum Schweißen von Leiterseilen vor dem Extruder.
Das Kammerschweißverfahren
Dabei wird die Widerstanspreßstumpfschweißung in einem Röhrchen (Kammer) aus Glas, Keramik oder Graphit erzeugt, die Wahl des Röhrchenmaterials erfolgt dabei je nach Litzen- bzw. Leiterseilquerschnitt bzw. der Schweißmaschinenleistung.
Zum Schweißen werden die beiden Seilenden, also das Ende der ablaufenden Kabeltrommel und der Anfang der neuen Trommel in das Röhrchen (siehe Bild unten) geschoben, so dass die Stoßstelle in dessen Mitte zu liegen kommt. Dieser Verbund wird dann in den Formrillen der Spannbacken der Schweißmaschine fest gespannt.
Im Bild rechts, ein Keramikröhrchen. Links, verseilter Aluminiumleiter mit Keramikröhrchen.
Durch das Einschalten des Schweißstromes wird die Stoßstelle der Seilenden, bedingt durch den Ohmschen Widerstand, zum Schmelzen gebracht und die Enden werden durch den anstehenden Stauchdruck im Röhrchen ineinander geschoben und verschweißt. Das flüssig werdende Material verteilt sich gleichmäßig zwischen den einzelnen Drähten. Nach Beendigung des Schweißvorgangs wird das geschweißte Seil ausgespannt und das Röhrchen wird zerschlagen.
Bei Schweißmaschinen für kleinere Litzenquerschnitte wird das Material in der Regel über eine Feder gestaucht, die Spannvorrichtungen werden zwecks besserer Bedienbarkeit über ein Fußpedal geöffnet bzw. geschlossen - der Bediener hat so beide Hände frei zur Handhabung der Litzenenden und des Röhrchens (siehe Bild unten links). Bei größeren Leiterseil-Stumpfschweißmaschinen erfolgt sowohl das Stauchen als auch das Spannen pneumatisch (siehe Bild unten rechts).
Nach Beendigung des Schweißvorganges ist die Oberfläche der Schweißung gratfrei, sauber, glatt und kaum verdickt (siehe Bild unten). In der Regel ist bei der mit Hilfe von Röhrchen erzeugten Schweißverbindung nur eine geringe Nacharbeit (z.B. Feilen) erforderlich, damit der prozessbedingt etwas verstärkte Querschnitt dann problemlos in die Einlaufdüse des Extruders gezogen werden kann.
Im Bild, Kupferleiterseil 1.200 mm² geschweißt mit Keramikröhrchen
Das Kammerschweißverfahren eignet sich sowohl für reguläre Leiterseilaufbauten, als auch für feinflexible Leiter.
Das Doppelstauchverfahren mit Entgratautomatik
Dieses Verfahren wird bereits seit Jahrzehnten sehr erfolgreich zum Schweißen von Drähten angewendet, und auch der Einsatz beim Verbinden von Leiterseilen ohne Röhrchen hat sich vielfach bewährt bzw. wird von einigen namhaften Kabelherstellern gar bevorzugt.
Moderne Extruder (XLPE) haben Einlaufdüsen, die keine größeren Durchmesser-toleranzen des Seiles zulassen. Gleichzeitig arbeiten sie mit kurzen Durchlaufzeiten. Somit ergibt sich die Notwendigkeit von im Vergleich zum Originalmaterial durchmessergleichen Schweißverbindungen, die dazu noch in kürzestmöglicher Zeit herzustellen sind. Weiter müssen die Schweißergebnisse sicher sein, d.h. bereits die erste Schweißung muss optimal gelingen, damit sich der Speicher nicht leert.
Diese Anforderungen können von Schweißmaschinen, die nach dem Kammerschweißverfahren arbeiten, nur bedingt erfüllt werden. Zumal hier auch das korrekte Handling des gesamten Ablaufes durch den individuellen Bediener einen großen Einfluss auf das optimale Gelingen der Schweißung hat.
Beim Doppelstauchschweißverfahren mit Entgratautomatik werden nach dem Starten des Schweißablaufes die Leiterseilenden an der Stoßstelle unter geringem Druck (Schweißdruck) auf die erforderliche Schweißtemperatur gebracht. Sobald sich das Material an der Stoßstelle verflüssigt, wird durch Zuschalten eines hohen Druckes (Stauchdruck) das wärmebeeinflußte Material bis auf wenige Zehntel Millimeter aus der Schweißzone herausgepresst. Die Flexibilität des Leiterseils wird nur in diesem kurzen Bereich negativ beeinflusst. Die Schweißelektroden sind mit messerförmig ausgebildeten Einsatzstücken versehen, die unmittelbar nach dem Schweißvorgang den entstandenen Schweißgrat abscheren. Der dabei noch geschlossene Gratring wird beim Öffnen der Spannvorrichtung auseinander gerissen und fällt nach unten weg. Alle Bewegungsabläufe, d.h. also die Spann- und Stauchvorgänge, sowie das Entgraten erfolgen vollhydraulisch.
Es entsteht eine im Vergleich zum ungeschweißten Originalmaterial durchmessergleiche Schweißverbindung (siehe Bild unten), bei der die Schweißzone sehr viel kürzer ist, als bei einer Kammerschweißung.
Im Bild, Aluminiumleiterseil geschweißt auf Doppelstauch-Stumpfschweiß-maschinen (ohne Röhrchen)
Auch sind die Schweißzeiten sehr kurz: Mit der Doppelstauchschweißmaschine Typ MK800 (siehe Foto unten) dauert eine Schweißung von 1200 mm² Kupferleiterseil maximal 30 Sekunden.
Im Bild, Typ MK 800 Doppelstauch- Stumpfschweißmaschine mit Entgratautomatik
Ein weiterer, positiver Nebeneffekt bei Doppelstauch-Stumpfschweißmaschinen mit Entgratautomatik: es entfällt der Kostenfaktor Röhrchen, d.h. keine laufenden Kosten für die Beschaffung dieser Verbrauchsartikel, keine Lagerhaltung.
Doppelstauch-Stumpfschweißmaschinen mit Entgratautomatik sind optimal geeignet für das Verbinden regulärer Leiterseilaufbauten, jedoch nicht einsetzbar für feinflexible Leiterseile.
Neueste Entwicklungen im erlauben jetzt auch das Schweißen auf Mittelfrequenz mit ca. 1.000 Hertz, Stromanschluss dreiphasig. Dadurch erfolgt keine keine einphasige Belastung des Stromnetzes mehr. Die während des Schweißens aufgenommene Ampèrezahl wird beträchtlich reduziert, d.h. ungefähr halbiert. Als Folge wird die Absicherung insbesondere bei größeren Schweißgeräten ab ca. 100 kVA Nennleistung erheblich erleichtert (netzseitige Absicherung, oftmals muss ein separater Transformator nur zur Absicherung der Schweißmaschine vorgesehen werden).
Die Technik des Mittelfrequenzschweißens ist nicht allein begrenzt auf neue Schweißmaschinen, es können auch vorhandene Geräte umgerüstet werden!
Weitere Informationen und Beratung erhalten Sie jederzeit gerne über AUGUST STRECKER GmbH & Co. KG.
AUGUST STRECKER GmbH & Co. KG Elektro-Schweissmaschinen-Fabrik
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