Vorrichtung zur Steuerung der Antriebe in einer der Kabelummantelung dienenden Extrusions-Strasse
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Antriebe von Kabel-Abgabeund Aufnahmemitteln in einer der Kabelummantelung dienenden Extrusions-Strasse, wie sie z.B. bei der Herstellung von elektrischen Kabelkernen gebraucht wird, insbesondere bei der Herstellung von Unterwasser-Fernmeldekabeln.
Es sind der Ummantelung von Kabelkernen dienende Extrusions-Strassen bekannt, in welchen ein Kabelkern, z.B. ein elektrischer Leiter, einer Extrusions- oder Ausstossvorrichtung zugeführt wird, indem man die Bremsung oder den Antrieb einer Abgabevorrichtung, wie z.B. einer Trommel, steuert. Die Steuerung erfolgt dabei in Abhängigkeit der Bewegung einer Rolle, um welche der Leiter herumgeführt ist und welche zwischen der Abgabevorrichtung und der Winde liegt, welche die Geschwindigkeit bestimmt, mit welcher der Leiter die Extrusionsvorrichtung durchläuft. Die Winde wird durch elektrische oder mechanische Mittel angetrieben, welche mit den Antriebsmitteln der Extrusionsvorrichtung verbunden sind.
Die Extrusionsgeschwindigkeit wird in einer solchen Anlage dauernd und automatisch durch ein Servosystem eingestellt, welches durch eine Vorrichtung, welche optisch den Durchmesser des ausgestossenen Mantels auf dem Kern beim Austritt aus der Ausstossvorrichtung misst, und weiter durch eine Vorrichtung betätigt wird, welche dauernd die Kapazität einer Einheitslänge des ummantelten Leiters misst, nachdem er eine Reihe von in der Temperatur abgestuften Kühltrögen durchlaufen hat, welche im ummantelten Leiter eine konstante Temperatur herbeiführen.
Eine zweite Winde zieht den ummantelten Leiter durch die Kühltröge, und zwar mit einer Geschwindigkeit, welche durch die Bewegung einer weiteren Rolle bestimmt ist, um welche der ummantelte Leiter während seines Durchganges durch die Kühlanordnung herumgeführt ist. Der ummantelte Leiter wird schliesslich über eine dritte Rolle, über welche der Leiter läuft, auf eine Trommel aufgewickelt, deren Geschwindigkeit durch die Bewegung der dritten Rolle gesteuert wird.
Eine Extrusionsstrasse der oben beschriebenen Art ist notwendigerweise sehr lang, und der Abstand zwischen den Winden liegt oft in der Grössenordnung von 90 bis 120 m. Die Rollen, welche die Geschwindigkeit der Abgabetrommel, der zweiten Winde und der Aufnahmetrommel steuern, haben einen Mindestdurchmesser von etwa 90 cm und daher eine beträchtliche Trägheit. Irgend eine momentane Aenderung des Zuges zwischen den beiden Winden bewirkt auch dann, wenn diese Aenderung relativ klein ist, eine momentane Aenderung der Geschwindigkeit, mit welcher der Leiter den Ausstosskopf durchläuft. Dies führt unmittelbar zu einer Aenderung des Durchmessers des ausgestossenen Gutes. Dies bewirkt wiederum, dass das automatische Servosystem anspricht in dem Bestreben, die Durchmesseränderung zu korrigieren, die in der Praxis durchaus örtlich begrenzt sein kann.
Weiter muss in den Antriebsgetrieben für die Winden ein gewisses Spiel vorhanden sein, so dass der Zug zwischen den beiden Winden in einem gewissen Ausmass durch Aenderungen des Zuges des der ersten Winde zugeführten Leiters oder durch Aenderungen des Zuges des von der zweiten Winde abgezogenen ummantelten Leiters beeinflusst wird.
Obwohl das Drei-Rollen-System im stationären Zustand genau einen konstanten Zug im Leiter liefert, muss eine Zugänderung eintreten, wenn sich eine Rolle bewegt und bevor sie die Geschwindigkeit der von ihr gesteuerten Einheit regeln kann. Dies führt zu einer momentanen Aenderung des Zuges im Leiter zwischen den beiden Winden, und infolgedessen kann die momentane Geschwindigkeit des Leiters am Ausstosskopf durch die Bewegung jeder der drei Rollen beeinflusst werden, welche die Geschwindigkeit der drei ihnen zugeordneten Einheiten (d. h. die Abgabetrommel, die zweite Winde und die Aufnahmetrommel) steuern.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer verbesserten Vorrichtung zur Steuerung der durch Abgabe- und Aufnahme-Mittel auf einen Kabelkern ausgeübten Zugkraft, in welcher eine Steuerung der Geschwindigkeit der Antriebsmittel ohne wesentliche Aenderung der Kraft im Kabelkern erfolgt.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Steuerung der Antriebe von Kabel-Abgabe- und Aufnahmemitteln in einer der Kabelummantelung dienenden Extrusions-Strasse ist gekennzeichnet durch ein Element, welches zwischen Abgabemittel und Aufnahmemittel angeordnet ist, weiter durch Mittel zum Ausgleichen der Masse des genannten Elementes und schliesslich durch Mittel, die auf eine Bewegung des genannten Elementes ansprechen, welche eine Folge von Aenderungen der Zugkraft im Kabelkern ist, um die Antriebsmittel zu steuern.
Nachstehend wird nun ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
Die Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer flachen Kettenlinie für einen Kabelkern, z.B. einen elektrischen Leiter, zwischen der Abgabeund Aufnahmetrommel und den diesen Trommeln angeordneten Winden, und die Fig. 2 in schematischer Form die allgemeine Anordnung einer Extrusionsstrassenanlage, in welcher Vorrichtung gemäss Fig. 1 zur Verwendung gelangen.
In der Fig. 1 weist jede Vorrichtung einen Ständer
1 auf, welcher eine Platte 2 trägt, welche um die Achse des Ständers drehen kann. Auf der Platte 2 sind eine Induktionsspule 3 und ein gabelförmiges Organ 4 starr befestigt. Im Organ 4 ist ein Arm 5 auf einer Welle 6 drehbar gelagert, welche ihrerseits in den Schenkeln des Organs 4 gelagert ist. Ein zweites gabelförmiges Organ 7, welches mit Hilfe eines Stiftes 8 auf dem Arm 5 drehbar gelagert ist, trägt einen ferromagnetischen Kern 9, welcher in die Spule 3 eintaucht, so dass diese eine mit der Lage des Kerns in der Spule ändernde Impedanz aufweist. Ein einstellbares Gegengewicht 10 ist auf den Arm 5 aufgeschoben, und dient zum Ausgleich eines dritten gabelförmigen Organs 13 und eines rohrförmigen Teils 16, die am freien Ende des Armes 5 befestigt sind.
Im vorliegenden Beispiel 8 ist der Teil 16 mit Hilfe von zwei Stiften 14 und 15 im Organ 13 drehbar gelagert. Durch den rohrförmigen Teil 16, welcher erweiterte Enden aufweist, ist der Leiter 17 hindurchgeführt, und zwar für eines der Steuermittel auf seinem Weg von der Abgabetrommel zur ersten Winde und für das andere Steuermittel auf seinem Weg zwischen der zweiten Winde und der Aufnahmetrommel.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel können die erste und die zweite Abgabevorrichtung durch die Abgabetrommel und die zweite Winde gebildet sein, und die erste und die zweite Aufnahmevorrichtung durch die erste Winde und die Aufnahmetrommel gebildet sein, wie dies für die Fig. 2 zutrifft.
Die Fig. 2 zeigt die allgemeine Anordnung des rohrförmigen Teiles eines jeden Steuermittels bezüglich der besonderen Trommel und Winde, denen das Steuermittel zugeordnet ist. Der rohrförmige Teil eines der Steuermittel ist mit 18 bezeichnet und an der tiefsten Stelle der Kettenlinie angeordnet, welche der Leiter bei seinem Durchgang zwischen der Abgabetrommel 19 und der ersten Winde 20 bildet. Der rohrförmige Teil des anderen Steuermittels ist mit 21 bezeichnet und ebenfalls an der tiefsten Stelle der Kettenlinie angeordnet, die durch den Leiter bei seinem Durchgang zwischen der zweiten Winde 22 und der Aufnahmetrommel 23 gebildet wird. Die Antriebsmotoren für die Abgabe- und Aufnahmetrommel und für die erste und zweite Winde sind mit 24, 25, 26 bzw. 27 bezeichnet.
Die Blöcke 28 und 29 stellen an sich bekannte elektrische Mittel dar, welche auf die Impedanzänderungen ansprechen, die in den entsprechenden Steuermitteln in der nachstehend beschriebenen Weise erzeugt werden und ihrerseits dazu dienen, die Geschwindigkeit der Trommeln oder Winden zu steuern, denen die entsprechenden Steuermittel zugeordnet sind. Die Ausstossvorrichtung 30 und die Kühlanordnung 31 liegen zwischen den Winden 20 und 22.
Während der Fortbewegung des Leiters in der durch den Pfeil A angegebenen Richtung zwischen der Abgabetrommel und der ersten Winde einerseits und der zweiten Winde und der Aufnahmetrommel andererseits, bewirkt eine vertikale Bewegung der entsprechenden Leiter-Kettenlinien in einer oder anderen der beiden durch den Pfeil B in der Fig. 1 angegebenen Richtung, dass der Arm 5 jedes Steuermittels um die Welle 6 dreht. Infolge dieser Drehbewegung wird der ferromagnetische Kern 9 jedes Steuermittels innerhalb der entsprechenden Spule 3 verschoben, so dass die Impedanz dieser Spule ändert. Diese Impedanzänderung wird durch die bereits erwähnten und an sich bekannten auf Impedanz änderung ansprechenden Mittel verwendet, um die Geschwindigkeit des Antriebsmotors der Trommel zu ändern, welcher das betrachtete Steuermittel zugeordnet ist.
Unter erneuter Bezugnahme auf die Fig. 2 ist zu sagen, dass die Winde 20 mit der notwendigen Geschwindigkeit angetrieben wird, um die gewünschte Kapazität und den gewünschten Durchmesser des um mantelten Kabelkerns zu erzeugen, wobei diese Geschwindigkeit durch automatische Steuervorgänge beibehalten wird, welche auf der dauernden Messung des Durchmessers und der Kapazität beruhen. Die zweite Winde 22 wird dann mit der notwendigen Geschwindigkeit angetrieben, um den erzeugten Kabelkern abzuführen, und damit dies ohne irgend eine Aenderung der Kraft zwischen den beiden Winden erfolgen kann, wird die zweite Winde durch eine Vorrichtung mit konstantem Drehmoment angetrieben.
Es zeigt sich in der Praxis, dass bei einem Leiter von ungefähr 4 mm Durchmesser, welcher mit einem Dielektrikum bis auf einen Durchmesser von ungefähr 15,7 mm isoliert ist, die Kraft im isolierten Leiter zwischen der zweiten Winde und der Aufnahmetrommel bei einer normalen Kraft von ca.
4,5 Kilo weniger als ungefähr 450 Gramm schwankt.
Dank dieser kleinen Aenderung ist es möglich, im Betrieb eine Kraft von ungefähr 35 Kilo zwischen den beiden Winden aufrecht zu erhalten, deren Schwankungen auf ungefähr 450 Gramm beschränkt sind.
Durch Verwendung der vorstehend beschriebenen Steuervorrichtung wird die Kraft im Leiter zwischen den beiden Winden praktisch konstant gehalten, und zwar mit bedeutend grösserer Genauigkeit, als dies mit den bisher üblichen Steuersystemen möglich war.
Somit lässt sich der Durchmesser des Dielektrikum und daher auch die Kapazität bei der Herstellung eines isolierten Leiters bedeutend genauer ausführen so dass dieser gleichförmigere Uebertragungseigenschaften aufweist.
Device for controlling the drives in an extrusion line used for cable sheathing
The present invention relates to a device for controlling the drives of cable delivery and receiving means in an extrusion line used for cable sheathing, as e.g. is used in the manufacture of electrical cable cores, particularly in the manufacture of underwater telecommunications cables.
There are known extrusion lines for sheathing cable cores, in which a cable core, e.g. an electrical conductor is fed to an extrusion or ejection device by applying the braking or driving of a dispensing device, e.g. a drum controls. The control takes place as a function of the movement of a roller around which the conductor is guided and which is located between the delivery device and the winch, which determines the speed at which the conductor runs through the extrusion device. The winch is driven by electrical or mechanical means which are connected to the drive means of the extrusion device.
The extrusion speed is continuously and automatically set in such a system by a servo system, which is actuated by a device which optically measures the diameter of the ejected jacket on the core as it exits the ejector device, and further by a device which continuously measures the capacity of a The unit length of the sheathed conductor is measured after it has passed through a series of cooling troughs of graduated temperature, which bring about a constant temperature in the sheathed conductor.
A second winch pulls the sheathed conductor through the cooling troughs at a speed which is determined by the movement of a further roller around which the sheathed conductor is guided during its passage through the cooling arrangement. The sheathed conductor is finally wound onto a drum via a third roller over which the conductor runs, the speed of which is controlled by the movement of the third roller.
An extrusion line of the type described above is necessarily very long, and the distance between the winches is often of the order of 90 to 120 m. The rollers which control the speed of the delivery drum, the second winch and the take-up drum have a minimum diameter of about 90 cm and therefore considerable inertia. Any momentary change in the pull between the two winches causes, even if this change is relatively small, a momentary change in the speed at which the conductor passes through the discharge head. This leads directly to a change in the diameter of the goods ejected. This in turn has the effect that the automatic servo system responds in an effort to correct the change in diameter, which in practice may well be localized.
Furthermore, there must be a certain play in the drive gears for the winches so that the pull between the two winches is influenced to a certain extent by changes in the pull of the conductor fed to the first winch or by changes in the pull of the sheathed conductor pulled off the second winch becomes.
Although the three-roller system provides exactly one constant tension in the conductor when stationary, a change in tension must occur when a roller moves and before it can regulate the speed of the unit it controls. This leads to a momentary change in the tension in the conductor between the two winches, and as a result, the current speed of the conductor at the discharge head can be influenced by the movement of each of the three rollers, which the speed of the three units assigned to them (i.e. the delivery drum, the second Winch and take-up drum).
The purpose of the present invention is to provide an improved device for controlling the tensile force exerted by the dispensing and receiving means on a cable core, in which the speed of the drive means is controlled without substantially changing the force in the cable core.
The device according to the invention for controlling the drives of cable delivery and receiving means in an extrusion line serving for cable sheathing is characterized by an element which is arranged between the delivery means and receiving means, further by means for balancing the mass of said element and finally by means responsive to movement of said element resulting from changes in the tensile force in the cable core to control the drive means.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention will now be described in more detail with reference to the drawing.
Figure 1 shows an apparatus for maintaining a flat chain line for a cable core, e.g. an electrical conductor, between the delivery and receiving drum and the winches arranged on these drums, and FIG. 2 shows, in schematic form, the general arrangement of an extrusion line system in which the device according to FIG. 1 is used.
In Fig. 1, each device has a stand
1, which carries a plate 2 which can rotate about the axis of the stand. An induction coil 3 and a fork-shaped member 4 are rigidly attached to the plate 2. In the organ 4, an arm 5 is rotatably mounted on a shaft 6, which in turn is mounted in the legs of the organ 4. A second fork-shaped member 7, which is rotatably mounted on the arm 5 with the help of a pin 8, carries a ferromagnetic core 9 which is immersed in the coil 3 so that it has an impedance that changes with the position of the core in the coil. An adjustable counterweight 10 is pushed onto the arm 5 and serves to compensate for a third fork-shaped member 13 and a tubular part 16 which are fastened to the free end of the arm 5.
In the present example 8, the part 16 is rotatably mounted in the member 13 with the aid of two pins 14 and 15. The conductor 17 is passed through the tubular part 16, which has widened ends, for one of the control means on its way from the delivery drum to the first winch and for the other control means on its way between the second winch and the take-up drum.
In the present embodiment, the first and the second delivery device can be formed by the delivery drum and the second winch, and the first and the second receiving device can be formed by the first winch and the receiving drum, as applies to FIG.
Figure 2 shows the general arrangement of the tubular portion of each control means with respect to the particular drum and winch with which the control means is associated. The tubular part of one of the control means is designated by 18 and is arranged at the lowest point of the chain line which the conductor forms when it passes between the delivery drum 19 and the first winch 20. The tubular part of the other control means is denoted by 21 and is also arranged at the lowest point of the chain line which is formed by the conductor when it passes between the second winch 22 and the receiving drum 23. The drive motors for the delivery and take-up drums and for the first and second winches are designated 24, 25, 26 and 27, respectively.
The blocks 28 and 29 represent electrical means known per se, which respond to the changes in impedance generated in the respective control means in the manner described below and in turn serve to control the speed of the drums or winches to which the respective control means are associated are. The ejector 30 and the cooling arrangement 31 lie between the winches 20 and 22.
During the movement of the conductor in the direction indicated by arrow A between the delivery drum and the first winch on the one hand and the second winch and the take-up drum on the other hand, the corresponding ladder chain lines move vertically in one or the other of the two indicated by arrow B in 1, that the arm 5 of each control means rotates about the shaft 6. As a result of this rotary movement, the ferromagnetic core 9 of each control means is displaced within the corresponding coil 3, so that the impedance of this coil changes. This change in impedance is used by the means already mentioned and known per se, which respond to change in impedance, in order to change the speed of the drive motor of the drum to which the control means under consideration is assigned.
Referring again to FIG. 2, it is to be said that the winch 20 is driven at the necessary speed to produce the desired capacity and the desired diameter of the sheathed cable core, this speed being maintained by automatic control processes which are based on the continuous measurement of the diameter and the capacity. The second winch 22 is then driven at the necessary speed to discharge the generated cable core, and so that this can be done without any change in the force between the two winches, the second winch is driven by a device with constant torque.
It has been found in practice that with a conductor of approximately 4 mm diameter, which is insulated with a dielectric to a diameter of approximately 15.7 mm, the force in the insulated conductor between the second winch and the take-up drum at a normal force from approx.
Sways 4.5 pounds less than approximately 450 grams.
Thanks to this small change, it is possible to maintain a force of around 35 kilos between the two winches during operation, the fluctuations of which are limited to around 450 grams.
By using the control device described above, the force in the conductor between the two winches is kept practically constant, and with significantly greater accuracy than was possible with the control systems customary up to now.
In this way, the diameter of the dielectric and therefore also the capacitance in the manufacture of an insulated conductor can be made much more precise so that it has more uniform transmission properties.