Vorrichtung zur Prüfung der Isolation von Lackdrähten
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Prüfung der Isolation eines durchlaufenden, an mindestens einem Ende geerdeten, mit einer Lackschicht isolierten Drahtes mit Hilfe einer die Lackschicht berührenden elektrischen Prüfkontaktfläche.
Für die Prüfung der Isolation von Lackdrähten werden verschiedene Verfahren und dafür geeignete Geräte verwendet. Bei einem bekannten Gerät wird die Metallseele des Drahtes geerdet und der Draht durch einen, mit einem flüssigen elektrischen Leiter, beispielsweise Wasser oder Quecksilber, gefüllten Trog geführt. Der flüssige elektrische Leiter ist über einen hochohmigen Widerstand mit einer Elektrode eines Kondensators verbunden, dessen andere Elektrode eine bestimmte Spannung gegen Erde führt. Parallel zu dem Kondensator ist im einfachsten Falle eine Glimmentladungsröhre, oder bei komplizierteren Geräten ein elektronischer Zähler geschaltet. Der Kondensator wird, wenn die Isolation des Lackdrahtes ungenügend ist, durch den durch diese Isolation fliessenden Strom aufgeladen.
Wenn ein Drahtstück mit einer Lackisolierung, deren elektrischer Widerstand geringer als normal ist, oder ein Drahtstück mit einer defekten Isolierung, deren Löcher überhaupt keinen merklichen elektrischen Widerstand besitzen, in den flüssigen Leiter eintaucht, wird die Spannung über dem Kondensator im Verhältnis der Isolationsänderung geändert, und zwar bei schlechterer Isolation vergrössert. Beim Erreichen eines vorbestimmten Wertes wird diese Spannung die Glimmlampe zünden und damit die Spannung am Kondensator mindestens teilweise wieder ableiten. Die zeitliche Aufeinanderfolge der Zündungen der Glimmlampe liefert somit ein Mass für den Leckstrom durch die Lackschicht des Drahtes und damit für deren Isolation. Der Nachteil des Verfahrens ist, dass der Draht, der durch das Bad geführt wurde, nicht weiter verwendet werden kann.
Das Verfahren kann darum nur zur stichprobeweisen Prüfung der in der Praxis geforderten Qualität der Isolation verwendet werden und schliesst nicht aus, dass lange Drähte oder ganze Lieferspulen auch Stücke mit von diesen Stichproben abweichender Isolation aufweisen.
Bei einem anderen Verfahren werden anstelle des mit einem flüssigen Leiter gefüllten Troges zwei Klemmkontakte, die aus einem leitenden, festen Körper, beispielsweise Graphit, hergestellt sind, verwendet. Auch bei diesem Verfahren ist die Metallseele des Drahtes geerdet, dagegen sind die Klemmkontakte direkt über einen Messwiderstand mit einer Gleichspannungsquelle verbunden. Als Mass für die Güte der Isolation wird der Spannungsabfall über dem Widerstand angesehen.
Im praktischen Betrieb wird der Isolierschicht eine bestimmte Leitfähigkeit zugestanden, und erst wenn diese einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, d. h. wenn der Spannungsabfall über dem Messwiderstand über einen vorgegebenen Wert ansteigt, wird ein Signal oder ein Zählwerk ausgelöst. Während bei dem zuerst beschriebenen Verfahren bei grösseren Drahtlängen mit schlechter Isolation aufeinanderfolgende Kondensatorentladungen erzeugt werden, wird bei dieser Gleichstrommessung nur einmal das Überschreiten des zulässigen Widerstandswertes angezeigt. Die bei dem ersten Verfahren auftretenden Stromstösse sind durch die Kapazität des Kondensators und die Kondensatorspannung begrenzt.
Demgegenüber wird beim zweiten Verfahren der Strom nur durch die Isolation des Drahtes und den Messwiderstand begrenzt, d. h., wenn die Isolation nicht sehr gut ist, kommt in den meisten Fällen es zu einem Durchschlag, der kleine und möglicherweise noch zulässige Isolationsfehler vergrössert. Das bedeutet, dass die isolierende Schicht durch das Messverfahren beschädigt werden kann. Obwohl das Verfahren für eine kontinuierliche Messung vorgesehen ist, gehen die damit erreichten Prüfgeschwindigkeiten nicht über Drahtgeschwindigkeiten von 1 m/sec hinaus, was für Maschinen zur Herstellung der Lackisolierung ausreicht, aber für den Gebrauch, beispielsweise zur Kontrolle des von einer Wickelmaschine verarbeiteten Drahtes, nicht genügend ist.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu beheben. Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfkontaktfläche aus einem elektrisch leitenden, elastischen Material besteht und sich während der Berührung in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Draht bewegt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung wird die Lackschicht des Drahtes, bevor diese mit der Prüfkontaktfläche in Berührung kommt, elektrisch aufgeladen. Diese Aufladung erfolgt über mindestens eine Kontaktfläche, die sich in der gleichen Weise wie die Prüfkontaktfläche mit dem umlaufenden Draht bewegt.
Die durch die neue Vorrichtung erzielten Fortschritte sind evident. Es findet keine Relativbewegung zwischen dem durchlaufenden Draht und der gegenüber dem Draht relativ weichen Prüfkontaktfläche statt. Dadurch entsteht ein vibrationsfreier Berührungskontakt, der auf eine grosse Strecke ausgedehnt werden kann, was die Verwendung einer hochohmigen Messmethode mit grosser Zeitkonstante erlaubt. Die hochohmige Messmethode mit vibrationsfreier Pnifkontaktfläche ermöglicht dann eine zerstörungsfreie Messung unter Ausschluss überschlagender Funken.
Die weiche Prüfkontaktfläche garantiert eine schonende, abreibfreie Behandlung des zu prüfenden Drahtes und erhält diesem nicht nur seine gewöhnlich über dem Lack liegende Paraffinschutzschicht, sondern verhindert auch, dass bei fabrikationsmässiger Dauerprüfung durch fortgesetzte Ablagerung von Paraffin auf der Prüfkontaktfläche der Übergangswiderstand zwischen Prüfkontaktfläche und Drahtoberfläche in einer, die Messung verfälschenden Weise erhöht wird. Der Gleichlauf zwischen Prüfkontaktfläche und Draht erlaubt, die Kontaktzeit eines Oberflächenelementes des Drahtes in ein gewünschtes Verhältnis zur Zeitkonstante der elektrischen Einrichtung zu setzen, was weiter die Möglichkeit gibt, die Durchlaufgeschwindigkeit des zu messenden Drahtes zu erhöhen.
Gesamthaft ist es durch die neue Vorrichtung möglich, anstelle der bisherigen, nur im begrenzten Umfang anwendbaren Prüfungen, eine kontinuierliche, die gesamte Produktion oder das gesamte zu verarbeitende Material erfassende Messung einzuführen.
Die Erfindung soll nun an einem Ausführungsbeispiel mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert werden.
Fig. 1 ist eine stark vereinfachte Schaltskizze der elektrischen Anordnung zum Messen der Isolation von lackisolierten Drähten.
Fig. 2 ist eine modellmässige Darstellung der für die Messanordnung nach Fig. 1 notwendigen erfindungsgemässen Berllhrungskontakte für den zu messenden lackisolierten Draht.
In Fig. list eine Rolle 10 mit isoliertem Draht gezeigt, dessen Anfang 30 geerdet ist und der über zwei Umlenkrollen 11, 12 zu einer (nicht gezeigten) Y51ickel- maschine geführt wird. Der Draht wird zwischen den beiden Umlenkrollen 12, 13 an zwei elektrischen Kontakten 14, 15 vorbeigeführt. Der eine Kontakt 14 ist über einen Srtrombegrenzerwiderstand 16 mit einer Gleichspannungsquelle 17 von etwa 150-700 V verbunden, deren gegenüberliegender Pol geerdet ist. Der andere Kontakt 15 ist ebenfalls mit einem strombegrenzenden Widerstand 18 von 1 Megohm verbunden, der zu einem Kondensator 19 von 4000 pF führt. Die gegenüberliegende Kondensatorplatte ist mit einer Gleichspannungsquelle 20 von ebenfalls 150-700 V verbunden, deren entgegengesetzter Pol geerdet ist.
Parallel zum Kondensator 19 liegt eine Glimmentladungsdiode 21 mit möglichst konstanter Zündspannung und parallel zu dieser Diode der durch den Kondensator 22 für Gleichspannung gesperrte Eingang zu einem (nicht gezeigten) elektronischen Zähler.
Im Betrieb wird der lackisolierte Draht von der Rolle 10 über die Umlenkrollen 11 und 12 in die Wikkelmaschine gezogen. Die Metallseele des Drahtes ist, wie schon oben beschrieben, an ihrem Anfang 30 geerdet. Beim Kontakt 14 wird die Lackisolierung mit eivon der Spannungsquelle 17 über den Widerstand 16 gelieferten Spannung in Berührung gebracht, die der isolierenden Lackoberfläche eine bestimmte und konstante Ladung vermittelt. Der Kontakt 15, mit dem die Lackisolation kurz nach der Aufladung am Kontakt 14 in Berührung kommt, ist über den Widerstand 18 mit einer Platte des Kondensators 19 verbunden, dessen andere Platte an einer Gleichspannungsquelle liegt, die etwa die gleiche Spannung wie die Spannungsquelle 17 liefert.
Der Kondensator 19 ist also bei guter Isolierrung der Lackschicht praktisch spannungsfrei, weil seine beiden Platten an etwa der gleichen Spannung (gegen Erde) liegen. Ist die Isolation der Lackschicht stellenweise defekt, so wird sie entweder beim Kontakt 14 gar nicht aufgeladen, oder aber ihre Ladung wandert von der Oberfläche durch die Isolierschicht zur geerdeten Metallseele des Drahtes ab, ehe die Lackschicht mit dem Kontakt 15 in Berührung kommt. Sobald die ungeladene oder nur teilweise geladene Isolation den Kontakt 15 berührt, wird sich der Kondensator 19 über den Widerstand 18 aufladen. Dabei baut sich über dem Kondensator eine Spannungsdifferenz auf. Sobald die Spannungsdifferenz den Wert der Zündspannung der Glimmlampe 21 erreicht hat, wird diese zünden und die Spannung über dem Kondensator teilweise ausgleichen.
Der strombegrenzende Widerstand 18 ist genügend hochohmig, dass auch bei einem nichtisolierten Draht 10 die Glimmlampe 21 nach jedem Kippen des Kondensators 19 sofort wieder verlöscht. Das Wiederaufladen des Kondensators bis zur Zündspannung der Glimmlampe ist, wie oben beschrieben, von der Isolation der Lackschicht und bei fehlerhaften Stellen, wenn beispielsweise der Kontakt 15 den blanken Draht berührt, vom Wert des Widerstandes 18 abhängig. Die zeitliche Auf einanderfolge der Zündungen der Glimmlampe 21 ist also ein direktes Mass für den Widerstandswert der Lackisolation auf dem zu prüfenden Draht.
Der bei der Zündung der Glimmlampe 21 entstehende Spannungsimpuls kann in bekannter Weise über den Kondensator 22 an den Eingang eines elektronischen Zählers geleitet werden. Der Zähler kann dann entweder die Gesamtzahl der Zündungen für einen Drahtwickel bestimmter Länge, ohne Berücksichtigung ihrer zeitlichen Reihenfolge, oder aber die Zündfrequenz anzeigen und mit Vorwahlgeräten ausgestattet sein, die nach einer vorher eingestellten Anzahl von Zündungen oder nach Erreichen einer bestimmten Zündfrequenz eine Anzeigevorrichtung auslösen oder den Transport des lackisolierten Drahtes unterbrechen.
In Fig. 2 ist der Aufbau der Berührungskontakte und Umlenkrollen, deren Funktion anhand der Fig. 1 schon beschrieben wurde, dargestellt. Zuunterst auf einer über die Lackdrahtrolle angeordneten und vorzugsweise geerdeten Tragplatte 50 ist eine Bremsrolle 51 von 10 cm Durchmesser auf einer Achse 52 drehbar befestigt. Die Bremsrolle 51 hat auf ihrem Umfang einen Belag 52 aus Gummi und darin eine breite Einkerbung, in die mehrere Lagen des Drahtes 54, der nur 0,2 mm Durchmesser besitzt, nebeneinander gelegt werden können. Etwas oberhalb der Bremsrolle 51 sind die beiden ersten Kontaktrollen 60, 61 von etwa 3,5 cm Durchmesser ebenfalls auf Achsen 62 63 drehbar angeordnet.
Die Achsen 62, 63 sind durch ein hochisolierendes Material, beispielsweise PVC oder Teflon , mechanisch mit der Tragplatte 50 verbunden und zugleich elektrisch von ihr isoliert. Die beiden Achsen sind ausserdem mit einem nicht gezeigten metallischen Leiter verbunden, über den ihnen eine gewollte Spannung zugeleitet werden kann. Die ersten Kontaktrollen haben an ihrem äusseren Umfang einen Belag 64, 65 aus einem elektrisch leitenden Gummi. Der Gummibelag besitzt einen etwa 1 mm tiefen Einstich mit einem Öffnungswinkel von 90 , in dem der Draht 54 geführt wird.
Die beiden ersten Kontaktrollen sind so angeordnet, dass der etwa senkrecht nach oben geführte Draht 54 seitlich etwas versetzt wird (von links nach rechts in Fig. 2), wodurch ein Berührungskontakt mit praktisch der gesamten Oberfläche der Lackisolierung sichergestellt ist, ohne den Draht unnötig abzubremsen oder zu verformen.
Weiter oberhalb der ersten Kontaktrollen sind die zweiten Kontaktrollen 70, 71 angeordnet. Diese sind grösser als die vorher genannten und haben 7,5 cm Durchmesser. Sie sind ganz ähnlich den ersten Kontaktrollen auf Achsen 72, 73 drehbar gelagert und diese Achsen sind über (nicht gezeigte) Isolierstücke aus Teflon an der geerdeten Tragplatte 50 befestigt und elektrisch von dieser isoliert. Der äussere Umfang jeder der zweiten Kontaktrollen ist ebenso wie der der ersten Kontaktrollen mit einer Schicht 74, 75 aus elektrisch leitendem Gummi belegt, in die eine Führungskerbe für den Draht 54 eingestochen ist. Von der Tragplatte 50 getrennt und an der Wickelmaschine befestigt ist ein federnder Drahtbügel 80, an dem zwei aus Kunststoff gefertigte Umlenkrollen 81, 82 drehbar befestigt sind.
Diese Rollen sind mittels gewöhnlicher Kugellager am Drahtbügel befestigt und in ihrem Umfang sind Führungskerben für den Draht eingestochen.
Im Betrieb sind die Tragplatte 50 und der Tragbügel 80 geerdet. Die hochisolierten Achsen 62, 63 der ersten Kontaktrollen 60, 61 sind über den Schutzwiderstand 16 (Fig. 1) mit einer Spannungsquelle verbunden, und die ebenfalls hochisolierten Achsen 72, 73 der zweiten Kontaktrollen 70, 71 sind über den strombegrenzenden Widerstand 18 (Fig. 1) mit einem Kondensator verbunden.
Der von der Wickelmaschine gezogene Draht wird von der Lieferspule abgespult und senkrecht nach oben zur Bremsrolle 51 geführt, um die er in mehreren Lagen herumläuft, und die den mit unterschiedlicher-Span- nung aufgenommenen Draht mit verhältnismässig gleichmässiger Spannung weitergibt. Der Draht wird nach dem Verlassen der Bremsrolle 51 weiter nach oben geführt und durch die beiden ersten Kontaktrollen in seiner senkrechten Bahn seitlich versetzt, was eine innige Berührung zwischen dem gespannten Draht und den ihn ablenkenden Kontaktrollen bewirkt. Wie wei ter oben schon erklärt, sind diese Kontaktrollen mit einer Spannungsquelle verbunden und laden die Oberfläche des Drahtes gegenüber der geerdeten inneren Metallseele elektrisch auf.
Da der Draht verhältnismässig straff gespannt und der Gummibelag der Kontaktrollen verhältnismässig weich ist, wird der Draht von jeder Rolle etwa bis zur Hälfte seines Querschnittes umfasst, so dass der Draht beim Verlassen des ersten Kontaktrollenpaares praktisch an seiner gesamten Oberfläche elektrische Ladungen trägt. Der Draht wird dann weiter nach oben bis zur ersten Rolle 70 des zweiten Kontaktrollenpaares geführt. Der Draht umschlingt diese Rolle auf etwas mehr als dem halben Umfang und wechselt dann auf die nächste Rolle über, die ebenfalls auf etwas mehr als ihrem halben Umfang umfasst wird. Ein Draht, der mit einer Geschwindigkeit von 16 m/sec über die Rollen gezogen wird, verbleibt während etwa 10 Millisekunden mit diesen in Kontakt.
Da die Zeitkonstante des oben beschriebenen RC-Gliedes kleiner als 1 Millisekunde ist, kann eine blanke Stelle am lackierten Draht die Glimmlampe während diesen 10 Millisekunden mindestens 10 mal zünden; eine Frequenz, die nur mit Hilfe eines elektrischen Zählers aufgelöst und ausgewertet werden kann. Nach dem Verlassen der zweiten Rolle des zweiten Kontaktrollenpaares läuft der Draht wieder nach oben und über die Umlenkrollen 81, 82 zur Drahtwickelmaschine. Diese Umlenkrollen sind federnd befestigt, um kurzzeitige Ungleichmässigkeiten des Einzuges der Wickelmaschine nach Möglichkeit auszugleichen.
Der Belag der Kontaktrollen mit einem leitenden Gummi verhindert, dass Lackisolierung des Drahtes während des raschen Umlaufens beschädigt wird. Die meisten lackisolierten Drähte tragen ausser dem Lack noch eine Schutzschicht aus Paraffin, die ebenfalls durch den relativ weichen Gummibelag erhalten bleibt.
Das Aufreiben des Paraffins vom Draht auf die Rolle, z. B. beim Rutschen des Drahtes, würde bei den grossen durchlaufenden Drahtmengen rasch zu einem Paraffinbelag der Rolle führen, was den Übergangswi- derstand von Rolle zu Drahtoberfläche verändert und damit auch die Messgenauigkeit der ganzen Anlage.
Die Erfindung wurde an einem Ausführungsbeispiel beschrieben, das besonders für die Verwendung vor einer Wickelmaschine geeignet ist. Bei der Verwendung der Vorrichtung nach einer Isoliermaschine können vorteilhafterweise die Bremsvorrichtung am Eingang und der Federbügel am Ausgang weggelassen werden.
Das Belegen der Bremsvorrichtung und der Kon taktrollen mit Gummi ist vorteilhaft, aber nicht notwendig.
Device for testing the insulation of enameled wires
The present invention relates to a device for continuously testing the insulation of a continuous wire, which is earthed at at least one end and insulated with a layer of lacquer, with the aid of an electrical test contact surface touching the layer of lacquer.
Various methods and suitable devices are used to test the insulation of enamelled wires. In a known device, the metal core of the wire is grounded and the wire is passed through a trough filled with a liquid electrical conductor, for example water or mercury. The liquid electrical conductor is connected via a high-ohmic resistor to one electrode of a capacitor, the other electrode of which carries a certain voltage to earth. In the simplest case, a glow discharge tube is connected in parallel to the capacitor, or an electronic counter in the case of more complex devices. If the insulation of the enamelled wire is insufficient, the capacitor is charged by the current flowing through this insulation.
If a piece of wire with enamel insulation, the electrical resistance of which is lower than normal, or a piece of wire with a defective insulation, the holes of which have no noticeable electrical resistance at all, is immersed in the liquid conductor, the voltage across the capacitor is changed in proportion to the change in insulation, and enlarged with poorer insulation. When a predetermined value is reached, this voltage will ignite the glow lamp and thus at least partially divert the voltage on the capacitor again. The chronological sequence of ignitions of the glow lamp thus provides a measure of the leakage current through the lacquer layer of the wire and thus of its insulation. The disadvantage of the process is that the wire that has passed through the bath cannot be used any further.
The method can therefore only be used for random testing of the insulation quality required in practice and does not exclude the possibility that long wires or entire delivery spools also have pieces with insulation that deviates from these random samples.
In another method, instead of the trough filled with a liquid conductor, two clamping contacts made of a conductive, solid body, for example graphite, are used. With this method, too, the metal core of the wire is earthed, whereas the terminal contacts are directly connected to a DC voltage source via a measuring resistor. The voltage drop across the resistor is regarded as a measure of the quality of the insulation.
In practical operation, the insulating layer is given a certain conductivity, and only when this exceeds a predetermined limit value, i.e. H. if the voltage drop across the measuring resistor rises above a specified value, a signal or a counter is triggered. While with the method described first, successive capacitor discharges are generated with longer wire lengths with poor insulation, with this direct current measurement, the exceeding of the permissible resistance value is only displayed once. The current surges occurring in the first method are limited by the capacitance of the capacitor and the capacitor voltage.
In contrast, in the second method, the current is only limited by the insulation of the wire and the measuring resistor, i.e. In other words, if the insulation is not very good, in most cases a breakdown occurs, which increases small and possibly still permissible insulation faults. This means that the insulating layer can be damaged by the measurement process. Although the method is intended for continuous measurement, the test speeds achieved with it do not exceed wire speeds of 1 m / sec, which is sufficient for machines for producing the enamel insulation, but not for use, for example for checking the wire processed by a winding machine is sufficient.
It is an object of the present invention to remedy these drawbacks. The present invention is characterized in that the test contact surface consists of an electrically conductive, elastic material and, during contact, moves in the same direction and at the same speed as the wire.
In a preferred embodiment of the device according to the invention, the lacquer layer of the wire is electrically charged before it comes into contact with the test contact surface. This charging takes place via at least one contact surface which moves in the same way as the test contact surface with the rotating wire.
The advances made by the new device are evident. There is no relative movement between the wire passing through and the test contact surface which is relatively soft compared to the wire. This creates a vibration-free contact that can be extended over a long distance, which allows the use of a high-resistance measurement method with a large time constant. The high-resistance measuring method with a vibration-free pin contact surface then enables non-destructive measurements to be carried out with the exclusion of flashing sparks.
The soft test contact surface guarantees a gentle, abrasion-free treatment of the wire to be tested and not only preserves its paraffin protective layer, which is usually above the paint, but also prevents the contact resistance between test contact surface and wire surface from being combined in one during production-like endurance testing through continued deposition of paraffin on the test contact surface , the measurement is increased in a distorting manner. The synchronism between the test contact surface and the wire allows the contact time of a surface element of the wire to be set in a desired ratio to the time constant of the electrical device, which further gives the possibility of increasing the passage speed of the wire to be measured.
Overall, the new device makes it possible, instead of the previous tests, which can only be used to a limited extent, to introduce a continuous measurement covering the entire production or the entire material to be processed.
The invention will now be explained in more detail using an exemplary embodiment with the aid of the drawings.
Fig. 1 is a greatly simplified circuit diagram of the electrical arrangement for measuring the insulation of enameled wires.
FIG. 2 is a model representation of the contact contacts according to the invention required for the measuring arrangement according to FIG. 1 for the enamel-insulated wire to be measured.
In FIG. 1, a roller 10 with insulated wire is shown, the beginning 30 of which is grounded and which is guided via two deflection rollers 11, 12 to a winding machine (not shown). The wire is guided past two electrical contacts 14, 15 between the two deflection rollers 12, 13. One contact 14 is connected via a current limiting resistor 16 to a direct voltage source 17 of approximately 150-700 V, the opposite pole of which is grounded. The other contact 15 is also connected to a current-limiting resistor 18 of 1 megohm, which leads to a capacitor 19 of 4000 pF. The opposite capacitor plate is connected to a direct voltage source 20 of 150-700 V, the opposite pole of which is grounded.
In parallel with the capacitor 19 is a glow discharge diode 21 with an ignition voltage that is as constant as possible, and parallel to this diode is the input to an electronic counter (not shown) blocked by the capacitor 22 for direct voltage.
In operation, the enamel-insulated wire is drawn from the roller 10 via the deflection rollers 11 and 12 into the winding machine. As already described above, the metal core of the wire is earthed at its beginning 30. At the contact 14, the lacquer insulation is brought into contact with a voltage supplied by the voltage source 17 via the resistor 16, which gives the insulating lacquer surface a specific and constant charge. The contact 15, with which the lacquer insulation comes into contact shortly after charging at the contact 14, is connected via the resistor 18 to a plate of the capacitor 19, the other plate of which is connected to a DC voltage source which supplies approximately the same voltage as the voltage source 17 .
The capacitor 19 is practically stress-free with good insulation of the lacquer layer because its two plates are at approximately the same voltage (to earth). If the insulation of the lacquer layer is defective in places, it is either not charged at all at contact 14, or its charge migrates from the surface through the insulation layer to the earthed metal core of the wire before the lacquer layer comes into contact with contact 15. As soon as the uncharged or only partially charged insulation touches the contact 15, the capacitor 19 will be charged via the resistor 18. A voltage difference builds up across the capacitor. As soon as the voltage difference has reached the value of the ignition voltage of the glow lamp 21, it will ignite and partially equalize the voltage across the capacitor.
The current-limiting resistor 18 has a sufficiently high resistance that even with a non-insulated wire 10, the glow lamp 21 goes out again immediately after each tilting of the capacitor 19. The recharging of the capacitor to the ignition voltage of the glow lamp depends, as described above, on the insulation of the lacquer layer and, in the case of defective points, for example when the contact 15 touches the bare wire, on the value of the resistor 18. The chronological order of the ignitions of the glow lamp 21 is therefore a direct measure of the resistance value of the lacquer insulation on the wire to be tested.
The voltage pulse produced when the glow lamp 21 is ignited can be passed in a known manner via the capacitor 22 to the input of an electronic counter. The counter can then either display the total number of ignitions for a wire winding of a certain length, regardless of their chronological order, or the ignition frequency and be equipped with preselection devices that trigger a display device after a previously set number of ignitions or after reaching a certain ignition frequency interrupt the transport of the enamel-insulated wire.
FIG. 2 shows the structure of the touch contacts and deflection rollers, the function of which has already been described with reference to FIG. 1. At the bottom of a support plate 50 arranged over the enamelled wire roller and preferably grounded, a braking roller 51 with a diameter of 10 cm is rotatably fastened on an axle 52. The brake roller 51 has on its circumference a covering 52 made of rubber and in it a wide notch in which several layers of the wire 54, which is only 0.2 mm in diameter, can be placed next to one another. Somewhat above the braking roller 51, the two first contact rollers 60, 61 of about 3.5 cm in diameter are also arranged to be rotatable on axes 62 63.
The axes 62, 63 are mechanically connected to the support plate 50 by a highly insulating material, for example PVC or Teflon, and at the same time electrically isolated from it. The two axes are also connected to a metallic conductor, not shown, via which a desired voltage can be fed to them. The first contact rollers have a covering 64, 65 made of an electrically conductive rubber on their outer circumference. The rubber covering has an approximately 1 mm deep groove with an opening angle of 90, in which the wire 54 is guided.
The first two contact rollers are arranged in such a way that the wire 54, which is guided approximately vertically upwards, is slightly offset to the side (from left to right in FIG. 2), which ensures touch contact with practically the entire surface of the lacquer insulation without unnecessarily slowing down the wire or to deform.
The second contact rollers 70, 71 are arranged further above the first contact rollers. These are larger than the ones mentioned above and have a diameter of 7.5 cm. Similar to the first contact rollers, they are rotatably mounted on axles 72, 73 and these axles are attached to the grounded support plate 50 via insulating pieces (not shown) made of Teflon and are electrically insulated from it. The outer circumference of each of the second contact rollers, like that of the first contact rollers, is covered with a layer 74, 75 of electrically conductive rubber, into which a guide notch for the wire 54 is pierced. Separated from the support plate 50 and attached to the winding machine is a resilient wire bracket 80, to which two deflection rollers 81, 82 made of plastic are rotatably attached.
These rollers are attached to the wire bracket by means of ordinary ball bearings and guide notches for the wire are pierced in their circumference.
In operation, the support plate 50 and the support bracket 80 are grounded. The highly insulated axles 62, 63 of the first contact rollers 60, 61 are connected to a voltage source via the protective resistor 16 (Fig. 1), and the likewise highly insulated axles 72, 73 of the second contact rollers 70, 71 are connected via the current-limiting resistor 18 (Fig. 1) connected to a capacitor.
The wire drawn by the winding machine is unwound from the delivery reel and guided vertically upwards to the brake roller 51, around which it runs in several layers and which passes on the wire picked up with different tension with a relatively even tension. After leaving the braking roller 51, the wire is guided further upwards and displaced laterally in its vertical path by the first two contact rollers, which causes intimate contact between the tensioned wire and the contact rollers deflecting it. As already explained above, these contact rollers are connected to a voltage source and electrically charge the surface of the wire in relation to the earthed inner metal core.
Since the wire is relatively taut and the rubber coating of the contact rollers is relatively soft, the wire is encompassed by about half of its cross-section by each roller, so that the wire carries electrical charges on practically its entire surface when it leaves the first pair of contact rollers. The wire is then guided further up to the first roller 70 of the second contact roller pair. The wire wraps around this role to a little more than half the circumference and then changes over to the next role, which is also encompassed to a little more than half its circumference. A wire that is pulled over the rollers at a speed of 16 m / sec remains in contact with them for about 10 milliseconds.
Since the time constant of the above-described RC element is less than 1 millisecond, a bare point on the coated wire can ignite the glow lamp at least 10 times during these 10 milliseconds; a frequency that can only be resolved and evaluated with the help of an electrical counter. After leaving the second roller of the second pair of contact rollers, the wire runs up again and over the deflection rollers 81, 82 to the wire winding machine. These pulleys are resiliently attached to compensate for short-term irregularities in the intake of the winding machine as far as possible.
The coating of the contact rollers with a conductive rubber prevents the wire's lacquer insulation from being damaged during rapid rotation. Most of the enamel-insulated wires also have a protective layer of paraffin in addition to the enamel, which is also retained by the relatively soft rubber coating.
The rubbing of the paraffin from the wire onto the roll, e.g. If, for example, the wire slips, the large quantities of wire passing through would quickly lead to a paraffin coating on the roll, which changes the transition resistance from roll to wire surface and thus also the measuring accuracy of the entire system.
The invention has been described using an exemplary embodiment which is particularly suitable for use in front of a winding machine. When using the device after an insulating machine, the braking device at the entrance and the spring clip at the exit can advantageously be omitted.
Occupying the braking device and the con tact rollers with rubber is advantageous, but not necessary.