CH666366A5

CH666366A5 - Verfahren und vorrichtung zur zentrierung von kabeln und isolierten leitungen.

Info

Publication number: CH666366A5
Application number: CH379/85A
Authority: CH
Inventors: Thomas Strauch; Martin Geschka
Original assignee: Rhein Westfael Tech Hochschule
Priority date: 1984-02-04
Filing date: 1985-01-29
Publication date: 1988-07-15
Also published as: DE3403956A1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zentrierung von Kabeln und isolierten Leitungen während der Extrusion und eine dafür erforderliche Vorrichtung.

Bei der Herstellung von mit einem Isoliermaterial ummantelten Leitern mittels Extrusion ist es wichtig, dass der Leiter immer gleichmässig vom Isoliermaterial ummantelt wird, damit er eine zentrische Lage beibehält. Hierfür ist eine Messung der fertigen Manteldicke und eine nachfolgende Korrektur der Ex-trusionsdüse erforderlich.

Zur Messung von Wanddicken, Schichtdicken und Zentrizität existieren verschiedene Verfahren, die kapazitive, induktive oder andere Effekte zur Erzeugung einer Messgrösse benutzen. Ein Verfahren zur Prüfung einer Schichtdicke auf einer Metallunterlage ist aus US-PS 2 581 394 bekannt. Während dabei schon das praktische Problem des Nullabgleichs der Messvorrichtung Schwierigkeiten bereitet, zeigt DE 1 673 888 eine handhabbare aber baulich komplizierte Vorrichtung, die einen Nullabgleich durch ein mechanisches Abheben der Messköpfe ermöglicht. Eine andere Möglichkeit zeigt DE 2 167 281, wobei eine pneumatische Steuerung einen Messkopf auf eine bestimmte Distanz zum Messobjekt positioniert und mit diesem die Schichtdicke gemessen wird. Ähnliche Messeinrichtungen, bei welchen mit einer berührungslosen Annäherung des Messkopfes gearbeitet wird, sind auch bekannt aus US-PS 3 495 442 und US-PS 3 321 838.

All diesen Messeinrichtungen ist jedoch ein Nachteil gemeinsam; sie haben keinen länger andauernden, fixierten Kontakt zum Messobjekt. Dabei wirken sich besonders die verfahrenstechnisch erforderlichen hohen Temperaturen und Drücke als Restriktion aus.

Als Messvorrichtungen sind sowohl kapazitive als auch induktive Systeme bekannt, z.B. als System mit induktiver Messspule und frequenzmoduliertem Messoszillator. Dabei durchdringt das Feld der Messspule die vorzugsweise aus nichtleitendem Material bestehende Isolation des Messkopfes sowie das dahinterliegende Kabel. Sowohl der Leiter des Kabels als auch andere elektrisch leitende Teile erzeugen eine Rückwirkung auf das Spulenfeld, wodurch sich die Induktivität der Spule und somit letztlich die Frequenz des Schwingkreises ändert.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, die Zentrizität eines Leiters dann zu messen, dass eine rasche Korrektur der Extrusionsdüse möglich ist.

Die erfindungsgemässe Lösung dieses Verfahrens besteht darin, dass die Lage des Leiters in der schmelzförmig vorliegenden Isolierung gemessen und die relativ gemessenen Daten zur direkten, schnellen und totzeitarmen Einstellung der Zentrizität des Leiters benutzt werden.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist mindestens zwei zueinander umfangsmässig versetzte Messköpfe auf, welche mit einer Auswerteinheit wirkverbunden sind. Die Messköpfe können z.B. gemäss Anspruch 3 direkt im Extrusionswerkzeug, oder aber gemäss Anspruch 4 in einem auf der Austrittsseite des Extrusionswerkzeuges befestigten Vorsatz, angeordnet sein.

Dadurch können die Messaufnehmer mechanisch fest in das die Schmelze umgebende Werkzeug bzw. den entsprechenden Düsenvorsatz eingebaut werden, wodurch eine aufwendige Bewegungskinetik der Aufnehmer nicht erforderlich wird. Gegen die heisse und unter Druck stehende Kunststoffschmelze wird der Messkopf durch einen Einsatz aus einem druck- und temperaturbeständigen aber gleichzeitig nicht elektrisch leitenden Werkstoff getrennt. Voraussetzung hierfür ist, dass die Messköpfe auch in dem Temperaturbereich einwandfrei arbeiten, den das Werkzeug als Umgebung des Messkopfes von der Verfahrenstechnik notwendigerweise aufweisen muss.

Bei induktiven Messköpfen tritt eine physikalische Grenze durch die Curie-Temperatur auf, bei der sich die Induktivität rapide ändert. Durch die Verwendung eines Ferritmaterials mit höherer Curie-Temperatur wird eine Messung mit induktiven Aufnehmern auch in diesem Temperaturbereich möglich. Eine andere recht praktische Möglichkeit bietet sich durch die Kühlung und thermische Isolation der Messköpfe gegenüber ihrer Umgebung. Wie sonst üblich werden die elektronischen Bauteile möglichst aus dem Bereich hoher Temperatur ferngehalten; nur die eigentliche Messspule befindet sich im Messkopf. Das zur Auswertung verwendete Messsignal wird als Differenzsignal zweier vorzugsweise gegenüber positionierter Messköpfe gebildet, wodurch selbst geringe, durch Temperaturänderung hervorgerufene Signaländerungen kompensiert werden.

Die Messung gemäss der vorliegenden Erfindung gestattet somit auch unter extremen Druck- und Temperaturbedingungen schon eine frühzeitige Fehlererkennung und ermöglicht durch Nachstellung oder durch Regelung eine Korrektur. Dieser Vorteil kommt besonders bei Energiekabeln grösseren Querschnittes zum Tragen, bei denen die Isolation meist vernetzt werden soll und bedingt dadurch eine Messung erst hinter der Vernetzungsstrecke möglich ist. Je nach Vernetzungsverfahren können dadurch Totzeiten von mehreren Minuten entstehen, in denen es nicht möglich ist, irgendwelche Qualitätsaussagen über die bereits gefertigten Meter zu treffen.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Vorderansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung,

Fig. 2 zeigt die Seitenansicht des Pinolenwerkzeuges mit der anschliessenden Vorrichtung,

Fig. 3 zeigt einen Eicheinsatz.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist, wie in Fig. 1 dargestellt, drei um 120° versetzt angeordnete Messköpfe 1, 2, 3 auf, die in zylindrischen Aufnahmebuchsen im Gehäuse 5 eines Vorsatzes fixiert sind. In jedem der Messköpfe sind gleichartige Messspulen untergebracht, die jede über einen mechanisch stabilen und elektrisch sowie magnetisch abgeschirmten Anschluss mit den Messoszillatoren 6, 7, 8 verbunden sind, die wiederum an die Auswerteeinheit 9 angeschlossen sind. Der Vorsatz ist auf der Autrittsseite eines Extrusionswerkzeuges 11 befestigt.

Fig. 2 zeigt die Position der Messspule in der Seitenansicht. Die Messspule 1 sitzt im Gehäuse 5 und wird durch den Einsatz 4, der aus einem elektrisch nicht leitenden und das elektromagnetische Messfeld nicht beeinflussenden Material besteht, gegenüber der Schmelze 12 des Isoliermaterials abgedichtet. Der Einsatz 4 selbst wird durch einen Stössel 14 gehalten und defi-

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liiert positioniert. Der mit Isoliermaterial 12 ummantelte Leiter ist mit 13 bezeichnet.

Arbeitsweise und Bedienung der dargestellten Vorrichtung sind wie folgt:

Die Eichung der Aufnehmer erfolgt bei Betriebstemperatur z.B. mit einem Eicheinsatz, Fig. 3, der der Geometrie des Kabels entsprechend ausgewählt wird. Dieser besteht aus einem metallischen Dorn 15 und zwei isolierten Abstandshaltern 16. Zur Eichung wird eine Kapazitätsdiode im Schwingkreis so angesteuert, dass sich die Schwingkreisfrequenz wieder in der Mit-5 te des Arbeitspunktes befindet. Durch ein Potentiometer kann zusätzlich die Empfindlichkeit variiert werden.

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3 Blätter Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zur Zentrierung von Kabeln und isolierten Leitungen während der Extrusion, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Leiters in der schmelzeförmig vorliegenden Isolierung gemessen und die relativ gemessenen Daten zur direkten, schnellen und totzeitarmen Einstellung der Zentrizität des Leiters benutzt werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei um-fangsmässig zueinander versetzte Messköpfe (1, 2, 3) angeordnet sind, welche mit einer Auswerteinheit (9) wirkverbunden sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messköpfe (1, 2, 3) direkt im Extrusionswerkzeug (11) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messköpfe (1, 2, 3) in einem auf der Austrittsseite des Extrusionswerkzeuges (11) befestigten Vorsatz (5) angeordnet sind.