DE10239460A1 - Einrichtung zur kontinuierlichen elektrischen Prüfung von endlosem isoliertem Draht - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur kontinuierlichen elektrischen Prüfung von endlosem isoliertem Draht auf Isolationsfehler bei der automatischen und kontinuierlichen Erfassung von Fehlern in der Isolation von elektrischen Leitern während bzw. unmittelbar nach der Fertigung. DOLLAR A Das technische Problem, mit geringem Aufwand, unkomplizierten Bauteilen, niedrigem Verschleiß und hohen Durchlaufgeschwindigkeiten eine genaue und zuverlässige Prüfung der Isolation eines elektrischen Leiters beim Passieren einer Prüfanordnung, die mit Prüfspannung beaufschlagte Rollen aufweist, zu ermöglichen, bei der ein und derselbe Isolationsfehler eines Drahtes, der hinreichend ausgedehnt ist, um zweimal, und zwar nacheinander beim Passieren der Laufrollen erfaßt zu werden, nicht doppelt gezählt, jedoch permanent mangelhafte oder völlig fehlende Isolation dennoch durch eine periodische Impulsfolge signalisiert und erfaßt wird, wird durch vorliegende Erfindung gemäß Figur 1 gelöst, indem die Einrichtung im wesentlichen aus einem Hochspannungsgenerator, elektrisch leitenden Laufrollen, die Anschlüsse zum Anlegen einer Prüfspannung aufweisen, einem Längenmeßgerät, zwei Leckstrommeß- und Grenzwertvergleichsschaltungen sowie einer Logikschaltung besteht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur kontinuierlichen elektrischen Prüfung von endlosem isoliertem Draht auf Isolationsfehler während dessen Herstellungsprozesses und findet Anwendung bei der automatischen und kontinuierlichen Erfassung von Fehlern in der Isolation von elektrischen Leitern während bzw. unmittelbar nach deren Fertigung.
  • Einrichtungen, durch die elektrische Fehler der Isolation wie Fehlstellen, Nadellöcher, Mikroporen etc., sowohl am Austritt der Fertigungsstraße als auch an einer Abführstrecke erfaßt werden, sind bereits bekannt. In der Regel weisen diese Einrichtungen einen von einem Transformator gebildeten Hochspannungsgenerator, der eine Wechselspannung von 3 – 50 kV abgibt, auf. Diese Hochspannung wird zwischen Masse, mit der die Seele des Leiters verbunden ist, und der Isolation, die an einer geeigneten Berührungs- oder Kontakteinrichtung vorbeiläuft, angelegt. Jeder Fehler der Isolierung hat eine Veränderung der Stromstärke im elektrischen Leiter, die Fehlerstrom genannt wird, zur Folge. Dadurch ist es möglich, die Fehler zu erfassen, sie zu zählen und auch einen Alarm auszulösen bzw. die Fertigung, falls erforderlich, zu unterbrechen.
  • So wird in DE 38 33 165 A1 ein Verfahren zur Erfassung von kunststoffisolierten elektrischen Leitern beschrieben, bei dem sowohl eine elektrische als auch eine Oberflächenprüfung durchgeführt wird. Dabei werden die Meßsignale der elektrischen Prüfung und der Oberflächenprüfung einer Logikstufe zugeführt, welche beide Signale derart miteinander verknüpft, daß im Falle des Vorhandenseins beider Meßsignale ein zusätzliches Ausgangssignal erzeugt wird. Die Signale weiterhin vorgesehener Meßeinrichtungen wie eines Meterzählers sowie eines Zeitgebers werden als Hilfssignale für die logische räumliche und zeitliche Zuordnung der beiden Meßsignale der Meßgeräte sowie für die Längenausdehnung der Fehlstelle ebenfalls an die Logikschaltung übermittelt, so daß auch statistische Auswertungen über Fehlerart und -häufigkeit ermöglicht werden. Als Meßgerät zur Prüfung der Isolierung auf Fehlstellen sollen Trockenprüfer oder auch Sparktester zum Einsatz kommen, wobei hiermit die Nachteile des Einsatzes von Reibungsberührung (geringe Fördergeschwindigkeiten; ungenau, da die Berührung mit der Außenseite nicht vollkommen gewährleistet werden kann; hoher Verschleiß der Elektroden) und /oder Ionisation (hohe Prüfwechselspannung von 0,5 bis 20 kV bei 100 bis 600 Hz; Erfordernis eines selbständigen Generators für eine Festspannung von 2500 – 3000 V; komplizierte Ausbildung des leitenden Rohres) wirken.
  • Eine Anordnung zur Prüfung der elektrischen Spannungsfestigkeit der Isolation von isolierten elektrischen Leitern in ihrer Gesamtheit wird in DE 295 08 064 U1 vorgestellt. Dabei wird ein elektrischer Leiter durch zwei in einer Richtung fluchtend zueinander angeordnete Rollenpaare geführt oder gezogen. Die Rollenpaare werden von jeweils zwei elastischen und elektrisch leitenden Rollen gebildet, die Anschlüsse zum Anlegen einer Prüfspannung aufweisen. Die Elastizität der Rollen wird so gewählt, daß ein zwischen ihnen durchgeführter Leiter im wesentlichen vollständig umschlungen wird, so daß nahezu der gesamte Umfang des Leiters kontaktiert wird. Als Prüfspannung kann sowohl Gleich- als auch Wechselspannung Anwendung finden. Eine Unterscheidung von unterschiedlichen Isolationsfehlern wie Fehlstellen, Nadellöchern, Mikroporen ist hiermit jedoch nicht möglich. Da in dieser Druckschrift keine Angaben zur Auswertung der Prüfergebnisse enthalten sind, ist anzunehmen, daß deren Anzeige und Weiterverarbeitung mit bekannten Mitteln des Standes der Technik wie Meterzähler und/oder Zeitgeber ( DE 38 33 165 A1 ) erfolgen.
  • Deshalb liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem zugrunde, die Nachteile der bekannten Lösungen auf diesem Gebiet zu vermeiden und mit geringem Aufwand, unkomplizierten Bauteilen, niedrigem Verschleiß und hohen Durchlaufgeschwindigkeiten eine genaue und zuverlässige Prüfung der Isolation eines elektrischen Leiters beim Passieren einer Prüfanordnung, die mit Prüfspannung beaufschlagte Rollen aufweist, zu ermöglichen, bei der ein und derselbe Isolationsfehler eines Drahtes, der hinreichend ausgedehnt ist, um zweimal, und zwar nacheinander beim Passieren der Laufrollen erfaßt zu werden, nicht doppelt gezählt, jedoch permanent mangelhafte oder völlig fehlende Isolation dennoch durch eine periodische Impulsfolge signalisiert und erfaßt wird, so daß eine sichere Unterscheidung zwischen, unter normalen Produktionsbedingungen entstehenden, den hohen Qualitätsansprüchen nicht widersprechenden Isolationsfehlerhäufigkeiten und einer, auf eine grobe Störung des Produktionsprozesses zurückzuführende, als Massenfehler bezeichnete, extrem hohe Fehlerhäufigkeit, beispielsweise durch völliges Fehlen der Drahtisolation, möglich ist.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß gelöst, indem bei einer Einrichtung zur kontinuierlichen elektrischen Prüfung von endlosem isoliertem Draht auf Isolationsfehler während dessen Herstellungsprozesses, bestehend aus einem Hochspannungsgenerator, drei elektrisch leitenden Laufrollen, die Anschlüsse zum Anlegen einer Prüfspannung aufweisen, einem Längenmeßgerät, zwei Leckstrommeß- und Grenzwertvergleichsschaltungen sowie einer Logikschaltung zur Fehlerbewertung, der Hochspannungsgenerator, welcher über Vorwiderstände und Hochspannungsleitungen mit allen drei Laufrollenlagern sowie bei zwei Laufrollenlagern zusätzlich mit den Leckstrommeßschaltungen in Verbindung steht, mit den genannten Schaltungen in eine gemeinsame Elektronikbaugruppe integriert ist und eine positive geregelte Prüfgleichspannung im Bereich bis 4000 Volt erzeugt.
  • Dadurch wird es möglich, die Prüfspannung direkt im Meßkopf zu erzeugen und zu regeln, wodurch sich eine hohe Störfestigkeit und Genauigkeit ergibt.
  • Weiterhin sind erfindungsgemäß die Laufrollenlager der äußeren Laufrollen in einer Richtung fluchtend angeordnet, während das Laufrollenlager der mittleren Laufrolle im Abstand zur Fluchtlinie der äußeren Laufrollenlager angeordnet ist, so daß der zu prüfende isolierte Draht, dessen Metallseele Erdpotential führt, unter durch die Position und den Durchmesser der Laufrollen definierten Umschlingungswinkeln, und zwar 60° für die mittlere Laufrolle und jeweils 30° für die beiden äußeren Laufrollen, die Laufrollen passiert, was einerseits für sicheren beidseitigen Oberflächenkontakt des zu prüfenden Drahtes mit den Laufrollen sorgt und andererseits die zur Funktion der erfindungsgemäßen Logikschaltung erforderlichen Längenverhältnisse des zu jedem Zeitpunkt die Laufrollen berührenden/nicht berührenden Drahtes schafft.
  • Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist das Längenmeßgerät, welches in Laufrolle integriert ist und von einem Näherungsschalter sowie auf einem Teilkreis der äußeren Laufrolle angeordneten Bohrungen gebildet wird, wobei der Näherungsschalter über eine Leitung mit der Elektronikbaugruppe verbunden ist, so daß ortsnah eine präzise periodische Erzeugung rechteckförmiger elektrischer Längenzähl-Impulse ermöglicht wird.
  • Zur Eingabe von Prüfspannungs-Sollwert und Leckstrom-Grenzwert als Gleichspannung sowie zur Auswertung der Längen- und Fehlerzählimpulse ist die Elektronikbaugruppe, welche Meßschaltungen enthält, deren Meßergebnisse mittels Komparatoren mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen werden, über eine Steuerleitung mit einem feldbusfähigen Steuergerät verbunden, wodurch eine Fernsteuerung und -auswertung von jedem beliebigen Standort, z.B. mittels eines zentralen Leitstandsrechners sowie Betriebsdatenerfassungs-Terminals an den Produktionsanlagen, aus ermöglicht wird.
  • Damit ein und derselbe Isolationsfehler eines Drahtes, der hinreichend über dessen Umfang ausgedehnt ist, um zweimal, und zwar nacheinander beim Passieren der Laufrollen auf Vorder- und Rückseite des Drahtes erfaßt zu werden, nicht doppelt gezählt, jedoch permanent mangelhafte oder völlig fehlende Isolation dennoch durch eine periodische Impulsfolge signalisiert und erfaßt werden kann, ist erfindungsgemäß eine Logikschaltung vorgesehen, die von NAND-Gattern, Binär-Zählern sowie Flip-Flops gebildet wird, und die die Fehlersignale von den Laufrollen mit dem Takt des Längenmeßgerätes derart verknüpft, daß an ihrem Ausgang nur den Forderungen entsprechende zu zählende Fehlersignale anliegen.
  • Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Patentansprüchen und den ihnen zu entnehmenden Merkmalen für sich und/oder in Kombination, sondern auch aus dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel.
  • Hierbei zeigen:
  • 1 – schematische Darstellung des Aufbaus der Meßeinrichtung
  • 2 – Logikschaltung
  • 3 – Simulationsergebnis der Behandlung von Einzelfehlern
  • 4 – Simulationsergebnis Dauerfehler durch fehlende Drahtisolation
  • Wie in 1 dargestellt, besteht die Einrichtung zur kontinuierlichen elektrischen Prüfung von endlosem isoliertem Draht auf Isolationsfehler während dessen Herstellungsprozesses, aus einem Hochspannungsgenerator, elektrisch leitenden Laufrollen, die Anschlüsse zum Anlegen einer Prüfspannung aufweisen, einem Längenmeßgerät sowie einer Logikschaltung.
  • Dabei ist der Hochspannungsgenerator, welcher über die Hochspannungsleitungen 6, 7 und 8 mit den Laufrollenlagern von drei Laufrollen 1, 2 und 3 in Verbindung steht, in eine Elektronikbaugruppe 10 integriert und erzeugt eine positive geregelte Prüfgleichspannung im Bereich bis 4000 Volt.
  • Die Laufrollenlager der äußeren Laufrollen 1 und 3 sind in einer Richtung fluchtend angeordnet, während das Laufrollenlager der mittleren Laufrolle 2 im Abstand zur Fluchtlinie der äußeren Laufrollenlager angeordnet ist, so daß der zu prüfende isolierte Draht 4, dessen Metallseele Erdpotential führt, unter durch die Position und den Durchmesser der Laufrollen definierten Umschlingungswinkeln, und zwar 60° für die mittlere Laufrolle 2 und jeweils 30° für die beiden äußeren Laufrollen 1 und 3, die Laufrollen passiert.
  • Die in 1 dargestellten Positionen der Laufrollen bewirken außerdem, daß die Weglängen des Drahtes 4 bestimmte Beträge aufweisen, und zwar betragen die Weglängen des freilaufenden, keine Laufrolle berührenden Drahtes 4 zwischen der mittleren Laufrolle 2 und den beiden äußeren Laufrollen 1 und 3 jeweils ein Drittel des Laufrollenumfanges. Die Weglänge des die mittlere Laufrolle 2 umschlingenden Drahtes 4 beträgt ein Sechstel des Laufrollenumfanges und die Weglängen des die beiden äußeren Laufrollen 1 und 3 umschlingenden Drahtes 4 betragen jeweils ein Zwölftel des entsprechenden Laufrollenumfanges.
  • In vorliegendem Beispiel haben die Laufrollen 1, 2 und 3 einen Durchmesser von 200 mm. Die Laufrollendurchmesser werden gemäß der Kundenanforderungen abhängig vom Durchmesser des Drahtes 4 und des damit verbundenen minimal zulässigen Biegeradius bestimmt und können somit 120, 200 oder 300 mm betragen.
  • Mit diesen Wegverhältnissen können die für die einwandfreie Funktion der erfindungsgemäßen Logikschaltung notwendigen zeitlichen Fehlersignalverläufe erzeugt werden.
  • Das Längenmeßgerät ist in die äußere Laufrolle 3 integriert und wird von einem Näherungsschalter 5 sowie auf einem Teilkreis der Laufrolle 3 angeordneten Bohrungen gebildet, wobei der Näherungsschalter 5 über die Leitung 9 mit der Elektronikbaugruppe 10 verbunden ist.
  • Die Elektronikbaugruppe 10, welche Meßschaltungen enthält, deren Meßergebnisse mittels Komparatoren mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen werden, ist über eine Steuerleitung 11 mit einem hier nicht dargestellten feldbusfähigen Steuergerät zur Eingabe von Prüfspannungs-Sollwert und Leckstrom-Grenzwert als Gleichspannung sowie zur Auswertung der Längen- und Fehlerzählimpulse verbunden und enthält eine Logikschaltung, die im folgenden noch näher beschrieben werden soll.
  • Der zu prüfende isolierte Draht 4, dessen Metallseele Erdpotenzial führt, passiert unter vorstehend definierten Umschlingungswinkeln drei Laufrollen 1, 2 und 3 mit jeweils 200 mm Durchmesser. Die Laufrollen sind gegenüber dem Erdpotenzial mit einer positiven geregelten Prüfgleichspannung im Bereich bis 4000 Volt beaufschlagt, die vom Hochspannungsgenerator in der Elektronikbaugruppe 10 erzeugt wird und über die Hochspannungsleitungen 6, 7 und 8 und die Laufrollenlager anliegt. Die äußere Laufrolle 1 dient dem Aufbringen elektrischer Ladung auf die Oberfläche der Drahtisolation. Dieser Vorgang verursacht einen Stromfluß, der das Prüfergebnis stark verfälschen würde, überlagerte er den Strom durch die mittlere Laufrolle 2 und die äußere Laufrolle 3. Der Strom durch die äußere Laufrolle 1 wird in der Anordnung nicht gemessen, sondern lediglich durch einen Vorwiderstand begrenzt.
  • An der mittleren Laufrolle 2 und der äußeren Laufrolle 3 wird die Isolation auf beiden Seiten des Drahtumfanges auf Fehlstellen geprüft. Die durch die Hochspannungsleitungen 7 und 8 fließenden Ströme passieren zu diesem Zweck in der Elektronikbaugruppe 10 befindliche Vorwiderstände, die Bestandteile von Leckstrom-Meßschaltungen sind. Die Meßergebnisse werden hier anschließend durch Komparatoren mit einem vorgegebenen Leckstrom-Grenzwert verglichen, wodurch im Falle von Isolationsfehlern zu zählende rechteckförmige elektrische Fehlerimpulse entstehen.
  • An der äußeren Laufrolle 3 befindet sich außerdem ein Näherungsschalter 5. Dieser gibt bei Rotation der Laufrolle wegen auf einem Teilkreis angeordneter Bohrungen eine periodische rechteckförmige elektrische Längenzähl-Impulsfolge über die Leitung 9 an die Elektronikbaugruppe 10 ab. Diese dient zur informatorischen Unterteilung des Drahtes in äquivalente Längenabschnitte als Bezug für die Isolationsfehlerzählung. Über die Steuerleitung 11 werden der Prüfspannungs-Sollwert und der Leckstrom-Grenzwert als Gleichspannungen eingegeben sowie die durch die erfindungsgemäße Logikschaltung aufbereiteten Fehlerzählimpulse und die Längenzählimpulse ausgegeben.
  • Die in 2 dargestellte, in der Elektronikbaugruppe 10 enthaltene Logikschaltung weist ein RS-Flip-Flop I3B auf, dessen Setzeingang das Fehlersignal F1 von der mittleren Laufrolle 2 erhält und dessen inverser Ausgang zum ersten Eingang des NAND-Gatters I1D geführt ist, wessen zweiter Eingang das Fehlersignal F2 von der äußeren Laufrolle 3 erhält.
  • Der Ausgang des NAND-Gatters I1D wird zum Eingang des NAND-Gatters I1B geführt, während dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des NAND-Gatters I1C verbunden ist.
  • Die Eingänge des durch das NAND-Gatter I1C gebildeten Inverters stehen ebenso wie der Rücksetzeingang des Binärzählers I2B mit dem Fehlersignal F1 der mittleren Laufrolle 2 in Verbindung.
  • Die Ausgänge CTO und CT1 des Binärzählers I2B sind mit den Eingängen des NAND-Gatters I1A verbunden, dessen Ausgang zu den Eingängen des als Inverter dienenden NAND-Gatters I4A geführt ist. Der Ausgang des NAND-Gatters I4A ist mit dem Rücksetzeingang des Flip-Flops I3B verbunden.
  • Der Ausgang des als Inverter dienenden NAND-Gatters 14C ist mit den Rücksetzeingängen des Binär-Zählers I2A und des RS-Flip-Flops I3A verbunden.
  • Der Ausgang CT1 des Binär-Zählers I2A führt zum Setzeingang des RS-Flip-Flops I3A und der nichtinverse Ausgang des RS-Flip-Flops I3A ist mit dem ersten Eingang des NAND-Gatters I4D gekoppelt, dessen zweiter Eingang ebenso wie die Zählereingänge der Binär-Zähler I2A und I2B mit dem Takt T verbunden sind, und dessen Ausgang eine Verbindung zum ersten Eingang des NAND-Gatters I4B aufweist. Der zweite Eingang des NAND-Gatters I4B liegt ebenso wie die Eingänge des NAND-Gatters I4C am Ausgang des des NAND-Gatters I1B.
  • Der Ausgang des NAND-Gatters I4B liegt am Eingang der aus den Widerständen R1, R2 und dem Transistor T1 gebildeten invertierenden Treiberstufe an. Am Kollektor des Transistors T1 entsteht das Ausgangssignal OutF.
  • Durch diese Logikschaltung werden die von den Komparatoren gelieferten Fehlersignale F1 von der mittleren Laufrolle 2 und F2 von der äußeren Laufrolle 3 mit dem periodischen Signal T des Näherungsschalters 5 (im folgenden „Takt" genannt) verknüpft. Das Ausgangssignal OutF ist das den Forderungen entsprechende zu zählende Fehlersignal.
  • Um ein und denselben Isolationsfehler des Drahtes 4, der hinreichend über den Umfang des Drahtes 4 ausgedehnt ist, um zweimal, nämlich nacheinander beim Passieren der mittleren Laufrolle 2 als Fehlerimpuls F1 und der äußeren Laufrolle 3 als Fehlerimpuls F2 zu erscheinen, niemals doppelt zu zählen, werden die beiden Fehlerimpulse wie folgt verarbeitet:
    Die Fehlerimpulse F1 setzen das RS-Flip-Flop I3B. Gleichzeitig wird der Binärzähler I2B zurückgesetzt. In diesem Zustand wird der Eingang 2 des NAND- Gatters I1D auf Low gehalten, wodurch auftretende Fehlerimpulse F2 auf dessen Ausgangssignal F2' keine Auswirkung haben, d.h. die an der äußeren Laufrolle 3 detektierten Isolationsfehler werden zunächst forderungsgemäß ignoriert. Erst beim Eintreffen der dritten positiven Flanke des Taktes T, vom Ende des Impulses in F1 an gezählt, wird I3B zurückgesetzt, so daß F2' von F2 abhängig wird. Der Zählerstand „drei" von I2B wird durch UND-Verknüpfung seiner Ausgänge 0 und 1 mittels der NAND-Gatter I1A und, als Inverter fungierende, I4A ermittelt.
  • Die Fehlerimpulse F1 und die maskierten Fehlerimpulse F2'' erscheinen am Ausgang von I1B ODER-verknüpft als Signal F''. Solange dieses Signal Low-Pegel besitzt, bleiben der Binärzähler I2A und das RS-Flip-Flop I3A durch die Invertierung mittels 14C zurückgesetzt. Der Eingang 1 von 14D liegt dabei auf Lowund sein Ausgang auf High-Pegel. Von einzelnen Fehlstellen herrührende Fehlerimpulse in F'', die immer eine Dauer von weniger als einer Periode des Taktes T aufweisen, werden deshalb über das NAND-Gatter I4B und den Transistor T1 an den Ausgang OutF weitergegeben.
  • Damit jedoch eine permanent mangelhafte oder völlig fehlende Isolation, die zunächst zu statischen Fehlersignalen F1 und/oder F2 führt, veranlaßt wird, am Ausgang OutF eine periodische Impulsfolge auszulösen, um durch die Zählung erkannt werden zu können, werden in diesem Fall folgende Vorgänge gestartet:
    Besitzt F'' für längere Zeit High-Pegel, wenn z.B. die Drahtisolation völlig fehlt, wird zum Zeitpunkt der zweiten positiven Flanke des Taktes T das RS-Flip-Flop I3A durch den Binärzähler I2A gesetzt. Am ersten Eingang von I4D liegt nun High-Pegel. Durch NAND-Verknüpfung mit dem Taktsignal T erscheint am Ausgang von I4D nun das invertierte Taktsignal T, welches nach NAND-Verknüpfung mit dem Fehlersignal durch I4B und Invertierung durch den Transistor T1 an den Ausgang OutF gelangt.
  • In den 3 und 4 werden zur Verdeutlichung die Simulationsergebnisse der beschriebenen Vorgänge ersichtlich.
  • In 3 tritt ein und dieselbe Isolationsfehlstelle zuerst von der mittleren Laufrolle 2 herrührend in F1, danach von der äußeren Laufrolle 3 herrührend in F2 als High-Impulse in Erscheinung. Dies geschieht vor Ablauf des Low-Impulses im Maskierungssignal M (Ausgang von I3B), der durch Auszählung dreier Taktimpulse T gebildet wird. In diesem Fall erscheint der in F2 auftretende Impuls forderungsgemäß nicht am Ausgang OutF. Im Gegensatz dazu erscheint ein solcher in F2 auftretender Impuls an OutF, wenn er, unkorreliert mit F1, allein auftritt.
  • 4 zeigt das Verhalten der Schaltung beim Auftreten grob mangelhafter oder fehlender Drahtisolation. Nacheinander einsetzend liefern die mittlere Laufrolle 2 und die äußere Laufrolle 3 in F1 und F2 statische Fehlersignale als High-Zustände. Die zweite positive Flanke des Taktes T nach Einsetzen des Signals in F1 startet die Oszillation des Signals am Ausgang OutF.
  • Vorstehend wurde eine bevorzugte Ausführungsform einer Einrichtung zur kontinuierlichen elektrischen Prüfung von endlosem isoliertem Draht auf Isolationsfehler während dessen Herstellungsprozesses beschrieben. Es versteht sich, daß die Werte der verschiedenen Schaltungsbauteile und auch der Aufbau der Schaltungen geändert und modifiziert werden können, ohne dadurch den Bereich der Erfindung zu verlassen. Die vorliegende Erfindung ist daher nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel beschränkt.
  • 1
    - äußere Laufrolle
    2
    - mittlere Laufrolle
    3
    - äußere Laufrolle
    4
    - Draht
    5
    - Näherungsschalter
    6
    - Hochspannungsleitung
    7
    - Hochspannungsleitung
    8
    - Hochspannungsleitung
    9
    - Leitung
    10
    - Elektronikbaugruppe
    11
    - Steuerleitung
    I1A – I1D
    - NAND-Gatter
    I2A, I2B
    - Binär-Zähler
    I3A, I3B
    - RS-Flip-Flop
    I4A – 14D
    - NAND-Gatter
    T1
    - Transistor
    R1
    - Widerstand
    R2
    - Widerstand
    F1
    - Fehlersignal von Laufrolle 2
    F2
    - Fehlersignal von Laufrolle 3
    T
    - Taktsignal
    M
    - Maskierungssignal
    OutF
    - Ausgangssignal

Claims (5)

  1. Einrichtung zur kontinuierlichen elektrischen Prüfung von endlosem isoliertem Draht auf Isolationsfehler während dessen Herstellungsprozesses, bestehend aus einem Hochspannungsgenerator, elektrisch leitenden Laufrollen, die Anschlüsse zum Anlegen einer Prüfspannung aufweisen, einem Längenmeßgerät sowie einer Logikschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß – drei Laufrollen (1, 2 und 3) derart angeordnet sind, daß die Laufrollenlager der äußeren Laufrollen (1, 3) in einer Richtung fluchten, während das Laufrollenlager der mittleren Laufrolle (2) im Abstand zur Fluchtlinie der äußeren Laufrollenlager angeordnet ist, so daß der zu prüfende isolierte Draht (4), dessen Metallseele Erdpotential führt, unter entsprechend der Position und dem Durchmesser der Laufrollen (1, 2 und 3) definierten Umschlingungswinkeln, und zwar 60° für die mittlere Laufrolle (2) und jeweils 30° für die beiden äußeren Laufrollen (1, 3) die Laufrollen (1, 2 und 3) passiert sowie auf definierten Längenabschnitten die Laufrollen (1, 2 und 3) nicht berührt, – der Hochspannungsgenerator, welcher über Vorwiderstände und Hochspannungsleitungen (6, 7 und 8) mit allen drei Laufrollenlagern sowie bei zwei Laufrollenlagern zusätzlich mit den Leckstrommeßschaltungen in Verbindung steht, mit Leckstrommeß- und Grenzwertvergleichsschaltungen in eine gemeinsame Elektronikbaugruppe (10) integriert ist und eine positive geregelte Prüfgleichspannung im Bereich bis 4000 Volt erzeugt – das Längenmeßgerät in eine Laufrolle integriert ist und von einem Näherungsschalter (5) sowie auf einem Teilkreis der Laufrolle angeordneten Bohrungen gebildet wird, wobei der Näherungsschalter (5) über die Leitung (9) mit der Elektronikbaugruppe (10) verbunden ist, – die Elektronikbaugruppe (10), welche Meßschaltungen aufweist, deren Meßergebnisse mittels Komparatoren mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen werden, über eine Steuerleitung (11) mit einem Steuergerät zur Eingabe von Prüfspannungs-Sollwert und Leckstrom-Grenzwert als Gleichspannung sowie zur Auswertung der Längen- und Fehlerzählimpulse verbunden ist und eine Logikschaltung enthält, die von – acht NAND-Gattern (I1A bis I1D und I4A bis I4D), – zwei Binär-Zählern (I2A und I2B), – zwei RS-Flip-Flops (I3A und I3B), gebildet wird, – wobei das RS-Flip-Flop (I3B) am Setzeingang mit den Fehlersignalen (F1) von der mittleren Laufrolle (2), am Rücksetzeingang mit dem Ausgang des NAND-Gatters (I4A) und am inversen Ausgang mit dem ersten Eingang des NAND-Gatters (I1D), welches mit seinem zweiten Eingang mit den Fehlersignalen (F2) von der äußeren Laufrolle (3) verbunden ist, in Verbindung steht, – die Fehlersignale (F1) von der mittleren Laufrolle außerdem die Eingänge des NAND-Gatters (I1C) und den Rücksetzeingang des Binärzählers (I2B) steuern, – während der Ausgang des NAND-Gatters (I1D) den ersten Eingang des NAND-Gatters (I1B) steuert, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des NAND-Gatters (I1C) verbunden ist, – der Zählerstand "drei" des Binärzählers (I2B) durch UND-Verknüpfung seiner Ausgangssignale CT0 und CT1, realisiert durch das NAND-Gatter (I1A) und das als Inverter dienende nachgeschaltete NAND-Gatter (I4A), zur Rücksetzung des RS-Flip-Flop (I3B) führt, – der Ausgang des NAND-Gatters (I4C) die Rücksetzeingänge des Binärzählers (I2A) und des RS-Flip-Flops (I3A) steuert, – der Ausgang CT1 des Binär-Zählers (I2A) den Setzeingang des RS-FIip-Flops (I3A) steuert, dessen nichtinverser Ausgang mit dem ersten Eingang des NAND-Gatters (I4D) gekoppelt ist, wessen Ausgang in Verbindung mit dem zweiten Eingang des NAND-Gatters (I4B) steht, während der zweite Eingang des NAND-Gatters (I4D), ebenso wie die Zähleingänge des Binär-Zähler (I2A und I2B) mit dem Takt (T) verbunden sind sowie – der Ausgang des NAND-Gatters (I4B) über die Transistorstufe (T1 mit R1 und R2) invertiert am Ausgang (OutF) der Logikschaltung anliegt.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das über die Steuerleitung (11) mit der Elektronikbaugruppe (10) verbundene Steuergerät feldbusfähig ist.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufbau- oder funktionsgleiche Logikschaltung in einer anwenderspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) eingefügt ist.
  4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsfunktionen in programmierbaren integrierten Logikschaltungen wie PLD, PMD, CPLD oder FPGA enthalten sind.
  5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsfunktionen in einen Mikroprozessor, vorzugsweise Mikrocontroller oder Signalprozessor programmierbar integriert sind.
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