DE1118844B

DE1118844B - Verfahren und Einrichtung zur Kennzeichnung von isolierten elektrischen Leitern durch in Abstaenden mittels Spritzduesen aufgespritzte Farbzeichen

Info

Publication number: DE1118844B
Application number: DES71072A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Wild; Dipl-Ing Wilhelm Wirth
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1960-10-31
Filing date: 1960-10-31
Publication date: 1961-12-07

Description

Verfahren und Einrichtung zur Kennzeichnung von isolierten elektrischen Leitern durch in Abständen mittels Spritzdüsen aufgespritzte Farbzeichen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kennzeichnung von isolierten elektrischen Leitern durch in Abständen mittels Spritzdüsen aufgespritzte Farbzeichen, bei dem die gespritzten Farbstrahlen in einem bestimmten Rhythmus durch Druckimpulse erzeugt werden.
Zur Kennzeichnung von vorzugsweise mit thermoplastischen Stoffen isolierten - elektrischen Leitern durch in Abständen mittels Spritzdüsen aufgespritzte Farbzeichen ist es bereits bekanntgeworden, einen aus einer Ringdüse austretenden, periodisch unterbrochenen Farbstrahl gegen die Oberfläche der durch die Ringdüse axial hindurchbewegten Leitung zu spritzen. Dabei wird der Farbstrahl durch einen periodisch auf die Farbflüssigkeit wirkenden überdruck erzeugt. Bei der für dieses Verfahren vorgesehenen Einrichtung wird die Farbflüssigkeit der Ringdüse von einem höher gelegenen Vorratsbehälter zugeführt, so daß die Farbflüssigkeit innerhalb des Hohlraumes der Ringdüse ständig unter Druck steht. Mit dem Hohlraum der Ringdüse steht ferner eine Membrandose in Verbindung, die ebenfalls vom Vorratsbehälter aus, und zwar über den Hohlraum der Ringdüse hinweg, mit der Farbflüssigkeit gefüllt ist. Durch periodisches Anstoßen der Membran mittels eines Exzentertriebes wird die Farbflüssigkeit unter einen wechselnden überdruck gesetzt, der sich auf den Farbflüssigkeitsinhalt der Ringdüse überträgt und jeweils kurzzeitig einen auf die Leitung gerichteten Farbstrahl hervorruft. Diese bekannte Einrichtung hat aber den Nachteil, daß sich einerseits zwischen der Membran und der Ringdüse eine verhältnismäßig große Farbflüssigkeitsmenge befindet und einerseits große Kräfte für das impulsartige bzw. periodische Anstoßen der Membran erforderlich sind und andererseits die Membranschwingungen sich mit Verzögerung und Energieverlust auf die Ringdüse übertragen. Dieser Nachteil ist auch dann vorhanden, wenn bei dem bekannten Verfahren die Ringdüse mit einem sich periodisch öffnenden und schließenden Verschluß , versehen oder mit Blenden ausgerüstet wird, zumal bei dieser Ausführung noch der Nachteil hinzukommt, daß der den Farbstrahl erzeugende Druck gleich dem ständigen Flüssigkeitsdruck ist, der möglichst klein gehalten werden muß. Hinzukommt, daß höhere Im- , Pulsfrequenzen zur Erzielung einer größeren Kennzeichnungsgeschwindigkeit nicht möglich sind.
Diese Nachteile werden bei dem neuen Verfahren dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß die Druckimpulse durch in der Nähe der Spritzdüse auf die ; Farbflüssigkeit periodisch einwirkende Kräfte erzeugt werden, so daß - in der Spritzrichtung gesehen -die hinter der Druckeinwirkungsstelle befindliche Farbflüssigkeitsmenge klein gegen die vor der Druckeinwirkungsstelle befindlichen Farbflüssigkeitsmenge ist.
Im Rahmen dieses Erfindungsgedankens sind verschiedene vorteilhafte Einrichtungen verwendbar, von: denen einige in der Zeichnung dargestellt sind: Die Fig: 1 und 2 zeigen eine von der Seite und von oben gesehen und teils im Schnitt dargestellte Ausführung, die sich an die erwähnte bekannte Anwendung einer Ringdüse anlehnt, sich aber von der bekannten Ausführung in wesentlichen Punkten unterscheidet. Danach wird die in einem Vorratsbehälter 10 befindliche Farbflüssigkeit 11 dem Hohlraum der Ringdüse 12 über ein Rohr 13 zugeführt; so daß die Farbflüssigkeit in der Ringdüse unter einem geringen überdruck steht. Die Ringdüse ist senkrecht zuf Achse geteilt und so ausgebildet, daß ein ringförmiger Schlitz 12' entsteht. Dieser Schlitz ist so fein ausgeführt, daß ein freies Ausfließen der' Farbflüssigkeit während des Stillstandes der Einrichtung infolge Kapillarwirkung weitgehend vermieden ist. Die Ringdüse 12 ist an der Stelle 14 unterbrochen, um den von unten nach oben axial durch die Ringdüse geführten isolierten Leiter 15 in. die Ringdüse bequem einführen zu können. In die obere Stirnwand: der Ringdüse sind vier kleine Zylinder 16 mit darin. beweglichen Kolben 16' eingebaut. Durch periodisches Anstoßen der Kolben von oben wird die Farbflüssigkeit im Hohlraum der Ringdüse plötzlich unter erhöhten Druck gesetzt. Da sich in der Ringdüse nur eine kleine Farbflüssigkeitsmenge befindet, braucht nur eine sehr kleine Kraft zur Bewegung der Kolben und zur Erzielung des notwendigen Druckes aufgewendet zu werden, und es wird der erhöhte Flüssigkeitsdruck schnell auf die Spritzdüsenkanäle übertragen. Durch die periodischen Druckimpulse werden auf dem hindurchgeführten isolierten Leiter 15 in Abständen geschlossene Farbringe 15' erzeugt. Die Anzahl der Kolben kann von vier abweichen; gegebenenfalls genügt ein einziger Kolben. Es ist auch möglich, an Stelle mehrerer Kolben einen mit der Form der Stirnwandung der Ringdüse übereinstimmenden Ringkolben vorzusehen. Ferner ist es auch möglich, die Kolben an beiden Stirnwänden oder auch an der zylindrischen Außenwandung der Ringdüse anzuordnen. Die Kolben können beispielsweise durch einen kleinen Federdruck in der oberen Lage gehalten werden, so daß sie nach dem periodischen Anstoßen selbsttätig in die obere Lage wieder zurückgehen. Das periodische Auf- und Abwärtsbewegen der Kolben kann außer auf mechanischem auch auf elektromagnetischem Wege erfolgen, wobei die Kolben aus magnetisierbarem Material hergestellt und mittels eines periodisch erregten Elektromagneten gesteuert werden.
Eine weitere Ausführungsmöglichkeit besteht darin, den Farbflüssigkeitszuführungskanal zumindest in der Nähe der Spritzdüse mit elastischer Wandung auszu-. führen, auf die von außen in periodischen Zeitabständen Kräfte, insbesondere Druckstöße, einwirken. Eine diesbezügliche Ausführung ist in der Fig. 3 dargestellt. Hiernach dient als Farbflüssigkeitskanal ein Schlauch 17 aus elastischem Material, z. B. Gummi oder Kunststoff, in den am Ende die Spritzdüse 18 mit feinen Spritzdüsenkanälen 18' dicht eingesetzt ist. Der Gummischlauch ist in der Nähe der Spritzdüse mit der Wulst 17' versehen. An dieser Stelle arbeiten in periodischen Zeitabständen mehrere kurze Stäbe 19 in radialer Richtung hin und her, so daß der Schlauch in diesen Zeitabständen ruckartig eingedrückt werden kann und dadurch der Flüssigkeitsdruck in der Nähe der Spritzdüse periodisch erhöht wird. Der Spritzdüsenkana118' weist an dem der Farbflüssigkeitszufuhr zugekehrten Ende die trichterförmige Erweiterung 20 auf, durch die beim Anstoßen der Stäbe 19 in günstiger Weise ein schneller Anstieg des Flüssigkeitsdruckes im .Spritzdüsenkanal 18' bewirkt wird. Es genügt, den Farbflüssigkeitszuführungskanal 17 nur in der Nähe der Spritzdüse mit elastischer Wandung auszuführen.
Ferner kann zur Erzeugung der Druckimpulse in der Wandung des Farbflüssigkeitszuführungskanals in der Nähe der Spritzdüse ein hin- und herbewegbarer Kolben vorgesehen werden. Nach der Fig.4 ist die Spritzdüse 18 in einem aus Metall bestehenden Farbflüssigkeitszuführungsrohr 21 befestigt, in dessen Wandung in der Nähe der Spritzdüse ein Kolbenzylinder 22 mit hin- und herbewegbarem Kolben 22' eingebaut ist. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens kann in gleicher oder ähnlicher Weise wie an Hand der Fig. 1 und 2; in bezug auf die Kolben 16 erfolgen. Anstatt eines einzigen Kolbens können auch mehrere Kolben vorgesehen sein. Die Kolbenzylinder und die Kolben können auch in schräger Lage zur Achse des Zuführungsrohres 21 angeordnet sein, derart, daß sie auf die trichterförmige Erweiterung 20 des Spritzdüsenkanals 18' gerichtet sind.
Die Fig. 5 deutet abweichend von der Fig. 4 eine Ausführung an, bei der an Stelle des Kolbenzylinders 22 und Kolbens 22' eine Membran 23 tritt, die in beliebiger Weise in eine zweckmäßig runde Öffnung des Zuführungsrohres dicht eingesetzt ist. Die Membran kann in bekannter Weise auf mechanischem oder auch auf elektromagnetischem Wege periodisch bewegt werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung besteht darin, die am Ende des Farbflüssigkeitskanals vorgesehene Spritzdüse durch periodische Krafteinwirkungen in der Spritzrichtung hin- und herbewegbar auszubilden. Zweckmäßig wird die Spritzdüse als hin-und herbewegbarer Kolben mit axial angeordnetem Spritzdüsenkanal ausgeführt.
Die Fig. 6 zeigt beispielsweise eine solche Einrichtung, bei der die Druckimpulse auf elektromagnetischem Wege erzeugt werden, indem mittels eines Elektromagneten ein magnetisierbares Steuerelement im vorgesehenen Rhythmus bewegt und die Bewegungen des Steuerelementes zur Erzeugung der Druckimpulse ausgenutzt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dient als magnetisierbares Steuerelement ein in der Achse eines Elektromagneten 24 verschiebbar angeordneter Kolben 25 mit dem axial angeordneten Spritzkanal 26. Der Elektromagnet ist als Topfkernmagnet ausgebildet und besteht aus der Spulenwicklung 27 und den beiden topfförmigen Magnetteilen 28 und 28'. Zur Lagerung des Kolbens 25 dient das in den Elektromagnet eingesetzte Rohr 29, das aus einem gegen die Farbflüssigkeit widerstandsfähigen Isolierstoff besteht. Die beiden Magnetteile 28 und' 28' sind in den mit dem Deckel 30 versehenen Becher 31 fest eingebaut. An der Bodenseite des Bechers 31 ist mittels Schrauben 32 die diametral angeordnete Bandfeder 33 befestigt, die in der Mitte mittels der Mutter 34 mit dem Kolben 25 verbunden ist. Die Farbflüssigkeit wird dem Isolierstoffrohr 29 in der dargestellten Pfeilrichtung ohne Druck zugeführt. Der in der Achse des Kolbens vorgesehene Spritzdüsenkana126 ist im Durchmesser so klein gehalten, daß ein freies Ausfließen der Farbflüssigkeit während des Stillstandes der Einrichtung infolge kapillarer Wirkung weitgehend vermieden ist. Das der Farbflüssigkeitszufuhr zugekehrte Ende des Rohrkolbens weist eine trichterförmige Erweiterung 35 auf, durch die bei stoßweiser Bewegung des Kolbens 25 in günstiger Weise ein schneller Anstieg des Flüssigkeitsdruckes im Spritzdüsenkanal 26 bewirkt wird.
Wird bei dieser Einrichtung der Elektromagnet 24 erregt, so wird der Kolben 25 gegen den Federzig der Bandfeder 33 in das Isolierrohr 29 hineingezogen, wodurch ein kurzzeitig kräftiger Druck auf die Farbflüssigkeit entsteht. Dadurch wird ein feiner Farbstrahl 36 aus der Öffnung des Spritzdüsenkanals gedrückt, durch den auf dem vorbeigeführten isolierten Leiter 22 ein Farbhalbring 23 erzeugt wird.
Zur Durchführung des Verfahrens werden die Einrichtungen so ausgeführt, daß die durch die Druckerzeugungsorgane, z. B. durch die von dem Druckkolben 16', 22' oder 25 verdrängte Flüssigkeitsmenge zumindest gleich der jeweils auszuspritzenden Flüssigkeitsmenge ist. Die mit Druckkolben arbeitenden Einrichtungen werden zweckmäßig so bemessen, daß der Kolbenhub gleich dem Volumen des Spritzdüsenkanals (Düsenkanallänge X Querschnitt) dividiert durch den Kolbenduersehnitt ist. Um- diese Bemessungen einzuhalten, kann die Bewegung des Druckerzeugungsorgans durch einen Anschlag begrenzt sein.
Vorteilhaft werden die Druckimpulse von der Durchzuggeschwindigkeit "des zu kennzeichnenden Leiters gesteuert. Dies wird an Hand der Fig. 7 erläutert, in der in Übereinstimmung mit der Fig. 6 der Elektromagnet mit 24 bezeichnet ist, wobei die Figur die Einrichtung in Seitenansicht zeigt. Im Stromkreis des Elektromagneten liegt ein Federkontakt-Schalter, der die beiden Kontakte 37 und 38 enthält, wobei der Kontakt 37 an die isoliert angeordnete Blattfeder 39 und der Kontakt 38 an Erde und an die Batterie 40 angeschlossen sind. Der Leiter 22 wird zwischen zwei frei drehbar angeordneten Friktionswalzen 41 und 42 hindurchgezogen, von denen die Walze 42 eine Nockenscheibe 43 mit den Nocken 44 trägt. Der in der Pfeilrichtung zwischen den Friktionswalzen hindurchgezogene Leiter setzt damit auch die Nockenscheibe 43 in Drehung, so daß in kurzzeitigen Abständen mittels der Nocken 44 der Kontakt 37/38 geschlossen und der Elektromagnet erregt wird; was ein Anziehen des Kolbens 25 und einen kurzzeitigen Farbstrahl zur Folge hat.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann bei der Ausführung nach den Fig. 1 und 2 der Schlitz 12' der Ringdüse durch mehrere radial angeordnete Spritzdüsenkanäle ersetzt werden. Bei der Ausführung nach der Fig. 3 können die Ausstoßorgane 19 fest mit dem Schlauch 17 verbunden, z. B. bei Herstellung des Schlauches aus einem vulkanisierbaren Werkstoff in diesen einvulkanisiert sein. Ferner ist es bei dieser Ausführung möglich, den elastischen Schlauch mittels einer Irisblende od. dgl. von allen Seiten gleichmäßig ringförmig zu verengen. Die Bandfeder 33 in der Fig. 6 kann durch eine Membran ersetzt werden. Eine weitere Ausführungsmöglichkeit besteht darin, die Druckeinwirkungsstelle des Farbflüssigkeitszuführungskanals als dehn- und stauchbares Wellrohr od. dgl. auszubilden und die Druckimpulse durch ruck- bzw. stoßartiges Stauchen des Wehrohres ip axialer Richtung zu erzeugen. Das Wellrohr besteht zweckmäßig aus Metall, wie Eisen, Kupfer, Aluminium und deren Legierungen, kann aber auch aus einem formfesten oder auch aus einem elastischen, z. B. gummiartigen Isolierstoff bestehen.
Es kann zweckmäßig sein, den Spritzdüsenkanal während des Stillstandes der Einrichtung durch eine Nadel zu verschließen, um den Kanal von eingetrockneten Farbresten frei zu halten. Dabei besteht die Möglichkeit, die Nadel elektromagnetisch zu betätigen. Es kann weiterhin vorteilhaft sein, den Spritzdüsenkanal mit einer elastischen Wandung auszuführen, z. B. durch Herstellung aus einem gummiartigen, gegen die Farbflüssigkeit unempfindlichen Werkstoff. Ein derartiger Spritzdüsenkanal kann unter Druck begrenzt aufgeweitet werden, um das Ausstoßen von Farbresten zu erleichtern.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Kennzeichnung von isolierten elektrischen Leitern durch in Abständen mittels Spritzdüsen aufgespritzte Farbzeichen, bei dem die gespritzten Farbstrahlen in einem bestimmten Rhythmus durch Druckimpulse erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckimpulse durch in der Nähe der Spritzdüsen auf die Farbflüssigkeit periodisch einwirkende- Kräfte erzeugt werden, so daß -- - in der Spritzrichtung- gesehen - die hinter- der Druckeinwirkungsstelle befindliche Farbflüssigkeitsmenge klein gegen die vor der Druckeinwirkungsstelle befindliche Farbfiüssigkeitsmenge ist.
2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 unter Anwendung einer Ringdüse, dadurch gekennzeichnet, daß in die Wandung der gegebenenfalls in der Umfangsrichtung unterbrochenen Ringdüse, vorzugsweise in der oberen Stirnwand bei waagerechter Anordnung der Ringdüse, ein oder mehrere Zylinder (16) mit darin beweglichen Kolben (16') zur Erzeugung der Druckimpulse eingebaut sind:
3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen einzigen, der Stirnwand der Ringdüse angepaßten, in der Achsrichtung hin- und herbewegbaren Ringkolben.
4. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbflüssigkeitszuführungskanal zumindest in der Nähe der Spritzdüse mit elastischer Wandung, z. B. als elastischer Gummischlauch (17) ausgeführt ist, auf die von außen in periodischen Zeitabständen Kräfte, insbesondere Druckstöße, in radialer Richtung einwirken. _
5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch mehrere an der Druckeinwirkungsstelle in radialer Richtung hin--und herbewegbare kurze Stäbe (19) od. dgl., - durch die der Schlauch in periodischen Zeitabständen ruckartig eingedrückt wird.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch-eine an der Druckeinwirkungsstelle angeordnete Irisblende od. dgl., durch -die der elastische Schlauch von allen Seiten -gleichzeitig ringförmig verengt wird.
7. Einrichtung nach Anspruch 4 mit einem Farbflüssigkeitszuführungskanal in Form eines elastischen Gummischlauches, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummischlauch (17) an der Druckeinwirkungsstelle mit einer Wulst (17') versehen ist. B.
Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Druckeinwirkungsstelle des FarbstofE-zuführungskanals in dessen Wandung ein Kolbenzylinder (22) =mit hin- und herbewegbarem Kolben (22') zur Erzeugung der Druckimpulse eingebaut ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben in radialer Richtung hin- und herbewegbar ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben in schräger Lage zur Achse des Zuführungskanals angeordnet ist, derart, daß er auf den Spritzdüsenkanal (18') gerichtet ist.
11. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Druckeinwirkungsstelle des Farbflüssigkeitszuführungskanals in dessen Wandung zur Erzeugung der Druckimpulse eine Membran (23) eingebaut ist.
12. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinwirkungsstelle des Farbflüssigkeitszuführungskanals als dehn- und stauchbares Wellrohr od. dgl. ausgebildet ist und die Druckimpulse durch ruck- bzw. stoßartiges Stauchen des Wellrohres in axialer Richtung erzeugt, werden.
13. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ende des Farbflüssigkeitszuführungskanals angeordnete Spritzdüse durch periodische Krafteinwirkungen in der Spritzrichtung hin- und herbewegbar ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzdüse als hin- und herbewegbarer Kolben mit axial angeordnetem Spritzdüsenkanal ausgebildet ist.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckimpulse auf elektromagnetischem Wege erzeugt werden, indem mittels eines Elektromagneten ein magnetisierbares Steuerelement im vorgesehenen Rhythmus bewegt und die. Bewegungen des Steuerelementes zur Erzeugung der Druckimpulse ausgenutzt werden.
16. Einrichtung zur Ausübung- des Verfahrens nach Anspruch 1 und insbesondere nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Spritzdüse ausgebildeter, aus magnetisierbarem Material bestehender, hin- und herbewegbarer Kolben (25) in der Achse der Spule eines Elektromagneten (24) angeordnet ist.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als -Lager für den mägnetisierbaren Kolben ein in der Achse des Elektromagneten angeordnetes Isolierrohr (29) dient, in dem der Kolben leicht verschiebbar ist.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben innerhalb des Isolierrohres in axialer Richtung federnd gelagert ist, vorzugsweise an dem aus dem Isolierrohr herausragenden Ende an einer quer zur Achsrichtung gespannten- Feder, z. B. Blattfeder (33) oder Membran.
19. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Spritzdüse vorgesehene Schlitz (12') oder Kanal (18'; 26) so fein ausgeführt ist, daß ein freies Ausfließen der Farbflüssigkeit während des Stillstandes der Einrichtung infolge Kapillarwirkung weitgehend vermieden ist.
20. -Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1; dadurch, gekennzeichnet, daß der in der Spritzdüse vorgesehene Spritzdüsenkanal (18', 26) an dem der Farbflüssigkeitszufuhr zugekehrten Ende eine trichterförmige Erweiterung (20, 35) aufweist.
21. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Druckerzeugungsorgane, z. B. die durch die Druckkolben (16', 22', 25) verdrängte Farbflüssigkeitsmenge zumindest gleich der jeweils auszuspritzenden Farbflüssigkeitsmenge ist.
22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Druckerzeugungsorgane durch einen Anschlag begrenzt ist.
23. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckimpulse in-Abhängigkeit von der Durchzuggeschwindigkeit des zu kennzeichnenden Leiters gesteuert werden.
24. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch zwei Friktionswalzen (41, 42) zum Hindurchziehen des Leiters, von denen die eine mit einer Nockenscheibe (43) zur Betätigung des im Stromkreis des Elektromagneten liegenden Schalters (37/38) versehen ist.