DE1690508B1

DE1690508B1 - Einrichtung und verfahren zur herstellung einer elektrischen doppelleitung

Info

Publication number: DE1690508B1
Application number: DE19671690508
Authority: DE
Inventors: William Frederick Mac South Plainfield NJ Pherson (V St A ) HOIb
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1966-09-16
Filing date: 1967-09-14
Publication date: 1971-09-08
Also published as: JPS4430423B1; ES345372A1; NL6712367A; SE350363B; BE703307A; US3459851A; GB1192226A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herstellung einer elektrischen Doppelleitung mit zwei im wesentlichen parallelen, in eine isolierende Umhüllung eingebetteten Drähten. Zum Gegenstand der Erfindung gehört ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Doppelleitung.

Leitungen dieser Art werden hauptsächlich zur Nachrichtenübertragung verwendet, wobei es im Interesse der Einsparung von Leitungsverstärkern auf größtmögliche Verlustfreiheit der Übertragung ankommt. In dieser Hinsicht haben Doppelleitungen mit zwei Drähten oder Adern in einer gemeinsamen Isolierumhüllung gewisse Vorteile. Die Herstellung solcher Doppelleitungen erfolgt z. B. durch Strangpressen einer gemeinsamen Kunststoffisolierung um zwei Drähte, die durch einen entsprechenden Extrudierkopf laufen und hierbei auch gegeneinander isoliert werden. Derartige Leitungen haben z. B, den Vorteil, daß infolge der Einbettung in eine gemeinsame Umhüllung eine genau gleiche Aderlänge für Leitungsabschnitte von beliebiger Länge gewährleistet ist. Wenn mehrere Doppelleitungen dieser Art zur Verminderung der Nebensprechkopplung verdrillt werden, so läßt sich ein besonders hohes Maß an Gleichmäßigkeit der Verdrillung und damit eine entsprechend hohe Nebensprechdämpfung erreichen. Ferner erlauben solche Kunststoff-Doppelleitungen eine Trennung der Adern unabhängig von der gesamten Isolationsstärke.

Bei extrudierten Kunststoff-Doppelleitungen läßt sich ferner ein genauerer Kapazitätsabgleich erzielen als bei sonstigen Doppelleitungen. Unter Kapazitätsabgleich ist dabei zu verstehen, daß die Kapazität pro Längeneinheit zwischen der einen Ader einer verdrillten Doppelleitung einerseits und einer die Außenfläche der Isolierung dieser Doppelleitung umgebenden Masse andererseits stets gleich der genauso gemessenen Kapazität der anderen Ader ist und ferner auch die Kapazität pro Längeneinheit zwischen beiden Adern zusammen einerseits und einer die Außenfläche der Isolierung umgebenden Masse andererseits stets gleichbleibend ist. Innerhalb eines Kabels, welches aus einer größeren Anzahl von Doppelleitungen besteht, wird die erwähnte, die Isolierung jeweils einer Doppelleitung umgebenden Masse beispielsweise durch die Gesamtheit der Adern der übrigen Doppelleitungen gebildet. Unter Masse ist in diesem Zusammenhang ein aus einem elektrischen Leiter oder einer Mehrzahl solcher Leiter gebildeter Körper zu verstehen, welcher die Gegenelektrode zu einer Ader bzw. beiden Adern einer Doppelleitung bildet.

Bei Verwirklichung eines solchen Kapazitätsabgleichs sind die Ableitungsimpedanzen zwischen den einzelnen Adern und der Umgebung bzw. der Masse im vorgenannten Sinne untereinander gleich. Die Stör- oder Nebensprechspannungen zwischen Ader und Umgebung, die üblicherweise in beiden Adern gleichermaßen auftreten und sich in der gleichen Richtung fortpflanzen, sind dann in beiden Adern gleichermaßen gedämpft. Die resultierenden Störspannungen zwischen den Adern einer jeden verdrillten Doppelleitung sind dann an den verschiedenen Stellen der Leitung einander gleich und heben sich auf. Auf diese Weise ergibt sich eine weitgehende Störspannungskompensation. Trotz eines solchen Kapazitätsabgleiches, der im Hinblick auf die Nebensprechdämpfung eine Erhöhung des Verstärkerab-. Standes erlauben würde, wird dieser Abstand durch die Leitungsdämpfung und den entsprechenden Abfall des Nutzsignalpegels in allgemeinen auf wesentlich geringere Werte herabgesetzt. Der Grund hierfür liegt darin, daß der Verstärkerabstand unter Berücksichtigung desjenigen Leitungsabschnitts zu bemessen ist, welcher die höchste Leitungsdämpfung und Abnahme des Nutzsignalpegels aufweist. Wenn es also gelingt, den Dämpfungsbelag, d. h. die auf die

ίο Leitungslänge bezogene Dämpfung, bei allen Leitungsabschnitten gleich groß zu machen, so ermöglicht dies im Vergleich zu einem Zustand mit größeren Dämpfungsabweichungen zwischen den Leitungsabschnitten untereinander eine wesentliche Erhöhung des Verstärkerabstandes.

Ein gewisser Gleichförmigkeitsgrad des Dämpfungsbelages läßt sich durch Gleichmäßigkeit der Drahtstärke und des Drahtabstandes erreichen. Beträchtliche Schwankungen der Dämpfung werden jedoch durch Änderung der Beschaffenheit und der Abmessungen der extrudierten Isolierumhüllung verursacht. Für den Fall von Einzelleitungen mit nur einem Draht lassen sich solche Schwankungen gemäß der USA.-Patentschrift 2 804 592 dadurch vermindem, daß der umhüllte Draht durch eine elektrisch leitende Badflüssigkeit geführt wird, die einerseits zur Kühlung der Isoh'erurnhüllung dient und andererseits mit HiMe eines in geeigneter Weise angeordneten und abgeschirmten Elektrodensystems, welches eine Flüssigkeitssäule längs eines definierten Leitungsabschnitts umgibt, mit dem Leitungsdraht als Gegenelektrode sowie-der Isolierumhüllung als Dielektrikum einen Kondensator bildet. Dieser Kondensator liegt in einem Zweig einer Kapazitätsmeßbrücke, die in einem anderen Zweig einen Normalkondensator enthält. Hiermit lassen sich Schwankungen der Isolationsstärke feststellen und durch entsprechende Ausgleichsmaßnahmen korrigieren. Die Anwendung dieses Verfahrens für eine Doppelleitung erschien zunächst nicht ohne weiteres möglich, da sinngemäß für jede Ader ein besonderer Satz von Prüfelektroden für erforderlich gehalten wurde, wenn nicht die beiden Adern zueinander parallel geschaltet werden sollte. Letzteres würde jedoch eine Erfassung der Isolierung zwischen den beiden Adern unmöglich machen. Gerade die Qualität dieser Querisolierung ist jedoch von großem Einfluß auf die Leitungsdämpfung.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Einrichtung bzw. eines Verfahrens zur Herstellung von Doppelleitungen, mit der bzw. mit dem die erläuterten Nachteile überwunden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer Einrichtung zur Herstellung einer Doppelleitung mit zwei im wesentlichen parallelen, in eine isolierende Umhüllung eingebetteten Drähten, die folgende Teile umfaßt:

a) eine Antriebsvorrichtung für ein Paar von parallelen, einen Extrudierkopf durchlaufenden Drähten, die hierin mit einer Umhüllung aus in plastischem Zustand befindlichem Isolierstoff versehen werden,

b) eine von den umhüllten Drähten zur Verfesti-6g gung der Isolierumhüllung durchlaufende Badstation, die zur Beschickung mit einer elektrisch leitenden Badflüssigkeit vorgesehen ist,

c) eine Kapazitätsmeßbrücke mit einem in einem

ersten Brückenzweig angeordneten Kondensator, dessen eine Elektrode durch eine mit der Außenfläche der Isoüerumhüllung in Berührung stehende Flüssigkeitssäule vorbestimmter Länge und dessen andere Elektrode durch einen der umhüllten Drähte gebildet ist und der die Isolier- = umhüllung als Dielektrikum aufweist, sowie mit einem in einem zweiten Brückenzweig angeordneten Normalkondensator,

d) einen Signalkreis zur Ableitung eines der Kapazitätsdifferenz der beiden genannten Kondensatoren entsprechenden Signals von der Kapazitätsmeßbrücke,

e) eine Regelvorrichtung zur Überwachung der Isolationsverteilung entlang der Doppelleitung und zur Korrektur der genannten Kapazitätsdifferenz.

Bei einer solchen. Einrichtung kennzeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe dadurch, daß ein über einen Antriebskreis mit vorgegebener Schaltfrequenz betätigter Schalter vorgesehen ist, welcher die beiden Drähte abwechselnd in die Kapazitätsmeßbrücke einschaltet und in deren Ausgangssignal eine der Schaltfrequenz entsprechende Frequenzkomponente und eine niedrigere Frequenzkomponente erzeugt, daß ferner eine Siebschaltung zur Trennung dieser Frequenzkomponenten und des weiteren ein Ausgangskreis zur Ableitung wenigstens einer der Frequenzkomponenten für Steuerzwecke vorgesehen ist.

Entsprechend geht das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für eine Doppelleitung der eingangs genannten Art von folgenden Arbeitsschritten aus:

a) ein Drahtpaar wird durch einen Extrudierkopf gezogen und hierin mit einer Umhüllung aus in plastischem Zustand befindlichem Isolierstoff versehen,

b) die Isoüerung wird in einem Bad mit einer elektrisch leitenden Badflüssigkeit abgekühlt,

c) beim Durchlaufen der Badflüssigkeit bildet ein Abschnitt der Leitung von vorgegebener Länge einen Kondensator mit der Badflüssigkeit und einem Draht als Elektroden und der Isolierung als Dielektrikum,

d) in einer Kapazitätsmeßbrücke wird die Kapazität dieses Kondensators mit einem Normalkondensator verglichen und ein nach Betrag und Phase dem jeweiligen Fehlabgleich der Brücke entsprechendes Fehler signal abgeleitet,.

e) dieses Fehlersignal wird über eine Regelvorrichtung zur Regulierung der Isplationsverteilung und zur Korrektur des Brückenfehlabgleiches verwendet.

Hierbei kennzeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch folgende Arbeitsschritte:

f) Die beiden Drähte werden mit einer vorgegebenen Schaltfrequenz abwechselnd als Kondensatorelektrode in die Kapazitätsmeßbrücke eingeschaltet, so daß an dieser Kapazitätsmeßbrücke bei Fehlabgleich ein Ausgangssignal mit entsprechend wechselnder Polarität sowie mit einer der Schaltfrequenz entsprechenden und einer niedrigeren Frequenzkomponente entsteht,

g) das Ausgangssignal der Kapazitätsmeßbrücke wird einer Siebschaltung zur Trennung der Frequenzkomponenten zugeführt,

h) die Schwingung dieses Ausgangssignals, deren Frequenz gleich ist der Frequenz mit der die Drähte als Kondensatorelektroden zu- und abgeschaltet werden, und deren Amplitude der augenblicklichen Differenz zwischen der Kapazität des einen Drahtes und der des anderen Drahtes gegen das Kühlbad entspricht, wird zur Regelung der Lage der Drähte in der Isolierumhüllung verwendet,

i) der niederfrequente Teil des Ausgangssignals, welcher den Mittelwert der Abweichung der Einzelkapazitäten der Drähte von der Kapazität des Normalkondensators wiedergibt, wird zur Regelung der Durchlaufgeschwindigkeit der

Drähte durch den Extrudierkopf verwendet.

Gemäß den erwähnten. Anordnungs- und Verfahrensmerkmalen beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß die Abweichungen zwischen den aufeinanderfolgenden Vergleichsvorgängen bzw. Kapazitätsmessungen nicht nur einen Kapazitätsf ehlabgleich, d. h. unterschiedliche Einzelkapazitäten der Drähte gegen die Umgebung anzeigen, sondern auch eine sehr niedrige Frequenzkomponente enthalten, d. h. eine Driftkomponente, welche auftretenden Änderungen der Stärke des gesamten Isolationsauftrages entspricht, so daß diese Driftkomponente zur Regelung des Extrudiervorganges im Sinne einer Korrektur der auftretenden Gleichförmigkeitsfehler im Isolationsauftrag geeignet ist. Die niedrige Frequenzkomponente stört jedoch die Fehlerkorrektur des Kapazitätsabgleichs. Durch Ausschaltung der Driftkomponente in dem für die letztgenannte Korrektur verwendeten Signal läßt sich eine wesentliche Verminderung der auftretenden Abgleichfehler erzielen, in der Praxis z.B. eine Verminderung auf einen Gesamtfehler von 0,01 Prozent.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung an Hand der Zeichnungen beschrieben. Hierin zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Einrichtung zur Herstellung von Doppelleitungen,

Fig. 2 den Querschnitt der damit hergestellten Doppelleitung,

Fig. 3 einen Querschnitt gemäß Linie 3-3 innerhalb der Einrichtung nach Fig. 1,

F i g. 4 ein Zeitdiagramm des Ausgangssignals der Kapazitätsmeßbrücke in der Einrichtung nach F ig. 1, F i g. 5 ein Zeitdiagramm des demodulierten Ausgangssignals nach F i g. 4,

F i g. 6 ein Zeitdiagramm der Ausgangsspannung einer Siebschaltung in der Einrichtung nach Fig. 1,

F i g. 7 ein Zeitdiagramm einer Regelspannung für den Extrudiervorgang in der Einrichtung nach F i g. 1, Fig. 8 die Schaltung ernes in der Einrichtung nach F i g. 1 verwendeten Ringdemodulators und

F i g. 9 eine andere in der Einrichtung nach F i g. 1 verwendbare Demodulatorschaltung.

Bei der Einrichtung nach F i g. 1 werden zwei von Vorratsspulen 16 und 18 zugeführte, blanke Drähte 12 und 14 in einer Strangpresse 10 in erwärmte Kunststoffmasse eingebettet, die eine Isoherumhüllung 20 der in Fig. 2 dargestellten Doppelleitung22 bildet. Die den Extrudierkopf 24 mit noch warmer, plastischer Umhüllung verlassende Doppelleitung wird durch die Wasserfüllung 28 einer Badstation 30 geführt und danach auf eine Trommel 32 aufgewickelt. Eine Antriebsvorrichtung 26, im Beispielsfall

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ein Reibantrieb wie eine Winde od. dgl., zieht die gemessen wird. Über eine Leitung 82 sind diese

Doppelleitung durch den Extrudierkopf und die Bad- Schirmelektroden mit einem neutralen Punkt 84 der

station. Brücke 44 verbunden.

In der Strangpresse 10 werden die Drähte 12 und Die bereits erwähnte, abwechselnde Einschaltung

14 innerhalb der Umhüllung 20 beim Durchlaufen 5 der beiden Drähte 12 und 14 in den Brückenzweig 46

von mit genauem gegenseitigem Abstand angeord- wird in der Schaltvorrichtung 56 nach F i g. 1 mittels

neten Längsbohrungen eines Führungskopfes 34 zweier Relais 86, 88 mit je einem Umschalter durch-

ausgeriehtet, der vor dem Eingang des Extrudier- geführt. Für letztere kommen z. B..schnell schaltende

kopfes 24 mündet. Auf diese Weise werden die Quecksilberkontakte od. dgl. in Betracht. Die Relais

beiden Drähte in Parallellage und mit genauem iq 86 und 88 werden von einem 40-Hz-Rechteck-

gegenseitigem Abstand in den Extrudierkopf einge- generator gesteuert, z. B. einem Multivibrator. Die

führt. Umschaltung der Relais erfolgt jeweils gleichzeitig

Beim Durchlaufen der Badstation 30 tritt die und gegensinnig, so daß jeweils einer der beiden

Doppelleitung 22 gemäß F i g. 3 in eine Führung 38, Drähte 12 und 14 mit dem Anschluß 58 des Brücken-

die quer zur Längsrichtung der Leitung mittels einer 15 zweiges 46 und der andere mit dem neutralen Punkt

Spindel 40 verstellbar ist. Durch entsprechende 84 der Brücke verbunden ist.

Verschiebung der Führung 38 wird die radiale Lage Wenn die beiden Drähte eine unterschiedliche Kader Drähte innerhalb der Umhüllung 20 bestimmt. pazität gegen die Flüssigkeitssäule haben, so wird die

Zur Erzielung eines gleichförmigen Dämpfungs- Brücke 44 verstimmt und liefert ausgangsseitig gemäß belages wird im ständigen Wechsel die Kapazität ao Fig. 4 ein rechteckförmig moduliertes Signal mit zwischen dem einen Draht und der Oberfläche der einer Trägerfrequenz von 20 kHz. Wenn die jeweils Doppelleitung 22 und dem anderen Draht und der gemessene Kapazität größer als diejenige des Normal-Oberfläche der Doppelleitung 22 gemessen. Bei der kondensator 60 ist, so übersteigt der Strom durch Einrichtung nach F i g. 1 erfolgt dies mit Hilfe einer den Wicklungsabschnitt 66 denjenigen durch den Kapazitätsmeßbrücke 44, in deren Zweig 46 ein 25 Wicklungsabschnitt 64 des Übertragers 70, und umKondensator liegt, welcher durch jeweils einen der gekehrt. Da die Augenblicksströme in den beiden beiden Drähte 12 oder 14 und eine den in der Bad- Wicklungsabschnitten 64 und 66 entgegengesetzt gestation 30 befindlichen Leitungsabschnitt umgebende richtet sind, ist die Phasenlage des Ausgangssignals Flüssigkeitssäule als Elektroden sowie durch die an der Sekundärwicklung 74 des Übertragers 70 in Umhüllung als Dielektrikum gebildet wird. Die Flüs- 30 den beiden letztgenannten Fällen entgegengesetzt, sigkeitssäule ist durch eine zylindrische, zur Doppel- Das Ausgangssignal der Meßbrücke 44 wird also leitung 22 koaxial angeordnete Meßelektrode 50 be- gemäß den Kapazitätsverhaltnissen an der Doppelgrenzt und über diese sowie eine Leitung 48 an dem leitung amplituden- und phasenmoduliert.
Zweig 46 der Kapazitätsmeßbrücke angeschlossen. Zur Feststellung einer solchen Phasenumkehr wird Die Badflüssigkeit hat eine für die Funktion als 35 das Ausgangssignal des Übertragers 70 über einen auf Kondensatorelektrode ausreichende Leitfähigkeit. Die 20 kHz abgestimmten Verstärker 92 zu einem Ringjeweils abwechselnd als Gegenelektroden dieses Kon- demodulator 94 geleitet, welcher die Phasenlage densators wirkenden Drähte 12 und 14 stehen über dieses Signals mit einem am Punkt 84 der Meßbrücke Anschlußleitungen 52 bzw. 54 mit einer Schaltvor- vom Generator 72 abgenommenen und mittels eines richtung 56 in Verbindung und werden hierüber 40 Phasenschiebers 96 in eine von zwei entgegengewechselweise mit dem geerdeten Anschluß 58 des setzten Phasenlagen verschobenen 20-Hz-Bezugs-Brückenzweiges 46 verbunden: signal vergleicht. Das unter den verschiedenen Bedin-

Ein zweiter Zweig der Kapazitätsmeßbrücke wird gungen erhaltene Ausgangssignal des Ringdemodu-

durch einen einstellbaren Normalkondensator 60 in lators ist in F i g. 5 angedeutet. In den beiden ersten

Parallelschaltung mit einem zur Phaseneinstellung 45 Stufen98 und 100 des Zeitverlaufes nach Fig. 5

dienenden Stellwiderstand 62 gebildet. ' Die beiden haben die beiden Drähte 12 und 14 unterschiedliche,

restlichen Zweige der Brücke werden durch symme- jedoch im Vergleich zum Normalkondensator 60

irische Abschnitte 64 und 66 der Primärwicklung größere Kapazitäten gegen die Flüssigkeitssäule. In

68 eines Übertragers 70 gebildet. den Stufen 102 und 104 ist die Kapazität eines

Die Brücke wird von einem Wechselstrom- 50 Drahtes größer, diejenige des anderen Drahtes jedoch generator 72 mit einer Arbeitsfrequenz von z. B. geringer als die Kapazität des Normalkondensators. 20 kHz gespeist. Der Normalkondensator 60 wird auf Über einen Verstärker 106 gelangt das Ausgangseinen vorgegebenen Kapazitätswert eingestellt, wäh- signal des Ringdemodulators zu einem 40-Hz-Bandrend mit dem Stellwiderstand 62 die im Brückenzweig paß 108, der die enthaltenen Störsignale unterdrückt, 46 liegenden Widerstände kompensiert werden. Wenn 55 insbesondere diejenigen mit einer Frequenz von 60 die im Brückenzweig 46 liegende Kapazität gleich und 120 Hz sowie 20 kHz. Der Bandpaß unterdrückt derjenigen des Normalkondensators 60 ist, befindet ferner eine etwaige niederfrequente Driftkomponente, sich die Brücke im abgeglichenen Zustand und liefert wie sie in Fig. 5 strichliniert angedeutet ist, und eran der Sekundärwicklung 74 des Übertragers 70 die zeugt so insgesamt eine Signalform gemäß F i g. 6. Ausgangsspannung Null. 6q Dieses Signal wird sodann in einem weiteren Demo-

Die mit dem Brückenzweig 46 verbundene Strom- dulator UO (F i g. 1) mit einem von dem Rechteckübergangsfläche am Umfang der Doppelleitung 22 generator 90 über einen Phasenschieber 112 geliezur Meßelektrode 50 ist durch mantelförmige Schirm- ferten Signal verglichen.

elektroden 76, 78 und 80 auf eine definierte Leitungs- Durch den Polaritätsvergleich der Signalperioden

länge beschränkt, so daß mit der Brücke 44 die 65 am Eingang des Demodulators HO mit den vom

Kapazität zwischen dem jeweils mit der Schaltvor- Rechteckgenerator 90 erzeugten Signalperioden liefert

richtung 56 eingeschalteten Draht und der Oberfläche, der Demodulator 110 ein Ausgangssignal, welches

d.h. der äußeren Umfangsfläche, der Doppelleitung der Spitzenamplitude des Signals gemäß Fig.6 ent-

spricht und dessen Polarität davon abhängt, welcher der beiden Drähte 12 und 14 die größere Kapazität gegen die Flüssigkeitssäule aufweist. Über einen Verstärker 114 gelangt das Ausgangssignal des Demodulators 110 zu einem Integrator 113, dessen Ausgangssignal in einer Summierschaltung 115 mit dem nicht integrierten Ausgangssignal des Verstärker 114 summiert und anschließend zu einer Regelvorrichtung 116 geleitet wird. Letztere ist im Beispielsfall als Stellmotor ausgebildet, welcher die Spindel 40 und damit die Führung 38 für die Doppelleitung 22 verstellt. Hierdurch wird die Lage der Drähte innerhalb des Extrudierkopf es 24 und damit innerhalb der Isolierumhüllung gegensinnig zu den in der Brücke 44 Durchzugsgeschwindigkeit führt zu einer geringeren Draht-Oberflächenkapazität.

Zur weiter oben beschriebenen Verstellung der Führung 38 liefert der Integrator 113 eine dem Zeitintegral gemäß aufgetretenen Kapazitätsfehlabgleiches proportionales Signal und ermöglicht eine besonders hohe Genauigkeit des Regelvorganges und des Kapazitätsabgleiches. Der Integrator und damit die Summierschaltung 115 stellen jedoch keinen unbedingt erforderlichen Bestandteil der Einrichtung dar und können gegebenenfalls entfallen.

Zusammenfassend gestaltet sich die Arbeitsweise der erläuterten Einrichtung wie folgt:

Die Strangpresse 10 liefert eine Doppelleitung 22,

festgestellten Abweichungen zwischen den Kapazi- 15 deren Gesamtkapazität zwischen den Drähten und

täten beider Drähte verändert. Durch diesen Regelkreis wird die Brücke 44 beständig im Abgleich gehalten. Geringe Veränderungen im Abstand zwischen den beiden Drähten 12 und 14 infolge der

der Außenoberfläche der Isolierung von der Geschwindigkeit der Antriebsvorrichtung, d. h. von der Durchzugsgeschwindigkeit der Leitungen abhängt. Das Verhältnis der beiden Kapazitäten jedes Einzel-Verschiebung der Führung 38 sind hierbei vernach- 20 drahtes zur Außenoberfläche der Isolierung hängt

hierbei von der Stellung der Führung 38 in bezug auf den Extrudierkopf 24 und den Führungskopf 34 ab. Beim Durchlauf der Doppelleitung in der Badflüssigkeit innerhalb der Meßelektrode 50 bestimmen die

lässigbar.

In der erläuterten Weise wird mit der Einrichtung
nach Fig. 1 eine Doppelleitung mit fortwährend
überwachtem und eingeregeltem Kapazitätsabgleich,
also gleichbleibender Kapazität zwischen Einzeldraht 25 Schirmelektroden 76, 78 und 80 eine Durchgängsund Oberfläche der Doppelleitung hergestellt. fläche für kapazitive Ströme entsprechend einer defi-

Es ist jedoch möglich, daß die Gesamtkapazität beider Drähte gegen die Flüssigkeitssäule infolge stärkerer oder schwächerer Zuführung von Kunstnierten Leitungslänge.

Wenn jeweils die Impedanz im Zweig 46 der Meßbrücke infolge geringerer Kapazität zwischen einem Stoffmaterial beim Extrudieren der Umhüllung 20 30 der Drähte und der Außenoberfläche der Isolierung schwankt. Eine Messung und entsprechende Kor- die Impedanz des Normalkondensators 60 übersteigt, rektur der Gesamtkapazität kann durch gleichzeitige so tritt am Ausgang des Übertragers 70 ein Signal Messung der beiden Drahtkapazitäten erreicht auf, dessen Amplitude dem Maß der Abweichung von werden. Eine solche gleichzeitige Messung durch dieser Normalkapazität entspricht. Daß die Impedanz Schalten der beiden Drähte auf gleiches Potential 35 im Zweig 46 der Meßbrücke größer ist als die des berücksichtigt jedoch nicht den Zustand der Isolation Normalkondensators 60, ergibt sich aus der Phaseninnerhalb der Umhüllung zwischen den beiden lage des Signals. Wenn die Impedanz im Zweig 46 Drähten. infolge höherer Kapazität zwischen einem der Drähte

Bei der Vorrichtung nach F i g. 1 wird die Gleich- und der Außenoberfläche der Isolierung einen gerinfÖrmigkeit der aufgetragenen Isolierung durch Mes- 40 geren Wert annimmt als die des Zweiges der Meßbrücke, in welcher der Normalkondensator liegt, so

sung der Kapazität jeweils zwischen einem Draht und der Flüssigkeitssäule überwacht, während der andere Draht jeweils vollständig oder annähernd auf dem Potential des neutralen Punktes der Meßbrücke liegt, so daß die gesamte Umhüllung 20 Auswirkungen auf die Messung hat. Zur Konstanthaltung der Gesamtkapazität beider Drähte gegen die Flüssigkeitssäule wird nun in dem Ausgangssignal des Verstärkers 106 die Frequenz unterdrückt, welche sich aus der ergibt sich eine um 180° verschobene Phasenlage des Signals. Die Amplitude des Signals zeigt weiterhin die Größe der Impedanzabweichung. Der Ringdemodulator 94 vergleicht die Phasenlage des Ausgangssignals des Verstärkers 92 mit derjenigen des Generators 72 und liefert ein Signal, dessen Amplitude der Impedanzabweichung und dessen Polarität der Richtung dieser Abweichung entspricht.

momentanen, unterschiedlichen Einzelkapazität der 50 Der Bandpaß 108 unterdrückt Störsignale und die Drähte ergibt, und nur noch der Teil des Ausgangs- Driftkomponente. Der Demodulator UO liefert so-

signals benutzt, welcher den Mittelwert der Abweichung der Einzelkapazitäten der Drähte von der Kapazität des Normalkondensators 60 wiedergibt. Dieser Teil des Ausgangssignals wird zur Reg'elung des Extrudiervorganges verwendet.

Hierzu wird gemäß F i g. 1 das Ausgangssignal des Verstärkers 106 über einen Tiefpaß 118 geleitet, welcher= die 40-Hz-Komponente und höhere Frequenzkomponenten in dem Signalverlauf gemäß Fig. 5 unterdrückt, so daß nur die niederfrequente Driftkomponente gemäß Fig. 7 verbleibt. In Abhängigkeit hiervon verändert eine Regelvorrichtung 220 die Drehzahl des Antriebsmotors 222 für die Antriebsvorrichtung 26 der Doppelleitung, die somit schneller oder langsamer durch die Strangpresse 10 gezogen wird. Hierdurch ergibt sich eine entsprechende Veränderung der Stärke der Umhüllung 20. Eine höhere dann ein Signal, dessen Polarität davon abhängt, an welchem von beiden Drähten die geringere Kapazität gemessen wird, während die Amplitude dieses Signals der Impedanzdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Messungen entspricht. Diese Differenz wird dann mit dem Zeitintegral derselben Differenz summiert. Die Regelvorrichtung 116 korrigiert hierauf die Stellung der Führung 38 auf Grund der überlagerten Abweichungssignale.

Ein Tiefpaß 118 läßt nur die Driftkomponente des Fehlersignals durch. Mit diesem Signal wird die Durchzugsgeschwindigkeit der Doppelleitung, d. h. die Stärke der Isolierumhüllung geregelt.

Auch der Demodulator UO kann als Ringdemodulator ausgeführt werden. Ein Merfur geeignetes Schaltungsbeispiel ist in Fig. 8 angedeutet. Ein Übertrager 120 führt hierin die Signalspannung der

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Diagonale 122, 124 einer Gleichrichterbrücke 126 mit ringförmig geschalteten Dioden 128, 13O₃ 132 und 134 zu. Ein Übertrager 136 führt das Vergleichssignal zu. Letzteres stimmt in der Frequenz mit dem zugeführten Signal überein und ist bezüglich dessen gleich- oder gegenphasig. Das Bezugsignal liegt an der Diagonalen 138, 140 der Brückenschaltung. Das Ausgangssignal erscheint zwischen den Mittelabgriffen 142 und 144 der Übertrager 120 und 136.

Im Betrieb hat die Bezugsspannung am Übertrager 136 immer wenigstens den doppelten Wert der Signalspannung.

Wenn die Wechselspannungen an den Übertragern 136 und 120 in den Punkten 122 und 138 der Brückenschaltung positives Potential erzeugen, so leiten die Dioden 132 und 134. Diode 134 leitet dann, da der mit dem Übertrager 136 verbundene Punkt 140 der Brückenschaltung negativer ist als der Punkt 124. Die Wicklung des Übertragers 136 ist daher kurzgeschlossen, während die Halbwicklung 148 zwisehen den Mittelabgriffen 142 und 144 liegt, so daß an ersterer positives Potential erscheint. Bei negativem Potential an den Punkten 122 und 138 bzw. positivem Potential an den Punkten 140 und 124 der Brückenschaltung bleibt der Mittelabgriff 142 positiv. Die Dioden 128 und 130 sind dann leitend und verbinden die Halbwindung 152 mit dem Ausgang. Bei unveränderter Phasenlage bleibt auch die Polartät des Ausgangssignals die gleiche. Die Ausgangsspannung entspricht dem zugeführten Signal.

Nur im Falle einer Umkehr der Phasenbeziehung zwischen den beiden Übertragern wechselt die Ausgangspolarität des Demodulators. Hierbei leiten die Dioden 130 und 128, wenn die Punkte 122 und 140. positiv sind. Hierdurch wird der Übertrager 136 wiederum kurzgeschlossen, während die Halbwicklung 152 an den Mittelabgriff en 142, 144 liegt. Letzterer führt dann positives Potential entsprechend der Größe der zugeführten Signalspannung. Bei negativen Punkten 122 und 140, d. h. negativen Punkten 138 und 124, leiten die Dioden 132 und 134, während die Halbwicklung 148 am Ausgang liegt. Die Demodulatoren 94 bzw. 110 multiplizieren jeweils die Eingangsspannung, wobei als Bezugspotential plus oder minus 1 zu betrachten ist.

Bei niedrigen Frequenzen, wie 40Hz, ist es einfacher, einen Vibrator als Demodulator 110 zu verwenden. Dies entspricht einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung. Eine entsprechende Schaltung ist in Fig. 9 angedeutet. Hier speist ein Übertrager 160, welcher eine Sekundärwicklung mit Mittelabgriff aufweist und die Ausgangssignale vom Bandpaß 108 erhält, den Verstärker 114, und zwar je nach der Schaltstellung eines Relais 164 mit Umschalter 162 mit einer seiner beiden Halbwicklungen. Im Beispielsfall ist ein polarisiertes Relais vorgesehen, wobei die beiden Schaltstellungen des Umschalters 162 umgekehrten Stromrichtungen in der Steuerwicklung 166 zugeordnet sind. Die an dem Anschluß 169 des Übertragers 160 vom Bandpaß 108 einerseits und an dem Anschluß 170 der Steuerwicklung 166 vom Phasenschieber 112 andererseits zugeführten Signale sind von gleicher Frequenz, jedoch gleich- oder gegenphasig. Wenn nun bei gleichphasigen Signalen an diesen Anschlüssen in der Steuerwicklung 166 die positive Halbwelle fließt, so nehme der Umschalter 162 eine Stellung ein, bei der am Ausgang 172 positives Potential liegt. In der negativen Halbwelle hat dann die andere Stellung des Umschalters 162 wiederum positives Potential am Ausgang 172 zur Folge. Bei Phasengleichheit der Signale an den Anschlüssen 169 und 170 erscheint also am Ausgang 172 nur positives Potential. Bei gegensinniger Phasenlage kehren sich die Verhältnisse um, so daß am Ausgang 172 nur negatives Potential erscheint.

Im Beispielsfall ist die Polarisierung des Relais 164 durch eine Vorspannungswicklung 168 hergestellt, die über einen Stellwiderstand 171 mit einem entsprechenden Konstantstrom gespeist wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Herstellung einer elektrischen Doppelleitung mit zwei im wesentlichen parallelen, in eine isolierende Umhüllung eingebetteten Drähten, umfassend folgende Bestandteile:

b) eine von den umhüllten Drähten zur Verfestigung der Isolierumhüllung durchlaufene Badstation, die zur Beschickung mit einer elektrisch leitenden Badflüssigkeit vorgesehen ist,

c) eine Kapazitätsmeßbrücke mit einem in einem ersten Brückenzweig angeordneten Kondensator, dessen eine Elektrode durch eine mit der Außenfläche der Isolierumhüllung in Berührung stehende Flüssigkeitssäule vorbestimmter Länge und dessen andere Elektrode durch einen der umhüllten Drähte gebildet ist und der die Isolierumhüllung als Dielektrikum aufweist, sowie mit einem in einem zweiten Brückenzweig angeordneten Normalkondensator,

e) eine Regelvorrichtung zur Überwachung der Isolationsverteilung entlang der Doppelleitung und zur Korrektur der genannten Kapazitätsdifferenz,

dadurch gekennzeichnet, daß einüber einen Antriebskreis (90) mit vorgegebener Schaltfrequenz betätigter Schalter (56) vorgesehen ist, welcher die beiden Drähte abwechselnd in die Kapazitätsmeßbrücke einschaltet und in deren Ausgangssignal eine der Schaltfrequenz entsprechende Frequenzkomponente und eine niedrigere Frequenzkomponente erzeugt, daß ferner eine Siebschaltung (108 bzw. 118) zur Trennung dieser Frequenzkomponenten und des weiteren ein Ausgangskreis (114, 113, 115 bzw. 220) zur Ableitung wenigstens einer der Frequenzkomponenten für Steuerzwecke vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigere Frequenzkomponente über eine Regelvorrichtung (220) zur Regelung der Geschwindigkeit der Antriebsvor-

richtung (222, 26) für den Durchzug der Drähte durch den Extrudierkopf vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die höhere Frequenzkomponente mittels einer Regelvorrichtung (116) zur Regelung einer Stellvorrichtung (38) für die Lagebestimmung der beiden Drähte in dem Extrudierkopf vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die höhere Frequenzkom- ponente führende Ausgangskreis einen Integrator (113) aufweist, welcher eine der Abweichung der Gesamtkapazität von einem vorgegebenen Sollwert entsprechende Komponente des Ausgangssignals liefert, und daß der Ausgangskreis eine Summierschaltung (115) zur Summierung eines Teils dieser Ausgangssignals mit einem Teilsignal der höheren Frequenzkomponente aufweist.

5. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Doppelleitung mit zwei im wesentlichen paral- ao lelen, in einen Isoliermantel eingebetteten Drähtenfumfassend folgende Arbeitsschritte:

a) ein Drahtpaar wird durch einen Extrudierkopf gezogen und hierin mit einer Umhüllung aus in plastischem Zustand befindlichen ^a5 Isolierstoff versehen,

b) die Isolierung wird in einem Bad mit einer elektrisch leitenden Badflüssigkeit abgekühlt.

d) in einer Kapazitätsmeßbrücke wird die Kapazität dieses Kondensators mit einem Normalkondensator verglichen und ein nach Betrag und Phase dem jeweiligen Fehlabgleich der Brücke entsprechendes Fehlersignal abgeleitet,

e) dieses Fehlersignal wird über eine Regelvorrichtung zur Regulierung der Isolationsverteilung und zur korrektur des Brückenfehlabgleiches verwendet; gekennzeichnet durch folgende Arbeitsschritte:

f) die beiden Drähte (12, 14) werden mit einer vorgegebenen Schaltfrequenz abwechselnd als Kondensatorelektröde in die Kapazitätsmeßbrücke (44) eingeschaltet, so daß an dieser Kapazitätsmeßbrücke bei Fehlabgleich ein Ausgangssignal mit entsprechend wechselnder Polarität sowie mit einer der Schaltfrequenz entsprechenden und einer niedrigeren Frequenzkomponente entsteht,

g) das Ausgangssignal der Kapazitätsmeßbrücke (44) wird einer Siebschaltung (108 bzw. 118) zur Trennung der Frequenzkomponenten zugeführt,

h) die Schwingung dieses Ausgangssignals, deren Frequenz gleich ist der Frequenz, mit der die Drähte als Kondensatorelektroden zu- und abgeschaltet werden, und deren Amplitude der augenblicklichen Differenz zwischen der Kapazität des einen Drahtes und der des anderen Drahtes= gegen das Kühlbad entspricht, wird zur Regelung der Lage dex Drähte in der Isolierumhüllung verwendet,

i) der niederfrequente Teil des Ausgangssignals, welcher den Mittelwert der Abweichung der Einzelkapazitäten der Drähte von der Kapazität de_s₌ Normalkondensators wiedergibt, wird zur Regelung der Durchlaufgeschwindigkeit der Drähte durch den Extrudierkopf verwendet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen