DE2232224B2 - Vorrichtung zum Feststellen von Oberflächenfehlern an mit kunststoffummantelten Kabeln - Google Patents

Description

schlechten werden können. Eine Kontrolle des Ka- F i g. 2 einen Schnitt durch die optische Abtastein-

bels wird bisher meist durch einfache visuelle In- richtung der Vorrichtung gemäß F i g. 1 in schematispektion vorgenommen. Bei einer beispielsweisen scher Darstellung.

Abzugsgeschwindigkeit des Kabels von 30 m pro Mi- Gemäß F i g. 1 treffen die von einer Lichtquelle 1

nute stellt dies jedoch sehr hohe Anforderangen an 45 ausgehenden gebündelten Lichtstrahlen auf eine Kadie menschliche Konzentrationsfähigkeit. beloberfläche2. Dabei liegen die Lichtstrahlen vor-

Es ist aber auch schon eine Vorrichtung der ein- zugsweise in einer durch die Achse des Kabels vergangs genannten Art bekannt (deutsche Offenlegungs- laufenden Ebene. Sie fallen unter einem spitzen Winschrift 1 573 828), bei der jedoch zur sicheren Erfas- kel auf die Kabeloberfläche auf. Die von der Kabelsung des gesamten Umfangs nur drei Lichtquellen 50 oberfläche reflektierten Strahlen werden von minde- und Lichtempfänger vorgesehen sind; dies ergibt eine stens einem Lichtempfänger 3 aufgenommen. Als sehr geringe Auflösung bezüglich der Größe der fest- Lichtempfänger können beispielsweise Photozellen zustellenden Fehler, was dort £iusreichen mag, weil oder Photowiderstände vorgesehen sein. Bei glatter (relativ großflächige) Schwärzungsunterschiede bei Oberfläche des Kabels werden die auf die Kabe!- der Beschichtung der Kabeloberfläche festgestellt 55 oberfläche auftreffenden Lichtbündel mit einem dem werden «ollen. Auch ist bereits eine Anordnung be- Eintrittswinkel entsprechenden Austrittswinkel zukannt (deutsche Gffenlegungsschrift 1573 795), die rückgeworfen. Bei ungleichmäßiger, fehlerhafter nur eine Lichtquelle aufweist und im wesentlichen Oberfläche sind die auf den einzelnen Phötozellen mit der Durchleuchtung des (transparenten Kabel- auftreffenden Lichtintensitäten nicht gleich groß, mantels zur Feststellung von Einschlüssen im Mate- 60 Dieser Effekt wird, wie im folgenden beschrieben, rial arbeitet. Schließlich gibt es auch schon Prüfein- zur Feststellung der Oberflächenqualität des Kabels richtungen für bandförmiges odsr kabeiförmiges Ma- herangezogen.

terial (britische Patentschrift 8«0 135 und 894 570), Durch im Kreis um das Kabel angeordnete Licht-

bei denen jedoch keine zyklisch abwechselnde Abta- quellen 1 wird der gesamte Umfang des Kabels angestung einzelner Oberflächensektoren erfolgt. Im übri- 65 strahlt. Die im Bereich der reflektierten Strahlen gen ist efm Taktgeber zur zyklisch aufeinanderfolgen- ebenfalls kreisförmig um das Kabel angeordneten den Umschaltung auf mehrere Meßwertgeber bei der Photozellen werden durch eine nachgeordnete Meßzerstörungsfreien Untersuchung; von zylinderförmi- und Vergleichsschaltung 4 nacheinander abgefragt.

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Diese Schaltung kann auch entsprechende Vorver- das an den Photozellen auftretende maximale Signal, stärker enthalten. Die Photospannung der jeweils ab- Dazu kann zweckmäßigerweise das Summensignal algefragten Photozelle wird mit dem Mittelwert der ler Photozellen 3 verwendet werden. Die richtige Spannung der übrigen Zellen verglichen. Das sich Einstellung, d.h. der richtige axiale Abstand zwiaus diesem Vergleich ergebende Resultat wird in 5 sehen den Halterungen 10 und 11 für einen bestimmeiner elektronischen Anzeigeeinheit 5 zur Darstellung ten Kabel durchmesser ist dann erreicht, wenn dieses gebracht. Ein mit der Meß- und Vergleichsschal- Summensignal bei einwandfreier Kabeloberfläche tung4 verbundener Taktgeber 6 liefert das Steuerst- seinen maximalen Wert annimmt. Winkelkorrekturen gnal zur zyklischen Umschaltung auf die einzelnen der Lichtquellen oder der Photozellen sind nicht er-Photozellen. Während des Abfragens einer Photo- io forderlich.

zelle können die übrigen Zellen entweder in Serie Je nach Kabeldurchmesser und je nach dem ge- oder parallel geschaltet sein, um das für den Ver- wünschten Auflösungsvermögen können zwischen 6 gleich notwendige Summensignal zu liefern. Dieses und 30 Lichtquellen bzw. Photozellen über den Um-Summensignal wird z.B. mittels eines Spannungstei- fang verteilt sein. Bei konstant strahlenden Lichtlers durch die Anzahl der Zellen dividiert. Die sich 15 quellen werden die Photozellen durch die vom Taktaaraus ergebende Spannung kann direkt' mit der geber 6 gesteuerte Meß- und Vergleichsschaltung 4 Ausgangsspannung der gerade abgefragten Photo- nacheinander fortlaufend abgefragt. Diese Abfrage zelle verglichen werden. Bei Verwendung von Photo- kann beispielsweise nut 500 Hz erfolgen. Bei einer widerständen an Stelle von aktiven Photozellen kann angenommenen Abzugsgeschwindigkeit des Kabels eine Schaltung aufgebaut werdei,, die den Wider- 20 von 30 m pro Minute beträgt damit die Steigung stand der jeweils abgefragten Einheit mit dem Sum- einer durch die abgefragten Photozellen längs der menwiderstand der übrigen Lichtempfänger (in Par- Kabeloberfläche beschriebenen Spirale 1,0 mm. In allel- od>er Serienschaltung) vergleicht. der Annahme, daß eine einzelne Photozelle Lichtin-

An di 2 Anzeigeeinheit 5 kann auch eine Alarmein- tensitäts-Unterschiede von 20% einwandfrei regiheit 7 angeschlossen sein, welche ein optisches oder as strieren kann, wird in diesem Fall eine Auflösung des akustisches Alarmsignal abgibt, wenn der auftretende Gerätes von etwa 0,2 mm² erreicht. Eine Oberflächen-Fehler eine vorgegebene Grenze überschreitet. ungenauigkeit, weiche nicht Heiner als 0,2 mm² ist, Außerdem kann ein Schreiber 8 vorgesehen sein, kann somit noch einwandfrei festgestellt werden,
welcher die gemessenen Werte zur späteren Auswer- Bei Kabeln, welche keinen exakt kreisförmigen tung aufzeichnet. 30 Querschnitt aufweisen, wie dies beispielsweise bei

Die Lichtquellen 1 und die Lichtempfänger 3 sind verseilten Adern unter dem Mantel der Fall sein gemäß eier Darstellung in F i g. 2 jeweils in einer kann, würde sich ohne weitere Maßnahmen ein konringförmigen Halterung 10 bzw. 11 zusammengefaßt. stanter Störpegel am Geräteausgang bemerkbar ma-Mehrere Lichtquellen 1, beispielsweise 6 bis chen.

30 Stück, sind in gleichmäßigen Winkelabständen um 35 Zur Vermeidung dieses Effektes können jeweils

den Umfang verteilt. Die Achsen aller Lichtquellen gleichzeitig mehrere Lichtempfänger 3 abgefragt und

schließen den gleichen Winkel mit der Achse des Ka- deren Signal mit einem entsprechenden Durch-

bels 12 ein. Die aus den Lichtquellen 1 austretenden schnittswert der anderen Lichtempfänger verglichen

Lichtbündel haben einen solchen Querschnitt, daß werden. Eine daraus resultierende geringfügige Ver-

bei Kabeldurchmessern zwischen etwa 5 bis 15 mm 40 schlechterung der Auflösung kann insbesondere bei

der auf der Kabeloberfläche sichtbare Lichtpunkt größeren Kabeldurchmessem ohne weiteres in Kauf

eine in der Längsrichtung des Kabels 12 gemessene genommen werden.

Ausdehnung zwischen 1 und 2 mm aufweist. Die In Abwandlung des zuvor beschriebenen Ausfüh-

Halterung 11 mit den Lichtempfängern 3 ist in glei- rungsbeispieles ist es auch möglich, eine Steuervor-

cher Weise aufgebaut wie die Lichtquellenhalterung 45 richtung vorzusehen, welche die Lichtquellen 1 nach-

10. Die Photo/eilen 3 sind entsprechend dem norma- einander impulsweise einschaltet. Auf der Lichtemp-

len Reflexionswinkel der von den Lichtquellen 1 aus- fängerseite genügt dann eine einfache Summenbil-

gesendeten und von der Kabeloberfläche reflektierten dung der Photozellen-Signale und eine Überwachung

Strahlen ausgerichtet. dieses Summcnsignals. Gepulste Lichtquellen lassen

Entweder die Lichtquellenhalterung oder die Hai- s*·. sich beispielsweise in Form von Laser-Dioden realiterung der Lichtempfänger gemäß Fig. 2 ist längs sieren. Dieses Ausfühningsbeispiel hat den Vorteil, der Kabelachse verschiebbar angeordnet. Dadurch daß die Meß- und Vergleichsschaltung 4 gegenüber kann die Vorrichtung verschiedenen Kabeldurchmes- der im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten versern angepaßt werden. Als Einstellkriterium dient einfacht werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

gen Werkstücken an sich bekannt (USA.-Patent-

Patentansproch: schrift 3 385 059), Ebenso 1st auch schon der durch

einen Taktgeber gepulste Betrieb einer Lichtquelle

Vorrichtung zum Feststellen von Oberflächen- bei der zerstörungsfreien Werkstückuntersuchung unfehlern an mit Kunststoff ummantelten Kabeln, 5 ter Überwachung des Sumraensignals zweier Lichtmit mehreren am Kabelumfang verteilten Licht- empfänger bekannt (schweizerische Patentschrift quellen und diesen zugeordneten, das von einzel- 396 458).

nen Oberflächensektoren in Abhängigkeit von Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

deren Beschaffenheit reflektierte Licht der Licht- Vorrichtung der einleitend genannten Art so auszuquellen aufnehmenden Lichtempfänger, da- io bilden, daß bei solchen mit Kunststoff ummantelten durch gekennzeichnet, daß die Licht- Kabeln auftretende schadhafte Stellen auch kleinerer empfänger (3) an eine Meß- und Vergleichs- Abmessungen selbsttätig und mit hoher Zuverlässigschaltung (4) angeschlossen sind, welche jeweils keit ermittelt werden können. Diese Aufgabe wird erdas Ausgangssignal mindestens eines Lichtemp- findungsgemäß bei einer solchen Vorrichtung dafängers mit dem momentanen mittleren Aus- 15 durch gelöst, daß die Lichtempfänger an eine Meßgangssignal der übrigen Lichtempfänger ver- und Vergleichsschaltung angeschoben sind, welche gleicht und welche mit einem an sich bekannten jeweils das Ausgangssignal mindestens eines Licht-Taktgeber (6) verbunden ist, der Steuersignale empfängers mit dem momentanen mittleren Auszur zyklisch aufeinanderfolgenden Umschaltung gangssignal der übrigen Lichtempfänger vergleicht auf die einzelnen Lichtempfänger (3) abgibt. 20 und welche mit einem an sich bekannten Taktgeber

verbunden ist, der Steuersignale zur zyklisch aufeinanderfolgenden Umschaltung auf die einzelnen Licht-

empfänger abgibt. Hierbei erfolgt also keine zeitliche Mittelung, wie dies bei der Bestimmung und 25 Klassierung von Querschnittsabweichungen an Gar-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fest- nen schon bekannt ist (deutsche Auslegeschrift stellen von Oberflächenfehlern an mit Kunststoff 1 115 475), sondern es wird der momentane Signalummantelten Xabeln, mit mehreren am Kabelumfang mittelwert der Mehrzahl der jeweils gerade nicht akverteilten Lichtquellen und diesen zugeordneten, das tiven Lichtempfänger gebildet. Durch eine solche zyvon einzelnen Oberflächensektoren in Abhängigkeit 30 klisch aufeinanderfolgende Abtastung der einzelner, von deren Beschaffenheit r flektierte Licht der Oberflächensektoren über den Kabelumfang und den Lichtquellen aufnehmenden Lichteimpfängern. Vergleich des Ausgangssignals des jeweils aktiven

Bei der Herstellung solcher Kabel, welche mit Lichtempfängers mit dem momentanen Signalmittel-Kunststoff isoliert oder ummantelt sind, können wäh- wert der übrigen Lichtempfänger läßt sich eine hohe rend der Extrusion des Kunststoffes Fehler in der 35 Auflösung erzielen.

Oberflächenbeschaffenheit der Kabel auftreten. Im folgenden werden Aircführungsbeispiele der

Solche Fehler müssen jedoch vermieden bzw. ausge- Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert, schieden werden, da bei beschädigter Oberfläche Es zeigt

oder bei reduzierter Wandstärke der Kunststoff- F i g. 1 das Blockschaltbild einer als Beispiel be-

schicht die Isolationseigenschafteri des Kabels ver- 40 schriebenen Vorrichtung,