DE2402480B2

DE2402480B2 - Zentrierung eines elektrischen Leiters in einer Isolierhülle

Info

Publication number: DE2402480B2
Application number: DE2402480A
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dr.-Ing. 4330 Muelheim Domorazek
Original assignee: AEG Telefunken Kabelwerke AG
Current assignee: Kabel Rheydt AG
Priority date: 1974-01-16
Filing date: 1974-01-16
Publication date: 1979-08-02
Also published as: DE2402480C3; DE2402480A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zentrierung eines elektrischen Leiters in einer Isolierhülle, bei dem die Isolierhülle durchleuchtet und der Leiter und die Isolierhülle auf einem Schirm abgebildet werden.

Bei den bisherigen Herstellungsverfahren von derartigen isolierten Leitern mußten probeweise Leiterabschnitte auf ihre Zentrizität durch Meßlehren geprüft werden, was naturgemäß einen höheren Aufwand an Zeit erforderte und zur Verteuerung der Herstellung führt, da bei fehlerhaften Stellen stets

^r· größere Längen des Leiters mit seiner Isolierung als Ausschuß zu behandeln waren, weil die Umstellung der die Isolierhülle liefernden Vorrichtung, z. B. ein Extruder, nicht frühzeitig genug vorgenommen werden konnte.

ι» Die Fachwelt hat sich daher darum bemüht, eine Überwachung des fertigen Produkts ohne seine Zerstörung zu ermöglichen.

Zu diesem Zweck ist es bekanntgeworden, die Dikkenverhältnisse langgestreckter Körper, insbesondere

i") isolierter elektrischer Leitungen, mittels Röntgenstrahlen im Durchlaufverfahren zu bestimmen (DE-PS 932 933). Die isolierte elektrische Leitung wird mit Röntgenstrahlen durchleuchtet und auf einem Schirm abgebildet. Das Schattenbild wird visuell beobachtet,

-'ο um Unregelmäßigkeiten der Dickenverhältnisse zu bestimmen. Diese Methode ist nicht objektiv und nur sehr ungenau. Korrekturen des Extruders werden per Hand vorgenommen.

Aus der DE-OS 1690098 ist ein Verfahren zur

r> Überwachung der zentrischen Lage des Leiters in einer Isolierung bekannt, das sich ebenfalls zur Durchleuchtung des Produkts der Röntgenstrahlung bedient. Durch eine rotierende Schlitzscheibe werden definierte Lichtblitze erzeugt, deren Intensität nach

in dem Durchgang durch das Meßobjekt mittels eines Szintillationskristalls gemessen wird. Abweichungen der Intensität von ihrem Sollwert werden angezeigt. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß eine Zuordnung von Intensitätsabweichungen zu be-

r» stimmten Fehlern des Meßobjekts nicht möglich ist. Dementsprechend ist auch eine automatische Korrektur des Extruders nicht möglich.

Schließlich ist aus der DE-AS 1040098 eine Anordnung zur Kapazitätsmessung an Fernmeldeka-

«i beladern bekannt, bei der Abweichungen der Kapazitätswerte vom Sollwert zur Steuerung der Strangpresse in entsprechende Steuerimpulse umgesetzt werden. Da aber die Kapazität einer isolierten Leitung von einer Reihe von Größen abhängt, darunter auch

π von der Lage des Leiters in der Isolierung, ist eine eindeutige Zuordnung von Kapazitätsabweichungen vom Sollwert zu einem bestimmten Fehler nicht möglich. Mit dieser Vorrichtung kann zwar die Kapazität konstant gehalten werden, eine automatische Zen-

iii trierung des Leiters in seiner Isolierhülle ist aber ausgeschlossen.

Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, einen elektrischen Leiter in einer Isolierhülle selbsttätig zu zentrieren, damit der Leiter über seine gesamte Länge

-,-, gleichmäßig von der Isolierhülle umgeben ist und diese, wie insbesondere bei Kunststoff-Hochspannungskabeln erforderlich, die gleiche elektrische Festigkeit gegen anstehende Spannungen aufweist.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß da-

1,0 durch, daß Leiter und Isolierhülle ständig auf dem Target einer Bildaufnahmeröhre (z. B. Vidikon) abgebildet werden, daß das Bild mit einem Elektronenstrahl abgetastet und in eine Folge von Impulsen umgewandelt wird, daß die Impulse beiderseits der

π Symmetrieachse des Leiterbildes getrennt ausgezählt und aus beiden Zahlen der Quotient gebildet wird und daß bei Abweichungen des Quotienten von eins Regelimpulse abgeleitet und zur Hebeiführung der zen-

traten Lage des Leiters innerhalb der Isolierhülle an eine Stelleinrichtung des Extruders gegeben werden.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird das auf dem Target einer Bildaufnahmeröhre entstehende Schattenbild also so analysiert, daß Unsymmetrien bezüglich der Mittelachse festgestellt und in Steuerimpulse umgewandelt werden können. Durch die Erfindung wird somit erreicht, daß Ansätze von Exzentrizitäten zwischen Leiter und Isolierhülle schon in kürzester Frist beseitigt werden, ohne daß es hierzu eines Eingriffs von Hand in den Fabrikationsvorgang bedarf. Die Herstellung von einwandfrei isolierten Leitern und Kabeln wird damit durch die Erfindung auch wesentlich verbilligt.

Die Erfindung hat nichts mit bekannten Herstellungsverfahren von langgestrecktem Gut, insbesondere auch von elektrischen Leitern, zu tun, bei denen der Außendurchmesser ständig durch optisch-elektronische Vorrichtung überwacht und auch durch Regelvorrichtungen bei Abweichungen auf den Sollwert zurückgeführt wird. Solche Verfahren sind beispielsweise durch die deutsche OS 2140939 für die Einhaltung des Außendurchmessers sowohl einer Kabelader als auch des Kabelmantels bekanntgeworden. Eine Aussage über die Lage der Kabelader innerhalb des Kabelmantels wird auf diese Weise aber nicht erhalten.

Zur Durchführung des Verfahrens wird erfindungsgemäß eine Anordnung mit in zwei senkrecht zueinander liegenden Ebenen aufgestellten Strahlungsquellen und den Strahlungsquellen jenseits des Kabels zugeordneten Bildschirmen vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet, daß als Bildschirme die Targets zweier Bildaufnahmeröhren vorgesehen sind, daß den Targets zur Erzeugung bildabhängiger Impulse mittels Elektronenstrahlabtastung elektronische Kameras zugeordnet sind, daß an die Kameras über Impulsauswerter Komparatoren zum Soll-Ist-Wertvergleich angeschlossen sind und daß die Komparatoren mit Stellmotoren zur Korrektur des Extruders verbunden sind.

Die Strahlungsquellen und Strahlungsempfänger können dabei sowohl für sichtbares Licht als auch für Röntgenstrahlen oder Infrarotstrahlen ausgebildet sein, je nachdem, aus welchen Stoffen das Isoliermaterial der Hülle besteht. Besteht der Kabelmantel z. B. aus VPE, so genügt es, mit sichtbarem Licht oder im daran anschließenden Infrarotbereich zu arbeiten, da der Kabelmantel im heißen Zustand unmittelbar nach dem Extruder gut durchsichtig ist. Werden Isolationsmaterialien verwendet, die für sichtbares Licht undurchlässig sind, oder will man die Zentrizität der Ader im erkalteten Zustand an VPE-Kabeln überwachen, so werden anstelle von sichtbarem Licht Röntgenstrahlen verwendet.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sei auf die Zeichnung verwiesen, in der in

Fig. 1 ein Diagramm der Bildaustastsignale über die Lage des Leiters in der Isolierhülle und in

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt die Bildsignale, die durch die elektronische Abtastungeines auf einem Target eines Vidikons abgebildeten Leiters innerhalb der Isolierhülle entstehen. Die Amplituden der einzelnen Zeilen erreichen an den Stellen, wo die Strahlen der Strahlungsquelle die Isolierhülle noch nicht treffen, ihre Höchstwerte, während sie dort praktisch zu Null werden, wo die Strahlen durch den Leiter selbst fast völlig abgeschirmt werden. Wird ein bestimmter Schwellwert gesetzt, so wird dieser Je nach Bildinhalt über- oder unterschritten. Es wird die Anzahl der Zeilen zwischen A und B und zwischen C und D ausgezählt und der Quotient gebildet. Unterscheidet sich dieser von »eins«, so liegt der Leiter exzentrisch zur Isolierhülle. Man erkennt nun aus Fig. 1, daß die Strecke AB größer ist als die Strecke CD. Dadurch wird angezeigt, daß der Leiter, dessen Durchmesser proportional der Strecke BC ist, exzentrisch zu seiner Isolierhülle liegt.

Nach Fig. 2 wird ein Leiter 1 einem Extruder 2 zugeführt, der eine Isolierhülle 3, d. h. einen Kabelmantel, auf den Leiter aufbringt. Der Leiter kann aus mehreren Adern mit Glättungsmaterial bestehen. Der Extruder ist durch zwei in senkrecht zueinander stehenden Ebenen angeordnete Stellmotoren 4 und 5 so verstellbar, daß der Leiter 1 die gewünschte zentrale Lage innerhalb des Kabelmantels 3 einnimmt. Die Lage des Leiters wird durch zwei ebenfalls in senkrecht zueinander stehenden Ebenen angeordnete Strahlungsquellen 6 und 7 abgetastet, die sein Bild auf den Schirm von strahlungsempfindlichen Kameras 8 und 9 werfen. Elektronenstrahlen tasten das auf die Bildschirme geworfene Bild ab und führen die entstehenden Bildsignale Impulsauswertern 10 und 11 zu. Hier werden diese Signale in Spannungen als Istwerte umgewandelt und dann in Komparatoren 12 und 13 mit Sollwerten verglichen, die einer genau zentralen Lage des Leiters im Kabelmantel entsprechen.

Das Kabel muß nach dem Extruder 2 eine Kühlstrecke 14 durchlaufen, damit der Kabelmantel abgekühlt und verfestigt wird. Nach Umlenkung um eine aus zeichnerischen Gründen stark verkleinert dargestellte Rolle 15 gelangt das Kabel in eine zweite Kühlstreckt 16 und wird danach auf eine Trommel 17 aufgewickelt.

Da erfahrungsgemäß durch die Kühlstrecken und auch die Umlenkrolle Verschiebungen des Leiters innerhalb des Kabelmantels vorkommen können, müssen diese bei der Regelung durch Vorgabewerte berücksichtigt werden. Die resultierenden Werte werden dann den Stellmotoren als die zur Beseitigung der Exzentrizität notwendigen Stellgrößen zugeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Zentrierung eines elektrischen Leiters in einer Isolierhülle,

- bei dem die Isolierhülle durchleuchtet

- und der Leiter und die Isolierhülle auf einem Schirm abgebildet werden,

dadurch gekennzeichnet,

- daß Leiter und Isolierhülle ständig auf dem Target einer Bildaufnahmeröhre (z. B. Vidikon) abgebildet werden,

- daß das Bild mit einem Elektronenstrahl abgetastet

- und in eine Folge von Impulsen umgewandelt wird,

- daß die Impulse beiderseits der Symmetrieachse des Leiterbildes getrennt ausgezählt und

- aus beiden Zahlen der Quotient gebildet wird

- und daß bei Abweichungen des Quotienten von eins Regelimpulse abgeleitet

- und zur Herbeiführung der zentralen Lage des Leiters innerhalb der Isolierhülle an eine Stelleinrichtung des Extruders gegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Impulsauswertung durch entsprechende Vorgabewerte Verschiebungen der Kabelader innerhalb des Kabelmantels durch den Produktionsprozeß, ζ. Β. durch Umlenkrollen (15) oder Kühlstrecken (14, 16), berücksichtigt werden.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit in zwei senkrecht zueinander liegenden Ebenen aufgestellten Strahlungsquellen und den Strahlungsquellen jenseits des Kabels zugordneten Bildschirmen, dadurch gekennzeichnet, daß

- als Bildschirme die Targets zweier Bildaufnahmeröhren vorgesehen sind,

- daß den Targets zur Erzeugung bildabhängiger Impulse mittels Elektronenstrahlabtastung elektronische Kameras (8, 9) zugeordnet sind,

- daß an die Kameras (8, 9) über Impulsauswerter (10,11) Komparatoren (12,13) zum Soll-Ist-Wertvergleich angeschlossen sind

- und daß die Komparatoren mit Stellmotoren (4, S) zur Korrektur des Extruders (2) verbunden sind.

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquellen und Strahlungsempfänger für sichtbares Licht, Röntgenstrahlen oder Infrarotstrahlen ausgebildet sind.