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Vorrichtung zur Umfangsmessung stran,gförmigen Gutes
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Umfangsmessung
von in Richtung seiner Längsachse bewegten strangförmigen Gutes, insbesondere eines
elektrischen Kabels, bei der über dem Umfang des strangförmigen Gutes gleichmäßig
verteilte Rollen tragende Tasthebel vorgesehen sind, die einen mechanisch vorgespannten
Meßdraht tragen.
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Bei der Fertigung von Kabeln und Leitungen ist die Messung von Durchmessern
und lCanddicken zur Überwachung des Produktionsprozesses erforderlich.
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Die in Normen festgelegten Kleinst- und Mittelwerte der Wanddicken
werden oft deshalb eingehalten, weil alle Fertigungsprozesse wegen nicht vermeidbarer
Toleranzen mit Zuschlägen versehen werden. Diese Sicherheitszuschläge verursachen
bei der Isolierung und Ummantelung von Kabeln mit Kunststoff einen erheblichen Materialmehrverbrauch,
wodurch jährlich an sich vermeidbare Mehrausgaben beachtlicher Größe entstehen.
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Die zu messenden Kabel haben im allgemeinen angenähert kreisförmigen,
oft aber auch dreieckigen oder elliptischen Querschnitt.
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Die Messung der Durchmesser und Wanddicken soll je nach Fertigungsprozeß
möglichst unmittelbar nach der Umformung oder nach dem Aufbringen
einer
Umhüllung erfolgen, um den Fertigungsprozeß durch den erhaltenen Meßwert schnell
beeinflussen zu können. Dabei ist es günstig, wenn der Fertigungsablauf durch den
Meßvorgang nicht unterbrochen zu werden braucht und die Meßwerte kontinuierlich
zur Verfügung stehen.
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Die Meßgeräte müssen für Messungen im rauhen Werkstattgebrauch geeignet,
d. h. mechanisch stabil, unempfindlich gegen Staub und einfach zu bedienen sein.
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Im Betriebsälltag wird die Meßpraxis bisher mit einfachen Mitteln
bewältigt. Durchmesser von runden und nicht runden Querschnitten werden mit Meßschieber
und Umfangsbandmaß, Wanddicken von Isolierungen und Mänteln werden mit der Meßschraube
gemessen, wozu in allen Fällen der Fertigungsprozeß unterbrochen werden muß.
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Seit mehreren Jahren wird versucht, moderne Meßmethoden in die Kabelfertigungstechnik
einzuführen. Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 74 38 148 ist z. B. eine Vorrichtung
bekannt, die zur Umfangsmessung von Stranggut dient. Sie ist mit mehreren Meßstellen
versehen, deren Meßwerte gleichzeitig über Hebel auf ein Schnurpolygon übertragen
werden, dessen Umfangslänge durch ein Übertragungsglied auf ein Anzeige- oder Betätigungsorgan
über tragen wird. Dabei sind die Fühlhebel zweiarmig ausgebildet und in der Nähe
ihrer Lager derartig geneigt, daß die Hebelarme zwischen den Lagern und dem Schnurpolygon
parallel oder nahezu parallel zur Längsachse des Stranggutes verlaufen. Insbesondere
sollen die Hebelarme zwischen den Lagern und dem Schnurpolygon wesentlich länger,
mindestens zweimal, vorzugsweise fünfmal länger sein als die Hebelarme zwischen
den Lagern und den Meßstellen.
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Eine solche Vorrichtung ist erheblich aufwendig. Sie arbeitet noch
dazu rein mechanisch und liefert daher nicht unmittelbar für die Fertigungssteuerung
aeignete Korrektursignale.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der
eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sich eine mechanisch relativ einfach
aufgebaute Vorrichtung ergibt, die ihre Meßwerte in Form elektrischer Signale abgibt.
Zur Lösung dieser
Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
daß alle Tasthebel parallel zur Achse des strangförmigen Gutes geführt sind und
der Meßdraht als elektrischer Widerstand ausgebildet und gegenüber den Tasthebeln
isoliert angeordnet ist.
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Durch die parallel zur Achse des strangförmigen Gutes liegenden Tasthebel
wird der auf das Stranggut ausgeübte Tastdruck durch die einzelnen Tasthebel auf
ein Minimum herabgesetzt, und durch den als elektrischen Widerstand ausgebilaeten
j'eßdraht gelingt es mit einfachsten Mitteln, die Meßgröße unmittelbar in ein elektrisches
Signal zu übersetzen.
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Bei der Ausgestaltung der Erfindung empfiehlt es sich, den Tasthebeln
Parallelführungen zuzuordnen, die dafür Sorge tragen, daß die Tasthebel auch bei
nicht im Querschnitt rundem Stranggut und bei vordrallierten Adern stets parallel
zur Oberfläche des Stranggutes verlaufen. Ferner empfiehlt es sich, das aus der
Gesamtheit der Tasthebel und dem Meßdraht bestehende Meßsystem gegenüber fest mit
dem Aufstellungsort verbundenen Teilen elastisch aufzuhängen. Auf diese Weise wird
erreicht, daß alle mechanischen vom Stranggut ausgehenden Störgrößen ohne jede Schwierigkeit
vom Meßsystem aufgenommen werden können. Dabei ist selbstverständlich, daß man die
elastische Aufhängung erforderlichenfalls so ausbilden wird, daß sie mit geeigneten
Dämpfungsnitteln versehen ist.
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Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
im einzelnen erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung der neuen Meßvorrichtung, Fig.
2 einen Teillängsschnitt, Fig. 3 einen senkrechten Schnitt und Fig. 4 eine Ansicht,
teilweise geschnitten.
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Fig. 1 zeigt im Querschnitt ein Kabel 8, dessen Umfang zu bestimmen
ist. Zu diesem Zweck tasten über den Umfang des Kabels gleichmäßig verteilte Tasthebel
10 diesen Umfang ab. An den dem Kabel abgewendeten Enden 12 der Tasthebel 10 ist
in Form eines Polygonzuges, der annähernd einen Kreis bildet, ein Meßdraht 20
herumgeführt.
Ist der Durchmesser des Kabels D und die Länge jedes Tasthebels einschließlich der
an seinem Fuß angeordneten Rolle ii b, so ergibt sich daraus der im Endeffekt gesuchte
Kabel-1 1 ~ durchmesser D = £ - 2b, wenn 1 die Länge des vom Meßdraht 20 gebildeten
Polygonzuges ist.
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Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch den prinzipiellen Aufbau des
Meßsystems 25. Die den Umfang des Kabels 8 abgreifrce Tasthebel 10 sind auf der
der Fertigungseinrichtung (Extruder) zugewandten Seite in einem Korb 15 gelagert,
der den zu messenaen Kabelquerschnitt umschließt. Die Tasthebel haben eine Par-&llelogrammführung
16, so daß unabhängig vom Durchmesser des Kabels -innerhalb eines zulässigen Bereiches
- der Tasthebel immer parallel zur Mantellinie des Kabels geführt ist. Auf diese
Weise ist die Qualität der Führung des Meßdrahtes 20 unabhängig von Durch messer
des Kabels.
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In der dem Kabel zugewendeten Seite der Tasthebel ist je eine Rolle
11 eingelassen, die auf der Kabeloberfläche abrollt. Dadurch ist der Reibungswiderstand
zwischen Kabel und Meßsystem klein, wodurch Abschaben von nicht fest haftenden Überzügen
oder sogar Beschädigungen der Kabeloberfläche vermieden wird.
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Die Außenseite der Tasthebel hat eine um den Umfang aller Tasthebel
verlaufende Nut, in der die Halterung 17 für die Rollen 18 eingesetzt ist. Die Nut
hat eine Steigung von etwas mehr als eine Nutbreite. Die Rollen 18 haben einen dreieckigen
Einstich 19, so daß der runde Widerstandsdrctht (Meßdraht) nur auf zwei Linien aufliegt.
Dadurch ist die Lage des Drahtes exakt bestimmt. Die Drahtführungen sind gegeneinander
durch Verwendung von Kunststoff als Hebel- und Rollenmaterial isoliert. Nach einer
Umschlingung des Meßdrahtes um alle Tasthebel werden seine Enden über Umlenkrollen
21 und 22 (siehe Fig. 3) geführt und unter Sinschaltung einer Feder 23 am Korb 15
befestigt.
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In der der Fertigungseinrichtung abgewendeten Seite sind die Tasthebel
10 in radialen Führungsschlitzen 13 geführt, die nur eine radiale Hebelbewegung
in Längsrichtung des Kabels zulassen. Diese Führung ist besonders bei unrunden Mänteln,
bei Unebenheiten auf
den Mänteln oder bei vordrallierten Adern erforderlich.
Die beidseitige Lagerung der Tasthebel 10 erfolgt in einem Gehäuse 9.
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Fig. 3 zeigt den Aufbau des Meßsystems im Querschnitt. Um die Drahtführung
deutlich zu zeigen, ist der Schnitt durch alle Rollen gelegt worden, die aber nicht
in einer Ebene liegen. Zwischen der Drahtführungsrolle 18 und der Drahtumlenkungsrolle
21 ist ein Schleifkontakt 24 vorgesehen, der die Bespannung abgreift. Der Abgriff
der Meßspannung kann abetuch durch leitende Führungsrollen am Anfang und Ende der
Umschlingung erfolgen. Durch eine nicht dargestellte Abhebevorrichtung sind diskontinuierliche
Messungen möglich, wobei die Rollen 11 vom Kabelmantel abgehoben werden. Dadurch
wird der Verschleiß und die Verschmutzung des Meßsystems 25 verringert. Diese Abhebevorrichtung
kann z. B. aus einem motorisch bewegten Band (oder Draht) bestehen, das um eine
Verlängerung der Paralleloführung 16 geschlungen ist.
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Fig. 4 zeigt das gesamte Meßsystem 25, das senkrecht zur Kabellängsrichtung
federnd an einem Rahmen 26 aufgehängt ist, damit es großen radialen Kabelbewegungen
folgen kann. Die Federn 27 zur Aufhängung haben eine flache Kennlinie, damit die
Auslenkung des Meßsystems durch das Kabel nur geringe statische Kraft erfordert.
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In Kabellängsrichtung wird das Meßsystem über eine Platte 28 und dreh-
und schwenkbare Rollen 29 abgestützt. Um dynamische Kräfte zwischen Kabel und Meßsystem
klein zu halten, ist die Masse des Meßsystems durch konstruktive und werkstofftechnische
Maßnahmen so klein wie möglich ausgebildet.
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3 Ansprüche 4 Figuren
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