DE4018051A1

DE4018051A1 - Vorrichtung zur regelung des aussendurchmessers eines stranges, insbesondere eines kabels

Info

Publication number: DE4018051A1
Application number: DE4018051A
Authority: DE
Inventors: Harald Sikora; Ulrich Dipl Ing Gwinner
Original assignee: Sikora Industrieelektronik GmbH
Current assignee: Sikora Industrieelektronik GmbH
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1990-01-13
Publication date: 1991-03-21
Also published as: DE4018051C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Regelung des Außendurchmessers eines Stranges, insbesondere eines Kabels oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Kabel werden üblicherweise in der Form hergestellt, daß der Leiter durch einen Extruder gezogen wird, der auf den Leiter eine Iso lationsschicht aufbringt. Nach dem Extrudieren wird das Kabel oder der Strang durch eine Kühlstrecke geleitet und gekühlt. Zum Beispiel aus Gründen der Isolationsfestigkeit muß der auf extrudierte Mantel eine Mindestdicke aufweisen. Anderer seits wird aus Materialersparnis- aber auch aus Gewichts gründen der Durchmesser des Mantels nur so groß gewählt wie erforderlich. Daher ist es notwendig, den Durchmesser des Kabels oder Stranges ständig zu überwachen und eine entsprechende Regelung vorzunehmen, sollte er einen vor gegebenen Wert unter- oder überschreiten.

Es ist daher ein Erfordernis, den Kabeldurchmesser perma nent zu messen. Der Durchmesser läßt sich ändern, indem die Abzugsgeschwindigkeit des Kabels und/oder die Drehzahl des Extruders verändert werden. Herkömmliche Regelvorrich tungen vergleichen den gemessenen Durchmesser mit dem Sollwert, bilden daraus die Soll/Istwert-Differenz, die dann einen Regler versorgt, der die Abzugsgeschwindigkeit der Linie oder die Drehzahl des Extruders verändert, bis der gewünschte Durchmesser erreicht ist.

Aus Gründen einer schnellen Regelung wird im Stand der Technik vorgezogen, den Warmdurchmesser direkt hinter dem Extruder zu messen. Die Messung des Kaltdurchmessers hin ter der Kühlstrecke kann einige Sekunden bis Minuten be tragen, je nach Anlage und Liniengeschwindigkeit. Dadurch wird jedoch die Totzeit der Regelung negativ beeinflußt. Im Stand der Technik wird der Warmdurchmesser meist durch einen ebenfalls empirisch ermittelten Schrumpfungsfaktor modifiziert, um ihn in einen Kaltdurchmesser umzurechnen, was durch die Verwendung von Mikroprozessoren in Prozeß steueranlagen problemlos zu bewerkstelligen ist. Aller dings ist bei diesem Verfahren notwendig, den nicht in die Regelung einbezogenen wirklichen Kaltwert von Zeit zu Zeit zu überprüfen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung zu schaffen, mit der auf einfache und unaufwendige Weise der Durchmesser eines Kabels oder eines Stranges präzise auf vorgegebene Werte geregelt werden kann unab hängig von dem jeweils gewünschten Solldurchmesser.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Merkmal des Kennzeich nungsteils des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit dessen Merkmalen des Oberbegriffs.

Bei der Erfindung ist eine erste Durchmessermeßvorrichtung kurz hinter dem Extruder (Warmwert) und eine zweite Durch messermeßvorrichtung im Abstand zum Extruder angeordnet, vorzugsweise hinter der Kühlstrecke (Kaltwert). Das Durchmessersignal der ersten Meßvorrichtung wird zum einen auf eine erste Vergleichsvorrichtung und zum anderen auf eine Verzögerungsstufe gegeben, deren Verzögerungszeit ge nau der Zeit entspricht, die der Strang zwischen der ersten und zweiten Durchmessermeßvorrichtung zurücklegt. Eine zweite Vergleichsvorrichtung vergleicht das Durchmes sermeßsignal der zweiten Meßvorrichtung mit dem ersten Durchmessersignal und das Differenzsignal der zweiten Ver gleichsvorrichtung wird ebenfalls - wie außerdem der Kalt sollwert - auf die erste Vergleichsvorrichtung gegeben. Die Verzögerungsstufe kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung von einem FIFO-Datenspeicher oder Schieberegister gebildet werden, dessen Schiebefrequenz von der Abzugsge schwindigkeit abhängig ist. Mit der erfindungsgemäßen Vor richtung wird aufgrund der Verzögerung die tatsächliche Schrumpfung des Kabels gemessen. Die hierbei erhaltenen Werte für die Schrumpfung sind in etwa konstant, werden also durch Durchmesserschwankungen nur unwesentlich verän dert und beeinflussen die Regelung deshalb - obwohl sie um die Laufzeit verzögert zur Verfügung stehen - auch nicht negativ. Die Vorteile einer sogenannten Warmwertregelung, falls vorhanden, nämlich schnelles Reagieren und Ausregeln von Störungen, bleiben damit erhalten. Sobald vom zweiten Durchmessermeßgerät Kaltwerte zur Verfügung stehen, kann sofort auf den richtigen Endwert geregelt werden. Die beim Hochfahren einer Linie vor dem Aktivieren der Regelung produzierte Länge ist häufig schon ausreichend, zum Bei spiel das Schieberegister zu füllen und damit die Schrump fung zu ermitteln, so daß verzögerungsfrei beim Einschal ten der Regelung auf den richtigen Wert geregelt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spiels näher beschrieben.

Die einzige Figur zeigt ein Blockschaltbild einer Rege lungsvorrichtung nach der Erfindung.

Ein Leiter 10 wird einem Extruder 11 zugeführt, der den Leiter 10 mit Kunststoffmaterial ummantelt zur Bildung ei nes Kabels 12. Das Kabel 12 wird durch eine Kühlstrecke 13 hindurchgeführt und in Richtung des Pfeils 14 abgezogen und von einer nicht gezeigten Aufwickelvorrichtung aufge wickelt, die eine vorgegebene Abzugsgeschwindigkeit für das Kabel 12 erzeugt. Eine erste Durchmessermeßvorrichtung 15 mißt den Außendurchmesser des Kabels relativ unmittel bar im Anschluß an den Extruder 11. Eine zweite Durchmes sermeßvorrichtung 16 mißt den Durchmesser des Kabels 12 hinter der Kühlstrecke 13. Die gemessenen Durchmesserwerte sind nicht gleich, da der Kunststoff beim Abkühlen schrumpft. Eine Längenmeßvorrichtung 17 erzeugt Impulse in Abhängigkeit von der produzierten Länge des Kabels 12.

Die Schrumpfung, die der Außendurchmesser zwischen dem Warm- und dem Kaltzustand erfährt, wird durch die beiden Durchmessermeßvorrichtungen 15, 16 ermittelt, und zwar je weils für identische Kabelabschnitte. Zu diesem Zweck ist ein FIFO-Datenspeicher oder Schieberegister 30 vorgesehen, in das der Warmdurchmesserwert D₁ eingegeben und in dem er im Takt des Vorschubs des Kabels 12 durch das Schiebere gister 30 bewegt wird. Der am Ausgang des Schieberegisters 30 austretende Durchmesserwert D₁, wird in einer Ver gleichsvorrichtung 31 mit dem Kaltdurchmesserwert D₂ ver glichen. Das Differenzsignal wird auf die Vergleichsvor richtung 32 gegeben, in die der Warmdurchmesser D₁ und der Solldurchmesser D₂ soll gegeben werden zur Ermittlung ei ner Abweichung, die dem Regler 33 zugeführt wird. Der Reg ler 33 kann Integralverhalten haben. Das in der Vergleichs vorrichtung 31 ermittelte Differenzsignal kann ggf. in ei ner Mittelwertstufe 34 zu einem Mittelwert gebildet werden, um gewisse Schwankungen im Durchmesser, die durch eine Un rundheit des Kabels verursacht sein können, auszugleichen.

Claims

1. Vorrichtung zur Regelung des Außendurchmessers eines Stranges, insbesondere eines Kabels oder dergleichen mit einer Meßvorrichtung zur Messung des Durchmessers des aus einem Extruder austretenden Stranges aus Kunst stoff, deren Signal in einer Vergleichsvorrichtung mit einem Solldurchmesser verglichen wird und die ein Differenzsignal erzeugt, und einem das Differenzsignal erhaltenden Regler zur Regelung der Drehzahl des Extru ders und/oder der Geschwindigkeit, mit der der Strang vom Extruder abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Durchmessermeßvorrichtung (15) hinter dem Extruder (11) und eine zweite Durchmessermeßvorrich tung (16) im Abstand zum Extruder (11), vorzugsweise hinter der Kühlstrecke (13) für den Strang (12) angeord net sind, das Durchmessersignal der ersten Durchmesser meßvorrichtung (15) auf eine erste Vergleichsvorrich tung (32) sowie auf eine Verzögerungsstufe (30) gegeben wird, deren Verzögerungszeit der Zeit entspricht, die der Strang (12) zwischen der ersten und zweiten Durch messermeßvorrichtung zurücklegt, eine zweite Vergleichs vorrichtung (31) das Durchmessersignal der zweiten Durch messermeßvorrichtung (16) mit dem verzögerten ersten Durchmessersignal (D₁) vergleicht und das Differenzsig nal der zweiten Vergleichsvorrichtung (31) ebenfalls neben den Kaltsollwert (D_2Soll) auf die erste Vergleichs vorrichtung (32) gegeben wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsstufe (30) ein FIFO-Datenspeicher oder ein Schieberegister ist und der FIFO-Datenspeicher oder das Schieberegister Längenimpulse von einer Längenmeß vorrichtung (17) für den Strang (12) erhält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß eine Mittelwertstufe (34) vorgesehen ist, die aus dem Differenzsignal der zweiten Vergleichsvorrich tung (31) einen Mittelwert bildet.