DE4336776A1 - Vorrichtung zur Messung des Durchhangs eines mit einer Isolierschicht ummantelten Leiters in einem Vulkanisierrohr - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung des Durchhangs eines mit einer Isolierschicht ummantelten Leiters in einem Vulkanisierrohr nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 25 21 278 ist eine Vorrichtung zur Messung des Durchhangs bekanntgeworden, bei der im Vulkanisierrohr ein den Leiter umgebender ringförmiger Transformatorkern ange­ ordnet ist und im Abstand vom Transformatorkern mindestens zwei Magnetfeldmeßfühler in radialem Abstand zum Leiter und mit Abstand zueinander im Vulkanisierrohr angeordnet sind. Mit Hilfe des Transformatorkerns wird im Leiter des zu ummantelnden Stranges ein Wechselstrom eingeprägt, und die Magnetfeldmeßfühler messen das Magnetfeld des Leiters an der Position der Fühler, so daß durch eine Differenz­ bildung die Größe des Durchhangs ermittelt werden kann und zusätzlich auch die Richtung der Abweichung.

Aus der DE 32 32 770 ist ferner eine Vorrichtung zur Mes­ sung des Durchhangs bekanntgeworden, bei der die Wechsel­ spannungsquelle, die Reglerspule und die Magnetfeldmeß­ fühler für einen Betrieb mit Hochfrequenz vorgesehen sind. Die Vergleichsvorrichtung enthält einen Phasendiskrimina­ tor, und aus der Phasenfrequenz der Meßfühlersignale wird ein Lagesignal erzeugt. Die Verwendung von Hochfrequenz reduziert den Aufwand zum Einprägen eines Stroms im Leiter und auch den Aufwand für die Meßfühler. In beiden Fällen kann die Verwendung einer aus einer einzigen Windung be­ stehenden Spule in Betracht kommen.

Da die bekannten Vorrichtungen messen sollen, wie weit ein Durchhang des Strangs im Vulkanisierrohr vorliegt, sind die Magnetfeldmeßfühler in einer Vertikalebene diametral einander gegenüberliegend im Vulkanisierrohr angeordnet. Eine Verlagerung des Strangs im Vulkanisierrohr infolge eines Durchhangs wird häufig auch mit einer seitlichen La­ geveränderung begleitet. Eine seitliche Lageveränderung wird bei einem Durchhang für den unteren Magnetmeßfühler einerseits und den oberen Magnetmeßfühler andererseits unterschiedlich bewertet. Liegt der Strang relativ nahe bei einem Fühler, wird die seitliche Verlagerung von diesem Magnetmeßfühler als eine Veränderung der Höhenlage "gese­ hen". Der andere Meßfühler, der einen größeren Abstand zum Strang hat, mißt nur eine minimale Änderung, die unter Umständen vernachlässigbar ist. Es kommt daher zu Fehlmes­ sungen.

Im Vulkanisierrohr kommt es aufgrund des Betriebes zu Feuchtigkeitsbildung und zu Verschmutzungen, wobei sich Feuchtigkeit und Verschmutzung im wesentlichen im tiefsten Bereich des Vulkanisierrohrs ansammelt. Dadurch kann die Empfindlichkeit des unteren Meßfühlers beeinträchtigt wer­ den, insbesondere wenn Korrosionserscheinungen hinzutreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Messung des Durchhangs eines mit einer Isolierschicht ummantelten Leiters in einem Vulkanisierrohr zu schaffen, die auch bei seitlichen Lageveränderungen des Strangs im Vulkanisierrohr eine genaue Messung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patent­ anspruchs 1.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind zwei Paar Mag­ netmeßfühler diametral einander gegenüberliegend am Vul­ kanisierrohr angeordnet. Der Abstand zwischen den Magnet­ meßfühlern eines Paares kann klein oder auch größer sein. Dieser Parameter ist relativ unkritisch. Die Signale der Magnetmeßfühler der Paare werden miteinander verknüpft zur Bildung eines Verknüpfungssignals. Die Verknüpfungssignale beider Paare von Magnetmeßfühlern werden wiederum in Be­ ziehung zueinander gesetzt zur Bildung des Lagesignals. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Signale der Magnetmeßfühler eines Paares addiert, und aus den bei­ den Summensignalen der Magnetmeßfühlerpaare wird eine Differenz gebildet zur Ermittlung eines Lagesignals in an sich bekannter Weise. Die Größe eines derartigen Lagesig­ nals zeigt die Größe der Abweichung in der Vertikalen von einer vorgegebenen Linie ab. Mit Hilfe des Lagesignals kann, wie ebenfalls an sich bekannt, eine Regelung vorge­ nommen werden zur Einstellung der Lage des Stranges in einer vorgegebenen Höhenebene.

Die Anordnung der Meßfühler nach der Erfindung hat auch den Vorteil, daß sie nicht in dem Maße Feuchtigkeit und Verschmutzung ausgesetzt ist wie im Stand der Technik.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Magnetmeß­ fühler Magnetspulen. Sie können nach einer weiteren Ausge­ staltung gegenläufigen Wickelsinn haben. Sind die Magnet­ feldspulen eines Paares relativ nahe zusammen, beispiels­ weise in Form einer Primärwicklung eines Transformators mit zwei gegenläufig gewickelten Windungsanordnungen (sym­ metrische Datenübertragung), dann ist eine weitgehende Kompensation geschaffen gegen das Störfeld der Erreger­ spule, die bekanntlich zum Einprägen des Wechselstroms im Leiter erforderlich ist.

Die Frequenz des aufgeprägten Wechselstroms befindet sich vorzugsweise im Mittelwellenbereich. Dadurch ist der Auf­ wand für Erregerspule und Magnetfeldmeßfühler ähnlich gering wie bei der eingangs beschriebenen bekannten Vor­ richtung.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden alle Signale der Magnetmeßfühler getrennt auf eine Aus­ wertevorrichtung gegeben zur Bestimmung der Lage des Lei­ ters im Vulkanisierrohr. Dadurch läßt sich nicht nur die Höhenlage des Leiters im Vulkanisierrohr bestimmen, son­ dern die Position des Leiters in einer Verikalebene senk­ recht zur Achse des Vulkanisierrohrs. Hierfür können auch u. U. drei Meßfühler ausreichen, von denen einer oben und zwei seitlich angeordnet sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt schematisch eine Schaltungsanord­ nung der Vorrichtung nach der Erfindung.

In der Figur ist ein Vulkanisierrohr 10 im Schnitt gezeigt, in dem sich ein Strang 12 befindet, der in bekannter Weise aus einem elektrischen Leiter und einer isolierenden Um­ mantelung besteht. Die Ummantelung erfolgt in Laufrich­ tung des Stranges vor dem Vulkanisierrohr in einem Extru­ der, und im Vulkanisierrohr 10 erfolgt die Vulkanisierung der Isolierung unter Wärme und Druck in an sich bekannter Weise. In einem Bereich zwischen den Enden des Vulkani­ sierrohrs 10 sind zwei Paar 14, 16 Meßfühler gezeigt, die mit 14a, 14b bzw. 16a, 16b bezeichnet sind. Die Magnet­ feldmeßfühler 14a, 14b, 16a, 16b sind in einem bestimmten Umfangsabstand am Vulkanisierrohr 10 angeordnet, wobei dieser Abstand in der Zeichnung relativ übertrieben darge­ stellt ist. Er kann auch relativ klein sein. Die Magnet­ meßfühler 14a, 14b, 16a, 16b können von magnetischen Empfängerspulen gebildet sein, die aus nur einer Windung hergestellt sein können. Insbesondere, wenn die Magnet­ meßspulen relativ nahe zusammenliegen, ist es vorteilhaft, wenn der Wickelsinn der Spulen eines Paars 14, 16 gegen­ läufig ist zur Kompensation von elektromagnetischen Stör­ feldern.

Die Magnetmeßfühler 14a, 14b sind mit einem Summenbildner 18 verbunden. Entsprechend sind die Magnetmeßfühler 16a, 16b mit einem Summenbildner 20 verbunden. Die Summenbild­ ner 18, 20 summieren die empfangenen Meßsignale. Wie er­ sichtlich, können die Meßsignale auch in anderer Weise verknüpft werden, worauf noch weiter unten näher einge­ gangen wird. Die Summensignale von den Summenbildnern 18, 20 gelangen auf jeweils einen Verstärker 22 bzw. 24, in dem sie auch gleichgerichtet werden. Die verstärkten und gleichgerichteten Ausgangssignale gelangen auf einen Dif­ ferenzverstärker 26, dessen Ausgangssignal auf eine An­ zeigevorrichtung 28 geht. Die Anzeigevorrichtung zeigt die Differenz der Summensignale aus den Summenbildnern 18, 20 an. Ist die Differenz Null, wird angezeigt, daß der Strang 12 im Hinblick auf seine Höhe im Vulkanisierrohr 10 die Mittenlage einnimmt. Über eine bei 30 angedeutete Rück­ kopplung erfolgt eine Verstärkungsregelung auf ΣU = Kon­ stant. Dementsprechend erscheint am Ausgang des Differenz­ verstärkers 26 das Signal:

Dementsprechend ist

ΣU = U11+U12+U21+U22 = konst.

Mit Hilfe der gezeigten Vorrichtung kann nicht nur die Höhenlage des Stranges 12 in der Vertikalen durch die Achse des Vulkanisierrohrs 12 ermittelt werden, sondern auch bei einer seitlichen Verlagerung, wie bei 12′ ange­ deutet. Man erkennt, daß der Abstand des Stranges 12′ von den Meßfühlern 16a, 16b stark unterschiedlich ist, während der Abstand zu den Meßfühlern 14a, 14b nahezu gleich ist. Würde nur mit zwei Meßfühlern gemessen werden, käme es, wie eingangs beschrieben, zu einer Fehlmessung. Dadurch, daß auf gegenüberliegenden Seiten des Vulkanisierrohrs 10 jeweils ein Paar von Fühlern vorgesehen ist, deren Aus­ gangssignale verknüpft werden, beispielsweise addiert, kommt es zu einer Kompensation der seitlichen Verlagerung, so daß unabhängig von der seitlichen Position des Stranges 12 immer seine Höhenlage und damit sein Durchhang relativ genau bestimmt werden kann.

Die Meßfühler der Paare können zur Verbesserung der Linea­ rität in Reihe oder parallel geschaltet werden.

Es versteht sich, daß die Ausgangssignale der Meßfühler 14a, 14b, 16a, 16b auch einzeln auf einen Verstärker ge­ geben werden können, um sie miteinander in Beziehung zu bringen. Aus den einzelnen Signalen der Magnetmeßfühler läßt sich dann nicht nur die Höhenlage, sondern die abso­ lute Position des Stranges 12 innerhalb des Querschnitts des Vulkanisierrohrs 12 ermitteln, d. h. auch seine seit­ liche oder Querlage. Hierfür könnten u. U. auch drei Meß­ fühler ausreichen, von denen einer oben und die anderen zwei seitlich am Vulkanisierrohr 10 angeordnet sind.

Für den beschriebenen Meßbetrieb ist erforderlich, daß im Leiter des Strangs 12 ein Wechselstrom fließt. Dieser wird durch eine nicht gezeigte Wechselstromquelle eingeprägt, die in einem bestimmten Abstand, zum Beispiel 6 m von den Magnetfeldmeßfühlern 14a, 14b, 16a, 16b entfernt ist. Sie kann ebenfalls aus einer einzigen Windung bestehen.

Bei einer Lagebestimmung des Stranges nach Höhe und Seite in einer Vertikalebene können zwei Meßfühlerpaare beliebig am Umfang des Vulkanisierrohrs angeordnet werden, um aus den einzelnen Fühlersignalen eine Positionsbestimmung vor­ zunehmen. Da die seitliche Lage des Stranges nicht will­ kürlich beeinflußt werden kann, reicht ihre Anzeige aus.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Messung des Durchhangs eines mit einer Isolierschicht ummantelten Leiters in einem Vulkani­ sierrohr, mit einer den Leiter im Vulkanisierrohr umge­ benden, an eine Wechselspannungsquelle angeschlossenen Erregerspule, die einen Stromfluß im Leiter erzeugt und annähernd diametral und vertikal übereinander angeord­ neten Magnetfeldmeßfühlern, die im radialen Abstand zum Leiter am Vulkanisierrohr angeordnet sind, und einer mit den Magnetfeldmeßfühlern verbundenen Vergleichs­ vorrichtung, die ein dem Durchhang des Leiters entspre­ chendes Lagesignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Paar (14, 16) Magnetfeldmeßfühler (14a, 14b, 16a, 16b) diametral einander gegenüberliegend am Vulkanisierrohr (10) angeordnet sind, die Magnetfeld­ meßfühler (14a, 14b, 16a, 16b) in Umfangsrichtung des Vulkanisierrohrs (10) einen Abstand voneinander aufwei­ sen und aus den Signalen der Magnetfeldmeßfühler (14a, 14b, 16a, 16b) ein Verknüpfungssignal erzeugt und aus dem Vergleich der Verknüpfungssignale das Lagesignal er­ mittelt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verknüpfungssignal ein Summensignal ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Magnetfeldmeßfühler (14a, 14b, 16a, 16b) Empfangsspulen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Spulen eines Magnetfeldmeßfühler­ paars einen gegenläufigen Wickelsinn haben.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen Teil einer Primärwicklung eines Trans­ formators sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Signalen der Magnetfeldmeß­ fühler (14a, 14b, 16a, 16b) zusätzlich ein Differenz­ signal gebildet wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Wechselspannungs­ quelle im Mittelwellenbereich liegt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfeldmeßfühler der jewei­ ligen Paare parallel oder in Reihe geschaltet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Magnetfeld­ meßfühler auf einzelne Verstärker gegeben werden zur Bestimmung der absoluten Lage des Strangs im Vulkani­ sierrohr bezüglich einer Vertikalebene durch das Rohr.