NO129271B - - Google Patents

Description

Utstyr for merking av isolerte elektriske ledere.

Foreliggende oppfinnelse angår utstyr for merking av isolerte, elektriske ledere, og særlig utstyr for merking av lederne mens de beveger seg i retning av sin lengdeakse og hvor merkingen foretas med en fargestråle som under trykk sendes ut fra en faststående dyse som står vinkelrett på lederens akse, idet fargestrålen av-bøyes under påvirkning av et elektrisk felt.

Det er tidligere velkjent å kombinere merkingen av leder-isolasjonen med selve isoleringsprosedyren, både for å oppnå en god adhesjon av fargen til lederen og av andre produksjonshensyn.

Da den nylig ekstruderte isolasjonen ikke bør utsettes for noen mekanisk påkjenning av betydning, har det lenge vært vanlig å

merke trådene ved hjelp av en bevegelig fargestråle.

For å merke sylindrisk ekstruderte tråder, særlig isolasjonen eller belegget på elektriske ledere eller kabler med en kontinuerlig markering, har det tidligere også vært vanlig å benytte en eller flere fargestråler som utvikles under trykk og som beveges, frem og tilbake vinkelrett på trådens akse idet dysene er festet til elektro-mekaniske oscillatorer. I denne forbindelse vises til tysk patentsøknad DOS nr. 1.415.791 og til sveitsisk patent nr. 354.493.

Ved denne kjente og meget benyttede metode vil oscillasjons-frekvensen og følgelig også den maksimale produksjonshastighet være sterkt begrenset av den mekaniske treghet til det oscillerende system.

Den maksimale oscillerende, frekvens som benyttes for slikt kjent utstyr ligger på omkring 500 svingninger pr. sekund. Skal man således oppnå en fargemerking med avstand på f.eks. 5 mm så blir produksjonshastigheten begrenset til maksimalt 300 meter pr. minutt. Imidlertid vil man i de fleste tilfelle, på grunn av den sterkt begrensede levetid for oscillerende systemer som drives ved maksimal frekvens, i praksis bare holde seg på omtrent 300 svingninger pr. sekund som med den ovennevnte avstand mellom merkene resulterer i en produksjonshastighet på omkring 180 meter pr. minutt.

Selv med en så sterkt redusert produksjonshastighet har det oscillerende system til det kjente utstyr en svært begrenset levetid.

Det er tidligere også tilveiebragt en annen fremgangsmåte for

å merke elektriske ledere som fortrinnsvis er isolert med plast-materialer med adskilte fargede ringer ved hjelp av dyser og hvor fargestrålene som føres ut av dysene på nært hold blir styrt mot lederen ved visse intervaller ved hjelp av høyspente pulser som tilføres selve lederen. (Tysk patent nr. 1.134.129).

Det vites ikke om denne form for påvirkning av strålen med et elektrisk felt er blitt benyttet i praksis. Dette synes imidlertid lite sannsynlig på grunn av forskjellige driftsproblemer, hvorav bare kontaktdannelsen med lederen og beskyttelsen av personalet like overfor de høye spenninger skal nevnes her. Dette er problemer som vanskelig vil kunne la seg løse på en økonimisk forsvarlig måte og i overensstemmelse med de gitte sikkerhetsforskrifter.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å frembringe et utstyr for merking av elektriske ledere, hvilket utstyr tilfredsstiller alle de praktiske krav som stilles, samtidig som man unngår de ulemper som foreligger ved tidligere kjente merkeutstyr. De viktigste fordeler ved et utstyr i henhold til foreliggende oppfinnelse er at det kan benyttes ved svært høye produksjonshastigheter, og at det likevel gir klare merkinger med ønsket form, avstand og størrelse ••

Dette oppnås ved å benytte det utstyr som er beskrevet i de nedenfor fremsatte krav.

For å gi en klarere forståelse av oppfinnelsen vises til nedenstående beskrivelse av et utførelseseksempel under hen-

visning til de ledsagende tegninger hvor,

Fig. 1 viser et tverrsnitt av avbøyningssystemet,

Fig. 2 viser en skjematisk fremstilling av et utstyr i hen-

hold til oppfinnelsen, dog uten forskyvningselektroden,

Fig. 3a - 3c viser avbøyningssystemet med forskyvningselektroden og Fig. 4 viser et avbøyningssystem for å påføre grupper av ringmerker på den isolerte leder.

Som det fremgår av figur 1 presses fargen ut av en fast dyse 1. Den er elektrisk forbundet med jordpotensialet og har en dyseåpning på omkring 0.5 mm og mates med fargestoff under et overtrykk på 0.5 til 0.8 atm. Dette resulterer i en horisontal, tynn fargestråle 3 som omtrent 5 mm utenfor dysen passerer et to-polet elektrodynamisk avbøyningssystem 2 som består av 2 runde isolerte tråder med diameter på omkring 2 mm. Formen, avstanden (omtrent 2.5 mm) og isolasjonsmaterialet til avbøyningselektrodene sikrer at overslag unngås, og at fargestoff som treffer elektrodene når fargestrålen slås av og på, fritt kan renne av elektrodene. Som det klarere vil bli vist på figur 2, tilføres høyspenningspulser på 3-5 kV toppspenning og med en form som tilsvarer den positive eller negative del av en sinuskurve, avbøyningselektrodene slik at fargestrålen 3 blir avbøyd i et mønster som tilsvarer en vanlig sinuskurve. Amplituden til svingningene som fargestrålen utfører er hovedsakelig avhengig åv potensialet til avbøyningsspenningen, pulsfrekvensen, fargemassens viskositet og den relative di-elektrisitetskonstant til fargemassen.

For å oppnå en akseptabel ringmerking er det nødvendig at amplituden til svingningene minst må være lik det firedobbelte av diameteren til den isolerte leder 4 i det plan hvor fargestrålen når frem til lederen. For å forsterke svingningene av fargestrålen er det anbragt en sylindrisk forsterkende elektrode 5 omkring 10 mm utenfor elektrodene til det elektrodynamiske avbøyningssystemet 2

og denne forsterkende elektrode forstørrer amplituden til svingningene. Forsterkningselektroden er forbundet med et positivt eller negativt regulerbart likespenningspotensial på omkring 2-4 kV. På denne måten er det mulig å oppnå en 100-500%'s økning av amplituden til svingningene avhengig av størrelsen til den tilførte like-spenning.

Ved en avstand på omkring 15-40 mm utenfor forsterkningselektroden 5 kommer den svingende fargestrålen i kontakt med den isolerte leder 4 som beveger seg vinkelrett på elektroden, og det dannes en halv ringmerking hver gang fargestrålen krysser lederen.

Figur 2 viser en elektrisk krets som er egnet for å fremstille de ønskede høyspenningspulser. I denne kretsen forsterkes utgangs-spenningen fra en tonegenerator 6 som er justerbar både med hensyn til frekvens og spenning, eller fra en tachometer generator som er synkroniserbar med produksjonshastigheten til lederen, i en kraft-forsterker 7 og transformeres opp til den ønskede spenning i en etterfølgende transformator 8. Spenningen som leveres av de to symmetriske sekundærspoler til transformatoren likerettes ved hjelp av likeretterene 9 og 10 og tilføres de to avbøyende elektroder over korte kabler med liten kapasitet og liten lekkasjestrøm.

Over et tilførselsrør er dysen 1 forbundet med fargebeholderen 11 hvor fargen holdes under trykk ved hjelp av komprimert luft fra beholderen 12 via ventilen 13.

For å frembringe en fullstendig ringmerking på den isolerte leder er det nødvendig å benytte to motsatt anbragte avbøynings-utstyr i likhet med det som er kjent fra tidligere merkeutstyr.

For å hindre at de to fargestråler innvirker på hverandre er de to avbøyningsutstyr forskjøvet langs lederen i en avstand som til- . svarer en eller flere ringmerkeavstander. For å sikre en nøyaktig tilpasning mellom de to halve ringmarkeringer, vil det ofte være nødvendig med et justeringsutstyr, f.eks. i form<*>av en synkroni-ser ingsinnretning. Dette kan utføres ved hjelp av en forskyvningselektrode 14 vist i sideriss i figur 3a, i tverrsnitt i figur 3b og i oppriss i figur 3c, hvilken forskyvningselektrode er forbundet med et justerbart likespenningspotensial og kan være eskeformet, plateformet eller trådformet. Når fargestrålen 3 rettes forbi denne forskyvningselektrode avbøyes den mot nærmeste plate og avbøyningsvinkelen øker med økende potensial. I praksis vil en midlere avbøyningsvinkel regnes som normalstilling og synkroni-seringen vil utføres ved å øke eller minske potensialet.

Figur 4 viser et utstyr som er egnet for samtidig påføring av tre ringmerker ved bruk av et avbøyningssystem. Tre fargestråler kommer ut av den tredoble dysen 1 og avbøyes av det felles av-bøyningssystem 2. Forsterkningen av bevegelsen utføres av en tre-trinns forsterkningselektrode som består av tre individuelle elektroder som er ledende forbundet med hverandre mens det er tilveiebragt en adskilt forskyvningselektrode 14 for hver fargestråle.

De viktigste fordeler man oppnår ved et utstyr i henhold

til oppfinnelsen er på den ene side at det får en vesentlig lengere levetid enn mekanisk styrt utstyr fordi det ikke inneholder noen mekanisk bevegelige komponenter, noe som også med-fører betydelige fabrikasjonsfordeler, og på den annen side at man kan benytte høyere produksjonshastigheter fordi høyere frekvenser for strålens bevegelse kan benyttes. Man unngår også de farer som

foreligger ved tidligere kjent elektrisk styrt utstyr. I de første eksperimenter som ble utført fant man at utstyret kunne funksjonere tilfredsstillende opp til en frekvens på 1400 Hz som med ovennevnte avstand mellom ringmerkene ville gi en produksjonshastighet på omkring 850 meter pr. minutt. Senere er man kommet opp i hastig-heter på 1200 m/min. med brukbare resultater.

For ringmerking ved slike høye produksjonshastigheter er det mulig å benytte praktisk talt den samme fargesammensetning som de som er blitt benyttet i kjent utstyr. På grunn av dette er det nødvendig med en lang tørkedistanse etter at fargen er påført lederen, noe som er uønsket i produksjonen. En bedre fargesammensetning, og det vil særlig si en fargesammensetning med kortere tørketid, er derfor ønskelig. Man har funnet at en farge som består av 95% oppløsnings- og fortynningsmiddel, 2-3% bindemiddel (PVC) og 3-2% fargestoff er særlig fordelaktig. Oppløsnings-midlet var laget av 67% metylénklorid, 10% kloroform og 23% cykloheksanon. Ved siden av at det har de ønskede elektriske og mekaniske egenskaper har dette fargestoffet vist seg å ha en svært kort tørketid. I eksperimenter har det vist seg at fargen krever en tørkestrekning på omkring 1 meter på den fremdeles varme, nettopp ekstruderte isolasjon ved en produksjonshastighet på 350 meter pr. minutt.

Claims (5)

1. Utstyr for merking av isolerte elektriske ledere som beveger seg i retning av sin lengdeakse, med en fargestråle som under trykk sendes ut fra en faststående dyse som står vinkelrett på lederens akse, idet fargestrålen avbøyes under påvikrning av et elektrisk felt, karakterisert ved at et topolet, elektrodynamisk avbøyningssystem (2) som meddeler fargestrålen en til-nærmet sinusformet avbøyning i et plan vinkelrett på lederens akse, og en sylindrisk innvendig profilert forsterkerelektrode (5) som forsterker avbøyningen, er anbragt etter hverandre mellom dysen (1) og lederen (4) og symmetrisk i forhold til forbindelseslinjen mellom dysen og lederen samt at en forskyvningselektrode (14), for sideveis forskyvning av fargestrålen i retning av lederens akse, er anbragt usymmetrisk i forhold til denne forbindelseslinje.

2. Utstyr ifølge krav 1,karakterisert ved at avbøyningssystemet (2) består av en isolert tråd som delvis er anordnet over og delvis under den nevnte forbindelseslinje og som danner en rett vinkel med denne.

3. Utstyr ifølge krav 1 eller 2,karakterisert ved a t forsterkerelektroden (5) innvendig har en konisk, avsmalnende overflate.

4. Utstyr ifølge krav 1,2.eller 3, karakterisert ved at forskyvningselektroden (14) er sammensatt av metall-bånd eller metalltråd slik at den danner et rettvinklet eller ovalt legeme.

5. Utstyr ifølge krav 1,2,3 eller 4, og egnet for merking med flere parallelt løpende fargestråler, karakterisert ved at det benyttes et felles avbøyningssystem (2) for alle fargestrålene, en forsterkningselektrode (5) med like mange gjennomløpende åpninger som det er fargestråler, og flere for-skyvningselektroder (14).