DE1920966A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kennzeichnung isolierter elektrischer Leiter - Google Patents

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STANDARD ELEKTRIK LORENZ AG

7 Stuttgart-Zuffenhausen

Hellmuth-Hlrth-Str-42 . 1920966

H.J.Haise-H;Harbort 1-1 ■ ·

Verfahren und Vorrichtung zur Kennzeichnung isolierter elektrischer Leiter.

Die Anmeldung bezieht sich auf das Kennzeichnen von isolierten· elektrischen Leitern, vornehmlich auf das Kennzeichnen von kunststoffisolierten Fernme,ldeadern mit Parbringen.

Bekanntlich wird die Ringsignierung aus fabrikatorisehen Gründen und auch um eine gute Haftung der Farbe auf den zu signierenden Adern zu gewährleisten in einem Arbeitsgang mit der Ader· isolierung vorgenommen. Da die frisch extrudierte Aderisolierung keiner nennenswerten mechanischen Beanspruchung ausgesetzt werden darf, ist es üblich, die Adern mit einem bewegten Farbstrahl zu signieren.

Zu diesem Zweck ist ein Verfahren zum fortlaufenden Kennzeichnen von Formsträngen, insbesondere der Isolierung oder Ummantelung elektrischer Leiter oder Kabel bekannt geworden, bei dem ein oder mehrere unter Druck stehende Farbstrahlen mittels elektrischer Schwingungserzeuger, an denen die SpritzdUsen befestigt sind, in senkrecht zur Aderachse verlaufende Schwingungen versetzt werden (DOS 1 415 791)·

Bei diesem bekannten und in der Praxis verbreiteten Verfahren bzw. der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist die SchwingfrequBnz und damit die maximale Fertigungsgesohwindigkeit stark begrenzt durch die mechanische Trägheit des Schwingsystems.

21. April 1969 ^!

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Die maximale Schwingfrequenz der bekannten Einrichtung beträgt etwa 500 Hz. Damit ist bei einem Abstand der Farbringe von 5 mm,wie er beispielsweise für Schaltdrähte vorgeschrieben ist, die Fertjgingsgeschwindigkeit auf maximal 300 m/min begrenzt. Wegen d*r bei der maximal möglichen Schwingfrequenz sehr begrenzten Lebensdauer des Schwingsystems beträgt die Arbeitsfrequenz in der Praxis jedoch vielfach nur etwa 300 Hz, welches bei dem erwähnten Abstand der Farbringe einer Fertigungsgeschwindigkeit von etwa l80 m/min entspricht.

Auch bei dieser stark reduzierten Fertigungsgeschwindigkeit weist das bewegte Schwingsystem der bekannten Einrichtung nur eine begrenzte Lebensdauer auf.

Es ist noch ein anderes Verfahren zur Kennzeichnung von vorzugsweise mit thermoplastischen Stoffen isolierten elektrische Leitern durch in Abständen mittels Spritzdüsen hergestellte Farbzeichen bekannt, bei dem die von der Spritzvorrichtung erzeugten Farbstrahlen quer zur Leiterlängsrichtung mit kleinem Abstand an dem Leiter vorbeigeführt und in zeitlichen Abständen durch auf den Leiter gegebene Hochspannungsimpulse auf diesen gelenkt werden (DBP 1134 129).

Es ist nicht bekannt, ob dieses bekannte Verfahren bereits in der Praxis Anwendung gefunden hat. Dies ist auch schwer vorstellbar, weil die dabei ii der rauhen Praxis des Betriebes auftretenden Probleme, von denen nur auf die Kontaktgabe des Leiters und der Schutz des Bedienungspersonals vor der Hochspannung erwähnt werden sollen, kaum, wirtschaftlich und den Unfallschutzvorschriften genügend gelöst werden dürften.

Die Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen sollen mit der nachstehend aufgezeigten, allen praktischen Erfordernissen gerecht werdenden Lösung behoben werden.

Sie betrifft ein Verfahren zur Kennzeichnung von in Richtung ihrer Längsachse bewegter vornehmlich mit thermoplastischem Werkstoff isolierter elektrischer Leiter mittels eines Färb-

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Strahles, der unter Druck aus einer rechtwinkelig zum isolierten Leiter fest angeordneten Spritzdüse austritt.

Erfindungsgemäss wird der in Hchtung auf den isolierten Leiter aus der Spritzdüse geradlinig austretende Farbstrahl hinter der Spritzdüse in einem elektrodynamischen Ablenksystem etwa sinusförmig abgelenkt und die Ablenkung in einer nachgeschalteten etwa zylindrischen innenprofilierten elektrostatisohen Verstärkungselektrode verstärkt.

Da bei dem neuen Verfahren zur Herstellung des Farbringes auf dem isolierten elektrischen Leiter- wie an sich bekanntzwei Jeweils auf verschiedenen Seiten des elektrischen Leiters angeordnete und Je einen Halbring erzeugende Signiergeräte vorgesehen sind, deren Farbstrahlen miteinander syn- ι chronisiert werden müssen, durchläuft nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der vertikal oszillierende Farbstrahl zur seitlichen Verschiebung in Richtung des isolierten Leiters eine asymmetrisch zum Farbstrahl angeordnete elektrostatische Verschiebungselektrode.

Nach dem neuen Verfahren können nicht nur Einzelringe auf den isolierten elektrischen Leitern, sondern auch mehrere Ringe gleidrceitig nebeneinander , dh. sogenannte Ringgruppen, erzeugt werden. Es können daher zur Herstellung einer ringförmigen Kennzeichnung auf dem isolierten Leiter Jeweils abgelenkte Farbstrahlen entsprechend der Anzahl der gleichzeitig herzustellenden Ringmarkierungen auf beiden Seiten des isolierten Leiters angeordnet werden, wobei die zusammenarbeitenden, gegenüberliegenden Farbstrahlen in Richtung der Aderachse um einen oder mehrere Ringabstände gegeneinander verschoben sind.

Als Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens dient erfiüdungsgemäss ein aus zwei isolierten Paralleldrähten bestehendes elektrodynamisches Ablenksystem und eine zylindrische, sich innen konisch verjüngende Verstärkungselektrode.

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Die Verschiebung des oszillierenden Farbstrahls ist gemäss eines weiteren Merkmales der Erfindung gewährleistet durch eine asymmetrisch zum Farbstrahl angeordnete , elektrostatische Verschiebungselektrode, die vorzugsweise kastenförmig oder oval sein soll.

Die oszillierende Ablenkung des Farbstrahles wird d'adurch erreicht, dass die Elektroden des elektrodynamischen Ablenksystems abwechselnd mit positiven oder negativen, halbsinusförmigen Hochspannungsimpulsen beaufschlagt sind.

Für die Erzeugung mehrerer parallel nebeneinander liegender abgelenkter Farbstrahlen hat sich eine Vorrichtung als günstig erwiesen, bei der eine gemeinsame elektrodynamische Ablenkelektrode, eine mit der entsprechenden Anzahl von Bohrungen versehene Verstärkungselektrode und separate Verschiebungselektroden vorgesehen siüd.

Anhand der Figuren 1 bis 4 sollen Einzelheiten der Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig.l eine Seitenansicht der Ablenkvorrichtung Fig.2 in schematischer Darstellung die neue Vorrichtung Fig.3a-o die Ablenkvorrichtung mit Verschiebungselektrode, und

Fig.4 eine Ablenkvorrichtung zum Aufbringen von Ringgruppen auf den isolierten Leiter.

Wie aus Fig.l erkennbar, wird die Farbe aus einer feststehenden, elektrisch auf Erdpotential liegenden Düse lr.mit etwa 0,5 mm Düsenöffnung unter einem Druck von 0,5 bis 0,8 atü herausgedrückt. Dabei entsteht ein zunächst horizontal verlaufender dünner Farbstrahl 3* der etwa 5 mm hinter der Düse in ein zweipoliges elektrodynamisches Ablenksystem 2 eintritt, das aus zwei runden, isolierten Drähten von etwa 2 mm Durchmesser besteht. Form, Abstand (ca. 2,5mm) und Isolationswerkstoff der Ablenkelektroden stellen sicher, dass Sprühentladungen vermieden wer-

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den und beim Ein- und Ausschalten des Farbstrahles die auf die Elektroden gelangende Farbe abtropfen kann. Den Ablenkelektroden werden - wie aus Fig.2 besser zu erkennen- abwechselnd positive oder negative halbsinusförmige Hochspannungsimpulse von 3 bis 5 kV Scheitelspannung aufgeprägt, wodurch der Farbstrahl J eine sinusförmige Ablenkung erfährt. Die "ßchwingungsamplitude des Farbstrahls hängt dabei in erster Linie von der Potentialhöhe der Ablenkspannung, der Impulsfrequenz, dem Farbdurchsatz und der relativen Dielektrizitätskonstante der Farbe ab.

Um eine einwandfreie Ringkennzeichnung zu ermöglichen, muss .die Schwingungsamplitude beim Errdchen des isolierten Leiters 4 mindestens dem viefachen Durchmesser des isolierten Leiters entsprechen. Zur Verstärkung der Schwingung des Farbstrahles ist daher etwa 10 mm hinter den Elektroden des elektrodynamischen Ablenksystem 2 eine zylindrische Verstärkungselektrode 5 angeordnet, welche die SehwingungsampiLitude verstärkt. Die Verstärkungselektrode liögt auf einem positiven oder negativen steuerbaren Gleichspannungspotential von etwa 2 bis 4 kV. Auf diese Weise lann je nach Grosse der .anliegenden Gleichspannung eine Verstärkung der Schwingungsamplitude von 100 bis 500$ erzielt werden.

Im Abstand von etwa 15 bis 40 mm hinter der Verstärkungselektrode 5 trifft der oszillierende Farbstrahl auf den senkrecht dazu bewegten isolierten Leiter 4 und erzeugt dort bei jedem Schwingungsnulldurchgang einen Halbring.

Aus Figr2 is^:tⁿebenfalls eine zum Erzeugen der Hochspannungsimpulse geeignete elektrische Einrichtung erkennbar. Darin wird die Ausgangsspannung eines nach Frequenz und Spannung regelbaren Tonfrequenz-Generators 6 oder mit der Fertigungsgeschwindigkeit der Ader synchronisierbaren Tachogenerators in einem Leistungsverstärker 7 verstärkt und in einem nachgeschalteten Transformator 8 auf die erforderliche Spannung hochtrangformiert. Die von den beiden symmetrischen Sekundärwibk-

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lungen des Transformators abgegebene Spannung wird durch die Gleichrichter 9 und 10 gleichgerichtet und den beiden Ablenkelektroden über kurze kapazitäts- und ableitungsarme Leitungen zugeführt.

Die Spritzdüse 1 ist über eine Rohrleitung an den farbbehälter 11 angeschlossen, in dem die Farbe mittels Druckluft aus, der Vorratsflasche 12 über ein Ventil 13 unter einstellbarem Druck steht.

Zur Erzeugung von geschlossenen Ringen auf dem isolierten Leiter sind - wie bei den bekannten Kennzeidnungseinrichtungenzwei sich am isolierten Leiter gegenüberliegende Ablenkvorrichtungen erforderlich. Damit die beiden Farbstrahlen sich nicht gegenseitig beeinflussen können, sind die beiden Ablenkvorrichtungen um einen oder mehrere Ringabstände entlang des isolierten Leiters gegeneinander versetzt angeordnet. Um eine genaue Deckung der beiden Halbringe zu gewährleisten, ist vielfach noch eine Peinregulierung, d.h. eine Synchronisationseinrichtung notwendig. Hierfür dient die in Fig.Ja in Seitenansicht, in Fig.3b in Vorderansicht und in Fig. 3c in Draufsicht gezeigte auf steuerbarem Gleichhobhspannungspotential liegende kastenförmige oder ovale platten-oder drahtförmige Verschiebungselektrode 14. An dieser vorbeigeführt, erfährt der Farbstrahl 3 eine Ablenkung zu der am nächsten liegenden Platte, wobei der Auslenkwinkel mit steigendem Potential zunimmt. In der Praxis wird man einen mittleren Auslenkwinkel als Ruhelage nehmen und die Synchronisation durch Erhöhung oder Erniedrigung des Potentials vornehmen.

In Fig.4 ist noch eine Vorrichtung gezeigt, die zur gleichzeitigen Herstellung von Dreifachringen mit einem Ablenksystem geeignet ist. Dabei treten aus der Dreifachdüse 1 drei Farbstrahlen aus, die durch das gemeinsame Ablenksystem 2 abge— lenkt werden. Die Verstärkung erfolgt in einer Dreifachver-

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Stärkerelektrode 5, die aus drei galvanisch verbundenen Einzelelektroden besteht, während für jeden Farbstrahl eine separate Verschiebungselektrode 14 vorgesehen ist.

Die wichtigsten Vorteile des neuen Verfahrens und der neuen Vorrichtung gegenüber den bekannten Signiereinrichtungen sind einmal - infolge Fehlens von mechanisch schwingenden Bauteillen - die wesentliche höhere Lebensdauererwartung, worin auch erhebliche fabrikatorische Vorteile liegen, und zum anderen infolge der höheren möglichen Schwingfrequenz eine höhere Fertigungsgeschwindigkeit. In eiöben Versuchen .arbeitet eine Versuchseinrichtung noch bei 1400 Hz zufriedenstellend, welches bei dem schon erwähnten Ringabstand von 5 mm einer Fertigungsgeschwindigkeit von etwa 85O m/min entspricht.

Für die Durchführung der Ringkennzeichnung mit diesen hohen Fertigungsgeschwindigkeiten sind grundsätzlich die gleichen handelsüblichen Farbzusammensetzungen verwendbar, wie sie bisher bei den bekannten Einrichtungen verwendet wurden. Wegen der für diese Farben notwendigen Trockenzeit ist daher eine lange Trockenstrecke nach dem Aufspritzen der Ringe erforderlich, welches in der Fabrikation jedoch unerwünscht ist. Es ist deshalb gleichzeitig nach einer besseren, insbesondere schneller trocknenden Farbe gesucht worden. Als besonders günstig erwies sich-dabei eine Farbe, welche zu 95# aus Lösungsund Verschnittmittel, 2-3% Bindemittel (PCV) und 3-2% Farbanteil besteht. Das Lösungsmittelgemisch setzt sich aus 67% Methylenchlorid, 10# Chloroform und 2J>% Cyclohexanon zusammen. Diese Farbe wies neben den gewünschten elektrischen und mechanischen Eigenschaften eine sehr kurze Trocknungszeit auf. Im Versuch benötigte diese Farbe bei einer Fertigungsgeschwindigkeit von 350m/min auf der noch heissen, gerade extrudierten Isolierung eine Trockenstrecke von etwa einem Meter.

7 Patentansprüche,

2 Bl.Zeichnungen, 4 Fig. -/-

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Claims (1)

1. Patentansprüche . '

   Verfahren zur Kennzeichnung von in Richtung ihrer Längsachse bewegter vornehmlich mit thermoplastischem Werkstoff isolierter elektrischer Leiter mittels eines Farbßtrahle, der unter Druck aus einer rechtwinkelig zum isolierten Leiter fest angeordneten Spritzdüse austritt, dadurch gekennzeichnet,dass der in Richtung auf den isolierten Leiter aus der Spritzdüse geradlinig austretende Farbstrahl hinter der Spritzdüse in einem elektrodynamischen Ablenksystem etwa sinusförmig abgelenkt und die Ablenkung in einer nächgeschalteten etwa zylindrischen Innenprofilierten elektrostatischen Verstärkungselektrode verstärkt wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vertikal oszillierende Farbstrahl zur seitlichen Verschiebung in Richtung des isolierten Leiters eine asymmetrische zum Farbstrahl angeordnete elektrostatische Verschiebungselektrode durchläuft.

   3. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet ,dass zur Herstellung einer ringförmigen Kennzeionung auf dem isolierten Leiter jeweils abgelenkte Farbstrahlen entsprechend der Anzahl der gleichzeitig herzustellenden Ringmarkierungen auf beiden Seiten des isolierten Leiters angeordnet werden, wobei die zusammenarbeitenden, gegenüberliegenden Farbstrahlen In Richtung der Aderachse um einen oder mehrere Ringabstände gegeneinander verschoben sind.

   4. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 und 3, gekennzeichnet ,durch ein aus zwei isolierten Paralleldrähten bestehendes elektrodynamisches Ab-

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   lenksystem (2) und eine zylindrische·, sich innen konisch verjüngende Verstärkungselektrode (5).

   5* Vorrichtung nach Anspruoh 4 zur Durchführung der Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 bis 3* gekennzeichnet.durch eine asymmetrischezum Farbstrahl angeordnete elektrostatische Verschiebungselektrode (14).

   6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden des elektrodynamischen Ablenksystems abwechselnd mit positiven oder negativen halbsinusförmigen Hoohspannungsimpulsen beaufschlagt sind«

   7. Vorrichtung nach.den Ansprüchen 4 bis 6 zur Erzeugung mehrerer parallel nebeneinander liegender abgelenkter Farbstrahlen, dadurch gekennzeichnet, dass für die Farbstrahlen eine gemeinsame elektrodynamische Ablenkelektrode, eine mit der entsprechenden Anzahl von Bohrungen versehene Verstärkungselektrode und separate Verschiebungselektroden vorgesehen sind.

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