DE2524572A1

DE2524572A1 - Control circuit for two sprays of colouring agent - includes variable resistor to control input to pulse generator

Info

Publication number: DE2524572A1
Application number: DE19752524572
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Phys Kimmich
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1975-06-03
Filing date: 1975-06-03
Publication date: 1976-12-23
Also published as: ES448497A1; BE842520A

Abstract

A process for depositing a colouring agent onto an electrically insulated material travelling in front of a pair of sprays, includes a method of controlling the two flows by producing a train of pulses to produce the required leviation, and vary the amplitude of the two flows. The control circuit has a converter stage to change the control signal into rectangular pulses with rounded tops, an output stage, an inverter stage, a push pull amplifier stage and a high tension transformer. The converter stage has a counter reaction amplifier with a variable resistance and two opposed parallel diodes. The output stage has a non reversible amplifier and the inverter stage has a reversible amplifier with a transistor power amplifier. The colouring substance has a conductivity between 0.5 and 2 miro ohms per centimetre.

Description

Verfahren und Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Ablenkspannung für einen Farbstrahl beim Kennzeichnen isolierter elektrischer Leiter. Method and circuit arrangement for generating a deflection voltage for a ray of color when marking isolated electrical conductors.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer, bei allen infragekommenden Kennzeichnungsfrequenzen die Herstelluna von Kennzeichnungsringen sicherstellenden Ablenkspannung für den Farbstrahl in einer Vorrichtung zur Kennzeichnung isolierter elektrischer Leiter, in welcher der kontinuierlich unter Druck aus einer rechtwinklig zum elektrischen Leiter angeordneten Spritzdüse austretende Farbstrahl durch ein mit hoher Wechselspannung beaufschlagtes Ablenksystem in Schwingungen versetzt wird.The invention relates to a method and a circuit arrangement to generate one, for all possible identification frequencies, the manufacturing of marking rings ensuring deflection voltage for the color beam in one Device for marking isolated electrical conductors in which the continuous under pressure from a spray nozzle arranged at right angles to the electrical conductor emerging color beam through a deflection system applied with high alternating voltage is set in vibration.

Derartige Vorrichtungen zur Kennzeichnung isolierter elektrischer Leiter sind bekannt (DT-AS 1 920 966) und haben sich in der praktischen Anwendung bewahrt. Bei der hekannten Kennzeichnungsvorrichtung wird das Ablenksystem mit einer sinusförmigen Wechselspannung beaufschlagt, welches zur Folge hat, daß auch der Farbstrahl sinusförmig abgelenkt wird, welcher in an sich bekannter Weise beim Nulldurchgang der Sinusschwingung auf dem in axialer Richtung abgezogenen isolierten elektrischen Leiter, auch Ader genannt, einen Halbring erzeugt. Die Erzeugung von aus zwei separat erzeugten Halbringen zusammengesetzten Kennzeichnungsringen funktioniert vorzüglich für einen weiten Bereich der Ringabstände und Aderabzugsgeschwindigkeiten. Lediglich bei sehr weiten Ringabständen, welche niedrigen Frequenzen der Ablenkspannung entsprechen, und/oder hohen Aderabzugsgeschwindigkeiten können Schwierigkeiten auftreten.Such devices for marking isolated electrical Heads are known (DT-AS 1 920 966) and have been used in practice preserved. At the heknown The marking device becomes the deflection system applied with a sinusoidal alternating voltage, which has the consequence that the color beam is also deflected sinusoidally, which in a manner known per se at the zero crossing of the sinusoidal oscillation on the isolated one removed in the axial direction electrical conductor, also called a wire, creates a half-ring. The generation of Identification rings composed of two separately produced half-rings work Excellent for a wide range of ring spacings and wire withdrawal speeds. Only in the case of very wide ring spacings, which low frequencies of the deflection voltage and / or high wire withdrawal speeds, difficulties may arise.

Das hat folgende Ursache: Um bei den hohen Abzugsgeschwindigkeiten, mit welchen heute den elektrischen Leiter isolierende Extrusionsanlagen arbeiten, das gesamte Spektrum an Kennzeichnungsringen herstellen zu können, werden Farbstrahlen benötigt, die mit Frequenzen etwa zwischen 200 und 2000 Hz abgelenkt werden. Bei einem konstanten Farbdruck ändert sich dabei die Zahl der Wellenzüge des abgelenkten Farbstrahls zwischen Entstehungsort, d.h. den Ablenkelektroden, und der Signierebene ebenfalls um den Faktor 10.This has the following cause: In order to avoid the high take-off speeds, with which extrusion systems that isolate electrical conductors work today, To be able to produce the entire spectrum of identification rings, color rays needed, which are deflected with frequencies between about 200 and 2000 Hz. at a constant color pressure changes the number of wave trains of the deflected Between the point of origin, i.e. the deflection electrodes, and the marking plane also by a factor of 10.

Ist die Anzahl der Wellenzüge des sinusförmig abgelenkten Farbstrahls gering, d.h. bei niedriger Ablenkfrequenz bzw.Is the number of wave trains of the sinusoidally deflected color beam low, i.e. at low deflection frequency or

weitem Abstand der Kennzeichnungsringe, und/oder hoher Aderabzugsgeschwindigkeit, so legt die Ader, während der Nulldurchgang der Strahlamplitude Uber sie hinwegstreicht, eine nicht rehr zu vernachlässigende Strecke zurück. Dies führt zu einer Verbreiterung des Kennzeichnungsringes bei zunehmender Schrägstellung und Verzerrung in Form zweier Halbsicheln.wide spacing of the identification rings and / or high wire withdrawal speed, so the wire lays while the zero crossing of the beam amplitude sweeps over it, a distance that cannot be neglected. this leads to a widening of the marking ring with increasing inclination and Distortion in the form of two half-sickles.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, ein Verfahren zur Erzeugung einer Ablenkspannung für den Farbstrahl anzugeben, welches das vorstehend erläuterte Phänomen der Schrägstellung des Halbringes bei niedrigen Ablenkfrequenzen des Farbstrahles verhindert.The object on which the invention is based is therefore to specify a method for generating a deflection voltage for the color beam, which the above-explained phenomenon of inclination of the half-ring at low Deflection frequencies of the color beam prevented.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemEß dadurch gelöst, daß wenigstens bei niedrigen Kennzeichnungsfrequenzen das Ablenksystem mit einer aus Rechtecken mit aufgesetztem Halbbogen bestehenden Ablenkspannung beaufschlagt ist.This object is achieved according to the invention in that at least at low identification frequencies the deflection system with one of rectangles applied deflection voltage is applied to the semi-arc.

Weitenvorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 enthalten, welche nachstehend anhand der Figuren 1 und 2 näher erläutert wird. Es zeigen: Fig.1 eine schematische Darstellung der Kennzeichnungsvorrichtung für isolierte elektrische Leiter; Fig.2 eine prinzipielle Schaltungsanordnung zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Ablenkspannung; Fig.3a den Ausschnitt einer Ader mit einem Kennzeichnungsrina, der mit sinusförriger Ablenkspannung niedriger Frequenz erzeugt FJurde; und Fig.3b den Ausschnitt einer Oder rrit Kennzeichnungsring, der mit aus Rechtecken mit aufgesetztem Sinus bestehenden Ablenkspannung niedriger Frequenz erzeugt wurde.Further advantageous features of the invention are set out in claims 2 to 5, which will be explained in more detail below with reference to FIGS. 1 and 2. They show: FIG. 1 a schematic representation of the marking device for insulated electrical conductors; 2 shows a basic circuit arrangement for generation the deflection voltage according to the invention; Fig.3a the section of a Core with a marking rina, which is lower with sinusoidal deflection voltage Frequency generated FJurde; and FIG. 3b shows the section of an Orrrit identification ring, with the deflection voltage consisting of rectangles with a sine on top Frequency was generated.

In Fig.1 ist der im Abstand a mit farbiaen Kennzeichnunasringen zu versehende, in Richtung des Pfeiles bewegte isolierte elektrische Leiter 1 zu erkennen. Der Wenn zeichnungsring entsteht nacheinander aus zwei Halbringen, von denen jeder von einer Spritzdüse 2 erzeugt wird, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Leiters 1 und in einem solchen axialen Abstand voneinander angeordnet sind, daß die Farbamplitude des zweiten Farbstrahles gerade Null ist, wenn der erste Halbring den Ort der zweiten Spritzdüse passiert. Die Ablenkung der Farbstrahlen erfolgt durch die mit einer hochgespannten Wechselspannuna beaufschlagten Ablenkelektroden-Systeme 3, deren hohe Wechselsnannung aus den Ablenkspannungen nl bzw. U2 durch Transformation in den Hochspannungstransformatoren 4 erzeugt wird.In Fig. 1 is at the distance a with colored marking rings to recognize accidental, moving in the direction of the arrow insulated electrical conductor 1. The If drawing ring is created one after the other from two half-rings, each of which is generated by a spray nozzle 2, which is on opposite sides of the conductor 1 and are arranged at such an axial distance from one another that the color amplitude of the second color ray is just zero when the first half-ring is the location of the second Spray nozzle happened. The deflection of the color rays is done by with a high voltage alternating voltage acted upon deflection electrode systems 3, their high alternating voltage from the deflection voltages nl and U2 by transformation in the high voltage transformers 4 is generated.

Die Farbe wird den Spritzdüsen 2 aus dem - nicht daraestellten - Farbvorratsbehälter, aus dem die Farbe mittels der vom Motor M angetriebenen Zahnradnumne 5 unter Zwischenschaltung des Puffergefäßes 6 (Windkessel) in die Rohrleitung 7 gelangt. Aus dieser kann die Farbe nach offenen des Ventils 8 zu den Spritzdüsen 2 gelangen. Die nicht auf den elektrischen Leiter 1 gelangte Farbe wird von nicht dargestellten, an sich bekannten Auffangvorrichtungen gesammelt und in den Vorratsbehälter zurückgeführt.The paint is the spray nozzles 2 from the - not shown - paint reservoir, from which the color by means of the gear wheel number 5 driven by the motor M with the interposition of Buffer vessel 6 (air tank) enters the pipeline 7. From this can the color get to the spray nozzles 2 after the valve 8 is open. The ones not on the electric The color that has passed through the conductor 1 is taken from collecting devices, not shown, known per se collected and returned to the storage container.

In Fig.2 ist anhand eines Blockschaltbildes die prinzipielle Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Ablenkspannung verdeutlicht, welche geeignet ist, den mit konstanter Geschwindigkeit aus den Spritzdüsen 2 austretenden Farbstrahl in einem weiten Frequenzintervall derart sinusförmig abzulenken, daß auf dem elektrischen Leiter 1 Farbringe erzeugt werden. Diese Schaltungsanordnung besteht im Prinzip aus dem Operationsverstärker 9, der durch die Parallelschaltung bestehend aus einem veränderbaren Widerstand und zweier gegensinnig gepolten Dioden mit einer nichtlinearen Rückkopplung versehen ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 9 ist mit zwei weiteren Operationsverstärkern 10 und 11 verbunden, von denen der Operationsverstärker 10 ein invertiertes Ausgangssignal, der Operationsverstärker 11 ein nicht invertiertes Ausgangssignal liefert. Aus den Ausgangssignalen der Operationsverstärker 10 und 11 werden in einer nachgeschalteten Gegentakt-Leistungsverstärkerstufe, welche durch die Transistoren 12 und 13 angedeutet ist, leistungsstarke Signale erzeugt, welche im Hochspannungstransformator 4 auf hohe Spannung transformiert und an den Ablenkelektroden-Systemen 3 als Ablenkspannung zur Verfügung stehen.The basic circuit arrangement is shown in FIG. 2 on the basis of a block diagram for generating a deflection voltage clarifies which is suitable with the constant Speed of the paint jet emerging from the spray nozzles 2 in a wide frequency interval deflect sinusoidal in such a way that 1 colored rings are produced on the electrical conductor will. This circuit arrangement consists in principle of the operational amplifier 9, which consists of a variable resistor due to the parallel connection and two oppositely polarized diodes provided with a non-linear feedback is. The output of the operational amplifier 9 is connected to two further operational amplifiers 10 and 11 connected, of which the operational amplifier 10 has an inverted output signal, the operational amplifier 11 supplies a non-inverted output signal. From the Output signals of the operational amplifiers 10 and 11 are in a downstream Push-pull power amplifier stage, which is indicated by the transistors 12 and 13 is, powerful signals generated, which in the high-voltage transformer 4 on Transformed high voltage and applied to the deflection electrode systems 3 as deflection voltage be available.

Die eigentliche Schwingungsform der Ablenkspannung, nämlich eine Wechselspannung, welche - wie in Fig.2 gezeigt - aus einem Rechteck mit aufgesetztem Halbbogen besteht, wird durch den nichtlinear rUckgekoppelten Operationsverstärker 9 erzeugt. Dieser arbeitet wie folgt: Am Eingang des Operationsverstärkers 9 wird eine sinusförmige Steuerspannung angelegt, deren Amplitude wesentlich großer als die Schwellwertspannung der im Rückkopplungszweig liegenden Dioden ist (Beispiel: Dioden-Schwellspannung 0,5 V, Amplitude der Steuerspannung 6-1OV). Die Rückkopplung hat bei dieser Dimensionierung folgende Wirkung: Bei Signalanteilen der Steuerspannung, die kleiner als die Dioden-Schwellspannung sind, tragen die Dioden zur Rückkopplung nicht bei, d.h. die Verstärkung des Operationsverstärkers 9 ist nur durch den veränderbaren Widerstand bestimmt und kann entsprechend hoch ausgelegt werden. Bei Signalanteilen der Steuerspannung, die großer als die Dioden-Schwellspannung sind, wird die Rückkopplung in zunehmendem Maße durch die Diodenkennlinie bestimmt, d.h. die Rückkopplung wird mit zunehmender Signalamplitude niederohmiger und die Verstärkung nimmt ab.The actual waveform of the deflection voltage, namely an alternating voltage, which - as shown in Fig. 2 - consists of a rectangle with an attached semicircle, is generated by the non-linear feedback operational amplifier 9. This works as follows: At the input of the operational amplifier 9 is a sinusoidal Control voltage applied, the amplitude of which is significantly greater than the threshold voltage of the diodes in the feedback branch (example: diode threshold voltage 0.5 V, amplitude of the control voltage 6-1OV). The feedback has with this dimensioning the following effect: For signal components of the control voltage that are lower than the diode threshold voltage the diodes do not contribute to the feedback, i.e. the gain of the operational amplifier 9 is only determined by the variable resistance and can be correspondingly high be interpreted. For signal components of the control voltage that are greater than the diode threshold voltage the feedback is increasingly determined by the diode characteristic, i.e. the feedback becomes lower with increasing signal amplitude and the Reinforcement decreases.

Im vorliegenden Fall bedeutet dies, daß der unterhalb der Dioden-Schwellspannung liegende Teil der sinusf8rmigen Steuerspannung sehr stark und der oberhalb der Diodenschwellspannung liegende Teil zunehmend weniger stark verstärkt, ja sogar abgeschwächt wird. Auf diese Weise entsteht am Ausgang des Operationsverstärkers 9 eine Wechselspannung, deren Schwingungsform einem Rechteck mit aufgesetztem Halbbogen gleicht und deren Amplitude nach Überschreiten der Diodenschwellspannung von der Hohe der Eingangsspannung nahezu unabhängig ist.In the present case, this means that the voltage is below the diode threshold part of the sinusoidal control voltage is very strong and that above the diode threshold voltage The lying part is increasingly less strongly reinforced, even weakened. on these Way arises at the output of the operational amplifier 9 a AC voltage, the waveform of which is a rectangle with an attached semicircle equals and its amplitude after exceeding the diode threshold voltage of the High the input voltage is almost independent.

Wie bereits eingangs erwähnt, werden bei der Erzeugung der Farbringe für unterschiedliche Abstände der Farbringe und unterschiedliche Abzugsgeschwindigkeiten des elektrischen Leiters Ablenkspannungen unterschiedlicher Frequenz benötigt. Wenn die sinusförmige Steuerspannung am Eingang des Operationsverstärkers 9 bei allen infrage kommenden Frequenzen eine Amplitude besitzt, die wesentlich größer als die Dioden-Schwellspannung ist, dann besitzt die Ablenkspannung ebenfalls bei allen Frequenzen die vorstehend erwähnte Schwingungsformt Da aber diese Schwingungsform der Ablenkspannung, wie ebenfalls bereits eingangs erwähnt, nur bei Ablenkspannungen mit niedriger Frequenz benötigt wird, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die sinusförmige Steuerspannung in einem Tiefpaß aus einer ggf. ohnehin vorhandenen Rechteckspannung zu erzeugen. Dies hat den Vorteil, daß automatisch bei niedrigen Frequenzen -wie erwtlnscht - eine Ablenkspannung erzeugt wird, deren Schwingungsform einem Rechteck mit aufgesetztem Halbbogen gleicht, welche mit steigender Frequenz - wie ausreichend - in eine, sich immer mehr der sinusförmigen Schwingungsform annähernde Ablenkspannung umwandelt.As already mentioned at the beginning, the colored rings for different distances between the colored rings and different take-off speeds of the electrical conductor requires deflection voltages of different frequencies. if the sinusoidal control voltage at the input of the operational amplifier 9 for all eligible frequencies has an amplitude that is significantly greater than that Diode threshold voltage, then also has the deflection voltage for all of them Frequencies the above-mentioned waveform Da but this waveform the deflection voltage, as also mentioned at the beginning, only for deflection voltages with a low frequency is required, it has proven to be useful to use the sinusoidal Control voltage in a low-pass filter from a possibly already existing square-wave voltage to create. This has the advantage that automatically at low frequencies -like Desired - a deflection voltage is generated whose waveform resembles a rectangle with attached semi-arch equals which one with increasing frequency - how sufficient - into a more and more sinusoidal waveform Converts deflection voltage.

Dies hat seine Ursache darin, daß die sinusförmige Steuerspannung wegen der Tiefpasscharakteristik des Tiefpasses mit zunehmender Frequenz eine abnehmende Amplitude besitzt. Die Verformung der Schwingungsform der sinusförmigen Steuerspannung im nichtlinear rückgekoppelten Operationsverstärker 9 wird mit abnehmender Amplitude der sinusförmigen Steuerspannung immer geringer.This is due to the fact that the sinusoidal control voltage Due to the low-pass characteristics of the low-pass, the frequency increases as the frequency decreases Has amplitude. The deformation of the waveform of the sinusoidal control voltage in the non-linearly fed back operational amplifier 9, the amplitude decreases the sinusoidal control voltage is always lower.

Wenn die Amplitude kleiner als die Diodenschwellspannung ist, dann ist keine Verformung mehr vorhanden, weil der Rückkopplungsanteil durch die Dioden unwirksam ist. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers ist dann eine rein sinusförmige Schwingung.If the amplitude is less than the diode threshold voltage, then there is no longer any deformation because of the feedback component from the diodes is ineffective. The output signal of the operational amplifier is then purely sinusoidal Vibration.

Aus Fig.3a ist die Auswirkung erkennbar, wenn bei weiten Ringabständen und/oder hoher Abzugsgeschwindigkeit die Farbringe mit einer niederfrequenten sinusförmigen Ablankspannung erzeugt werden. In dem Zeitintervall, in dem sich der niederfrequent schwingende Farbstrahl im Bereich der Nullamplitude und damit des ele!:trischen Leiters 1 aufhält, ist letzterer um die Strecke b gewandert. Der auf dem elektrischen Leiter 1 erzeugte Halbring 14 liegt also schräg.From Fig.3a the effect can be seen when the ring spacing is wide and / or high withdrawal speed the colored rings with a low-frequency sinusoidal Bending voltage are generated. In the time interval in which the low-frequency oscillating color beam in the range of the zero amplitude and thus the ele!: tric Leader 1 stops, the latter has hiked around the route b. The one on the electric Head 1 generated half ring 14 is therefore inclined.

Wird Jedoch bei niederfrequenten Ablenkspannungen eine Schwingungsform verwendet, wie sie in Fig.2 verdeutlicht ist, dann durcheilt der niederfrequent abgelenkte Farbstrahl infolge der erhöhten Flankensteilheit den Bereich der Nullamplitude wesentlich schneller. Der Halbring 14 liegt nicht mehr schräge wie aus Fig.3b ersichtlich.However, it becomes a waveform at low frequency deflection voltages used, as illustrated in Fig.2 is, then he rushes through low-frequency deflected color beam due to the increased edge steepness the area the zero amplitude much faster. The half ring 14 is no longer inclined as can be seen from Fig.3b.

Claims

1. Method for generating one for all possible identification frequencies the production of marking rings ensuring deflection voltage for the Color beam in a device for marking isolated electrical conductors, in which the continuously pressurized from a perpendicular to the electrical Head arranged spray nozzle exiting paint jet through a high alternating voltage applied deflection system is made to vibrate, characterized in that that at least at low identification frequencies the deflection system with a applied deflection voltage consisting of rectangles with an attached semi-arc will.

2. Circuit arrangement for generating the deflection voltage according to claim 1, characterized in that in a first electronic stage from a sinusoidal Control voltage an output voltage consisting of a rectangle with an attached semicircle is generated, and this as well as a voltage generated from it by inversion push-pull amplification in a second stage and by means of a high-voltage transformer transformed to high voltages.

3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the first stage consists of a feedback operational amplifier (9) whose Feedback branch from the parallel connection of a variable resistor and consists of two anti-parallel connected diodes.

4. Circuit arrangement according to claims 2 and 3, characterized that the second stage consists of an inverting and a non-inverting operational amplifier (12> 13), each of which has a transistorized power amplifier stage tal2, 13), both of which work on the high-voltage transformer (4), are connected downstream is.

5. Circuit arrangement according to claims 2 to 4, characterized in that that the sinusoidal control voltage from a square wave voltage by means of a downstream Low pass is obtained.