DE1116291B - Vorrichtung zur Herstellung eines isolierten elektrischen Leiters mit konstantem Durchmesser - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung eines isolierten elektrischen Leiters mit konstantem Durchmesser der Isolierhülle über die gesamte Leitungslänge.

Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, mit denen Ungleichmäßigkeiten in der Wandstärke beim Aufspritzen der Isolation auf einen elektrischen Leiter festgestellt werden und die in Abhängigkeit von den gemessenen Werten die Spritzeinrichtungen so beeinflussen, daß eine gleichmäßige Wandstärke über der ganzen Länge der Leitung erzielt wird. Ferner ist eine Kunststoffpresse bekannt, bei der die Lage des Leiters innerhalb der aufgespritzten Isolierhülle über eine Zentriervorrichtung gesteuert wird, und zwar derart, daß die Mittellinie des Leiters mit der Achse des Pressenkopfes zusammenfällt. Auf diese Weise wird nicht nur eine gleichmäßige Wandstärke, sondern auch eine gleichmäßige Kapazität erhalten.

Die Erfindung befaßt sich demgegenüber mit einer Vorrichtung, mit der die bereits mit dem Isolierstoff, z. B. Polyäthylen, umspritzten elektrischen Leiter nachträglich auf einen konstanten Isolationsdurchmesser innerhalb der gewünschten Toleranzen bearbeitet werden. Gleichzeitig soll eine Verschiebung des Leiters aus der Mitte der Isolationshülle verhindert werden.

Die Vorrichtung der Erfindung kennzeichnet sich durch einen Schneidkopf, durch den der isolierte Leiter durchgeführt wird und der ein Hobelmesser trägt, dessen Schneide den isolierten Leiter in Verbindung mit einer Zentriervorrichtung bearbeitet, die den isolierten Leiter vor seinem Durchlauf durch den Schneidkopf in Querrichtung einstellt, sowie durch eine auf die Einstellung der Mittelachse des innerhalb der Isolation befindlichen Leiters ansprechende, an sich bekannte Einrichtung, welche die Quereinstellung der Zentriervorrichtung in der Weise steuert, daß die Mittelachse des Leiters mit der Mittelachse des Hobelmessers zusammenfällt, wenn der Leiter den Schneidkopf durchläuft.

Zur Bearbeitung der Isolation des elektrischen Leiters wird also eine rotierende Rundhobelvorrichtung verwendet, wie sie ähnlich allgemein zur Herstellung von Holzdübeln benutzt wird. Gleichzeitig verwendet man eine Zentrierungsvorrichtung, welche den isolierten Leiter so in die Rundhobelvorrichtung hineinführt, daß die axiale Mittellinie des Leiters selbst mit der Drehachse der Rundhobelvorrichtung zusammenfällt. Dabei wird der Durchmesser konstant gehalten, wenn die Stellung der Hobelmesser in bezug auf die rotierende Rundhobelvorrichtung fest ist.

An Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Vorrichtung zur Herstellung

eines isolierten elektrischen Leiters

mit konstantem Durchmesser

Anmelder:

Simplex Wire and Cable Company,
Cambridge, Mass. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 9. August 1956 (Nr. 603 025)

Walter K. Freeman, Wakefield, Mass. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine etwas schematische, teilweise im Schnitt gezeigte Ansicht einer Rundhobelvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine stark schematisierte Darstellung eines der Kontrollorgane der Rundhobelvorrichtung,

Fig. 4 die Ansicht eines Teiles der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, gesehen von der Linie 4-4 aus,

Fig. 5 die Ansicht eines Teiles der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, von der Linie 5-5 in Fig. 1 aus gesehen,

Fig. 6 die Ansicht eines weiteren Teiles der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, von der Linie 6-6 in Fig. 1 aus gesehen.

In den Zeichnungen bezeichnet die Bezugsnummer 10 die Rundhobelvorrichtung der Erfindung, welche folgende Dinge umfaßt: einen rotierenden Schneidkopf 11, der die Messer 12 trägt, eine Zentriervorrichtung 13, eine Meßvorrichtung für die senkrechte Zentrierung 15, eine Meßvorrichtung für die waagerechte Zentrierung 16 und ein Paar Klemmrollen 17 zum Durchziehen des isolierten Leiters 18 durch die Zentriervorrichtung 13, den Schneidkopf 11, die Ku-

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geln 15« des vertikalen Zentrierungsanzeigers und die Kugeln 16 α des horizontalen Zentrierungsanzeigers.

Wie man aus den Fig. 1 und 2 ersieht, besitzt der Schneidkopf 11 einen verlängerten koaxialen Schaft 20, der mit seinem einen Ende an dem Kopf 11 festsitzt und an seinem anderen Ende ein getriebenes Zahnrad 21 trägt, welches mit dem treibenden Zahnrad 22 auf der Antriebswelle 23 des Motors 24 im Eingriff steht. Der Schneidkopf 11 und der damit verbundene Schaft 20 mit dem Zahnrad 21 sind so eingebaut, daß sie ohne bedeutende Längsbewegung um ihre gemeinsame Achse rotieren. Sie sind mit einer gemeinsamen koaxialen Bohrung 25 versehen, durch die der isolierte Draht läuft.

Der Schneidkopf 11 besitzt außerdem, in Winkeln von 90° um die gemeinsame Achse verteilt, geneigte Schlitze, von denen jeder in einer mit der Achse des Schneidkopfes gemeinsamen Ebene unter demselben Winkel gegen diese Achse geneigt ist, derart, daß die Messer 12, die sich gleitend in den Schlitzen befinden, auf der dem Schaft 20 entgegengesetzten Seite des Schneidkopfes 11 in den Kopf hineinragen und so in Richtung auf die Drehachse bewegt werden können, daß sie wirksam in die Bohrung 25 hineinstehen. An ihren innersten Enden haben die Messer 12 gekrümmte Schneiden 27 (s. Fig. 1). Das äußere Ende jedes Messers 12 ist mit einem von dem äußeren Rand nach innen gehenden vertikalen Schlitz 28 versehen. Dieser Schlitz 28 gleitet auf einem nach innen ragenden ringförmigen Flansch 29, der sich auf einem Ring 30 befindet. Der Ring 30 hat an seiner äußeren Mantelfläche ein Gewinde 31 und besitzt mehrere Längsbohrungen 32. Der Ring 30 ist in die mit einem Gewinde versehene Bohrung 33 des Gehäuses 34 eingeschraubt.

Eine an ihrem äußeren Umfang 36 verzahnte ringförmige Scheibe 35 ist so montiert, daß sie am Ende des Gehäuses 34 um die Drehachse des Kopfes 11 und des Ringes 30 rotiert. Sie ist gegen eine Längsbewegung gesichert. Die Innenseite der Scheibe 35 trägt abstehende Stifte 37, von denen jeder in einer der Bohrungen 32 des Ringes 30 gleitet. Unter dem Gehäuse 34 ist ein kleiner umkehrbarer Motor 38 eingebaut, der auf seiner Antriebswelle ein kleines Zahnrad 40 trägt, dessen Zahne mit den Zähnen 36 auf der Scheibe 35 im Eingriff stehen.

Am linken Ende des Gehäuses 34 befindet sich ein Arm 41. Auf ihm ist die Zentriervorrichtung 13 zusammen mit einer Steuerung zur vertikalen und horizontalen Bewegung der Zentriervorrichtung 13 senkrecht zum Arm 41 montiert.

Die Zentriervorrichtung 13 umfaßt drei Platten 45, 46 und 47, die in dieser Reihenfolge aufeinandergelegt sind und sich gegeneinander drehen können. Die Platte 46 in der Mitte zwischen den Platten 45 und 47 ist auf dem Arm 41 montiert. Sie ist, wie oben angedeutet, quer zur Drehachse des Kopfes 11 horizontal und vertikal beweglich, steht aber unter einem festen Winkel gegen diese Achse.

Die Platte 46 (s. Fig. 5) hat eine offene Mitte, von der drei radiale Schlitze 48 ausgehen, in denen je eine Kugel 49 gleitet. Die Dicke der Platte 46 ist wesentlich geringer als der Durchmesser der Kugel 49. Die Platten 45 und 47 (s. Fig. 4 und 6) haben in ihrer Mitte die Bohrungen 50 und 51, und ihre inneren Seiten, die an der Platte 46 anliegen, sind mit von der Mitte ausgehenden gekrümmten Rillen 52 und 53 versehen.

Auf diese Weise ragen die Kugeln 49, die sich radial in den Schlitzen 48 bewegen, in die Rillen 52 und 53 hinein, wenn die Platten 45, 46 und 47 aufeinandergelegt werden. Ein Joch 54 (s. Fig. 1) ist 5 oberhalb der Zentriervorrichtung 13 angebracht. Es ist mit seinen Enden an den Platten 45 und 47 befestigt und zwingt sie so, sich gemeinsam gegenüber der Platte 46 zu drehen, wobei die Rillen 52 und 53 ausgerichtet bleiben. Die relative Verdrehung der

ίο Platten 45 und 47 gegenüber der festen Winkelstellung der Platte 46 bestimmt also die radiale Stellung der Kugeln 49 in der Platte 46. Ein Stift 55, der seitlich aus der Platte 46 herausragt, ist an seinem äußeren Ende durch eine Schraubenfeder 56 mit der Mitte des Joches 54 verbunden. Die Krümmung der Rillen 52 und 53 ist so gerichtet, daß in der Grenzstellung des Joches 54 in Richtung auf den Stift 55 unter dem Einfluß der Feder 56 die radiale Stellung der Kugeln 49 möglichst nahe der axialen Mittellinie ist, die von der durch die Bohrungen 50 und 51 hindurchragende Drehachse des Kopfes 11 gebildet wird, wobei sie die Kugeln dann berühren. Sowie durch das Hindurchgehen eines isolierten Leiters ein Druck auf die Kugeln 49 ausgeübt wird, bewegen sie sich radial um gleiche Entfernungen gegen die Spannung der Feder 56 und verursachen eine leichte Drehung der Platten 45 und 47 gegenüber der Platte 46.

Die Metallkugeln 15 a und 16 a sind so angebracht, daß sie sich an dem isolierten Leiter 18, wenn er aus dem Schneidkopf herauskommt, entlangdrehen, wobei die Kugeln 15 α den Leiter an Punkten berühren, die senkrecht über und unter der Drehachse von Kopf 11 liegen. Ähnlich sind die Kugeln 16 α montiert; sie drehen sich, indem sie den isolierten Leiter 18 in Punkten berühren, die in einer waagerechten Ebene zu beiden Seiten der Drehachse von Kopf 11 liegen. Die Kugeln 15 a und 16 a sind jeweils in einem elektrischen Kreis durch den vertikalen Zentrierungsmesser 15 und den horizontalen Zentrierungsmesser 16 miteinander verbunden. Jede dieser Meßvorrichtungen mißt die Kapazität der dielektrischen Hülle des isolierten Leiters 18 gegenüber dem Leitungsdraht 18 α, der bequemerweise mit seinen Enden an der Rolle geerdet ist, auf die er aufgespult wird oder von der er abgewickelt wird. In Fällen, wo die Rundhobelvorrichtung so angeordnet ist, daß sie den isolierten Leiter unmittelbar nach seinem Austritt aus der Strangpresse, in welcher er seine Isolierhülle empfängt, aufnimmt, kann man genausogut den Leitungsdraht 18 α an der Trommel erden, die ihn vor seinem Eintritt in die Strangpresse trägt. Die Spannungen, die in dem vertikalen Zentrierungsmesser 15 und in dem horizontalen Zentrierungsmesser 16 auftreten, sind auf eine normale Art durch Servomechanismenl5i> bzw. 16 b miteinander verbunden, welche Motoren oder ähnliche Vorrichtungen zum Bewegen der Platte 46 in horizontaler oder vertikaler Richtung steuern. Es handelt sich dabei um eine ganz gewöhnliche Anordnung, die schematisch in Fig. 3 dargestellt ist.

Wenn die Maschine läuft, wird der isolierte Leiter 18 von den Klemmrollen 17 durch die Zentriervorrichtung 13, den Schneidkopf 11 und die Kugeln 15 a und 16 a hindurchgezogen, wobei er in einer geraden Linie von der Trommel, Strangpresse oder sonstigen Vorrichtung, von der er herkommt, festgehalten wird. Der Motor 24 ist dauernd in Betrieb und dreht den Schneidkopf 11, so daß die Messer 12 rasch die

Außenfläche der dielektrischen Hülle des isolierten Leiters auf den gewünschten Durchmesser schneiden.

Man sieht, daß bei dem Umlauf der Messer 12 die Tiefe des Einschnitts von der Stellung des Ringes 30 innerhalb des Gehäuses 34 bestimmt wird, die ihrerseits durch den Motor 38 reguliert wird. Wenn man auf konstanten Durchmesser einstellt, stellt man den Motor 38 am Anfang so lange an, bis die erforderliche Stellung der Messer 12 erreicht ist, und stellt ihn danach wieder ab.

Beim Hobeln auf einen einheitlichen Durchmesser werden der vertikale Zentriemngsmesser 15 und der horizontale Zentrierungsmesser 16 entsprechend den bekannten dielektrischen Eigenschaften des Isolationsmaterials so eingestellt, daß sie eine Nullkontrolle liefern, wenn die Kapazität zwischen ihren Kugeln 15 a und 16 a und dem Leiter 18 a genau gleich ist der Kapazität der dielektrischen Hülle bei der verlangten Wandstärke. Sollte durch eine Verschiebung des Leiters aus der Mitte eine der Kontrollspannungen ab- oder zunehmen, dann wirken die Meßvorrichtungen 15 und 16 durch die erwähnten Servomechanismen und ändern die Stellung der Zentriervorrichtung 13. Dadurch wird der eigentliche Leiter wieder in die Mitte gebracht und die Verschiebung ausgeglichen. Auf diese Weise erreicht man, daß die rundgehobelte Hülle immer mit dem Leiterdraht konzentrisch liegt und dabei einen einheitlichen Durchmesser hat.

Es ist nur eine einzige Möglichkeit einer Vorrichtung gezeigt worden, die gemäß der Erfindung konstruiert ist. Der Fachmann sieht jedoch leicht, daß viele Variationen davon möglich sind. Besonders die Art, die Einstellung der Messer 12 zu regulieren, kann man unter Verwendung vieler bekannter Mechanismen variieren. Neben den beschriebenen Kugeln 15 a und 16 a gibt es andere bekannte Vorrichtungen zur Feststellung der Zentrierung des Leiters 18; die Messer 12 müssen nicht geneigt sein, sondern können auch vertikal eingebaut werden. Auch die beschriebene Zentriervorrichtung 13 kann durch eine andere ersetzt werden. Wenn man nur auf einheitlichen Durchmessern rundhobelt, kann man für den Schneidkopf ein zylindrisches Schneidwerkzeug mit geschärfter Kante nehmen oder auch mehrere gekrümmte Messer, welche die Isolation der Länge nach abhobeln.

Während mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung die isolierten Leiter auf einen gleichförmigen Durchmesser bearbeitet werden, wobei der leitende Draht innerhalb der Isolation zentriert ist, ist es, auch möglich, die Vorrichtung so abzuwandeln, daß der isolierte Leiter eine konstante Kapazität aufweist, während gleichzeitig der leitende Draht innerhalb der Isolation zentriert ist. Dies wird dadurch erreicht, daß man das Hobelmesser auf dem Schneidkopf beweglich anbringt und die Lage des Messers in Abhängigkeit von der Kapazität der Isolation einstellt. Die Kombination eines Schneidkopfes, einer Zentriervorrichtung und einer Einrichtung, welche das Hobelmesser in Abhängigkeit von der Kapazität der Isolation verstellt, kann dazu benutzt werden, um einen isolierten elektrischen, mit konstanter Kapazität zentrisch in der Isolierhülle liegenden Leiter herzustellen.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zur Herstellung eines isolierten elektrischen Leiters mit konstantem Durchmesser der Isolierhülle über die gesamte Leitungslänge, gekennzeichnet durch einen Schneidkopf (11), durch den der isolierte Leiter (18) durchgeführt wird und der ein Hobelmesser (12) trägt, dessen Schneide den isolierten Leiter (18) in Verbindung mit einer Zentriervorrichtung (13) bearbeitet, die den isolierten Leiter (18) vor seinem Durchlauf durch den Schneidkopf in Querrichtung einstellt, sowie durch eine auf die Einstellung der Mittelachse des innerhalb der Isolation befindlichen Leiters (18 a) ansprechende, an sich bekannte Einrichtung (15 a, 16 a), welche die Quereinstellung der Zentriervorrichtung (13) in der Weise steuert, daß die Mittelachse des Leiters (18 a) mit der Mittelachse des Hobelmessers (12) zusammenfällt, wenn der Leiter (18) den Schneidkopf (11) durchläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkopf (11) eine axiale Bohrung (25) enthält, in die die Schneide des Hobelmessers hineinragt, daß eine Vorrichtung (24) den Schneidkopf (11) um die Achse dieser Bohrung (25) dreht und daß Hilfsmittel (17) vorgesehen sind, die den langgestreckten isolierten Leiter (18) durch die Bohrung (25) führen.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hobelmesser (12) in dem Kopf (11) fest angebracht ist und daß seine Schneide so tief in die Bohrung hineinragt, daß sie die Oberfläche der Isolierhülle auf einen gleichmäßigen Durchmesser schneidet.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 839 663; schweizerische Patentschrift Nr. 238 909; französische Patentschriften Nr. 1108 776, 1115624;
britische Patentschrift Nr. 642 903.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 109 737/315 10.