NO129271B

NO129271B -

Info

Publication number: NO129271B
Application number: NO01534/70A
Authority: NO
Inventors: H Haise; H Harbort
Original assignee: Int Standard Electric Corp
Priority date: 1969-04-24
Filing date: 1970-04-22
Publication date: 1974-03-18
Also published as: DE1920966B2; GB1253016A; DE1920966A1; AT292816B; SE353619B; FI50915B; NL7005972A; DK128588B; CH507572A; FR2039433A1; JPS4844991B1; BE749449A; FR2039433B1; ES378991A1; US3638612A; FI50915C; ZA701610B

Description

Utstyr for merking av isolerte elektriske ledere. Equipment for marking insulated electrical conductors.

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. The present invention relates to equipment for marking insulated electrical conductors, and in particular equipment for marking the conductors while they are moving in the direction of their longitudinal axis and where the marking is carried out with a color jet which is sent out under pressure from a fixed nozzle which is perpendicular to the axis of the conductor , as the color beam is deflected under the influence of an electric field.

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. It is previously well known to combine the marking of the conductor insulation with the insulation procedure itself, both to achieve a good adhesion of the color to the conductor and for other production considerations.

Da den nylig ekstruderte isolasjonen ikke bør utsettes for noen mekanisk påkjenning av betydning, har det lenge vært vanlig å As the newly extruded insulation should not be subjected to any significant mechanical stress, it has long been customary to

merke trådene ved hjelp av en bevegelig fargestråle. mark the threads using a moving color beam.

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. In order to mark cylindrically extruded wires, in particular the insulation or coating on electrical conductors or cables with a continuous marking, it has also previously been common to use one or more color jets which are developed under pressure and which are moved back and forth perpendicular to the axis of the wire as the nozzles are attached to electro-mechanical oscillators. In this connection, reference is made to German patent application DOS no. 1,415,791 and to Swiss patent no. 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. With this known and widely used method, the oscillation frequency and consequently also the maximum production speed will be severely limited by the mechanical inertia of the oscillating 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. The maximum oscillating frequency used for such known equipment is around 500 oscillations per second. second. Should one thus achieve a color marking with a distance of e.g. 5 mm, the production speed is limited to a maximum of 300 meters per minute. However, in most cases, due to the severely limited lifetime of oscillating systems operated at maximum frequency, in practice you will only stick to approximately 300 oscillations per second. second which, with the above-mentioned distance between the marks, results in a production speed of around 180 meters per minute.

Selv med en så sterkt redusert produksjonshastighet har det oscillerende system til det kjente utstyr en svært begrenset levetid. Even with such a greatly reduced production rate, the oscillating system of the known equipment has a very limited lifetime.

Det er tidligere også tilveiebragt en annen fremgangsmåte for Another method has previously also been provided 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). to mark electrical conductors which are preferably insulated with plastic materials with separate colored rings by means of nozzles and where the color jets which are carried out of the nozzles at close range are guided towards the conductor at certain intervals by means of high-voltage pulses which are applied to the conductor itself. (German Patent No. 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. It is not known whether this form of influencing the beam with an electric field has been used in practice. However, this seems unlikely due to various operational problems, of which only the contact formation with the manager and the protection of the staff directly against the high voltages should be mentioned here. These are problems that will be difficult to resolve in an economically sound manner and in accordance with the given safety regulations.

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 •• The purpose of the present invention is to produce a device for marking electrical conductors, which device satisfies all the practical requirements, while avoiding the disadvantages of previously known marking devices. The most important advantages of a device according to the present invention are that it can be used at very high production speeds, and that it still provides clear markings with the desired shape, distance and size ••

Dette oppnås ved å benytte det utstyr som er beskrevet i de nedenfor fremsatte krav. This is achieved by using the equipment described in the requirements set out below.

For å gi en klarere forståelse av oppfinnelsen vises til nedenstående beskrivelse av et utførelseseksempel under hen- To provide a clearer understanding of the invention, reference is made to the following description of an embodiment under

visning til de ledsagende tegninger hvor, view to the accompanying drawings where,

Fig. 1 viser et tverrsnitt av avbøyningssystemet, Fig. 1 shows a cross-section of the deflection system,

Fig. 2 viser en skjematisk fremstilling av et utstyr i hen- Fig. 2 shows a schematic representation of an equipment in

hold til oppfinnelsen, dog uten forskyvningselektroden, according to the invention, but without the displacement electrode,

Fig. 3a - 3c viser avbøyningssystemet med forskyvningselektroden og Fig. 4 viser et avbøyningssystem for å påføre grupper av ringmerker på den isolerte leder. Figures 3a - 3c show the deflection system with the displacement electrode and Figure 4 shows a deflection system for applying groups of ring marks to the insulated conductor.

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. As can be seen from figure 1, the color is pressed out of a fixed nozzle 1. It is electrically connected to the ground potential and has a nozzle opening of around 0.5 mm and is fed with dye under an overpressure of 0.5 to 0.8 atm. This results in a horizontal, thin color beam 3 which approximately 5 mm outside the nozzle passes a two-pole electrodynamic deflection system 2 consisting of 2 round insulated wires with a diameter of about 2 mm. The shape, the distance (approximately 2.5 mm) and the insulation material of the deflection electrodes ensure that flashover is avoided, and that dye that hits the electrodes when the dye beam is switched on and off can freely flow off the electrodes. As will be more clearly shown in Figure 2, high voltage pulses of 3-5 kV peak voltage and with a shape corresponding to the positive or negative part of a sine curve are applied to the deflection electrodes so that the color beam 3 is deflected in a pattern corresponding to a normal sine curve. The amplitude of the oscillations which the dye beam performs is mainly dependent on the potential of the deflection voltage, the pulse frequency, the viscosity of the dye mass and the relative dielectric constant of the dye mass.

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 In order to achieve an acceptable ring marking, it is necessary that the amplitude of the oscillations must be at least four times the diameter of the insulated conductor 4 in the plane where the color beam reaches the conductor. In order to amplify the fluctuations of the color beam, a cylindrical amplifying electrode 5 is placed about 10 mm outside the electrodes of the electrodynamic deflection system 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. and this amplifying electrode magnifies the amplitude of the oscillations. The amplification electrode is connected to a positive or negative adjustable direct voltage potential of around 2-4 kV. In this way, it is possible to achieve a 100-500% increase in the amplitude of the oscillations depending on the size of the supplied DC voltage.

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. At a distance of about 15-40 mm outside the amplification electrode 5, the oscillating color beam comes into contact with the insulated conductor 4 which moves perpendicularly to the electrode, and a half-ring marking is formed each time the color beam crosses the conductor.

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. Figure 2 shows an electrical circuit which is suitable for producing the desired high voltage pulses. In this circuit, the output voltage from a tone generator 6 which is adjustable both in terms of frequency and voltage, or from a tachometer generator which can be synchronized with the production speed of the conductor, is amplified in a power amplifier 7 and transformed up to the desired voltage in a subsequent transformer 8. The voltage supplied by the two symmetrical secondary coils of the transformer is rectified by means of rectifiers 9 and 10 and supplied to the two deflecting electrodes via short cables with small capacity and small leakage current.

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. Via a supply pipe, the nozzle 1 is connected to the color container 11 where the color is kept under pressure using compressed air from the container 12 via the valve 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. In order to produce a complete ring marking on the insulated conductor, it is necessary to use two oppositely placed deflection equipment, similar to what is known from previous marking equipment.

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. In order to prevent the two color beams from affecting each other, the two deflection devices are offset along the conductor at a distance that corresponds to one or more ring mark distances. To ensure an exact fit between the two half ring markings, an adjustment device will often be necessary, e.g. in the form of a synchronizing device. This can be carried out using a displacement electrode 14 shown in side view in Figure 3a, in cross section in Figure 3b and in elevation in Figure 3c, which displacement electrode is connected to an adjustable direct voltage potential and can be box-shaped, plate-shaped or wire-shaped. When the color beam 3 is directed past this displacement electrode, it is deflected towards the nearest plate and the deflection angle increases with increasing potential. In practice, an average deflection angle will be considered the normal position and the synchronization will be carried out by increasing or decreasing the potential.

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. Figure 4 shows an equipment which is suitable for the simultaneous application of three ring marks using a deflection system. Three color beams emerge from the triple nozzle 1 and are deflected by the common deflection system 2. The amplification of the movement is carried out by a three-stage amplification electrode consisting of three individual electrodes conductively connected to each other while a separate displacement electrode 14 is provided for every ray of color.

De viktigste fordeler man oppnår ved et utstyr i henhold The most important advantages you get from a piece of equipment according to

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 to the invention is, on the one hand, that it has a significantly longer service life than mechanically controlled equipment because it contains no mechanically moving components, which also entails significant manufacturing advantages, and on the other hand, that you can use higher production speeds because higher frequencies for the movement of the beam can be used. You also avoid the dangers that

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. present in previously known electrically controlled equipment. In the first experiments that were carried out, it was found that the equipment could function satisfactorily up to a frequency of 1400 Hz which, with the above-mentioned distance between the ring marks, would give a production speed of around 850 meters per minute. Later, speeds of 1,200 m/min were reached. with usable results.

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. For ring marking at such high production rates, it is possible to use practically the same color composition as those that have been used in known equipment. Because of this, a long drying distance is required after the color has been applied to the conductor, which is undesirable in production. A better color composition, and in particular a color composition with a shorter drying time, is therefore desirable. It has been found that a color consisting of 95% solvent and diluent, 2-3% binder (PVC) and 3-2% dye is particularly advantageous. The solvent was made of 67% methylene chloride, 10% chloroform and 23% cyclohexanone. In addition to having the desired electrical and mechanical properties, this dye has been shown to have a very short drying time. In experiments, it has been shown that the color requires a drying stretch of about 1 meter on the still warm, just extruded insulation at a production rate of 350 meters per second. minute.

Claims

1. Equipment for marking insulated electrical conductors that move in the direction of their longitudinal axis, with a color beam that is emitted under pressure from a fixed nozzle that is perpendicular to the axis of the conductor, the color beam being deflected under the influence of an electric field, characterized in that a two-pole, electrodynamic deflection system (2) which imparts to the color beam an approximately sinusoidal deflection in a plane perpendicular to the axis of the conductor, and a cylindrical internally profiled amplifying electrode (5) which amplifies the deflection, are arranged one after the other between the nozzle (1) and the conductor ( 4) and symmetrical in relation to the connection line between the nozzle and the conductor and that a displacement electrode (14), for lateral displacement of the color beam in the direction of the conductor's axis, is arranged asymmetrically in relation to this connecting line.

2. Equipment according to claim 1, characterized in that the deflection system (2) consists of an insulated wire which is partly arranged above and partly below the said connection line and which forms a right angle with it.

3. Equipment according to claim 1 or 2, characterized in that the amplifier electrode (5) internally has a conical, tapering surface.

4. Equipment according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the displacement electrode (14) is composed of metal band or metal wire so that it forms a right-angled or oval body.

5. Equipment according to claim 1,2,3 or 4, and suitable for marking with several parallel running color beams, characterized in that a common deflection system (2) is used for all the color beams, an amplification electrode (5) with as many continuous openings as the are color rays, and several displacement electrodes (14).