EuroWire January 2016

92 / 122

Technischer artikel
Januar 2016 88
Technik für die präzise
Konzentrizitätsmessung
eines Leiters in der Isolation
und entsprechende Kabel-
und Drahtparameter
von Harald Sikora und Katja Giersch, Sikora, Deutschland
Einleitung
Draht- und Kabelhersteller von Automobil-
und Steuerleitungen sowie Koaxial-
und Kommunikationskabel setzen
Mess- und Regeltechnologien in ihren
Extrusionslinien ein, um spezifizierte
Kabelparameter zu erhalten. Das ist
wichtig für die Prozessoptimierung
und Qualitätssicherung, wird aber auch
verlangt, wenn Produkte automatisch
zusammengesetzt werden. In diesen
Fällen werden die Ausfallraten der
Zusammenstellung statistisch erfasst,
gespeichert und den Herstellern
zugeordnet. Aus diesem Grund haben sich
Kabelwerke das Ziel gesetzt, zuverlässige
hochwertige Standardkabel zu liefern.
Herausforderungen in
der Kabelextrusion
Eine Herausforderung im
Kabelextrusionsverfahren liegt
in der Einhaltung der Messwerte
mit engen Toleranzen bezogen
auf die Leiterkonzentrizität in der
Isolation, den Leiterdurchmesser,
den Kabelaußendurchmesser und
die Ovalität des Außendurchmessers.
Während des Extrusionsverfahrens
können Abweichungen der Messwerte
auftreten, die ohne ein Sondergerät zur
Visualisierung unentdeckt bleiben würden.
Knoten, Einschnürungen, Fehler oder
Blankstellen im Kabel können zu
Störungen während der Montage führen.
Am Anfang des Montageprozesses wird
das Kabel oder der Draht abgelängt und
an den Endteilen abisoliert, um danach mit
Stecker ausgestattet zu werden. Die beim
Abisolieren eingesetzten Abzugskräfte
werden genau festgelegt. Abweichungen
der Abzugskräfte innerhalb der
Leiterisolation können Störungen
während der Abisolierung verursachen.
Dank des Einsatzes einer innovativen
Mess- und Regeltechnologie können
Kabel anspruchsvolle Anforderungen
erfüllen und auch Potenziale für die
Prozessoptimierung der Extrusionslinie
erkennen.
Rotierender/
Oszillierender Leiter
Die Anforderungen für Mess-
und Regeltechnologien in
Kabelextrusionslinien sind sehr präzise
wo Toleranzen im Bereich weniger
Mikrometer einzuhalten sind. Während
der Mittelwert des Durchmessers oder
die Wanddicke der Isolation ausreicht
um die Extrusionslinie zu regeln, sind die
zuverlässige Erfassung und Visualisierung
der Kurzzeitschwankungen, insbesondere
der Exzentrizitätswerte, im Hinblick
auf die minimale Wanddicke zusätzlich
erforderlich.
Leichte Oszillationen des Leiters
unmittelbar vor dem Spritzkopf können
zu wesentlichen Abweichungen der
Konzentrizität führen, besonders wenn
der Leiter in einer Ebene oszilliert oder
rotiert. Diese Exzentrizitäten können
nicht durch eine konventionelle
graphische Visualisierung angezeigt
werden. Dem Bediener kann ein schnell
rotierender Vektor eines konstanten
Exzentrizitätswerts nur durch eine
Visualisierung über die Standardanzeige
hinaus dargestellt werden.
Winkelposition
eines Leiters
Während des Extrusionsverfahrens
kann es vorkommen, dass ein Kabel -
egal ob mit oder ohne Führungsrollen
- eine leichte Winkelposition aufweist,
wenn es durch die Messebene läuft.
Exzentrizitätsmesssysteme müssen
imstande sein genaue Messwerte zu
schaffen, selbst wenn eine derartige
Position eintritt (siehe Abb. 6).
Durchhang oder
Biegung des Leiters
Selbst wenn man davon ausgeht, dass der
Leiter gespannt wird wenn er durch eine
Extrusionslinie läuft, könnten trotzdem
einige Biegungen entstehen, die detektiert
werden müssen, wenn sie in den
Messkopf eines Exzentrizitätsmesssystems
eintreten. Ohne spezifische Messsysteme
können sogar unsichtbare Kurvenradien
im Bereich von 5 bis 20 Metern zu
Exzentrizitätsfehlern von bis zu 40
Mikrometer führen. Führungsrollen
können nur in einem Idealfall diese
mangelhafte Streckung des Leiters
ausgleichen, oder im Gegenteil würden sie
diesen Fehler sogar steigern. Demzufolge
sollte die komplette Beseitigung der
Führungsrollen das Ziel sein.