СВЯЗЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
BONDING DEVICE

Описание
Настоящее изобретение относится к связывающему устройству для связывания проволокой одного или нескольких объектов. Конкретно, настоящее изобретение относится к связывающему устройству, в котором проволока автоматически направляется вокруг объекта /объектов.
Более того, настоящее изобретение относится к инструменту придания проволоке формы с заданной кривизной.
Связывание арматурных стержней в бетонных конструкциях известно как дорогостоящая операция. Проволоку вручную пропускают вокруг стальных стержней, и посредством кусачек скручивают свободные концы проволоки.
Соображения по неприемлемости такой операции, относящиеся не только к затратам на связывание стержней, но также к рабочему оборудованию, привели к разработке ручных портативных устройств для связывания.
В EP 0751270 показано устройство для связывания арматурных стержней бетонных конструкций. Устройство работает, скручивая проволоку в петлю кронштейном с направляющей. Затем крюк связывает арматурные стержни вместе закручиванием проволочной петли.
В US 4252157 показано устройство для связывания арматурных стержней, содержащее дифференциал для передачи крутящего момента от двигателя на связывающую головку и отрезающее устройство, соответственно.
Оба вышеупомянутых документа описывают связывающее устройство с челюстями, охватывающими объекты и выполненными с возможностью направления связывающей проволоки в проволочную петлю вокруг объектов, подлежащих связыванию вместе. Связывающие устройства дополнительно имеют средство закручивания для закручивания проволочной петли, так проволочная петля затягивается вокруг объектов и, таким образом, плотно стягивают объекты.
Существующие связывающие устройства, в общем, имеют круглые челюсти для направления проволоки в круглые петли. Это контрастирует с формой сечения объектов, подлежащих связыванию вместе, которые обычно образуют овальную форму, например, когда связывают два круглых стальных стержня для армирования бетонных конструкций. В результате, с челюстями круглой формы обычно получают перерасход связывающей проволоки.
Существующие связывающие устройства дополнительно имеют средство закручивания, выполненное с возможностью закручивания проволочной петли с захватом проволочной петли, например, вращающимся крюком без предшествующего затягивания проволоки в проволочной петле. Поэтому затягивающее усилие проволочной петли увеличивается, когда петлю закручивают и, при этом трудно получить удовлетворительное усилие связывания.
Другой пример можно найти в EP 1484249, в описании машины выполнения стержневого армирования, содержащей три двигателя: двигатель подачи, двигатель закручивания и двигатель скольжения. Двигатель подачи образует часть подающего механизма и используется для подачи проволоки. Механизм закручивания связывающей проволоки включает в себя двигатель закручивания и двигатель скольжения.
Другие примеры известных связывающих устройств описаны в US 5657799, EP 0731238, EP 0810153, EP 0332532, EP 0829596, US 4362192, EP 0751270, US 4252157 и WO 0194206.
Задачей настоящего изобретения является создание улучшенного способа и устройства для связывания объектов уменьшенным количеством проволоки и с увеличенным усилием связывания.
Другой задачей настоящего изобретения является создание более простой конструкции. Дополнительно к этому, задачей варианта осуществления настоящего изобретения является создание конструкции с наименьшим возможным числом двигателей.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание более легкого устройства.
Соответственно, в первом аспекте настоящее изобретение относится к связывающему устройству, образующему путь прохождения проволоки для направления проволоки вокруг одного или нескольких объектов, связывающему устройству, содержащему:
- устройство подачи проволоки для продвижения проволоки в путь прохождения проволоки; и
- связывающий инструмент, образующий проход для проволоки в путь прохождения проволоки и из него, являющийся вращающимся относительно пути прохождения проволоки, и содержащий:
- связывающую головку, и
- внутренний элемент инструмента, размещенный с возможностью скольжения в связывающей головке так, что внутренний элемент инструмента и связывающая головка застопориваются для относительного вращения, внутренний элемент инструмента, соединяющийся с вращающимся шпинделем так, что вращение шпинделя обуславливает перемещение внутреннего элемента инструмента в осевом направлении относительно связывающей головки, в направлении к положению застопоривания, в котором внутренний элемент инструмента застопоривается для осевого перемещения относительно связывающей головки, при этом дополнительное вращение шпинделя обуславливает одновременное вращение внутреннего элемента инструмента и связывающей головки в первом направлении относительно пути прохождения проволоки.
Одновременное перемещение внутреннего элемента инструмента и связывающей головки в первом направлении относительно пути прохождения проволоки обуславливает закручивание свободных концов проволочной детали, направленной вокруг объектов связывающим устройством, друг относительно друга, при этом проволочная деталь изгибается вокруг объекта/объектов. До и/или во время процесса связывания проволока может затягиваться/натягиваться так, что может создаваться плотное связывание, то есть связывание, при котором объекты прижаты друг к другу натянутой проволочной деталью.
По меньшей мере, часть связывающего устройства может содержать пластик, такой как армированный пластик, металлический материал, такой как кислотоупорный материал, стеклопластик или любой другой материал, подходящий для использования в условиях бетонирования.
Связывающее устройство можно использовать для связывания любых двух (или больше) объектов вместе, таких как арматурные стержни, ветки деревьев, пластиковые трубы, например, трубы отопления для трубы систем отапливаемых полов, проволока и т.п. Например, связывающее устройство можно использовать для скрепления компонента с более крупной конструкцией, такого как скрепление электрических проводов с конструкцией для закрепления проводов в заданном положении. Должно быть ясно, что связывающее устройство может также использоваться для связывания проволоки с одиночным объектом, например, для создания крюка для одежды или ручки, или маркировки позиции на объекте.
Проволока может являться любой проволокой, подходящей для связывания, такой как металлическая проволока, например, покрытая неметаллическим материалом, или пластиковой проволокой, или любой другой проволокой, подходящей для использования в связывающем устройстве. В одном варианте осуществления, проволока является любой проволокой, достаточно жесткой для придания новой формы/гнутья с заданной кривизной и поддержания кривизны на период времени, по меньшей мере, в 30 секунд, такого как 1 минута, такого как 2 минуты, такого как 5 минут.
При эксплуатации, проволоку можно подавать в мотках, которые можно вставлять в устройство подачи проволоки, так что проволоку можно подавать в связывающую головку во время связывания проволоки. Устройство подачи проволоки может содержать двигатель, соединенный с подающими валками для подачи/продвижения проволоки в связывающую головку. В одном варианте осуществления, устройство содержит один комплект валков (каждый комплект содержит два противоположных валка, между которыми подается проволока). В другом варианте осуществления устройство содержит множество комплектов валков, например, два три, четыре, пять.
Устройство подачи проволоки может содержать один или несколько датчиков, таких как датчики с фотоэлементами или механические датчики, для детектирования положения проволоки. Например, датчик может находиться выше по течению (относительно направления подачи проволоки) подающих валков, так что после введения проволоки вручную в устройство подачи проволоки валки можно приводить в действие после обнаружения проволоки датчиком выше по потоку. Когда введенная вручную проволока попадает во вращающиеся валки, валки продолжают продвигать проволоку, пока поданная проволока не кончится.
Более того, датчик можно оборудовать ниже по потоку от подающих валков, и расстояние между датчиками выше и ниже по потоку может соответствовать минимальной длине, которую проволока должна иметь для направления вокруг и связывания одного или нескольких объектов. Таким образом, после приведения в действие устройства пользователем, устройство может быть приспособлено для определения, достаточна ли длина проволоки для выполнения связывания, и может остановить процесс при недостаточной длине проволоки.
Каждый или оба датчика выше и ниже по потоку могут являться магнитными датчиками, выполненными с возможностью обнаружения присутствия проволоки. Должно быть ясно, что для обнаружения датчиком проволоки, последняя должна содержать магнитный материал, такой как ферромагнитный материал. Как упомянуто выше, датчик/датчики может являться датчиком/датчиками любого типа, таким как датчики с фотоэлементом, механические датчики.
Альтернативно, или как дополнение, связывающее устройство может содержать счетчик оборотов, приспособленный для подсчета числа оборотов, совершаемых подающими валками. Поскольку один оборот подающих валков соответствует заданной длине проволоки, счетчик оборотов может быть приспособлен для выдачи сигнала, соответствующего длине проволоки. Поскольку валки находятся в непосредственном контакте с проволокой, определение числа оборотов должно обеспечивать прямое измерение длины перемещенной проволоки.
В одном варианте осуществления устройство содержит счетчик оборотов и вышеупомянутые датчики выше по потоку. В последнем варианте осуществления, устройство может быть приспособлено для работы следующим образом: если во время подачи проволоки датчик выше по потоку больше не обнаруживает проволоки, то есть устройство подачи проволоки является пустым, устройство может, посредством счетчика оборотов, определить длину проволоки, которая для текущего связывания уже подана посредством валков. Если упомянутая длина меньше заданной длины, то есть длины, необходимой для выполнения связывания, связывающее устройство может убрать поданную проволоку и сигнализировать пользователю, что проволока не имеет достаточной длины для связывания и что новую проволоку следует вставить в устройство подачи проволоки.
В одном варианте осуществления, связывающее устройство содержит счетчик оборотов и приспособлено для определения общей длины уже использованной проволоки и длины проволоки, остающейся в устройстве подачи проволоки. Более того, связывающее устройство может быть приспособлено для подсчета числа связываний, которые можно выполнить посредством проволоки, остающейся в устройстве подачи проволоки. Кроме того, связывающее устройство может быть приспособлено для определения среднего времени, проходящего между каждым связыванием, и, таким образом, времени, остающегося до замены проволоки. Последнюю информацию пользователь может использовать для определения, достаточна ли длина оставшейся проволоки для работы до следующего перерыва или конца рабочего дня.
В одном варианте осуществления устройство приспособлено для определения/подсчета необходимого количества проволоки, и управления на данной основе работой устройства подачи проволоки так, что после затяжки проволоки ее ослабляют для достижения необходимой затяжки проволоки. Должно быть ясно, что чем плотнее связывание, тем больше проволока/связывание должны быть подвержены разрыву/разрушению. Кроме того, должно быть ясно, что чем слабее связывание, тем выше риск, что связанные компоненты могут перемещаться друг относительно друга в области связывания.
В одном варианте осуществления устройство содержит компьютерный процессор для управления одним или несколькими двигателями и датчиками. Процессор может содержать запоминающее устройство для сохранения информации. В одном варианте осуществления, процессор приспособлен для управления двигателем подачи проволоки так, что проволока ослабляется в нужной степени перед процессом связывания.
Более того, в запоминающем устройстве может сохраняться таблица, содержащая информацию по степени ослабления в зависимости от длины проволоки. Информацию таблицы можно сохранить в запоминающем устройстве перед продажей продукта, то есть во время изготовления. Альтернативно, или как дополнение, пользователь может сохранять информацию в запоминающем устройств во время эксплуатации устройства, так что проволока затягивается так, как необходимо пользователю.
В одном варианте осуществления, информацию определяет изготовитель опытным путем. В другом варианте осуществления процессор приспособлен для ослабления проволоки на основе формулы, дающей результаты, приблизительно одинаковые с определенными опытным путем.
Устройство подачи проволоки может быть приспособлено для продвижения проволоки в путь прохождения проволоки, по которому проволоку направляют из связывающего инструмента вокруг объекта (объектов) и обратно на связывающий инструмент. Путь может быть образован одним или несколькими из следующего: первый проход связывающей головки, второй проход связывающей головки, первая направляющая челюсть и вторая направляющая челюсть, как детально описано дополнительно ниже.
Внутренний элемент инструмента размещен с возможностью скольжения в связывающей головке и может перемещаться между исходным положением и положением застопоривания. Когда внутренний элемент инструмента установлен в исходное положение, он может перемещаться в первом направлении относительно связывающей головки, при этом он перемещается к положению застопоривания. Когда внутренний элемент инструмента установлен в положение застопоривания, он застопорен для дополнительного перемещения в первом направлении относительно связывающей головки, но может перемещаться в противоположном направлении, то есть, к исходному положению.
Для получения в результате вращения шпинделя линейного перемещения внутреннего элемента инструмента, внутренний элемент инструмента может иметь резьбовое соединение со шпинделем, например, посредством одноходовой или многоходовой резьбы, содержащей две, три, четыре пять, шесть, семь или восемь резьб. В одном варианте осуществления, внутренняя поверхность внутреннего элемента инструмента снабжена резьбой и выполнена с возможностью соединения со снабженной резьбой внешней поверхностью шпинделя. Альтернативно, внутренняя поверхность шпинделя может быть снабжена резьбой и выполнена с возможностью соединения с соответствующей снабженной резьбой внешней поверхностью внутреннего элемента инструмента. По меньшей мере, одна из резьб может являться метрической резьбой стандарта ISO, прямоугольной резьбой или трапециевидной резьбой, или любой другой резьбой, подходящей для преобразования вращения шпинделя в линейное перемещение внутреннего элемента инструмента. В одном варианте осуществления внутренний элемент инструмента соединен со шпинделем посредством шариковой винтовой пары и/или роликового ходового винта.
Связывающее устройство может содержать двигатель для вращения шпинделя. Двигатель может являться электродвигателем, и связывающее устройство может содержать блок питания, такой как батарея, для питания электродвигателя. Альтернативно, связывающее устройство может содержать кабель для соединения устройства с электросетью или внешней батареей. Двигатель может быть соединен со шпинделем напрямую или через одну или несколько зубчатых передач.
Когда шпиндель вращают, по меньшей мере, часть крутящего момента передается внутреннему элементу инструмента, который, соответственно, должен быть застопорен для вращения для получения линейного перемещения. Соответственно, в одном варианте осуществления, связывающая головка, относительно которой внутренний элемент инструмента застопорен для вращения, может быть частично застопорена для вращения в первом направлении. Частичное застопоривание для вращения означает, что предотвращается вращение связывающей головки в первом направлении, если крутящий момент, приложенный к связывающей головке, не превосходит заданного порогового значения. В одном варианте осуществления регулируемая пружина определяет заданное пороговое значение. Пружину может регулировать пользователь.
Более того, связывающая головка может быть застопорена для вращения в направлении, противоположном первому направлению относительно пути прохождения проволоки, при этом вращение шпинделя в противоположном направлении обуславливает перемещение внутреннего элемента инструмента от положения застопоривания и к исходному положению.
Связывающий инструмент может образовывать первый проход, образующий входное и выходное отверстие, и второй проход, образующий выходное отверстие. В одном варианте осуществления устройство подачи проволоки приспособлено для продвижения проволоки через первый проход с продвижением проволоки во входное отверстие и из выходного отверстия, и опять во входное отверстие второго прохода с направлением проволоки вокруг объекта/объектов. Во время перемещения между выходным отверстием первого прохода и входным отверстием второго прохода проволока может следовать по пути прохождения проволоки.
Связывающее устройство может содержать отрезающий инструмент, выполненный с возможностью отрезания проволоки во время перемещения внутреннего элемента инструмента к положению застопоривания. В одном варианте осуществления элемент инструмента приспособлен для резания проволоки внутри первого прохода или в области выходного отверстия первого прохода. Отрезающий инструмент может содержать первую режущую кромку, перемещающуюся во время отрезания ко второй режущей кромке или к контактной поверхности, по существу, с перемещением без вращения, по существу чисто линейным перемещением в направлении положения застопоривания. Первая режущая кромка и вторая режущая кромка или контактная поверхность могут быть приспособлены для перемещения в направлении друг к другу или могут быть выполнены для скольжения друг относительно друга, как режущие кромки ножниц. Когда проволока введена через первый проход и принята во второй проход, отрезание проволоки обуславливает отделение проволочной детали от устройства подачи проволоки. Проволочная деталь содержит отрезанный конец и поданный конец. После отрезания, отрезанный конец может быть установлен в первом проходе или в области входного отверстия первого прохода, и поданный конец может быть установлен во втором проходе. В варианте осуществления первая режущая кромка образована внутренним элементом инструмента. В дополнительном варианте осуществления, вторая режущая кромка или контактная поверхность может быть образована направляющим элементом для направления проволоки в первый проход.
Для обеспечения приема проволоки, прошедшей через первый проход во второй проход, по меньшей мере, часть пути прохождения проволоки может быть образована одной или несколькими направляющими челюстями. В одном варианте осуществления связывающее устройство содержит, по меньшей мере, одну первую и вторую направляющую челюсти. Первая и вторая направляющие челюсти могут быть разнесенными, так что объект, подлежащий связыванию, можно вставлять в выемку, образованную первой и второй направляющей челюстью, например, с перемещением связывающего устройства для охвата объекта (объектов). Вследствие наличия зазора между первой и второй направляющей челюстью, первая направляющая челюсть может быть приспособлена для направления проволоки из первой направляющей челюсти ко второй направляющей челюсти. Во время эксплуатации поданный конец проволоки подают из выходного отверстия первого прохода на первую направляющую поверхность первой направляющей челюсти, после дополнительной подачи проволоки поданный конец скользит вдоль первой направляющей поверхности и уходит из первой направляющей челюсти, при этом поданный конец продвигается в воздухе свободно. Вместе с тем, вследствие формы первой направляющей челюсти/поверхности, поданный конец проволоки направляется ко второй направляющей челюсти и, в конце концов, принимается второй направляющей челюстью. Затем вторая направляющая челюсть направляет поданный конец во входное отверстие второго прохода.
В одном варианте осуществления, по меньшей мере, одна из первой и второй направляющих челюстей приспособлена для вращения между первым и вторым положением, так что когда челюсть установлена в первое положение, объект, подлежащий связыванию, окружен связывающим устройством так, что когда челюсть установлена во второе положение, объект, подлежащий связыванию, можно продвинуть в положение связывания с перемещением через проход, образованный между концевыми поверхностями первой и второй направляющих челюстей. Каждая из вращающихся направляющих челюстей может поворачиваться к первому положению и может содержать средство для перевода ее во второе положение. Такое средство может являться наклонной поверхностью, созданной на концевых поверхностях первой и/или второй направляющей челюсти.
Более того, первая и/или вторая направляющие челюсти могут съемно крепиться к связывающему устройству для обеспечения их замены пользователем.
Первый и второй проход могут располагаться друг относительно друга так, что проволоке, подаваемой из первого прохода, должна придаваться новая форма, например гнутая, для приема во второй проход. Соответственно, по меньшей мере, часть пути прохождения проволоки может быть образована инструментом придания формы, приспособленным для придания формы проволоке при продвижении через такой инструмент для обеспечения приема проволоки во второй проход связывающего инструмента. Инструмент придания формы может быть образован одним или несколькими связывающими инструментами и первой направляющей челюстью. Для придания новой формы/гибки проволоки, инструмент придания формы может содержать, по меньшей мере, три формообразующие поверхности, расположенные друг относительно друга так, что проволоке придается заданная кривизна, когда поданный конец проволоки линейно перемещается в инструмент придания формы. В одном варианте осуществления, по меньшей мере, одна формообразующая поверхность подвижна относительно, по меньшей мере, одной другой формообразующей поверхности для изменения кривизны проволоки, подаваемой через инструмент придания формы. По меньшей мере, одно из следующего: внутренний элемент инструмента, связывающая головка и первая направляющая челюсть могут образовывать, по меньшей мере, одну направляющую поверхность, приспособленную для направления проволоки из устройства подачи проволоки в инструмент придания формы.
Для обеспечения затягивания проволоки вокруг объекта/объектов инструмент придания формы может быть выполнен таким, что после затягивания проволоки она выводится из контакта с инструментом придания формы, при этом проволока может затягиваться, по меньшей мере, вокруг части одного или нескольких объектов. В одном варианте осуществления, инструмент придания формы может содержать застопоривающий храповый механизм, обеспечивающий выведение проволоки из контакта с инструментом придания формы. В другом варианте осуществления затягивание проволоки вызывает перемещение проволоки вбок с выходом из контакта с инструментом придания формы, как описано дополнительно в деталях в описании фигур.
Связывающее устройство может быть приспособлено для затягивания проволоки, когда поданный конец принят во второй проход. Соответственно, для предотвращения вытягивания поданного конца из второго прохода, вызванного затягиванием проволоки, второй проход может содержать застопоривающую деталь для предотвращения перемещения поданного конца в направлении, противоположном направлению введения. Поскольку второй проход, по меньшей мере, частично образован связывающим инструментом, застопоривающая деталь, внутренний элемент инструмента и/или связывающая головка содержит (содержат) застопоривающую деталь. Вместе с тем, после связывания проволочной детали, поданный конец следует предпочтительно выводить из контакта с застопоривающей деталью и, таким образом, застопоривающая деталь может быть приспособлена для обеспечения перемещения (удаления) поданного конца в направлении поперек направления введения, при этом, поданный конец выводится из контакта с застопоривающей деталью. В одном варианте осуществления направление удаления образует угол 45-90 градусов с направлением введения, также возможны 60-90 и 80-90 градусов.
Внутренний элемент инструмента и/или связывающая головка может быть приспособлена для удержания отрезанного конца проволочной детали с перемещением внутреннего элемента инструмента в положение застопоривания, при этом, предотвращается вытягивание отрезанного конца из первого прохода. В одном варианте осуществления, внутренний элемент инструмента содержит первую застопоривающую поверхность, и связывающая головка содержит вторую застопоривающую поверхность, и отрезанный конец удерживается в первом проходе, когда отрезанный конец установлен между первой и второй застопоривающими поверхностями и в контакте с ними, и упомянутые поверхности поджимаются друг к другу.
Когда отрезанный конец удерживается между первой и второй застопоривающими поверхностями, предотвращается дополнительное осевое перемещение внутреннего элемента инструмента относительно связывающей головки, и дополнительное вращение шпинделя обуславливает совместное вращение внутреннего элемента инструмента и связывающей головки (связывающего инструмента), как описано выше. В одном варианте осуществления, вращение связывающего инструмента обусловлено вращающими силами, приложенными от резьбы шпинделя на внутренний элемент инструмента. Когда внутренний элемент инструмента не установлен в положение застопоривания, такие вращающие силы обуславливают перемещение внутреннего элемента инструмента в осевом направлении по резьбе, но когда внутренний элемент инструмента установлен в положение застопоривания, осевое перемещение предотвращается, при этом, связывающий инструмент должен вращаться. Альтернативно, или как дополнение, внутренний элемент инструмента может содержать поверхность упирания, приспособленную для контакта с соответствующей поверхностью упирания связывающей головки, когда внутренний элемент инструмента установлен в свое положение застопоривания, так что вращение внутреннего элемента инструмента передается связывающей головке через упирающиеся поверхности.
В некоторых вариантах осуществления геометрия первого и второго прохода обуславливает пересечение поданного конца и отрезанного конца, при этом, по меньшей мере, часть связывающего инструмента окружает и, таким образом, залавливает концы проволоки. Поскольку такие проволоки могут являться относительно жесткими, пользователь должен прикладывать относительно большие усилия для удаления связывающего устройства. Соответственно, в одном варианте осуществления, внутренний элемент инструмента и/или связывающая головка приспособлена (приспособлены) для придания новой формы, по меньшей мере, одному отрезанному концу и/или концу подачи после перемещения внутреннего элемента инструмента с уходом от положения застопоривания, так, что концы проволоки не пересекают друг друга, и/или так, что связывающий инструмент не залавливает концов проволоки. После такого придания новой формы, связывающее устройство пользователь может легко удалить.
В одном варианте осуществления, связывающее устройство содержит один или несколько разделителей для обеспечения соблюдения расстояния между связывающим инструментом и объектами, подлежащими связыванию. Разделители дают преимущество в том, что плотность связывания можно регулировать, в вариантах осуществления, в которых связывающий инструмент во время связывания приспособлен для совершения заданного числа оборотов относительно пути прохождения проволоки, например, одного, двух, трех, четырех, пяти или шести. Должно быть ясно, что объекты, более близкие к связывающему инструменту, должны связываться плотнее, и наоборот.
По меньшей мере, один из разделителей может образовывать пазы/углубления, приспособленные для размещения объектов, подлежащих связыванию. В одном варианте осуществления, паз образован в поверхности, обращенной к объектам, подлежащим связыванию во время работы. Паз может проходить в направлении поперек разделителя, то есть так, что объект, размещаемый в пазу, проходит через ось вращения шпинделя и внутреннего элемента инструмента.
В другом варианте осуществления связывающее устройство приспособлено для затягивания проволоки с наибольшим возможным усилием, и в дальнейшем ослабления проволоки для создания необходимой плотности связывания.
Во втором аспекте настоящее изобретение относится к челюсти для связывающего инструмента, челюсти, содержащей инструмент придания формы, для придания проволоке заданной кривизны, инструмент придания формы, содержащий, по меньшей мере, три формообразующие поверхности, расположенные друг относительно друга, так что проволоке, перемещающейся линейно в инструмент придания формы, придается новая форма с образованием заданной кривизны.
Челюстной инструмент согласно второму аспекту изобретения может содержать любой признак или компонент, согласно первому аспекту изобретения. Например, инструмент придания формы может иметь такую форму, что после затягивания проволоки, принятой в инструмент, проволока выводится из контакта с инструментом придания формы.
В третьем аспекте настоящее изобретение относится к связывающему устройству, образующему путь прохождения проволоки для направления проволоки вокруг одного или несколько объектов, содержащему:
- устройство подачи проволоки для продвижения проволоки в путь прохождения проволоки; и
- связывающий инструмент, образующий проход для проволоки в путь прохождения проволоки и из него, вращающийся относительно пути прохождения проволоки, при этом устройство подачи проволоки содержит датчик для определения длины, по меньшей мере, части проволоки.
Связывающее устройство может быть приспособлено для прекращения связывания, если длина проволоки в устройстве подачи проволоки меньше заданной длины, такой как минимальная длина проволоки, требуемая для связывания. В одном варианте осуществления устройство приспособлено для сигнализирования пользователю, что проволока в устройстве подачи проволоки не имеет определенной длины для выполнения связывания. Сигнал может быть звуковым и/или осязаемым.
Связывающее устройство согласно третьему аспекту может содержать любой признак или компонент согласно первому аспекту изобретения.
Изобретение ниже описано более подробно со ссылкой на следующие чертежи.
На Фиг. 1 показано связывающее устройство перед работой.
На Фиг. 2-5 показан процесс подачи проволоки в устройство и в положение вокруг объектов, подлежащих связыванию.
На Фиг. 6-8 показан процесс связывания проволоки.
На Фиг. 9 показано удаление связывающего устройства.
На Фиг. 10 показано устройство подачи проволоки согласно изобретению.
На Фиг. 11a-11d показано связывающее устройство, содержащее разделители.
На Фиг. 1-9 показано связывающее устройство 100, образующее путь прохождения проволоки, и содержащее устройство 160 подачи проволоки (см. также Фиг. 10), вращающийся шпиндель 102 и связывающий инструмент 104. Связывающий инструмент 104 содержит связывающую головку 106 и внутренний элемент 108 инструмента, размещенный с возможностью скольжения в связывающей головке 106 так, что внутренний элемент 108 инструмента и связывающая головка 106 застопорены для вращения друг относительно друга.
Внутренняя поверхность (не показано) внутреннего элемента 108 инструмента снабжена резьбой и соединяется со снабженной резьбой внешней поверхностью 110 шпинделя 102, так что вращение шпинделя 102 обуславливает осевое перемещение внутреннего элемента 108 инструмента (вправо на чертеже) относительно связывающей головки 106 к положению застопоривания (показано на Фиг. 7), в котором внутренний элемент 108 инструмента застопорен для осевого перемещения относительно связывающей головки 106, при этом, дополнительное вращение шпинделя 102 вызывает одновременное вращение внутреннего элемента 108 инструмента и связывающей головки 106.
Связывающее устройство 100 дополнительно содержит отрезающий инструмент 112, содержащий первую режущую кромку 114 и контактную поверхность 116. Первая режущая кромка 114 и контактная поверхность 116 выполнены с возможностью отрезания, когда первая режущая кромка 114 скользит мимо контактной поверхности 116. Во время отрезания первая режущая кромка 114 поджимается в направлении, указанном стрелкой 117, так что проволока 118, поданная в первый проход 120, поджимается в контакт с контактной поверхностью 116, предотвращающей перемещение проволоки 118 в направлении стрелки 117, при этом дополнительное перемещение первой режущей кромки 114 пересекает проволоку 118, подлежащую отрезанию.
Устройство 160 подачи проволоки (см. также Фиг. 10) выполнено с возможностью подачи проволоки 118 через первый проход 120 и назад во второй проход 122 через первую направляющую челюсть 124 и вторую направляющую челюсть 126. По меньшей мере, часть пути прохождения проволоки образована первой и второй направляющими челюстями (124,126). Первая и вторая направляющие челюсти 124, 126 вместе образуют выемку 128, в которой можно установить один или несколько объектов 130, таких как арматурные стержни, для связывания одного или нескольких объектов 130 вместе посредством связывающего устройства 100. Для обеспечения установки объектов в выемку 128, часть пути прохождения проволоки «разорвана», так что когда проволоку 118 не подают от первой ко второй из направляющих челюстей 124, 126, объекты 130 можно перемещать в выемку 128, и соответственно, когда проволоку 118 подают от первой направляющей челюсти 124 ко второй направляющей челюсти 126, объекты 130 не могут перемещаться в выемку 128 или из нее, поскольку проволока 118 препятствует такому перемещению.
Более того, первая направляющая челюсть 124 содержит инструмент 132 придания формы, приспособленный для придания формы/гибки проволоки 118 при подаче через проход 134 инструмента 132 придания формы. Инструмент 132 придания формы приспособлен для придания формы/гибки проволоки 118 с приданием кривизны, обеспечивающей, при подаче от первой направляющей челюсти 124, прием проволоки 118 второй направляющей челюстью 126 и, далее во второй проход 122.
На Фиг. 1 показано исходное положение установки первой и второй направляющих челюстей 124, 126 вокруг объектов 130 так, что объекты установлены в выемке 128. Внутренний элемент 108 инструмента установлен в исходное положение, в котором он убран из связывающей головки 106 (то есть, установлен влево на чертеже). Проволока 118 упирается во вторую режущую кромку 116 и готова к введению в первый проход 120, см. также Фиг. 2.
На Фиг. 2 шпиндель 102 вращается в первом направлении вращения, при этом, резьбовое соединение между внешней поверхностью шпинделя 102 и внутренней поверхностью внутреннего элемента 108 инструмента обуславливает осевое перемещение внутреннего элемента 108 инструмента (то есть вправо на чертеже) относительно связывающей головки 106 и в направлении к положению застопоривания (но без входа в него) (см. также Фиг. 7). Для предотвращения вращения связывающей головки 106 со шпинделем 102, связывающую головку 106 частично застопоривают для вращения относительно пути прохождения проволоки. Устройство частичного застопоривания приспособлено для предотвращения относительного вращения, когда крутящий момент, приложенный к связывающей головке, ниже заданного порогового значения и имеет направление, противоположное первому направлению вращения. Соответственно, если крутящий момент выше заданного порогового значения и направлен в первом направлении вращения, связывающая головка 106 может вращаться. Соответственно, внутренний элемент инструмента находится в застопоривающем положении, вращение шпинделя 102 не может трансформироваться в линейное перемещение внутреннего элемента инструмента, при этом, крутящий момент, необходимый для вращения шпинделя 102, должен превосходить заданное пороговое значение для обеспечения дополнительного вращения шпинделя. Это описано дополнительно в деталях для Фиг. 7.
На Фиг. 3-5 устройство 160 подачи проволоки, которое показано на Фиг. 10, продвигает проволоку 118 в первый проход 120, в котором направляющая поверхность 136 направляет проволоку 118 в проход 134 инструмента 132 придания формы, который придает форму/гнет проволоку 118 с кривизной, соответствующей кривизне первой и второй направляющих челюстей 124, 126. Затем проволока 118 следует первой направляющей поверхности 138 первой направляющей челюсти 124. Вследствие придания новой формы проволоке 118, создаваемого инструментом 132 придания формы, проволоку 118 принимает вторая направляющая челюсть 126, и проволока скользит по второй направляющей поверхности 140 второй направляющей челюсти 126 до приема проволоки 118 во второй проход 122. После дополнительной подачи проволоки 118, конец 142 проволоки перемещается в контакт с застопоривающей деталью в форме собачки 144 храпового механизма, который застопоривает проволоку для перемещения в реверсивном направлении, как указано стрелкой 146. Собачка 144 является поворотной относительно своей оси 148, и пружина (не показано) поджимает собачку 144 к боковой стенке 150. Конец 142 проволоки застопоривается между собачкой 144 и боковой стенкой 150 и реверсивное перемещение проволоки (в направлении стрелки 146) поджимает застопоривающую деталь в направлении к проволоке и боковой стенке. Предотвращается дополнительное продвижение проволоки 118 во второй проход 122, когда поданный конец 154 упирается в останавливающую поверхность 151, и устройство 160 подачи проволоки останавливает процесс подачи, как описано для Фиг. 10.
На Фиг. 6 устройство 160 подачи проволоки тянет проволоку 118 в реверсивном направлении, как указано стрелкой 146. Проволока 118 затягивается, при этом, проволока 118 вытягивается из прохода 134 инструмента 132 придания формы и затягивается вокруг части объектов 130. Для достижения указанного, инструмент 132 придания формы может быть открыт с одной стороны, например, в направлении входа или выхода на Фиг. 6. Более того, находящаяся ниже по потоку поверхность 133 инструмента придания формы может быть выполнена для поджатия проволоки 118 к открытой стороне после затягивания проволоки 118. С проволокой 118, затянутой вокруг арматурных стержней 130, шпиндель 102 поворачивается, при этом, внутренний элемент 108 инструмента перемещается в свое положение застопоривания, как показано на Фиг. 7. Во время перемещения проволока 118 перерезается первой режущей кромкой 114 и контактной поверхностью 116, при этом, производится проволочная деталь 156, имеющая поданный конец 154 и отрезанный конец 155. Когда внутренний элемент 108 инструмента установлен в положение застопоривания, проволока 118 удерживается между внутренним элементом 108 инструмента и поверхностью 152 упирания. С внутренним элементом 108 инструмента в его застопоривающем положении, дополнительное вращение шпинделя 102 обуславливает вращение внутреннего элемента 108 инструмента и связывающей головки 106, когда крутящий момент, приложенный к шпинделю, превосходит заданное пороговое значение. При вращении проволока закручивается, поскольку поданный конец 154 и отрезанный конец 155 удерживаются в связывающем инструменте 104.
С объектами 130, связанными друг с другом, шпиндель 102 вращают в противоположном направлении, как показано на Фиг. 8. Поскольку вращение связывающей головки 106 предотвращено в противоположном направлении, вращение шпинделя в упомянутом направлении обуславливает перемещение внутреннего элемента 108 инструмента с уходом от своего положения застопоривания, при этом, концы 154, 155 проволочной детали 156 выпрямляются под действием компонентов 158, 159. Затем связывающее устройство 100 можно убирать, как показано на Фиг. 9.
Вариант осуществления устройства 160 подачи проволоки показан на Фиг. 10. Устройство 160 подачи проволоки содержит катушку 162 проволоки, первый датчик 164, валки 166 подачи и второй датчик 168. Когда устройство 160 подачи проволоки пустое, проволоку 118 можно подать в устройство 160 подачи проволоки, с обеспечением приема проволоки 118 в валки 166 подачи. Перед приемом проволоки 118 в валки 166 подачи, первый датчик 164 обнаруживает присутствие проволоки 118, при этом, двигатель (не показано) приводит валки во вращение. Когда проволоку 118 принимают валки 166, они вращаются, до обнаружения проволоки 118 вторым датчиком 168, и дальнейшее продвижение проволоки останавливается, когда свободный конец оказывается в правильном положении для подачи,
После запуска пользователем связывающего устройства, двигатель приводится в действие, при этом, валки вращаются и подают проволоку 118 по пути прохождения проволоки во второй проход 122, как описано выше. Когда конец проволоки упирается в останавливающую поверхность 151 второго прохода, дальнейшее продвижение проволоки прекращается и ток в электрической цепи, подключенной к двигателю, увеличивается. Соответственно, когда система управления, регулирующая работу двигателя, обнаруживает такое увеличение тока, направление вращения двигателя (валков) реверсируют для затягивания проволоки, как описано для Фиг. 6. В альтернативном варианте осуществления используют число оборотов валков для определения, достаточно ли продвинута проволока для приема во второй проход 122.
Связывающее устройство содержит счетчик оборотов, приспособленный для подсчета числа оборотов, выполненных подающими валками 166. Поскольку один оборот подающих валков 166 соответствует заданной длине проволоки 118, счетчик оборотов приспособлен для выдачи сигнала, соответствующего длине проволоки.
Устройство 100 приспособлено для следующего управления его работой: если во время подачи проволоки 118 первый датчик 164 не обнаруживает проволоки 118, то есть устройство подачи проволоки пустое, устройство, посредством счетчика оборотов, способно определить длину проволоки 118, которая уже подана при текущей работе по связыванию посредством валков 166. Если длина ниже заданной длины, то есть длины, необходимой для выполнения связывания, связывающее устройство приспособлено для втягивания проволоки 118 и подачи сигнала пользователю, что проволока 118 не имеет достаточной длины для связывания, и что новую проволоку следует вставить в устройство подачи проволоки.
На фиг. 11a-11d показано связывающее устройство 100, содержащее два разделителя 170, которые во время связывания используют для поддержания заданного расстояния между объектами и связывающей головкой. При поддержании заданного расстояние можно регулировать усилие затяжки при связывании, поскольку должно быть ясно, что большее расстояние приводит к более слабому связыванию, и более короткое расстояние к более плотному связыванию, для объектов 130 одного размера. Соответственно, пользователь может перемещать связывающее устройство в положение, в котором один или несколько объектов 130 упираются в разделители 170, при этом, обеспечивается поддержание заданного расстояния между связывающим инструментом 104 и объектами 130.
В первом варианте осуществления осевое выдвижение разделителей является регулируемым. Возможность регулирования можно обеспечить созданием множества взаимозаменяемых комплектов разделителей с различной длиной. Альтернативно, разделители можно приспособить для перемещения между двумя положениями установки для получения необходимой плотности связывания. Пользователь может настраивать регулируемые разделители вручную или автоматически посредством двигателя.
Во втором варианте осуществления созданы разделители заданной длины, и плотность связывания регулируют настройкой затяжки проволоки вручную или автоматически. Для регулирования затяжки проволоки устройство может быть приспособлено для затяжки проволоки с максимальным усилием и затем ослабления проволоки для получения необходимой затяжки. Устройство можно приспособить для обеспечения регулирования пользователем затяжки/ослабления проволоки вручную или автоматически. Последнее можно получить на следующих этапах, для выполнения которых устройство может быть приспособлено.
На первом этапе, проволоку заданной длины выдвигают через связывающую головку. Когда конец проволоки принимает связывающая головка после направления вокруг объектов 130, конец проволоки удерживается, и проволока затягивается максимально возможным втягиванием.
Во втором этапе, длину втянутой части проволоки определяют (например, определяют сколько проволоки можно втянуть для максимальной затяжки). Должно быть ясно, что чем больше длина втянутой проволоки, тем меньше объекты, и наоборот, чем меньше длина втянутой проволоки, тем больше объекты.
Таким образом, устройство может быть приспособлено для определения, насколько проволоку следует отпускать для обеспечения необходимой плотности связывания для объекта (объектов) любого размера.
На третьем этапе проволоку отпускают для обеспечения необходимой плотности связывания.