УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЯЗЫВАНИЯ ПРЕДМЕТОВ Российский патент 2011 года по МПК B21F15/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройствам и способам для связывания предметов при помощи проволоки с целью скрепления предметов друг с другом. В частности, изобретение относится к связыванию прутьев арматуры, армирующей бетонные конструкции.

Уровень техники

При возведении крупных бетонных конструкций, например стен, полов, колонн и т.п., в зданиях, обычно перед заливкой бетона, на месте выполнения работ производится раскладка сеток арматуры и связывание прутьев. Прутья арматуры раскладывают в виде сетки, в которой прутья следуют горизонтально и вертикально под прямым углом друг к другу. В определенных точках пересечения горизонтальных и вертикальных прутьев, с целью скрепления прутьев их связывают петлей из жесткой проволоки, которую пропускают по диагонали под местом пересечения, а концы скручивают вместе выше места пересечения. Традиционно это выполняют вручную, хотя эта работа трудная, трудоемкая и требует многократного повторения.

На рынке имеется механизированный инструмент для выполнения этой работы. Одна из таких машин описана в публикации WO 2004/083559. Подробное сопоставление должно производиться именно с этим документом. Указанная машина содержит пару клешневых захватов, которые заходят снизу с каждой стороны места пересечения двух прутьев, так что в промежутке между концами захватов оказывается возможным пропустить проволоку (посредством направляющего челнока), затем вытянуть проволоку наверх, обведя ее вокруг места пересечения, и при помощи вращающегося шпинделя скрутить концы проволоки вместе.

Раскрытое в публикации WO 2004/083559 преимущество указанной машины над существующими конструкциями заключается в том, что при вытягивании из шпинделя в процессе скручивания проволока получает возможность некоторого проскальзывания относительно элементов захвата. Это препятствует разрыву проволоки из-за чрезмерного натяжения.

Хотя новшество, описанное в заявке WO 2004/083559, обладает полезностью, возможно дополнительное усовершенствование машины. Одна из проблем, которую можно отметить, состоит в том, что обычно при работе с такой машиной на строительной площадке, после завершения скручивания клешневые захваты машины используют в качестве молотка для загибания скрученных концов проволоки, чтобы не цепляться за острые концы скруток. Однако указанные машины не рассчитаны на такое обращение, и было отмечено, что многократные удары нижней стороной захватов и другое грубое обращение могут быстро вызвать их деформацию и перекос. Поскольку клешневые захваты играют важную роль, направляя проволоку по правильной кривой, любой перекос или деформация может послужить препятствием нормальной работе машины.

Другая потенциальная проблема, которую можно отметить, заключается в том, что получение нужного натяжения проволочной скрутки обуславливается сопротивлением проволоки изгибу и трением, которое создается между проволокой и элементами захвата машины. Однако если поверхность проволоки или внутренняя поверхность захватов внутри машины загрязнены маслом или жиром или даже если машиной пользуются во влажных условиях, степень реально получаемого трения может быть меньше трения, на которое рассчитана машина, что приведет к пониженному натяжению в скрутке и, следовательно, к ослаблению соединения прутьев арматуры.

Другая проблема, присущая вышеописанным машинам для связывания арматуры, заключается в том, что, поскольку всегда должна присутствовать область, через которую пропускается проволока, и которая по существу является открытой, чтобы проволока могла пройти вокруг прутьев, всегда есть опасность получения травмы оператором или другим лицом при случайном включении машины, например, если какая-то часть тела работающего попадет в зону скручивания.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является усовершенствование вышеупомянутых конструкций машины, по меньшей мере, в некоторых аспектах ее работы.

Согласно первому аспекту, настоящее изобретение предлагает устройство для связывания двух или нескольких предметов, содержащее средства выпуска проволоки и средства приема проволоки, предусмотренные для пропускания проволоки, которой придана форма дуги, в виде петли вокруг предметов от средств выпуска к средствам приема.

Таким образом, специалистам в данной области будет понятно, что согласно изобретению, вместо того чтобы направлять проволоку вокруг связываемых предметов при помощи клешневых захватов, предлагаемое устройство основывается на придании проволоке дугообразной формы (формовке), чтобы обвести ее вокруг предметов и подвести к средствам приема. В этом есть очевидный выигрыш, так как ориентация проволоки не зависит от положения клешневых захватов. Следовательно, устройство может быть менее подвержено повреждениям, которые препятствуют его нормальной работе.

Отсюда, в соответствии с изобретением, устройство может быть бесклешневым, то есть согласно другому аспекту изобретения предлагается устройство для связывания двух или нескольких предметов вместе, содержащее бесклешневые средства выпуска проволоки и средства приема проволоки, предусмотренные для пропускания проволоки, которой придана форма дуги, в виде свободной петли вокруг предметов от средств выпуска к средствам приема. Термин «бесклешневые» означает, что ни одна из частей устройства не выступает ниже самого нижнего связываемого элемента. И действительно не требуется, чтобы какая-либо из деталей устройства выступала ниже любого из связываемых элементов. Поэтому операция связывания может целиком быть выполнена сверху.

Если устройство не оснащено никакими клешнями, оно может быть сделано исключительно прочным. Однако отсутствие клешневых захватов на устройстве - это еще не главное. Установлено, что в некоторых ситуациях необходимо или желательно увеличивать усилие, передаваемое через проволоку со стороны средств выпуска проволоки, например, чтобы преодолеть сопротивление, возникающее в средствах приема проволоки. Должно быть понятно, что если свободный конец проволоки встречает слишком большое сопротивление, то вместо того чтобы двигаться вперед, окружив предметы, проволочная петля начинает расти в диаметре. В соответствии с некоторыми предпочтительными вариантами первого аспекта изобретения предлагаются средства удержания проволоки, ограничивающие рост проволочной петли в диаметре. Такие средства позволяют передавать через проволочную петлю значительно большие усилия и облегчают преодоление любых возникающих сопротивлений, например в средствах приема проволоки.

Такими средствами удержания проволоки может служить просто кожух, выступающий с одной стороны или с обеих сторон, корпус или любая подходящая конструкция для ограничения увеличения петли. Средства удержания проволоки могут даже включать в себя одну или несколько клешней. Однако следует понимать, что в данном примере клешня(-ни) не используется в качестве средства задания точного направления проволоке в сторону средств приема - эта задача решается дугообразной формовкой проволоки - а ограничивает рост петли. Поэтому конструкция такой клешни(-ней) может быть гораздо проще и точность ее позиционирования не является существенной для задания проволоке направления движения. Поэтому рассмотренные выше достоинства по-прежнему имеют место.

Дугообразная форма, придаваемая проволоке, может получаться просто в результате того, что для хранения проволока была смотана в бухту. Однако это не надежно, поскольку бухты могут быть разного размера, намотаны с разным натяжением и неравномерно, к тому же и диаметр дуги будет уменьшаться по мере расхода проволоки. Следовательно, желательно, чтобы предлагаемое устройство содержало средства придания проволоке требуемой формы дуги. Такие средства могли бы содержать, например, прижимные ролики и/или направляющую поверхность/канал подходящей кривизны.

Желательно, чтобы форма, придаваемая проволоке, была плоской, то есть чтобы свободный конец проволоки стремился вернуться в ту точку, из которой он был выпущен; хотя в предпочтительных вариантах осуществления средства приема проволоки устроены так, чтобы направлять свободный конец проволоки с небольшим боковым смещением. Это означает, что средства выпуска проволоки и средства приема проволоки могут быть смещены в боковом направлении друг относительно друга, что позволяет сохранить конструкцию в целом насколько возможно компактной.

Желательно, чтобы средства приема проволоки содержали воронкообразную поверхность для задания направления свободному концу проволоки для его захода в средства приема и последующего захвата. Область, в пределах которой свободный конец проволоки может подходить к средствам приема, чтобы быть при этом надлежащим образом заведенным в средства захвата, естественно, будет зависеть от точности проводки проволочной петли через свободный промежуток, которая определяется ее предварительной формовкой. Желательно, чтобы принимающая поверхность была приспособлена для приема свободного конца проволоки при его подходе с отклонением от средств захвата в любом направлении, равном 10 см, лучше 5 см, а наиболее предпочтительно 1 см.

Согласно некоторым вариантам осуществления, предпочтительно, чтобы средства приема проволоки были приспособлены для установления факта приема свободного конца проволоки. Поэтому, желательно, чтобы предлагаемое устройство содержало средства определения, была ли проволока надлежащим образом принята средствами приема. Например, факт неприема проволоки можно констатировать, если средствами приема проволока не будет принята до истечения определенного времени; или до совершения подающим механизмом определенного числа оборотов, или по комбинации указанных условий. Желательно, чтобы конструкция устройства предусматривала прекращение подачи проволоки при констатации факта неприема проволоки. Желательно, чтобы конструкция устройства также предусматривала освобождение проволоки, поскольку неприем проволоки обычно указывает на то, что устройство заклинено или засорено. Устройство также может включать функцию отрезания проволоки, чтобы облегчить ее удаление.

Желательно, чтобы устройство для связывания содержало средства обнаружения в зоне, через которую должна быть пропущена проволока, присутствия предмета, связывание которого допускается производить. Этим обеспечивается безопасность устройства, так как указанные средства помогают убедиться, что связывание начнется только в правильных условиях. Средства обнаружения могут выдавать сигнал предупреждения, если надлежащий предмет не находится в рабочей области, но желательно, чтобы они просто препятствовали началу операции связывания через соответствующий контроллер.

Указанные средства обнаружения можно построить так, чтобы они воспринимали определенные размеры или формы, соответствующие предметам, связывание которых допускается производить, но, желательно, чтобы средства обнаружения воспринимали присутствие в предмете надлежащего материала. Например, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, в котором рассматриваемое устройство приспособлено для связывания прутьев бетонной арматуры, связываемые предметы будут металлическими, точнее стальными. Поэтому, желательно, чтобы средства обнаружения были рассчитаны на обнаружение присутствия металлических, например, стальных предметов. В некоторых вариантах осуществления средства обнаружения рассчитаны на обнаружение тепловой или, что более желательно, электрической проводимости предмета. В других вариантах средства обнаружения рассчитаны на обнаружение присутствия материала, в какой-то степени обладающего свойствами ферромагнетика, например стали. Для этого можно использовать любой подходящий магнитный датчик, но желательно, чтобы средства обнаружения в этих вариантах осуществления содержали датчики, работающие на эффекте Холла. Возможность обнаружения присутствия предмета, обладающего надлежащими свойствами, является достоинством, в той мере, в какой эта функция позволяет отличать металлический прут от, например, пальца, чего простые контактные датчики (например, микровыключатели) выполнять не могут.

Такие конструктивные решения сами по себе обладают новизной и патентоспособностью, и, таким образом, согласно второму аспекту изобретения, предлагается устройство для связывания одного или нескольких предметов проволокой, содержащее чувствительное устройство, приспособленное для обнаружения электрической проводимости предмета с целью определения присутствия электропроводящего предмета, подлежащего связыванию, перед началом операции связывания.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения, предлагается устройство для связывания одного или нескольких предметов проволокой, содержащее чувствительное устройство для определения присутствия ферромагнитного материала в предмете, подлежащем связыванию, перед началом операции связывания.

По сравнению с устройством, которое описано в документе WO 2004/083559, в настоящем изобретении также предлагаются следующие новшества. В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления изобретения, предлагаются средства для скручивания проволоки в натянутом состоянии, при этом указанные средства являются приспособляемыми с возможностью создания переменного зажимающего усилия, так чтобы при использовании обеспечивалось, по существу, заданное натяжение проволоки в течение, по меньшей мере, первой фазы скручивания. Таким образом в этих вариантах осуществляется управление величиной зажимающего усилия, чтобы в проволоке во время скручивания обеспечить требуемую величину натяжения. Это помогает исключить проблемы, которые встречаются при использовании существующих устройств, в которых величина усилия захвата может оказываться под вилянием неуправляемых внешних факторов.

Для реализации вышеописанных функций могут быть применены любые подходящие средства, но, согласно предпочтительному варианту, зажимные устройства содержат один или несколько механизмов захвата, создающих переменное усилие. Желательно, чтобы устройство для связывания содержало средства обеспечения обратной связи по величине натяжения проволоки. Измерение натяжения проволоки можно, например, выполнять посредством контроля тока двигателя, который приводит во вращение механизм скручивания. При этом, желательно, чтобы определенный или каждый механизм захвата содержал элемент, подпружиненный к проволоке, и имел форму, обеспечивающую увеличение зажимающего усилия при протягивании проволоки через механизм захвата.

Натяжение проволоки в процессе скручивания можно выдерживать, по существу, постоянным, а можно варьировать, например, уменьшая натяжение после первых одного или нескольких витков. Установлено, что для связывания наиболее эффективными являются первые один-два витка, и, следовательно, для последующих витков можно использовать гораздо меньшее натяжение, не снижая плотности связывания. Установлено, что после первых нескольких витков, при последующем скручивании просто происходит уборка концов проволоки.

Конструктивные решения, подобные вышеприведенным, сами по себе обладают новизной и патентоспособностью, и, таким образом, согласно еще одному аспекту изобретения, предлагается устройство для связывания одного или нескольких предметов проволокой, содержащее средства для пропускания проволоки в виде петли вокруг предметов и средства для скручивания вместе концов указанной проволочной петли, при этом скручивающие средства содержат, по меньшей мере, одно зажимное устройство для захвата проволоки, причем указанные зажимные устройства выполнены приспособляемыми с возможностью создания переменного зажимающего усилия, так чтобы обеспечивать заданное натяжение проволоки в течение, по меньшей мере, первой фазы скручивания.

Должно быть понятно, что приведенные выше конструктивные решения являются усовершенствованием конструкции, изложенной в публикации WO 2004/083559, в которой усилие захвата проволоки не контролируется. Но и в тех и в других решениях используется общий принцип вытягивания проволоки из скручивающего механизма с преодолением сопротивления. Однако в другом предлагаемом техническом решении, согласно изобретению, производится достаточно плотный захват концов проволоки, чтобы предотвратить вырывание указанных концов в процессе скручивания, но при этом конструкция скручивающего механизма такова, что в процессе скручивания происходит его подтягивание к связываемым(-мому) предметам(-ту) встречно упругой смещающей силе. Это дает эффект аналогичный эффекту ограничения натяжения проволоки, так что проволока оказывается менее подверженной обрыву чрезмерным натяжением. Желательно, чтобы указанная упругая смещающая сила обеспечивалась подпружиненным корпусом, опорой или рамой, которая соприкасается с предметами(-том), подлежащими(-им) связыванию. С другой стороны, сжимаемая часть устройства может быть организована в любом месте, например между рамой или корпусом и частями устройства, на которых монтируется скручивающий механизм.

Приведенные конструктивные решения сами по себе обладают новизной и патентоспособностью, и, таким образом, согласно другому аспекту изобретения, предлагается устройство для связывания одного или нескольких предметов проволокой, содержащее средства для пропускания проволоки в виде петли вокруг предметов и средства для скручивания вместе концов указанной петли, причем средства для скручивания содержат, по меньшей мере, одно зажимное устройство для захвата проволоки, предотвращающее проскальзывание проволоки в зажимном устройстве, при этом устройство для связывания содержит средства приложения смещающей силы между средствами для скручивания и связываемым предметом, так чтобы в процессе скручивания проволоки указанные скручивающие средства подтягивались к предмету навстречу смещающей силе.

Установлено, что важным параметром является трение между поверхностью проволоки и роликами, захватами и аналогичными элементами, которые с проволокой взаимодействуют. Кроме того, следует признать, что на трение влияют внешние факторы. Ранее упомянутых зажимных средств, которые должны обеспечивать переменное усилие, может оказаться достаточно, чтобы удовлетворить диапазону коэффициентов трения, с которыми приходится обычно сталкиваться. Однако согласно другому аспекту изобретения, предлагаются средства подготовки для изменения фрикционных свойств поверхности проволоки. Изменяя фрикционные свойства проволоки, можно улучшить характеристики и надежность устройства для связывания.

Такая особенность сама по себе обладает новизной и патентоспособностью, и, таким образом, согласно еще одному аспекту изобретения, предлагается устройство для связывания двух или нескольких предметов проволокой, содержащее средства выпуска проволоки и средства приема проволоки, при этом устройство также содержит средства подготовки поверхности проволоки для изменения фрикционных свойств поверхности.

Средства подготовки могут быть предусмотрены для снижения трения проволоки, например, путем выравнивания, очистки и/или смазывания. Однако желательно, чтобы были предусмотрены средства подготовки для увеличения трения поверхности. Это может быть сделано, например, путем покрытия проволоки подходящим материалом, но более предпочтительно это делать путем изменения текстуры поверхности, т.е. придавая поверхности шероховатость. В примере предпочтительного варианта средства подготовки содержат устройство для рифления поверхности. Желательно, чтобы средства подготовки содержали подходящий набор роликов, один или несколько из которых имеют поверхность, приспособленную для нанесения требуемой текстуры. Средства подготовки могут быть независимыми от других механизмов устройства. Однако желательно, чтобы средства подготовки содержали подающий и/или перегибной ролик, который также выполняет другую функцию при работе устройства.

Подготовку поверхности можно производить по всей окружности проволоки, но в некоторых вариантах осуществления подготовка производится только на части окружности. Это позволяет подготовленной поверхности быть эффективной в некоторых узлах устройства для связывания, но не быть эффективной в других узлах, в зависимости от их ориентации относительно окружности сечения проволоки. Естественно, что различные участки окружности сечения проволоки можно подвергать разной подготовке.

В соответствии со всеми аспектами настоящего изобретения, обычно перед началом скручивания необходимо отрезать проволоку от бухты. Это можно было бы выполнять специализированным резаком. Однако желательно, чтобы конструкция устройства для связывания обеспечивала срезание проволоки, когда скручивающий механизм начинает свое вращение. Это проще и дешевле с точки зрения изготовления, чем специализированный резак и связанная с ним управляющая электроника. В некоторых вариантах осуществления, для обеспечения проведения этой операции предусматривается подача в двигатель увеличенного пускового тока.

Известно, что острые концы, которые остаются после скручивания проволоки, затрудняют обращение с арматурной решеткой. Как объяснялось ранее, конструкция устройства для связывания, согласно настоящему изобретению, может быть выполнена гораздо более прочной, чем у существующих машин, и может более эффективно противостоять ударам, возникающим, когда устройство используют для ударного загибания проволоки после скручивания. Однако все равно не желательно, чтобы требовалось загибать проволоку ударами, и, в соответствии с другим предпочтительным вариантом, устройство для связывания содержит направляющую поверхность, предусмотренную для отклонения проволоки в процессе ее скручивания, так чтобы концы проволоки по окончании связывания были, по меньшей мере, частично обращены в направлении связываемых предметов, то есть обращены вниз, когда устройство используется в нормальном вертикальном положении и находится над предметами. Установлено, что такая особенность устраняет необходимость ударного загибания скрученных участков проволоки и эффективно снижает опасность задевания за острые концы проволоки - для этого достаточно, чтобы концы проволоки были обращены вниз.

Такая особенность сама по себе обладает новизной и патентоспособностью, и, таким образом, согласно другому аспекту изобретения, предлагается устройство для связывания двух или нескольких предметов проволокой, содержащее средства для пропускания проволоки в виде петли вокруг предметов и средства для скручивания вместе сторон указанной проволочной петли, при этом устройство дополнительно содержит направляющую поверхность, предусмотренную для отклонения проволоки в процессе ее скручивания, так чтобы концы проволоки по окончании связывания были, по меньшей мере, частично обращены в направлении связываемых предметов.

Желательно, чтобы указанная направляющая поверхность была выполнена в виде углубления на части скручивающих средств. Желательно также, чтобы данная поверхность обладала осевой вращательной симметрией и была гладко закругленной, чтобы не зацеплять проволоку. В предпочтительных вариантах указанная поверхность представляет собой часть сферы.

Согласно, по меньшей мере, предпочтительным вариантам осуществления изобретения, устройство для связывания содержит поворотную головку, выполненную с возможностью вращения для скручивания концов проволоки вместе. Поворотную головку можно построить так, чтобы она содержала направляющую, которая задает направление проволоке сообразно собственному максимальному диаметру, то есть диаметру, который необходим, чтобы сформировать петлю, которая пройдет вокруг пересекающихся прутьев арматуры. Такое построение могло бы быть конструктивно простым. Однако установлено, что в данном случае конечный диаметр поворотной головки и, следовательно, общий габарит нижней части устройства для связывания может оказаться нежелательно большим. Более того оказывается, что поскольку в предпочтительных вариантах осуществления перед вращением головки концы проволоки стягиваются вместе, от диаметра головки требуется, чтобы на нем разместился только этот небольшой интервал между концами. В соответствии с этим, желательно, чтобы поворотная головка была в диаметре меньше, чем начальный диаметр петли. При этом средства выпуска проволоки устанавливаются на поворотной головке, что означает, что при стягивании проволока будет двигаться от точки, в которой она выпускается из головки. Для обеспечения этого на головке предусматривается паз.

В предпочтительных вариантах осуществления предусматриваются средства приведения головки в «исходное» положение, служащие для возврата головки в заранее установленное «исходное» положение или в одно из нескольких установленных исходных положений. Это - ценная функция, поскольку обеспечивает установку головки в правильное положение для следующей операции связывания. Желательно, чтобы средства приведения головки в «исходное» положение препятствовали движению головки от указанного исходного положения, по меньшей мере, в одном направлении. Средства приведения головки в исходное положение могут содержать устройства дискретного позиционирования по окружности или другие средства определения положения, предусмотренные для определения состояния, когда головка находится в исходном положении, так чтобы остановить двигатель и, возможно, задействовать фиксатор. Например, может быть использован электромагнитный фиксатор или штифт.

По меньшей мере, в некоторых предпочтительных вариантах осуществления изобретения, относящихся ко всем аспектам изобретения, упомянутые выше средства приведения головки в исходное положение содержат храповой механизм, предусмотренный для предотвращения вращения головки в одном направлении за одну или несколько заранее установленных точек. Желательно, чтобы храповой механизм содержал подпружиненную собачку, которая воздействует на головку. На головке может быть предусмотрен, например, подходящий паз, упор или впадина. Естественно, что собачку и поверхность храпового механизма можно поменять местами. Такие храповые механизмы отличаются простотой и надежностью при осуществлении и обеспечивают автоматическую, физическую фиксацию головки, или постановку ее в «исходное» положение, когда производится вращение головки в направлении, противоположном нормальному направлению скручивания, с целью приведения головки в «исходное» положение.

Согласно публикации WO 2004/083559, обрезание проволоки производится, чтобы дать возможность головке вращаться и происходит в том месте, где она из неподвижной части устройства входит в поперечном направлении в поворотную головку. Подача нового отрезка проволоки в поворотную головку производится, когда начинается следующая операция связывания. Такая очередность идеальна в логическом отношении. Однако оказалось, что при изменении очередности указанных операций работа устройства для связывания может стать более эффективной. Поэтому желательно, чтобы в устройстве для связывания была предусмотрена предварительная подача некоторого отрезка проволоки за позицию расположения средств обрезания проволоки в конце операции связывания. Благодаря предварительной подаче проволоки в конце операции связывания последующая операция связывания может быть выполнена быстрее. При такой организации эффективно используется «мертвое время» между операциями связывания, которое требуется оператору, чтобы перенести машину в следующую точку пересечения арматурных прутьев, где необходимо связывание. В одном примере было установлено, что время на каждую операцию связывания может быть сокращено на 10-20%, что является существенным, если его умножить на большое число операций.

Такая особенность сама по себе обладает новизной и патентоспособностью, и, таким образом, согласно еще одному аспекту изобретения, предлагается устройство для связывания одного или нескольких предметов проволокой в процессе операции связывания, содержащее средства для отделения отрезка проволоки от бухты, причем в указанном устройстве предусмотрена предварительная подача следующего отрезка проволоки за позицию расположения средств обрезания проволоки после того, как заканчивается указанная операция связывания и до того, как начнется следующая операция связывания.

Количество предварительно подаваемой проволоки в некоторой степени будет зависеть от конструкции устройства. Однако обычно считается, что следует подавать проволоку в таком количестве, чтобы она не показывалась из устройства. Естественно, необходимо обеспечить, чтобы подача проволоки не мешала постановке устройства на следующее пересечение арматурных прутьев.

Точный момент времени внутри рабочего цикла, в который производится предварительная подача проволоки, не является существенно важным, поскольку подача происходит на некотором этапе между завершением одной операции связывания и началом следующей операции связывания. Желательно, чтобы подача происходила после того, как поворотная головка будет зафиксирована с целью предотвращения ее вращения.

Краткое описание чертежей

Определенные предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения будут подробнее описаны ниже, в виде примеров, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1A представляет собой перспективную проекцию устройства для связывания предметов со снятыми кожухами, которое расположено над парой скрещивающихся арматурных прутьев, перед началом операции связывания;

фиг.1B представляет собой проекцию аналогичную фиг.1B, со снятым основным установочным кронштейном;

фиг.2 изображает устройство фиг.1 в разрезе;

фиг.3 представляет собой вид рассматриваемого устройства снизу;

фиг.4 представляет собой вид устройства с частичным упрощенным разрезом, демонстрирующий нижний кожух;

фиг.5 подобно фиг.2 изображает устройство для связывания предметов в разрезе, в котором совершена часть операции связывания;

фиг.6A представляет собой другой сечение, демонстрирующее проволоку в натянутом состоянии перед операцией скручивания;

фиг.6B представляет собой увеличенный вид части фиг.6A, помещенной в кружок;

фиг.7 изображает соответствующий изобретению второй вариант осуществления устройства для связывания, в разрезе, с подпружиненным кожухом;

фиг.8 представляет собой схематическое изображение нижней части устройства для связывания предметов, соответствующего некоторым из приведенных вариантов осуществления изобретения;

фиг.9 изображает соответствующий изобретению третий вариант осуществления устройства для связывания, в разрезе, до начала операции связывания;

фиг.10 представляет собой вид устройства фиг.9 снизу; фиг.11 представляет собой вид, подобный фиг.9, во время операции связывания;

фиг.12 представляет собой перспективную проекцию, соответствующую фиг.11;

фиг.13 изображает устройство для связывания предметов в разрезе, на котором показана проволока непосредственно перед скручиванием;

фиг.14 представляет собой частичный разрез другого варианта осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

На фиг.1A, 1B и 2 изображены две перспективные проекции и представлен вид в разрезе части устройства, которое соответствует настоящему изобретению, при этом для наглядности некоторые детали - корпус, рукоять, батарея, органы управления, нижний кожух и бухта с проволокой - не показаны. На чертежах показано, что устройство находится над местом пересечения прутьев арматуры, где два стальных прута 2 пересекаются под прямым углом. Стальные прутья 2 предназначены для образования прямоугольной арматурной сетки для внедрения в бетонную конструкцию с целью ее армирования. Хотя на чертеже и не показано, но с нижней стороны устройства предусмотрен куполообразный кожух, на котором имеются два круглых углубления, чтобы его можно было надежно ставить на верхний прут 2, чтобы при этом устройство не соскальзывало с прутьев.

При работе устройства над верхним прутом 2 находится поворотная головка 4. Головка включает в себя горизонтальную, круглую плиту 6 основания, от которой отходит вверх канал 8, который в вертикальном сечении имеет, приблизительно, полукруглую форму, и приблизительно постоянную ширину в перпендикулярном направлении. В центре плиты 6 основания находится углубление 9 в форме части сферы. Нижняя сторона плиты 6 основания показана на фиг.3, где можно видеть, что с одной стороны имеется узкий паз 10, соответствующий одному концу полукруглого канала, а с другой стороны плиты 6 соответственно другому концу канала, находится область воронки 12.

Согласно фиг.1A, 1B и 2, к полукруглому каналу 8 прикреплена верхняя цилиндрическая часть 14 головки, которая может вращаться и смонтирована в цилиндрической части 16а кронштейна, установленного на корпусе (не показан) при помощи фланца 16b (на фиг.1B опущен). Верхняя часть головки поддерживается двумя подшипниками 18 качения. В верхней части головки установлено зубчатое колесо 20, которое может приводиться во вращение двигателем 22 через червяк. Через зубчатое колесо 20, к верхней стороне головки 4 выступает узел электромагнита (соленоида), содержащий наружную цилиндрическую трубу 26, в которой заключена катушка и внутренний подвижный сердечник 28, который может со скольжением двигаться вертикально относительно катушки 26. На нижнем конце сердечника 28 находится приводной диск 30, назначение которого будет рассмотрено ниже.

Далее будет рассмотрено внутреннее устройство головки 4. С левой стороны (на фиг.2) виден изогнутый, шарнирно закрепленный рычаг 32 захвата. Пара пружин 36 сжатия оказывает давление на длинное верхнее плечо рычага 32, так что разворачивают рычаг в направлении против часовой стрелки, при этом короткое нижнее плечо рычага поджимается в направлении вниз. Естественно, здесь может быть использовано любое число пружин. Справа от рычага 32 захвата находится ряд роликов 38а, 38b, 38с, о назначении которых будет сказано ниже. С другой стороны головки предусмотрен аналогичный рычаг захвата, отстоящий от первого на угол, приблизительно, 180°. Следовательно, на сечении он не виден.

Слева от верхней части 14 головки находится направляющая 40 узла подачи проволоки, которая принимает свободный конец спущенной с бухты (не показана) проволоки 46 и которая соединена с фланцем 16b кронштейна.

На фиг.4 приведен схематичный, частичный вид устройства, на котором показан нижний кожух 42. В двух противоположных точках, к нутру от края кожуха 42 расположена пара датчиков 44 Холла, которые слегка выступают из-под кожуха. Однако они равным образом могут быть установлены заподлицо с кожухом или быть слегка утопленными под кожух. Дополнительные два датчика установлены со сдвигом 90° относительно показанных на чертеже, так что в каком бы из четырех возможных положений ни ставили устройство на стальной прут 2 арматуры (на какой бы угол ни разворачивали), два из имеющихся датчиков Холла будут выдавать электрический сигнал, указывающий ферромагнитную природу стали.

В другом варианте осуществления (не показан) предусмотрена пара электродов (один из которых может быть образован частью корпуса или кожуха устройства), которые при правильном положении устройства вступают в контакт с прутом арматуры, и через прут происходит замыкание электрической цепи.

Далее будет рассмотрена работа устройства. Вначале устройство устанавливают на верхний прут из пары прутьев 2 стальной арматуры, которые пересекаются под прямым углом. Когда кожух 42 надлежащим образом стоит на пруте 2, датчики 44 Холла улавливают присутствие стали, что позволяет начать выполнение операции связывания. Если оператор попытается начать операцию связывания прежде чем датчики 44 Холла обнаружат присутствие стального прута 2, загорится предупреждающий световой индикатор (например, светодиод), и дальнейшая работа устройства будет заблокирована.

В другом варианте осуществления, который был упомянут выше, обнаружение прута заключается в обнаружении факта замыкания электрической цепи через прут. В этом также проявляется достоинство устройства, при котором чувствительный механизм не может быть введен в заблуждение частью тела оператора, например пальцем или одеждой и т.п.

Как только произошло надлежащее обнаружение присутствия стального прута 2, оператор может начать операцию связывания. Первый этап этой операции заключается в подаче питания на катушку 26 электромагнита, которая выталкивает сердечник 28 вниз. Это приводит к тому, что приводной диск 30, установленный на конце сердечника, опускается с усилием вниз и давит на верхние плечи рычагов 32 захвата навстречу соответствующим пружинам 36 сжатия и тем самым поднимает короткие нижние плечи. Это положение показано на фиг.2.

После этого, если необходимо, включается основной двигатель 22 ровно настолько, чтобы через червяк 24 и червячное колесо 20 развернуть головку 4 так, чтобы канал для приема проволоки 46 надлежащим образом совместился с направляющей 40 узла подачи проволоки. Это называется «исходным» положением. Обнаружение правильности совмещения можно производить просто соответствующими контактами, установленными на верхней части 14 головки и на цилиндрическом корпусе 16а или на направляющей 40 узла подачи проволоки, хотя, естественно, существует множество возможных способов обнаружения этого положения.

Как только головка 4 займет «исходное» положение, приводится в действие отдельный двигатель (не показан) для приведения во вращение ролика (также не показан) подачи проволоки, который воздействует на проволоку 46, чтобы осуществить ее подачу из бухты через направляющую 40 узла подачи и в совмещенный с ним канал в верхней части 14 головки. В процессе подачи проволока движется горизонтально и встречает первый ролик 38а из числа пассивных роликов. Первый ролик 38а заставляет проволоку слегка изогнуться вниз так, чтобы она могла пройти между вторым и третьим роликами 38b, 38с.

Относительное положение указанных трех пассивных роликов 38а, 38b, 38с таково, что когда проволока 46 выходит из них, она согнута так, что имеет дугообразную конфигурацию. Когда подающий ролик продолжает транспортировать проволоку 46, она на своем пути встречает внутреннюю поверхность полукруглого канала 8, который направляет движение проволоки.

Когда проволока 8 выходит из канала 8, та дугообразная форма, которая была ей задана, заставляет проволоку продолжать описывать почти круговую дугу вокруг двух прутьев арматуры; причем проволока теперь движется уже свободно и ничто не направляет ее движения. Это показано на фиг.5. По мере того как продолжается транспортирование проволоки 46, ее свободный конец в конце концов упирается в горловину зоны воронки 12 в нижней части плиты 6 основания и поэтому направляется обратно в полукруглый канал 8. Однако направление, которое задается теперь проволоке, не является точно диаметрально противоположным тому, которое проволока имела, выходя из канала, - оно слегка смещено от первоначального в боковом направлении. Это позволяет расположить механизм приема проволоки в форме дополнительного рычага захвата (не показан) рядом с первым рычагом 32 захвата, что дает возможность построить сравнительно компактное устройство.

Должно быть понятно, что поскольку проволока 46 свободно описывает круговую траекторию и ничто при этом не направляет ее движения, отпадает необходимость в каких-либо устройствах типа клешневых захватов, которые выступают ниже прутьев 2 арматуры, осуществляя проводку проволоки под прутьями.

Поскольку свободный конец проволоки снова входит в полукруглый канал 8, он встречает второй рычаг захвата. Этот факт может быть установлен путем обнаружения небольшого смещения рычага или посредством отдельного датчика, например микропереключателя, датчика Холла или иного средства определения положения.

Как только происходит обнаружение свободного конца проволоки 46, двигатель подачи проволоки останавливается и проволока поэтому далее не поступает. В этот момент катушка 26 электромагнита обесточивается, что вызывает уборку сердечника 28 пружиной (не показана), что, в свою очередь, освобождает два рычага 32 захвата, и их соответствующие пружины 36 срабатывают и поджимают нижние плечи рычагов к двум концам проволочной петли, осуществляя удержание проволоки 46 на месте.

Двигатель подачи проволоки включается в обратном направлении, чтобы создать натяжение в проволочной петле, что обеспечивает затяжку проволоки вокруг прутьев 2 арматуры. Это можно видеть на фиг.6A. На фиг.6B подробно показан рычаг 32 захвата на стороне подачи проволоки, который фиксирует конец проволоки 46. Аналогичное устройство фиксирует другой конец проволоки 46, как это объяснялось выше. На фиг.6A видно, что когда проволока 46 полностью натянута, концы петли вытянуты почти вертикально по сравнению с первоначальным круговым профилем.

Когда головка 4 пытается начать вращение в начале операции скручивания, крутящего момента, который создает двигатель 22, достаточно, чтобы произошел срез проволоки в точке, где она выходит из направляющей 40 узла подачи и пересекает верхнюю часть 14 головки; и при этом нет необходимости специально обрезать проволоку. Если необходимо, то для создания начального всплеска крутящего момента, в начальный момент в двигатель 22 можно подать импульсный ток (например, увеличенный за счет заряда, накопленного в конденсаторе), но это не является существенным. Когда таким образом проволока будет оборвана, головка 4 начинает скручивать стороны петли вместе выше прутьев 2 арматуры.

Первые один или два оборота головки 4 являются самыми важными для обеспечения плотного связывания. Следует понимать, что эти первые обороты выполняются с натяжением и в силу этого можно добиться очень плотного связывания. По мере продолжения скручивания каждый последующий оборот играет все меньшую роль для получения плотного связывания. Когда скручивание продолжается, натяжение проволоки возрастает. Однако форма закругленных концов 32а рычагов захвата, которые упираются в концы проволоки, предполагает, что при протягивании проволоки через точку захвата рычаги будут разворачиваться слегка против часовой стрелки (если смотреть на рычаг, как на фиг.6A), и трение в точке контакта проволоки с рычагом будет увеличиваться. Такая конструкция работает как эффективный саморегулирующийся механизм, гарантирующий дозированное вытягивание проволоки. Поскольку площадь контакта рычага 32 захвата и проволоки 46 сравнительно мала и по сути контакт является точечным, сила сопротивления в меньшей степени зависит от коэффициента трения, чем в известных технических решениях.

Когда путем скручивания прутья будут удовлетворительным образом связаны, что может быть достигнуто всего за один оборот или меньше, чем за один оборот, свободные концы проволоки просто нужно скрутить вместе, чтобы уменьшить риск последующего задевания за скрутки. Это получается путем освобождения концов проволоки подачей питания в электромагнит 26, который выталкивает сердечник 28 вниз, и отводит нижние поверхности 32а рычагов захвата от проволоки 46. Следовательно, остальные обороты головки совершаются при уже незажатых концах проволоки. Трения между проволокой и каналом внутри головки, а также того факта, что проволока необходимым образом подвергается изгибу при затягивании, оказывается достаточно, чтобы вращающийся модуль мог скрутить концы. Когда производится скручивание сторон петли вместе, жесткий участок скрутки выступает вверх, в сторону плиты 6 основания, и попадает в сферическое углубление 9, которое отгибает скрученный участок снова вниз. Это означает, что когда концы проволоки появляются из-под низа головки 4, они будут обращены в основном вниз, то есть в сторону прутьев 2, а не вверх. Следовательно, значительно снижается опасность задевания за скрутки и исключается необходимость последующего ручного отгибания торчащих концов проволоки.

После того как связывание закончено, электромагнит 26 обесточивается, что дает возможность сердечнику убраться и освободить рычаги 32 захвата. К этому моменту времени концы проволоки уже выйдут из зоны контакта и рычаги более не будут прилегать к проволоке. Вращение головки 4 прекращается, кроме движения, которое необходимо для возврата головки в «исходное» положение. Затем дается сигнал оператору, что операция связывания успешно завершена. Сигнал может заключаться в зажигании зеленного светодиода или подаче звукового тонального сигнала.

Если в начальной фазе работы, когда проволока 46 пропускается вокруг прутьев 2, свободный конец проволоки не будет обнаружен на стороне приема, тогда по истечении определенного времени или совершении определенного числа оборотов двигателем подачи проволоки устройство определяет, что имел место сбой, и останавливает двигатель подачи проволоки, а затем производит операцию отрезания проволоки, как было описано выше, путем подачи импульсного тока в основной двигатель 22. После этого производится возврат головки 4 в «исходное» положение, а далее подается питание на электромагнит, чтобы выдвинуть штырь из цилиндрической части 16а кронштейна в верхнюю часть 14 головки и воспрепятствовать ее дальнейшему вращению, пока не будет устранена неисправность, и оператор не снимет данную блокировку вращения вручную. Оператору подается предупреждающий сигнал, например загорается красный светодиод. В конце данной операции основной электромагнит снова деактивируется.

В вышеприведенном описании раскрыто эффективное устройство для связывания двух прутьев арматуры обводимой вокруг них петлей проволоки. В частности, поскольку проволока вначале совершает движение вокруг двух прутьев по большому, приблизительно, круговому пути, а затем затягивается с натяжением в виде тугой петли, преимущество рассматриваемого устройства состоит в том, что оно не требует клешневых захватов или подобных элементов, которые выступают ниже прутьев арматуры с целью задать проволоке направление. В то же самое время преимущество предлагаемого устройства еще и в том, что перед скручиванием к проволоке прикладывается предварительное вертикальное натяжение, что приводит к плотному связыванию.

Второй вариант осуществления изобретения представлен на фиг.7. В данном варианте устройство для связывания во многом такое же, что и в ранее описанном варианте, за исключением того, что оно имеет другой нижний кожух 48. В частности, кожух 48 содержит неподвижную часть 50 и подвижную подпружиненную часть 52, установленную на неподвижной части при помощи ряда расположенных по периметру пружин 54 сжатия. Как показано на фиг.7, при работе с устройством нижняя подпружиненная часть 52 кожуха сидит на стальном пруте 2 арматуры. Кроме того, можно видеть, что суммарного усилия пружин 54 сжатия достаточно, чтобы нести на себе не только вес устройства, но и держать начальное натяжение, приложенное к проволоке 46 перед началом операции скручивания. Именно этот этап работы и показан на фиг.7.

Однако по мере того как на первом обороте или нескольких первых оборотах происходит скручивание проволоки, нарастающее натяжение проволоки 46 подтягивает устройство вниз, в направлении прута 2 арматуры, навстречу усилию пружин 54. Это способствует ограничению натяжения проволоки и препятствует ее обрыву. Данный вариант осуществления показан с такими же рычагами захвата, какие были описаны ранее, хотя следует понимать, что ввиду использования подпружиненного кожуха необходимости позволять проволоке проскальзывать в захватах может и не быть. Поэтому мог бы быть использован другой механизм фиксации.

Когда рычаги 32 захвата или другой фиксирующий механизм освобождают проволоку, восстанавливающая сила пружин 54 толкает устройство вверх и помогает вытянуть проволоку из устройства.

Когда концы проволоки будут скручены вместе, неизбежно останутся два коротких участка на концах, которые не будут скручены до конца и останутся торчать, представляя опасность задевания за них. Поэтому обычно скрученный участок проволоки отгибают вниз, так чтобы острые концы проволоки не смотрели вверх, а были обращены книзу. Хотя эту операцию полагается выполнять вручную отдельно, если при работе оператор решит использовать для этой цели торец устройства, то ударять по проволоке он будет круглой плитой 6 основания или кожухом 42, 48. Указанные детали прочны, жестко прикреплены к корпусу устройства и поэтому не пострадают при таком нецелевом их использовании. Кроме того, ни один из указанных элементов не выполняет определяющей важной функции при работе устройства.

Еще один вариант осуществления изобретения представлен на фиг.8. В данном варианте, когда проволока выходит из головки, набор роликов 138 придает проволоке 146 форму дуги. Средства удержания проволоки в виде пары криволинейных ограничителей 160 выступают вниз от кожуха 142 вокруг головки, так чтобы захватить пересечение двух прутьев, подлежащих связыванию (не показано). Когда проволока движется вперед вокруг прутьев в сторону узла приема проволоки, ее ведет по направлению сама заданная ей форма, и проволока даже не касается ограничителей 160. Однако если конец проволоки 146 в узле приема встретит сопротивление, то вместо продвижения вперед произойдет следующее. Начнет увеличиваться диаметр проволочной петли по мере того как механизм выпуска проволоки, расположенный на головке, будет подавать проволоку. За короткое время диаметр петли дорастет до ограничителей 160, которые будут удерживать проволоку, не давая петле расти дальше. За счет этого усилие подачи проволоки через петлю будет передаваться на конец проволоки, чтобы преодолеть сопротивление, возникшее на приемном конце.

Можно показать, что форма и точное расположение ограничителей 160 не играют важной роли и что их можно выполнять более прочными и устойчивыми к повреждениям, чем деликатные клешневые захваты для задания направления проволоке.

Другой вариант осуществления изобретения представлен на фиг.9-13. Данный вариант осуществления имеет в себе много общего с ранее описанными вариантами, и подробного описания общих признаков повторно даваться не будет. Важным отличием варианта осуществления, приведенного на фиг.9-13, является то, что поворотная головка 204 имеет существенно меньший диаметр, чем в предыдущих вариантах. Это можно видеть, сравнивая поворотную головку фиг.12 с головкой фиг.1B, на которой показаны вращающиеся детали 6, 8, 14, 18, 20 первого варианта осуществления.

В частности, на фиг.1 и плита 6 основания и полукруглый канал 8 имеют такую же ширину, что и выдаваемая проволочная петля, и имеют такой же диаметр вращающихся частей. В варианте осуществления фиг.9-фиг.13 проволока 46 выдается в одну из направляющих 260а, 260b, которая вращения не совершает. Головка не направляет проволоку наружу по максимальному диаметру. Таким образом, начальная проволочная петля имеет не диаметр D1, как в случае поворотной головки, а гораздо меньший диаметр D2. Это позволяет существенно уменьшить общий габарит машины, включая ее корпус и т.п.(не показан) и снизить ее вес. При этом также снижаются требования к крутящему моменту двигателя, что дополнительно способствует уменьшению габарита и веса.

Головка 204 открыта с той стороны, где располагаются средства (ролики 238 и т.п.) подачи проволоки, но закрыта снизу связывающим диском 270. Наиболее наглядно это просматривается на виде снизу фиг.10. Связывающий диск имеет форму круга и содержит два, в общем, радиальных паза 272, 274, которые проходят до края диска. В каждом пазу, с внутренней стороны по радиусу имеется обратно направленный участок 272а, 272b, который предотвращает обратное выскальзывание проволоки из паза после того как проволока уже прошла вдоль него. В центре диска имеется куполообразное углубление 209 для отгиба концов проволоки вниз, как это описывалось ранее.

На фиг.9 показана машина в состоянии непосредственно перед началом операции связывания. В этом состоянии в направляющей 260а на стороне подачи проволоки находится отрезок проволоки 46, который уже поступил в направляющую.

Таким образом, когда начинается операция связывания, проволока 46 сразу начинает пересекать промежуток между каналами 260 под прутьями 2 арматуры, и возвращается обратно в направлении принимающего механизма (захвата и т.п., который не показан) на другой стороне головки 204, в сторону подающих роликов 238. Это показано на фиг.11 и 12. В этой фазе операции связывания проволока не проходит через связывающий диск 270.

По мере движения проволоки вперед она проходит по внутренней стороне другого направляющего элемента 260b, пока не будет принята и захвачена роликами принимающей стороны, и зафиксирована элементом захвата (не показан), как описывалось ранее. Однако из-за того, что проволока 46 начинает движение внизу направляющего элемента 260а, а не там, где она изначально поступает в головку 204 из бухты (не показана), проволоке потребуется пройти меньшее расстояние, и формирование петли закончится быстрее (примерно за две трети времени первого варианта). Это ускоряет выполнение операции связывания в целом и дает выигрыш в эффективности.

Так же как и ранее, если конец проволоки не будет принят по истечении определенного времени или по совершении двигателем подачи определенного числа оборотов, указанный двигатель будет остановлен. Это дает оператору в случае запутывания проволоки безопасную возможность вмешаться в работу машины без риска ее повреждения и получения травмы. В описанном варианте осуществления вначале происходит уборка проволоки назад, в положение, показанное на фиг.9 (т.е. в положение, предшествующее подаче). В других вариантах осуществления проволока может просто оставаться в том месте, где остановилась для дальнейших действий оператора, например ручного отрезания, или же проволока может быть обрезана автоматически и далее извлечена оператором.

В рассматриваемом варианте осуществления проволока проходит по внутренней поверхности направляющих элементов 260а, 260b, и, таким образом, в отличие от ограничителей 160 здесь направляющие элементы все же выполняют некоторую функцию задания направления движения. Однако задание проволоке дугообразной формы все также является существенно важным, поскольку это позволяет проволоке проходить через открытый промежуток между подающим узлом головки 204 и верхней стороной направляющего элемента 260а. Это, в свою очередь, позволяет уменьшить диаметр головки, о котором идет речь. Такая формовка проволоки также избавляет от необходимости применения челнока или подобного элемента, чтобы направлять проволоку в промежутке между направляющими 260а, 260b.

Как только проволока будет зафиксирована на принимающей стороне, включится реверс механизма подачи для затягивания проволочной петли вокруг прутьев 2 арматуры, как это уже описывалось выше. Это заставляет проволоку 46 пройти в пазы 272, 274 на каждой стороне связывающего диска и двигаться по ним, пока не будет захвачена обратно направленными участками 272а, 272b. Затем головка 204 вместе со связывающим диском 270 приводится во вращение для скручивания проволоки в точности так же, как в предыдущих вариантах осуществления. Однако после завершения операции связывания и возврата головки 204 в «исходное» положение двигатель подачи снова приводится в действие ровно на такое время, какое требуется проволоке 46, чтобы пройти к краю первого направляющего элемента 260а, то есть занять положение, показанное на фиг.9. Это может выполняться, пока оператор переносит машину на следующую точку связывания, но такой принцип работы сокращает время, затрачиваемое непосредственно на операцию связывания, позволяя увеличить общую производительность труда.

Хотя этого и не видно на прилагаемых чертежах, но поверхность одного из роликов 238 подачи проволоки не гладкая, а содержит ряд нанесенных по окружности зубцов. Будучи изготовленной из более твердого материала, нежели проволока, поверхность ролика создает на проволоке рифление, которое увеличивает сцепление, которое может обеспечить захват на стороне приема. Поскольку рифленый ролик располагается только с одной стороны проволоки, то только часть круговой поверхности проволоки окажется обработанной таким способом. Естественно, что можно применять и множество других видов обработки (подготовки), например выравнивание и смазывание, или придание шероховатости иного вида. Равным образом подготовка проволоки может выполняться в другой точке машины или в нескольких точках.

Особенности еще одного варианта осуществления изобретения показаны на фиг.14. В данном варианте осуществления на внешней окружности поворотной головки 304 образована наклонная впадина 372. Подпружиненный штифт 374 установлен в стакане 376, который прикреплен к корпусу устройства (не показано), и ориентирован так, чтобы штифт прижимался к впадине 372, когда они при повороте головки совмещаются друг с другом. Когда они не совмещены, поверхность окружности головки 304 задвигает штифт 374 обратно в стакан 376. Таким образом, получается конструкция типа храпового механизма, в котором головка 304 может свободно вращаться против часовой стрелки (по фиг.14), но не может поворачиваться по часовой стрелке далее точки, в которой штифт 374 совмещается с впадиной 372 головки. Таким образом, головка может совершать вращение против часовой стрелки, чтобы скручивать проволоку, как это описывалось ранее, а затем в обратном направлении, чтобы возвращать головку в «исходное» положение, показанное на фиг.14. Естественно, что в зависимости от симметрии головки может быть предусмотрено более чем одно «исходное» положение. В этом случае должно существовать соответственно несколько впадин (и/или штифтов). Такое храповое устройство имеет преимущество в отношении простоты и надежности приведения головки в «исходное» положение.

Для специалистов в данной области должно быть понятно, что выше приведено описание лишь определенных, конкретных вариантов осуществления изобретения, и что в форму и детали осуществления изобретения могут быть внесены изменения, не выходящие за границы идеи и объема изобретения. Например, не является существенно важным применение механизмов захвата именно с упругими элементами смещения, какие рассматриваются в описании. Напротив, могут быть предусмотрены различные силовые фиксирующие механизмы, например с обратной связью по натяжению проволоки, или же могут не потребоваться никакие из подобных механизмов, создающих переменное усилие.

Несмотря на то, что изобретение было описано в контексте связывания проволочной петлей пары пересекающихся стальных прутьев арматуры для бетонных изделий, устройство, соответствующее настоящему изобретению, может быть использовано и для других задач. Например, не является существенно важным, чтобы происходило связывание двух предметов - возможен случай, когда проволокой обвязывается один предмет. Точно так же, несмотря на то что для обнаружения присутствия прута перед связыванием в описании используются датчики Холла, можно представить себе использование множества других способов для достижения того же результата.

Изобретение относится к устройствам для связывания проволокой арматурных прутьев. Устройство содержит средства для пропускания проволоки в виде петли вокруг прутьев и поворотную головку для скручивания вместе концов петли. Головка содержит по меньшей мере одно зажимное устройство в виде захвата с изменяемым усилием для фиксации проволоки. Зажимные устройства могут создавать переменное усилие захвата для обеспечения заданного натяжения проволоки в течение по меньшей мере первой фазы скручивания. Имеется возможность предварительной подачи проволоки между операциями скручивания, подготовки поверхности проволоки и использование электрической проводимости прутьев арматуры для определения присутствия прутьев арматуры в рабочей зоне устройства перед связыванием. Обеспечивается надежность связывания и простота использования. 9 н. и 45 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Устройство для связывания одного или более предметов проволокой, содержащее средства для пропускания проволоки в виде петли вокруг предметов и скручивающие средства для скручивания вместе концов указанной петли, при этом скручивающие средства содержат по меньшей мере одно зажимное устройство для зажима проволоки, выполненное с возможностью создания переменного зажимающего усилия так, чтобы обеспечивать заданное натяжение проволоки в течение по меньшей мере первой фазы скручивания.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зажимное устройство содержит один или более механизмов захвата, создающих переменное усилие.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждый механизм захвата содержит элемент, подпружиненный к проволоке, и имеет форму, обеспечивающую увеличение зажимающего усилия при протягивании через него проволоки.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средства обеспечения обратной связи по величине натяжения проволоки.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью срезания проволоки в начале вращения скручивающих средств.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит направляющую поверхность для отклонения проволоки в процессе ее скручивания так, чтобы концы проволоки по окончании связывания были, по меньшей мере, частично обращены в направлении связываемых предметов.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что указанная направляющая поверхность выполнена в виде углубления с осевой вращательной симметрией на части скручивающих средств.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что скручивающие средства содержат поворотную головку, выполненную с возможностью вращения для скручивания вместе концов проволоки.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит средства выпуска проволоки и средства приема проволоки, выполненные с возможностью пропускания проволоки, которой придана форма дуги, в виде петли вокруг предметов от указанных средств выпуска к указанным средствам приема.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит чувствительное устройство для обнаружения в зоне, через которую должна быть пропущена проволока, присутствия допустимого для связывания предмета.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит средства подготовки для изменения фрикционных свойств поверхности проволоки.

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит средства обрезания проволоки и выполнено с возможностью предварительной подачи отрезка проволоки за пределы средств обрезания проволоки в конце операции связывания.

13. Устройство для связывания двух или более предметов проволокой, содержащее средства для пропускания проволоки в виде петли вокруг предметов и скручивающие средства для скручивания вместе сторон указанной петли, при этом устройство дополнительно содержит направляющую поверхность для отклонения проволоки в процессе ее скручивания так, чтобы концы проволоки по окончании связывания были, по меньшей мере, частично обращены в направлении связываемых предметов.

14. Устройство по 13, отличающееся тем, что указанная направляющая поверхность выполнена в виде углубления с осевой вращательной симметрией на части скручивающих средств.

15. Устройство по п.13, отличающееся тем, что скручивающие средства содержат поворотную головку, выполненную с возможностью вращения для скручивания вместе концов проволоки.

16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что указанная поворотная головка имеет диаметр меньший, чем начальный диаметр проволочной петли.

17. Устройство по п.15, отличающееся тем, что оно содержит средства выпуска проволоки, предусмотренные на поворотной головке.

18. Устройство по п.15, отличающееся тем, что оно содержит средства приведения головки в исходное положение для возврата головки в заранее определенное исходное положение или в одно из нескольких заранее определенных исходных положений.

19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что указанные средства приведения головки в исходное положение выполнены с возможностью предотвращения движения головки из указанного исходного положения по меньшей мере в одном направлении.

20. Устройство по п.18 или 19, отличающееся тем, что средства приведения головки в исходное положение содержат храповой механизм для предотвращения вращения головки за пределы одной или более заранее определенных точек.

21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что указанный храповой механизм содержит подпружиненную собачку, которая воздействует на головку.

22. Устройство по п.13, отличающееся тем, что оно содержит средства обрезания проволоки и выполнено с возможностью предварительной подачи отрезка проволоки за пределы средств обрезания проволоки в конце операции связывания.

23. Устройство по п.13, отличающееся тем, что оно содержит средства выпуска проволоки и средства приема проволоки, выполненные с возможностью пропускания проволоки, которой придана форма дуги, в виде петли вокруг предметов от указанных средств выпуска к указанным средствам приема.

24. Устройство по п.13, отличающееся тем, что оно содержит чувствительное устройство для обнаружения в зоне, через которую должна быть пропущена проволока, присутствия допустимого для связывания предмета.

25. Устройство по п.13, отличающееся тем, что оно содержит средства подготовки для изменения фрикционных свойств поверхности проволоки.

26. Устройство для связывания одного или более предметов проволокой, содержащее средства для пропускания проволоки в виде петли вокруг предметов, средства для скручивания вместе концов указанной проволочной петли и средства обрезания для отделения отрезка проволоки от бухты, выполненное с возможностью предварительной подачи следующего отрезка проволоки за пределы средств обрезания после завершения указанной операции связывания и до начала следующей операции связывания.

27. Устройство по п.26, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью предварительной подачи проволоки после фиксации поворотной головки для предотвращения ее вращения.

28. Устройство по п.26, отличающееся тем, что оно содержит средства выпуска проволоки и средства приема проволоки, выполненные с возможностью пропускания проволоки, которой придана форма дуги, в виде петли вокруг предметов от указанных средств выпуска к указанным средствам приема.

29. Устройство по п.26, отличающееся тем, что оно содержит чувствительное устройство для обнаружения в зоне, через которую должна быть пропущена проволока, присутствия допустимого для связывания предмета.

30. Устройство по п.26, отличающееся тем, что оно содержит средства подготовки для изменения фрикционных свойств поверхности проволоки.

31. Устройство для связывания двух или более предметов проволокой, содержащее средства выпуска проволоки и средства приема проволоки, выполненные с возможностью пропускания проволоки, которой придана форма дуги, в виде петли вокруг предметов от указанных средств выпуска к указанным средствам приема, и средства для скручивания вместе концов указанной проволочной петли.

32. Устройство по п.31, отличающееся тем, что оно содержит средства локализации проволоки для ограничения роста диаметра проволочной петли.

33. Устройство по п.31, отличающееся тем, что оно содержит средства придания проволоке формы дуги.

34. Устройство по п.33, отличающееся тем, что указанные средства выполнены с возможностью придания проволоке формы, по существу, плоской дуги так, чтобы свободный конец проволоки стремился вернуться к той точке, из которой он был выпущен.

35. Устройство по п.34, отличающееся тем, что средства приема проволоки выполнены с возможностью направления свободного конца проволоки с небольшим боковым смещением.

36. Устройство по п.31, отличающееся тем, что средства приема проволоки содержат воронкообразную поверхность для направления свободного конца проволоки внутрь указанных средств с целью зажима.

37. Устройство по п.31, отличающееся тем, что оно содержит средства определения, была ли проволока надлежащим образом принята средствами приема.

38. Устройство по п.37, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью прекращения выпуска проволоки, если указанные средства определения устанавливают, что проволока не была надлежащим образом принята средствами приема.

39. Устройство по п.37 или 38, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью освобождения проволоки, если указанные средства определения устанавливают, что проволока не была надлежащим образом принята средствами приема.

40. Устройство по п.31, отличающееся тем, что оно содержит чувствительное устройство для обнаружения в зоне, через которую должна быть пропущена проволока, присутствия допустимого для связывания предмета.

41. Устройство по п.40, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью предотвращения нормальной работы, если чувствительное устройство не обнаруживает присутствия допустимого для связывания предмета.

42. Устройство по п.40, отличающееся тем, что чувствительное устройство выполнено с возможностью определения присутствия в предмете надлежащего материала.

43. Устройство по п.40, отличающееся тем, что чувствительное устройство выполнено с возможностью определения электрической проводимости предмета.

44. Устройство по п.31, отличающееся тем, что оно содержит средства подготовки для изменения фрикционных свойств поверхности проволоки.

45. Устройство для связывания двух или более предметов проволокой, содержащее средства выпуска проволоки и средства приема проволоки, при этом устройство содержит средства подготовки поверхности проволоки для изменения фрикционных свойств поверхности.

46. Устройство по п.45, отличающееся тем, что средства подготовки выполнены с возможностью увеличения фрикционных свойств поверхности путем изменения текстуры указанной поверхности.

47. Устройство по п.46, отличающееся тем, что средства подготовки содержат устройство для рифления поверхности.

48. Устройство по п.45, отличающееся тем, что средства подготовки содержат набор роликов, причем на одном или более роликах предусмотрена поверхность для нанесения указанной текстуры.

49. Устройство по п.48, отличающееся тем, что средства подготовки содержат подающий и/или перегибной ролик, выполненный с возможностью осуществления другой функции при работе устройства.

50. Устройство для связывания двух или более предметов проволокой, содержащее бесклешневые средства выпуска проволоки и средства приема проволоки, выполненные с возможностью пропускания проволоки, которой придана форма дуги, в виде свободной петли вокруг предметов от указанных средств выпуска к указанным средствам приема, и средства для скручивания вместе концов указанной проволочной петли.

51. Устройство для связывания одного или более предметов проволокой, содержащее средства для пропускания проволоки в виде петли вокруг предметов, средства для скручивания вместе концов указанной проволочной петли и чувствительное устройство, выполненное с возможностью обнаружения электрической проводимости предмета для определения присутствия электропроводящего предмета, подлежащего связыванию, перед началом операции связывания.

52. Устройство для связывания одного или более предметов проволокой, содержащее средства для пропускания проволоки в виде петли вокруг предметов, средства для скручивания вместе концов указанной проволочной петли и чувствительное устройство для определения присутствия ферромагнитного материала в предмете, подлежащем связыванию, перед началом операции связывания.

53. Устройство для связывания одного или более предметов проволокой, содержащее средства для пропускания проволоки в виде петли вокруг предметов и скручивающие средства для скручивания вместе концов указанной петли, причем скручивающие средства содержат по меньшей мере одно зажимное устройство для зажима проволоки, предотвращающее проскальзывание проволоки, при этом устройство для связывания содержит средства приложения смещающей силы между скручивающими средствами и связываемым предметом так, чтобы в процессе скручивания проволоки указанные скручивающие средства подтягивались к предмету навстречу смещающей силе.

54. Устройство по п.53, отличающееся тем, что для создания упругой смещающей силы предусмотрен подпружиненный корпус, опора или рама, которая входит в контакт со связываемым предметом или предметами.