Настоящее изобретение относится к связывающему устройству для связывания проволоки вокруг одного или более объектов. В частности настоящее изобретение относится к связывающему устройству, в котором проволока автоматически направляется вокруг объекта (объектов).
Известно, что связывание арматурных стержней в бетонных конструкциях является дорогостоящей операцией. С помощью ручных процессов проволоку закручивают вокруг арматурных стержней и, посредством устройства для резки проволоки, свободные концы проволоки закручивают таким образом, чтобы арматурные стержни были связаны вместе.
Настоящие соображения относятся не только к затратам связывания стержней, но также относятся к производственным условиям, приводящим к разработке ручных портативных устройств для связывания.
EP 0751270 показывает устройство для связывания арматурных стержней для бетонных конструкций. Устройство функционирует посредством закручивания проволоки в виде петли с помощью направляющего рычага. Таким образом, крюк связывает арматурные стержни вместе посредством закручивания проволочной петли.
US 4252157 показывает устройство для связывания арматурных стержней, содержащее дифференциальную передачу для передачи крутящего момента от двигателя к обвязывающей головке и режущему устройству, соответственно.
EP 1484249 раскрывает машину для арматурных стержней, содержащую три двигателя: подающий двигатель, закручивающий двигатель и двигатель скольжения. Подающий двигатель образует часть механизма подачи и используется для подачи проволоки. Связывающий проволоку закручивающий механизм включает в себя закручивающий двигатель и двигатель скольжения.
Дополнительные примеры известных связывающих устройств раскрыты в US 5657799, EP 0731238, EP 0810153, EP 0332532, EP 0829596, US 4362192, EP 0751270, US 4252157 и WO 0194206.
Было обнаружено, что способность связывающего устройства обеспечивать необходимое натяжение связанной проволоки имеет решающее значение для качества связывания. Если проволока натянута слишком сильно, проволока может разорваться, вследствие чего пользователь должен повторить связывание в надежде, что второе связывание не разорвется опять. С другой стороны, если связывание слишком слабое, связывание вероятно не будет служить той цели, которую оно во многих случаях должно обеспечивать, когда два арматурных стержня направляют в контакт друг с другом.
Что касается закручивания проволоки с помощью связывающего устройства, связывающие устройства, как правило, основаны на одном из двух принципов. Первый, в котором проволоку закручивают как можно больше раз, например, до тех пор, пока проволоку не вытянут из связывающего устройства или до тех пор, пока во время процесса связывания не будет достигнут предварительно заданный крутящий момент. В соответствии со вторым принципом проволоку закручивают предварительно заданное число раз.
Одним преимуществом закручивания проволоки предварительно заданное число раз является то, что время связывания для каждого связывания сохраняется минимальным. Причина этого состоит в том, что в процессе "как можно больше раз", для того, чтобы обеспечить необходимую прочность связывания, часто предоставляют избыточное количество проволоки с целью обеспечить, чтобы проволочные концы были закручены достаточное число раз. Результатом является то, что концы необходимо закручивать большое число раз, что является затратным по времени.
Однако, когда проволоку закручивают предварительно заданное число раз, трудно достигнуть такую же плотность связывания, так как проволочный путь вокруг арматурного стержня отличается от положения связывания к положению связывания. В решетке вертикальных и горизонтальных стержней наиболее часто стержни не будут образовывать прямой угол в каждом пересечении - даже, когда это предусмотрено. Данные небольшие угловые колебания между пересекающимися стержнями затрудняют обеспечение одинакового натяжения проволоки при каждом связывании. Результатом является то, что связывания являются либо слишком слабыми, либо рвутся, потому что они являются слишком крепкими. Еще одна причина слабых или лопающихся связываний состоит в том, что арматурные стержни на своей наружной поверхности часто снабжены ребрами/выступами для механического связывания арматурных стержней с бетоном. Ребра/выступы разнесены вдоль наружной поверхности арматурных стержней и в зависимости от положения связывания относительно соседних ребер/выступов канал для проволоки может быть длиннее или короче.
Соответственно, задача настоящего изобретения состоит в создании устройства, которое закручивает проволоку предварительно заданное число раз, тогда как оно в то же самое время обеспечивает необходимое натяжение при связываниях вне зависимости от числа объектов, подлежащих связыванию, и/или их толщины, и/или числа ребер, и/или положения ребер относительно связывания.
Кроме того, задача настоящего изобретения состоит в создании связывающего устройства, которое понижает риск разрыва проволоки в процессе связывания.
Кроме того, задача настоящего изобретения состоит в создании связывающего устройства, с которым риск ослабления связывания уменьшается или даже устраняется.
В первом аспекте настоящее изобретение относится к связывающему устройству для связывания проволоки вокруг одного или более объектов, содержащему:
- канал для проволоки для направления проволоки вокруг объектов;
- устройство подачи проволоки для продвижения проволоки в канал для проволоки; и
- связывающий инструмент, выполненный с возможностью удерживания двух концов проволоки относительно связывающего инструмента и поворачивания концов относительно канала для проволоки, причем проволочные концы закручиваются вокруг друг друга, заставляя таким образом проволоку связывать объекты вместе,
при этом
- связывающее устройство выполнено с возможностью связывания проволоки таким образом, чтобы достигалось предварительно заданное натяжение проволоки.
Одно преимущество обеспечения предварительно заданного натяжения проволоки состоит в том, что связывание является достаточно прочным, причем в то же самое время проволока не рвется во время процесса связывания.
В одном варианте осуществления связывающее устройство дополнительно содержит один или более ограничивающих промежуток элементов, выполненных с возможностью отделения промежутком объектов от связывающего инструмента. Более того, ограничивающие промежуток элементы могут быть выполнены с возможностью изменения расстояния от объектов до связывающего инструмента в ответ по меньшей мере на одно из:
- крутящего момента, передаваемого от связывающего инструмента на проволоку в процессе связывания,
- осевого давления на ограничивающий промежуток элемент, и
- осевого натяжения проволоки в процессе связывания.
Когда ограничивающий промежуток элемент (элементы) выполнен/выполнены с возможностью изменения расстояния от объектов до связывающего инструмента в ответ на крутящий момент, передаваемый от связывающего инструмента на проволоку в процессе связывания, тогда изменение расстояния может начаться, когда крутящий момент достигает уровня, равного 0,1 Нм, например 0,2 Нм, например 0,3 Нм, например 0,4 Нм, например 0,5 Нм, например 1 Нм.
Кроме того, когда ограничивающий промежуток элемент (элементы) выполнен/выполнены с возможностью изменения расстояния от объектов до связывающего инструмента в ответ на осевое давление на ограничивающий промежуток элемент, тогда изменение расстояния может начаться, когда осевое давление на ограничивающий промежуток элемент выше 100 Ньютон, например 200 Ньютон, например 300 Ньютон, например 400 Ньютон, например 500 Ньютон, например 600 Ньютон, например 700 Ньютон.
Кроме того, когда ограничивающий промежуток элемент (элементы) выполнен/выполнены с возможностью изменения расстояния от объектов до связывающего инструмента в ответ на осевое натяжение проволоки в процессе связывания, тогда изменение расстояния может начаться, когда осевое натяжение проволоки - в процессе связывания - 100 Ньютон, например 200 Ньютон, например 250 Ньютон, например 300 Ньютон, например 400 Ньютон, например 500 Ньютон, например свыше 600 Ньютон.
В одном варианте осуществления устройство выполнено с возможностью закручивания концов вокруг друг друга предварительно заданное число раз, например один раз, например два раза, например три раза, например четыре раза, например пять раз или любое число раз выше этого. В текущем контексте проволоку закручивают один раз, если два конца проволоки поворачивают на 360 градусов относительно и друг вокруг друга. Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления проволочные концы могут быть закручены на любую величину из 360 градусов, не являющуюся целым числом, кратным 360 градусам. В качестве примера, проволочные концы могут быть закручены на 360 градусов 1,5 раза, т.е. на 540 градусов.
Ширина арматурных стержней и положение проволоки относительно выступов на наружной поверхности арматурных стержней определяют, сколько проволоки остается еще закрутить после того, как проволока была направлена вокруг арматурных стержней. Если арматурные стержни широкие/толстые, остается закрутить более короткий проволочный кусок. Соответственно, предоставление ограничивающего промежуток элемента, который выполнен с возможностью изменения расстояния от объектов во время процесса связывания, предусматривает доступность для закручивания более большой части проволоки. В частности, данный признак предусматривает закручивание проволоки предварительно заданное число раз, например два раза, независимо от ширины арматурных стержней и/или положения выступов на наружной поверхности арматурных стержней относительно проволоки.
В одном варианте осуществления предоставлен один ограничивающий промежуток элемент. В качестве альтернативы могут быть предоставлены два или более ограничивающих промежуток элемента, например два, три, четыре, пять или шесть ограничивающих промежуток элементов.
Ограничивающий промежуток элемент (элементы) может перемещаться из дистального положения и в направлении проксимального положения или даже в указанное проксимальное положение. Расстояние, проходимое ограничивающими промежуток элементами, при перемещении из дистального в проксимальное положение может составлять между 5 мм и 50 мм, например 10 мм, например 15 мм, например 20 мм, например 30 мм, например 40 мм. Путь, по которому каждый из ограничивающих промежуток элементов перемещается в процессе движения между его дистальным и его проксимальным положением, может быть прямолинейным или искривленным. Последний случай может получаться за счет шарнирного расположения ограничивающих промежуток элементов.
В одном варианте осуществления для предотвращения смещения ограничивающего промежуток элемента мимо дистального положения может быть предоставлен дистальный выступ. Аналогичным образом для предотвращения движения ограничивающего промежуток элемента мимо своего проксимального положения может быть предоставлен проксимальный выступ. Соответственно, ограничивающий промежуток элемент можно перемещать между дистальным и проксимальным выступами.
В одном варианте осуществления ограничивающий промежуток элемент можно перемещать из дистального положения относительно связывающего инструмента и в направлении связывающего инструмента, более того, ограничивающий промежуток элемент может смещаться в направлении дистального положения. Ограничивающий промежуток элемент может смещаться в направлении дистального положения посредством по меньшей мере одного из: упругого элемента, пневматического приспособления и гидравлического приспособления, электрического двигателя или любого другого смещающего средства. Упругий элемент может представлять собой элемент, работающий на растяжение, или элемент, работающий на сжатие, или элемент, работающий на кручение, например работающую на натяжение, или работающую на сжатие, или работающую на кручение пружину. В одном варианте осуществления упругий элемент представляет собой упругое звено, изготовленное из резины - синтетической или натуральной. В одном варианте осуществления упругий элемент представляет собой консольную пружину или цилиндрическую пружину. Пневматическое приспособление может содержать один или более пневматических цилиндров. Аналогичным образом гидравлическое приспособление может содержать один или более гидравлических цилиндров.
Смещающее средство может иметь постоянную пружину, которая определяет усилие, с которым ограничивающий промежуток элемент смещается в направлении дистального положения. В одном варианте осуществления постоянная пружины находится в интервале 5-50 Н/мм, например 10 Н/мм, например 12 Н/мм, например 14 Н/мм, например 16 Н/мм, например 18 Н/мм, например 20 Н/мм, например 25 Н/мм, например 30 Н/мм, например 35 Н/мм, например 40 Н/мм, например 45 Н/мм.
В одном варианте осуществления постоянную пружины выбирают таким образом, что если связывающее устройство расположено поверх арматурных стержней в положении, в котором устройству предоставлена возможность опираться на арматурные стержни, то масса связывающего устройства будет вызывать незначительное смещение ограничивающего промежуток элемента от своего дистального положения. В одном варианте осуществления незначительное движение будет означать, что ограничивающий промежуток элемент остается в физическом контакте с дистальным выступом. В еще одном варианте осуществления незначительное движение будет ограничено таким образом, чтобы ограничивающий промежуток элемент смещался менее чем на 1 процент расстояния между его дистальным и проксимальным положением.
В определенном варианте осуществления может быть желательно, чтобы была возможность изменения дистального положения. Это особенно важно в случае, если арматурные стержни, подлежащие связыванию, изменяются от очень широких до очень тонких и наоборот.
Соответственно, дистальное положение ограничивающего промежуток элемента можно регулировать посредством регулировочного приспособления. В одном варианте осуществления регулировочное приспособление содержит регулировочную пластину, выполненную с возможностью регулировки расстояния от обвязывающей головки до дистального положения ограничивающего промежуток элемента. Регулировочная пластина может быть выполнена с возможностью помещения между ограничивающим промежуток элементом (элементами) и связывающим устройством. В одном варианте осуществления связывающее устройство содержит множество взаимозаменяемых регулировочных пластин, каждая из которых выполнена с возможностью предоставления различных дистальных положений ограничивающего промежуток элемента.
Толщина регулировочных пластин может составлять 1 мм, например 2 мм, например 3 мм, например 4 мм, например 5 мм, например 6 мм, например 7 мм, например 8 мм, например 8 мм, например 10 мм, например 11 мм, например 12 мм, например 13 мм, например 14 мм, например 15 мм, например 16 мм, например 17 мм, например 18 мм, например 19 мм, например 20 мм, например 22 мм, например 24 мм, например 26 мм, например 28 мм, например 30 мм, например 32 мм, например 34 мм, например 36 мм, например 38 мм, например 40 мм, например 42 мм, например 44 мм, например 46 мм, например 48 мм, например 50.
Следует понимать, что чем толще регулировочная пластина, тем дальше арматурные стержни разнесены от связывающего инструмента и, таким образом, тем длиннее концы, которые используются для связывания проволоки. Кроме того, следует понимать, что чем тоньше регулировочная пластина, тем ближе находятся арматурные стержни к связывающему инструменту и, таким образом, тем короче проволочные концы.
В процессе использования пользователь может выбирать регулировочную пластину, которая обеспечивает необходимое натяжение проволоки в процессе связывания. Следует понимать, что чем толще арматурные стержни, тем длиннее должны быть куски проволоки, которые закручиваются в процессе связывания для того, чтобы добиться необходимого числа закручиваний в процессе связывания. Кроме того, следует понимать, что чем тоньше арматурные стержни, тем короче должны быть проволочные концы для того, чтобы была возможность добиться необходимого числа закручиваний концов проволоки.
В альтернативном варианте осуществления дистальное положение можно регулировать посредством рукоятки, которая соединена с механизмом таким образом, что, когда рукоятку поворачивают, дистальное положение изменяется. В одном варианте осуществления рукоятка принимает форму кольцеобразного элемента, достижимого с наружной поверхности устройства. Механизм может содержать резьбовое звено, которое можно вращать посредством рукоятки и которое при вращении вызывает изменение дистального положения.
В альтернативном варианте осуществления регулировочное приспособление содержит по меньшей мере одно из гидравлического средства для регулирования дистального положения, пневматического средства для регулирования дистального положения и электрического средства для регулирования дистального положения. Гидравлическое средство может представлять собой гидравлический цилиндр. Пневматическое средство может представлять собой пневматический цилиндр. Электрическое средство может представлять собой линейный исполнительный механизм. Следует понимать, что, когда для регулировки дистального положения может использоваться пневматическое средство, все связывающее устройство может быть пневматически соединено с пневматическим источником. В последнем варианте осуществления пневматический двигатель может быть любым двигателем связывающего устройства.
Связывающее устройство может быть выполнено с возможностью ослабления проволоки перед закручиванием в зависимости от ширины арматурных стержней. Соответственно, в одном варианте осуществления связывающее устройство содержит фиксирующую деталь для удерживания переднего конца проволоки, при этом устройство подачи проволоки выполнено с возможностью:
- продвижения переднего конца проволоки в канал для проволоки таким образом, что проволока направляется вокруг объектов, а связывающий инструмент принимает передний конец и удерживает его в себе с помощью фиксирующей детали;
- затягивания проволоки; и
- ослабления проволоки в зависимости от длины натягиваемой проволоки и/или размера объектов таким образом, что:
- степень ослабления натяжения проволоки является наиболее низкой, если проволока имеет первую длину и/или объекты имеют первый размер,
- степень ослабления натяжения проволоки является наиболее высокой, если проволока имеет вторую длину и/или объекты имеют второй размер, и
- степень ослабления натяжения проволоки находится между указанным наиболее низким и наиболее высоким ослаблением натяжения, если проволока имеет третью длину и/или объекты имеют третий размер,
при этом первая длина короче, чем вторая длина, которая короче, чем третья длина, и
при этом первый размер меньше, чем второй размер, который короче, чем третий размер.
За счет предоставления устройства, которое регулирует натяжение проволоки в соответствии с длиной проволоки, подлежащей связыванию, и/или размера объектов, подлежащих соединению вместе, может быть достигнуто правильное натяжение. Таким образом полученное в результате связывание не будет слишком слабыми или слишком сильным.
Было обнаружено, что для того, чтобы добиться требуемого натяжения, необходимая степень провисания/ослабления проволоки не находится в линейной зависимости от длины проволоки или размера объектов, подлежащих связыванию. Фактически, авторы изобретения обнаружили, что проволоки со средней длиной должны быть ослаблены больше, чем как короткие, так и длинные проволоки.
В контексте настоящего изобретения термин "натягивать" следует понимать таким образом, что длину проволоки, которая охватывает объекты, подлежащие связыванию, делают короче, т.е. связывающее устройство затягивает один из концов проволоки. В противоположность этому термин "ослаблять" - в контексте настоящего изобретения - следует понимать таким образом, что длину проволоки, которая охватывает (направляется вокруг) объекты, подлежащие связыванию, делают длиннее по мере того, как связывающее устройство подает/продвигает больше проволоки "в" охватывающую часть проволоки.
В одном варианте осуществления степень ослабления натяжения измеряют в процентах длины проволоки, которая охватывает объекты, подлежащие связыванию. В еще одном варианте осуществления степень ослабления натяжения проволоки измеряют в миллиметрах.
Соответственно в одном варианте осуществления 'ослабление натяжения проволоки' следует понимать следующим образом:
- ослабление проволоки в зависимости от длины натягиваемой проволоки и/или размера объектов таким образом, что:
- проволоке ослабляют длину или процентное значение A, если проволока имеет первую длину и/или объекты имеют первый размер,
- проволоке ослабляют длину или процентное значение B, если проволока имеет вторую длину и/или объекты имеют второй размер, и
- проволоке ослабляют длину или процентное значение C, если проволока имеет третью длину и/или объекты имеют третий размер,
при этом А<C<B, и
при этом первая длина короче, чем вторая длина, которая короче, чем третья длина, и
при этом первый размер меньше, чем второй размер, который короче, чем третий размер.
В качестве альтернативы или в качестве дополнения устройство подачи проволоки может быть выполнено с возможностью
- продвижения переднего конца проволоки в канал для проволоки таким образом, что проволока направляется вокруг объектов, а связывающий инструмент принимает передний конец и удерживает его в себе с помощью фиксирующей детали;
- затягивания проволоки;
- определения длины проволоки, которая направляется вокруг объектов, подлежащих связыванию, и
- ослабления проволоки в ответ на длину проволоки, которая направляется вокруг объектов, подлежащих связыванию.
В качестве альтернативы или в качестве дополнения устройство подачи проволоки может быть выполнено с возможностью ослабления проволоки в зависимости от длины натягиваемой проволоки и/или размера объектов таким образом, что:
- степень ослабления натяжения проволоки находится в нижнем интервале, если проволока имеет длину, которая находится ниже порогового значения первой длины и/или объекты имеют размер, который находится ниже порогового значения первого размера,
- степень ослабления натяжения проволоки находится в среднем интервале, если проволока имеет длину, которая находится выше порогового значения третьей длины и/или объекты имеют размер, который находится выше порогового значения третьего размера, и
- степень ослабления натяжения проволоки находится в верхнем интервале, если проволока имеет длину, которая находится между пороговым значением первой и третьей длины и/или объекты имеют размер, который находится между пороговым значением первого и третьего размера,
при этом пороговое значение первой длины ниже порогового значения третьей длины, а пороговое значение первого размера ниже порогового значения третьего размера, и при этом проволоку ослабляют меньше в нижнем интервале, чем в среднем интервале и больше в верхнем интервале, чем в среднем интервале.
Примерами порогового значения первой длины являются пять сантиметров, шесть сантиметров, семь сантиметров, восемь сантиметров, девять сантиметров, десять сантиметров, одиннадцать сантиметров, двенадцать сантиметров, тринадцать сантиметров или любое другое значение.
Примерами порогового значения третьей длины являются десять сантиметров, одиннадцать сантиметров, двенадцать сантиметров, тринадцать сантиметров, четырнадцать сантиметров, пятнадцать сантиметров, шестнадцать сантиметров, семнадцать сантиметров, восемнадцать сантиметров или любое другое значение.
В одном варианте осуществления степень ослабления натяжения проволоки находится в среднем интервале, если проволока имеет длину, которая находится между пороговыми значениями первой и второй длины и/или объекты имеют размер, который находится между пороговыми значениями первого и второго размера и при этом:
пороговое значение первой длины ниже порогового значения второй длины, а пороговое значение второй длины ниже порогового значения третьей длины, и
пороговое значение первого размера ниже порогового значения второго размера, а пороговое значение второго размера ниже порогового значения третьего размера.
В последнем варианте осуществления степень ослабления натяжения находится в нижнем интервале, когда проволока находится ниже порогового значения первой длины, в среднем интервале, когда проволока находится между пороговыми значениями первой и второй длины, в верхнем интервале, когда проволока находится между пороговыми значениями второй и третьей длины, и в среднем интервале, когда проволока находится выше порогового значения третьей длины.
В качестве альтернативы или в качестве дополнения степень ослабления натяжения может находиться в нижнем интервале, когда объекты имеют размер, который находится ниже порогового значения первого размера, в среднем интервале, когда объекты имеют размер между пороговыми значениями первого и второго размера, в верхнем интервале, когда объекты имеют размер между пороговыми значениями второго и третьего размера, и в среднем интервале, когда объекты находятся выше порогового значения третьего размера.
В контексте настоящего изобретения размером объектов, подлежащих связыванию, может быть диаметр наименьшего круга, окружающего объекты. В качестве альтернативы, размером может быть наиболее длинный размер объектов в поперечном сечении. В качестве альтернативы, размером может быть площадь или окружность упомянутого выше круга.
В одном варианте осуществления степень ослабления натяжения определяют с помощью таблицы, содержащей эмпирические данные. Подобная таблица может в одном варианте осуществления содержать два столбца. Первый заключает в себе ряды, каждый с различной длиной проволоки в натянутом состоянии, а второй столбец заключает в себе соответствующие степени ослабления натяжения проволоки для соответствующей длины проволоки. Степень ослабления натяжения может быть в процентах или в миллиметрах. Таким образом в каждом ряду указана длина натягиваемой проволоки (первый столбец в ряду) и соответствующая степень ослабления натяжения (второй столбец в ряду).
В качестве альтернативы или в качестве дополнения устройство подачи проволоки может быть выполнено с возможностью ослабления проволоки на основании полинома, в котором по меньшей мере одним неизвестным является длина натягиваемой проволоки или размер объектов. Это может быть полином четвертой степени, например по формуле a×4+b×3+с×2+dx+e, где x представляет собой размер объектов или длину проволоки, а a, b, c, d, и e представляют собой константы. В качестве альтернативы, полиномом является полином пятой степени, шестой степени, седьмой степени и т.д.
В одних вариантах осуществления, где устройство содержит упомянутые выше приспосабливаемые ограничивающие промежуток элементы (которые выполняют с возможностью изменения расстояния от объектов), функция ослабления натяжения может быть прямолинейной, т.е. такой, что чем шире объекты, подлежащие связыванию, тем больше проволоку ослабляют после натягивания.
В одном варианте осуществления функцией, используемой для ослабления проволоки, может быть функция, задающая взаимно однозначное соответствие. В настоящем контексте "функцию, задающую взаимно однозначное соответствие" следует понимать, как функцию, определяющую отношение x,y, где для каждого x существует одно и только одно соответствующее значение y, и в то же самое время для каждого y существует одно и только одно значение x. Одним примером подобной функции является прямолинейная функция, например y=ax+b.
В одном варианте осуществления связывающий инструмент содержит:
- обвязывающую головку, и
- внутреннее звено инструмента, принимаемое с возможностью скольжения в обвязывающей головке таким образом, чтобы относительное вращение внутреннего звена инструмента и обвязывающей головки было заблокировано, при этом внутреннее звено инструмента соединено с вращающимся шпинделем таким образом, что вращение шпинделя вызывает движение внутреннего звена инструмента в осевом направлении относительно обвязывающей головки в направлении положения блокировки, в котором заблокировано осевое движение внутреннего звена инструмента относительно обвязывающей головки, в результате чего дальнейшее вращение шпинделя вызывает сопутствующее вращение внутреннего звена инструмента и обвязывающей головки в первом направлении относительно канала для проволоки.
В одном варианте осуществления связывающее устройство содержит средство определения натяжения проволоки. Это может быть средство определения крутящего момента в процессе прикладывания к проволоке во время процесса связывания. После того, как крутящий момент достиг предварительно заданного значения, связывающий процесс может быть остановлен, так как достигнуто необходимое натяжение проволоки.
В одном варианте осуществления связывающее устройство образует канал для проволоки с целью направления проволоки вокруг одного или более объектов. В данном варианте осуществления связывающее устройство содержит:
- устройство подачи проволоки для продвижения проволоки в канал для проволоки; и
- связывающий инструмент, образующий проход для проволоки в канал для проволоки и из него, и поворачивающийся относительно канала для проволоки, и, содержащий:
- обвязывающую головку и
- внутреннее звено инструмента, принимаемое с возможностью скольжения в обвязывающей головке таким образом, чтобы относительное вращение внутреннего звена инструмента и обвязывающей головки было заблокировано, при этом внутреннее звено инструмента соединено с вращающимся шпинделем таким образом, что вращение шпинделя вызывает движение внутреннего звена инструмента в осевом направлении относительно обвязывающей головки в направлении положения блокировки, в котором заблокировано осевое движение внутреннего звена инструмента относительно обвязывающей головки, в результате чего дальнейшее вращение шпинделя вызывает сопутствующее вращение внутреннего звена инструмента и обвязывающей головки в первом направлении относительно канала для проволоки.
Сопутствующее движение внутреннего звена инструмента и обвязывающей головки в первом направлении относительно канала для проволоки вызывает закручивание свободных концов проволочного куска, который был направлен связывающим устройством вокруг объектов, относительно друг друга, в результате чего проволочный кусок обвязывается вокруг объекта (объектов). Перед и/или в процессе указанного связывающего процесса проволока может быть затянута/стянута таким образом, чтобы могло быть обеспечено тугое связывание, т.е. связывание, в котором объекты стягиваются в направлении друг друга благодаря натянутому куску проволоки.
По меньшей мере часть связывающего устройства может содержать пластмассовый материал, например, армированный пластмассовый материал, металлический материал, например, кислотостойкий материал, стекловолоконный материал или любой другой материал, подходящий для использования в окружающей бетон среде.
Связывающее устройство может быть использовано для связывания вместе любых двух (или более) объектов, например арматурных стержней, ветвей деревьев, пластмассовых труб, например нагревательных труб для систем подогрева полов, проволоки и т.д. В качестве примера связывающее устройство может быть использовано для прикрепления элемента к большей конструкции, например, прикрепления электрического провода к конструкции для того, чтобы закрепить провод в предварительно заданном положении. Следует понимать, что связывающее устройство может также быть использовано для привязывания проволоки к единичному объекту, например, для того, чтобы обеспечить крючок для верхней одежды или ручку или для того, чтобы отметить положение на объекте.
Проволока может представлять собой любую проволоку, подходящую для связывания, такую как металлическая проволока, например, покрытая неметаллическим материалом, или пластмассовая проволока, или любая другая проволока, подходящая для использования в связывающем устройстве. В одном варианте осуществления проволока может представлять собой любую проволоку, которая является достаточно жесткой для придания формы/изгибания, чтобы иметь предварительно заданную кривизну и для сохранения указанной кривизны на протяжении периода времени, равного по меньшей мере 30 секундам, например 1 минуте, например 2 минутам, например 5 минутам.
При использовании проволока может быть предоставлена на катушке, которая может быть вставлена в устройстве подачи проволоки таким образом, чтобы проволока могла подаваться в обвязывающую головку в процессе связывания проволоки. Устройство подачи проволоки может содержать двигатель, соединенный с подающими роликами для подачи/продвижения проволоки в обвязывающую головку. В одном варианте осуществления устройство содержит один комплект роликов (при этом каждый комплект содержит два противоположных ролика, между которыми предоставлена проволока). В еще одном варианте осуществления устройство содержит множество комплектов роликов, например, два, например три, например четыре, например пять.
Устройство подачи проволоки может содержать один или более датчиков, например фото датчиков или механических датчиков, для определения положения проволоки. В качестве примера, датчик может быть предоставлен до (относительно направления подачи проволоки) подающих роликов таким образом, чтобы при ручной вставке проволоки в устройстве подачи проволоки ролики могли включаться при обнаружении проволоки вышестоящим датчиком. Когда установленная вручную проволока совпадает с вращающимися роликами, ролики продолжают продвижение проволоки до тех пор, пока подаваемая проволока не закончится.
Кроме того, датчик может быть предоставлен после подающих роликов, и расстояние между вышестоящим и нижестоящим датчиками может соответствовать минимальной длине, которую проволока должна иметь для направления ее вокруг одного или более объектов и связывания с ними. Таким образом, устройство может быть выполнено с возможностью определения при включении пользователем устройства, является ли проволока достаточно длинной для осуществления связывания и может предотвратить процесс в случае, если проволока является недостаточно длинной.
Каждый или оба из вышестоящего и нижестоящего датчиков могут представлять собой магнитные датчики, выполненные с возможностью обнаружения наличия проволоки. Следует понимать, что для того, чтобы магнитный датчик был в состоянии обнаруживать проволоку, проволока должна содержать магнитный материал, например ферромагнитный материал. Как упоминалось выше, датчик (датчики) может представлять собой любой тип датчика (датчиков), например фотодатчики, механические датчики.
В качестве альтернативы или в качестве дополнения связывающее устройство может содержать счетчик оборотов, выполненный с возможностью подсчитывать число оборотов, сделанных подающими роликами. Так как один оборот подающих роликов соответствует предварительно заданной длине проволоки, счетчик оборотов может быть выполнен с возможностью вывода сигнала, соответствующего длине проволоки. Так как ролики находятся в непосредственном контакте с проволокой, определение числа оборотов будет обеспечивать прямое измерение длины продвинутой проволоки.
В одном варианте осуществления устройство содержит счетчик оборотов и упомянутые выше вышестоящие датчики. В последнем варианте осуществления устройство может быть выполнено с возможностью работы следующим образом: если в процессе подачи проволоки, вышестоящий датчик больше не в состоянии обнаруживать проволоку, т.е. устройство подачи проволоки пустое, устройство может, посредством счетчика оборотов, быть выполнено с возможностью определения длины проволоки, которая, в связи с текущим связывающим действием, уже была подана посредством роликов. Если указанная длина ниже предварительно заданной длины, например длины, необходимой для осуществления связывающего действия, связывающее устройство может быть выполнено с возможностью втягивания подаваемой проволоки и подачи сигнала пользователю, что проволока недостаточно длинная для связывания и что в устройстве подачи проволоки необходимо вставить новую проволоку.
В одном варианте осуществления связывающее устройство содержит счетчик оборотов и выполнено с возможностью определения общей длины уже использованной проволоки и длины проволоки, оставшейся в устройстве подачи проволоки. Более того, связывающее устройство может быть выполнено с возможностью вычисления числа связываний, которые могут быть осуществлены посредством проволоки, оставшейся в устройстве подачи проволоки. Кроме того, связывающее устройство может быть выполнено с возможностью определения среднего времени, проходящего между каждым связыванием, и, таким образом, времени, остающегося до необходимости замены проволоки. Последняя информация может быть использована пользователем для определения того, является ли оставшаяся проволока достаточно длинной для продолжения до следующего разрыва или до окончания рабочего дня.
В одном варианте осуществления устройство выполнено с возможностью определения/вычисления количества проволоки, которое является необходимым, и на его основании использования устройства подачи проволоки таким образом, что после того, как проволока была натянута, проволоку ослабляют для того, чтобы достигнуть необходимой плотности затяжки проволоки. Следует понимать, что чем плотнее связывание, тем более проволока/связывание будет предрасположено к разрыванию/ разрушению. Кроме того, следует понимать, что чем слабее связывание, тем выше риск, что элементы, подлежащие связыванию, могут двигаться относительно друг друга в области связывания.
В одном варианте осуществления устройство содержит процессор для управления одним или более двигателями и датчиками. Процессор может содержать память для хранения информация. В одном варианте осуществления процессор выполнен с возможностью управления двигателем для подачи проволоки таким образом, чтобы проволока ослаблялась в необходимой степени перед процессом завязывания.
Более того, в памяти может храниться таблица, причем данная таблица содержит информацию в отношении степени ослабления в зависимости от длины проволоки. Информация, хранящаяся в таблице, может быть сохранена в памяти до продажи продукции, например, в процессе изготовления. В качестве альтернативы или в качестве дополнения, пользователь может сохранять информацию в память в процессе применения устройства таким образом, чтобы проволока натягивалась в той степени, которая необходима пользователю.
В одном варианте осуществления информация определяется производителем в результате эмпирических испытаний. В еще одном варианте осуществления процессор выполнен с возможностью ослабления проволоки на основании формулы, например формулы, которая обеспечивает приблизительно такой же результат, как и значения, определенные эмпирически.
Устройство подачи проволоки может быть выполнено с возможностью продвижения проволоки в канал для проволоки, который представляет собой канал, вдоль которого проволока направляется от связывающего инструмента, вокруг объекта (объектов) и обратно в связывающий инструмент. Указанный канал может быть образован одним или более из: первого прохода обвязывающей головки, второго прохода обвязывающей головки, первой направляющей щекой и второй направляющей щекой, как описано более подробно ниже.
Обвязывающая головка принимает внутреннее звено инструмента с возможностью скольжения, где оно перемещается между первоначальным положением и положением блокировки. Когда внутреннее звено инструмента расположено в первоначальном положении, его можно перемещать в первом направлении относительно обвязывающей головки, в результате чего оно перемещается в направлении положения блокировки. Когда внутреннее звено инструмента расположено в положение блокировки, оно заблокировано для дальнейшего движения в первом направлении относительно обвязывающей головки, но может перемещаться в противоположном направлении, т.е. в направлении первоначального положения.
Для того чтобы добиться, чтобы вращение шпинделя вызывало поступательное движение внутреннего звена инструмента, внутреннее звено инструмента может быть соединено со шпинделем с помощью резьбы, например посредством однозаходной резьбы или многозаходной резьбы, содержащей две, три, четыре, пять, шесть, семь или восемь ниток резьбы. В одном варианте осуществления внутренняя поверхность внутреннего звена инструмента является резьбовой и расположена с возможностью зацепления резьбовой наружной поверхности шпинделя. В качестве альтернативы внутренняя поверхность шпинделя может быть резьбовой и выполнена с возможностью зацепления соответствующей резьбовой наружной поверхности внутреннего звена инструмента. По меньшей мере одна резьба может представлять собой метрическую резьбу по стандарту ИСО, прямоугольную резьбу, или трапецеидальную резьбу, или любую другую резьбу, подходящую для преобразования вращения шпинделя в поступательное движение внутреннего звена инструмента. В одном варианте осуществления внутреннее звено инструмента соединено со шпинделем посредством шариковинтовой пары и/или роликового винта.
Связывающее устройство может содержать двигатель для вращения шпинделя. Двигатель может представлять собой электрический двигатель, при этом связывающее устройство может содержать источник питания, например батарею, для обеспечения электрического двигателя энергией. В качестве альтернативы связывающее устройство может содержать кабель для соединения устройства с сетевой розеткой или внешней батареей. Двигатель может быть соединен со шпинделем прямо или посредством одной или более шестерен.
Когда шпиндель вращается, по меньшей мере часть крутящего момента передается на внутреннее звено инструмента, вращение которого, таким образом, должно быть заблокировано для того, чтобы обеспечивать поступательное движение. Соответственно, в одном варианте осуществления вращение обвязывающей головки, относительно которой заблокировано вращение внутреннего звена инструмента, может быть частично заблокировано в первом направлении. Под частичной блокировкой вращения подразумевают, что предотвращается вращение обвязывающей головки в первом направлении, кроме случая, когда крутящий момент, прикладываемый к обвязывающей головке, выше предварительно заданного порогового значения. В одном варианте осуществления предварительно заданное пороговое значение определяется регулируемой пружиной. Пружина может быть отрегулирована пользователем.
Кроме того, вращение обвязывающей головки может быть заблокировано в направлении, противоположном первому направлению относительно канала для проволоки, в результате чего вращение шпинделя в противоположном направлении вызывает перемещение внутреннего звена инструмента из положения блокировки в направление первоначального положения.
В связывающем инструменте может быть образован первый проход, образующий впуск и выпуск, и второй проход, образующий выпуск. В одном варианте осуществления устройство подачи проволоки выполнено с возможностью продвижения проволоки через первый проход посредством продвижения проволоки во впуск и из выпуска и обратно во впуск второго прохода для того, чтобы направлять проволоку вокруг объекта (объектов). В процессе движения между выпуском первого прохода и впуском второго прохода, проволока может следовать по каналу для проволоки.
Связывающее устройство может включать в себя режущий инструмент, который выполнен с возможностью разрезания проволоки в процессе движения внутреннего звена инструмента в направлении положения блокировки. В одном варианте осуществления звено инструмента выполнено с возможностью разрезания проволоки внутри первого прохода или в области впуска первого прохода. Режущий инструмент может содержать первую режущую кромку, которая в процессе отрезания движется в направлении либо второй режущей кромки, либо контактной поверхности, посредством по существу невращательного движения, например, по существу абсолютного поступательного движения в направлении положения блокировки. Первая режущая кромка и одно из второй режущей кромки и контактной поверхности могут быть выполнены с возможностью движения непосредственно в направлении друг друга или могут быть выполнены с возможностью плавного перемещения мимо друг друга, наподобие режущих кромок ножниц. Когда проволоку вставляют через первый проход и принимают во втором проходе, отрезание проволоки вызывает отделение проволочного куска от проволоки из устройства подачи проволоки. Указанный проволочный кусок содержит отрезанный конец и подаваемый/подводимый конец. Вслед за отрезанием, отрезанный конец может быть помещен в первый проход или в область впуска первого прохода, а подаваемый/подводимый конец может быть помещен во второй проход. В варианте осуществления первая режущая кромка образована внутренним звеном инструмента. В дополнительном варианте осуществления вторая режущая кромка или контактная поверхность может быть образована направляющим звеном для направления проволоки в первый проход.
Для того чтобы обеспечить, чтобы проволока, которая прошла через первый проход, была принята во втором проходе, по меньшей мере часть канала для проволоки может быть образована с помощью одной или более направляющих щек. В одном варианте осуществления связывающее устройство содержит по меньшей мере одну из первой и второй направляющих щек. Первая и вторая направляющие щеки могут быть разнесены таким образом, что объект, подлежащий связыванию, может быть вставлен в полость, образованную первой и второй направляющими щеками, например, посредством перемещения связывающего устройства поверх объекта (объектов). Благодаря зазору между первой и второй направляющими щеками первая направляющая щека может быть выполнена с возможностью направления проволоки от первой направляющей щеки ко второй направляющей щеке. В процессе использования подаваемый/подводимый конец проволоки подается из выпуска первого прохода к первой направляющей поверхности первой направляющей щеки, при дальнейшей подаче проволоки подаваемый/подводимый конец скользит вдоль первой направляющей поверхности и покидает первую направляющую щеку, в результате чего подаваемый/подводимый конец продвигается свободно в воздухе. Однако благодаря форме первой направляющей щеки/поверхности подаваемый/подводимый конец проволоки направляется в направлении второй направляющей щеки, где его в заключение принимает вторая направляющая щека. Вслед за этим вторая направляющая щека направляет подаваемый/подводимый конец во впуск второго прохода.
В одном варианте осуществления по меньшей мере одна из первой и второй направляющих щек выполнена с возможностью поворота между первым и вторым положением таким образом, чтобы при расположении в первом положении объект, подлежащий связыванию, охватывался связывающим устройством и, таким образом, чтобы, при расположении во втором положении объект, подлежащий связыванию, мог продвигаться в положение связывания за счет перемещения через проход, образованный между торцевыми поверхностями первой и второй направляющих щек. Каждая из поворачиваемых направляющих щек может смещаться в направлении первого положения и может содержать средство перемещения ее во второе положение. Подобное средство может представлять собой наклонную поверхность, предоставленную на торцевых поверхностях первой и/или второй направляющей щеки.
Кроме того, первая и/или вторая направляющие щеки могут быть съемными с повторным прикреплением к связывающему устройству для того, чтобы обеспечить пользователю возможность замены щек.
Первый и второй проходы могут быть расположены по отношению друг к другу таким образом, что проволока, подаваемая из первого прохода, должна быть трансформирована, например изогнута, для того, чтобы быть принятой во втором проходе. Соответственно, по меньшей мере часть канала для проволоки может быть образована с помощью придающего форму инструмента, выполненного с возможностью придания проволоке формы, при продвижении через придающий форму инструмент для того, чтобы обеспечить возможность приема проволоки во втором проходе связывающего инструмента. Придающий форму инструмент может быть образован одним или более из связывающего инструмента и первой направляющей щеки. Для того чтобы трансформировать/изогнуть проволоку, придающий форму инструмент может содержать по меньшей мере три формообразующие поверхности, которые расположены по отношению друг к другу таким образом, что проволока формируется так, чтобы иметь предварительно заданную кривизну, когда подаваемый/подводимый конец проволоки движется поступательно в придающий форму инструмент. В одном варианте осуществления по меньшей мере одну формообразующую поверхность можно перемещать относительно по меньшей мере еще одной формообразующей поверхности для того, чтобы изменять кривизну проволоки, подаваемой через придающий форму инструмент. По меньшей мере одно из внутреннего звена инструмента обвязывающей головки и первой направляющей щеки, может образовывать по меньшей мере одну направляющую поверхность, выполненную с возможностью направления проволоки из устройства подачи проволоки и в придающий форму инструмент.
Для того чтобы обеспечить возможность натяжения проволоки вокруг объекта (объектов), придающий форму инструмент может быть сформирован таким образом, что при натяжении проволоки проволока выводится из зацепления с придающим форму инструментом, в результате чего проволока может быть затянута вокруг по меньшей мере части из одного или более объектов. В одном варианте осуществления придающий форму инструмент может содержать храповой механизм, обеспечивающий возможность выведения проволоки из зацепления с придающим форму инструментом. В еще одном варианте осуществления натяжение проволоки вызывает движение проволоки в боковом направлении из зацепления с придающим форму инструментом, как более подробно описано в описаниечертежей.
Связывающее устройство может быть выполнено с возможностью натяжения проволоки, после того, как подаваемый/подводимый конец был принят во втором проходе. Соответственно, для предотвращения того, чтобы указанное натяжение проволоки вызывало вытягивание подаваемого/подводимого конца из второго прохода, второй проход может содержать фиксирующую деталь для предотвращения движения подаваемого/подводимого конца в направлении, противоположном направлению вставки. Так как второй проход по меньшей мере частично образован связывающим инструментом, фиксирующей деталью, внутреннее звено инструмента и/или обвязывающая головка содержат (содержит) фиксирующую деталь. Однако вслед за связыванием проволочного куска подаваемый/подводимый конец должен предпочтительно быть выведен из зацепления с фиксирующей деталью и, таким образом, фиксирующая деталь может быть выполнена с возможностью позволять перемещать (извлекать) подаваемый/подводимый конец в направлении, поперечном направлению вставки, в результате чего подаваемый/подводимый конец выводится из зацепления с фиксирующей деталью. В одном варианте осуществления направление извлечения образует угол, составляющий 45-90 градусов относительно направления вставки, например 60-90, например 80-90 градусов.
Внутреннее звено инструмента и/или обвязывающая головка могут быть выполнены с возможностью удерживания отрезанного конца проволочного куска, за счет перемещения внутреннего звена инструмента в положение блокировки, в результате чего предотвращается втягивание отрезанного конца из первого прохода. В одном варианте осуществления внутреннее звено инструмента содержит первую удерживающую поверхность, а обвязывающая головка содержит вторую удерживающую поверхность, при этом отрезанный конец удерживается в первом проходе, когда указанный отрезанный конец расположен между первой и второй удерживающими поверхностями и в контакте с ними, а указанные поверхности стягиваются друг в направлении друга.
Когда отрезанный конец удерживается между первой и второй удерживающими поверхностями, предотвращается дальнейшее осевое движение внутреннего звена инструмента относительно обвязывающей головки, а дальнейшее вращение шпинделя вызывает совместное вращение внутреннего звена инструмента и обвязывающей головки (связывающего инструмента), как описано ранее. В одном варианте осуществления вращение связывающего инструмента вызывается вращательными усилиями, прикладываемыми резьбой шпинделя на внутреннее звено инструмента. Когда внутреннее звено инструмента расположено не в положении блокировки, подобные вращательные усилия вызывают движение внутреннего звена инструмента в осевом направлении благодаря резьбе, но, когда внутреннее звено инструмента расположено в положении блокировки, осевое движение предотвращается, в результате чего связывающий инструмент будет вращаться. В качестве альтернативы или в качестве дополнения внутреннее звено инструмента может содержать упорную поверхность, выполненную с возможностью зацепления соответствующей упорной поверхности обвязывающей головки, когда внутреннее звено инструмента расположено в положении блокировки таким образом, что вращение внутреннего звена инструмента передается обвязывающей головке через соединенные впритык поверхности.
В некоторых вариантах осуществления геометрия первого и второго проходов вызывает пересечение друг с другом подаваемого/подводимого конца и отрезанного конца, в результате чего по меньшей мере часть связывающего инструмента охватывается и, таким образом, захватывается концами проволоки. Так как подобные проволоки могут быть относительно жесткими, пользователь должен прикладывать относительно большие усилия для извлечения связывающего устройства. Соответственно, в одном варианте осуществления внутреннее звено инструмента и/или обвязывающая головка выполнена/выполнены с возможностью трансформирования по меньшей мере одного отрезанного конца и подаваемого/подводимого конца при смещении внутреннего звена инструмента из положения блокировки таким образом, чтобы проволочные концы не пересекались друг с другом, и/или таким образом, чтобы связывающий инструмент не захватывался концами проволоки. При подобной трансформации связывающее устройство может быть легко извлечено пользователем.
В одном варианте осуществления связывающее устройство содержит один или более разделителей для обеспечения расстояния между связывающим инструментом и объектами, подлежащими связыванию. Разделители обеспечивают такое преимущество, что плотность связывания можно регулировать в вариантах осуществления, в которых связывающий инструмент в процессе связывания выполнен с возможностью поворачивания предварительно заданное число раз относительно канала для проволоки, например один, два, три, четыре, пять или шесть. Следует понимать, что чем ближе находятся объекты к связывающему инструменту, тем плотнее будет связывание, и наоборот.
По меньшей мере в одном из разделителей могут быть образованы желобки/углубления, выполненные с возможностью принимать объект, подлежащий связыванию. В одном варианте осуществления желобок образован в поверхности, обращенной к объекту, подлежащему связыванию, в процессе работы. Желобок может тянуться в направлении, поперечном разделителю, например, таким образом, чтобы объект, принимаемый в желобке, простирался через ось вращения шпинделя и внутреннее звено инструмента.
В еще одном варианте осуществления связывающее устройство выполнено с возможностью затягивания проволоки как можно сильнее и вслед за этим ослабления проволоки для того, чтобы обеспечить необходимую плотность связывания.
Изобретение согласно первому аспекту может включать один или более следующих вариантов осуществления:
Вариант осуществления один: связывающее устройство образует канал для проволоки с целью направления проволоки вокруг одного или более объектов, при этом связывающее устройство содержит: устройство подачи проволоки для продвижения проволоки в канал для проволоки; и связывающий инструмент, образующий проход для проволоки в канал для проволоки и из него, и поворачивающийся относительно канала для проволоки, и содержащий: обвязывающую головку и внутреннее звено инструмента, принимаемое с возможностью скольжения в обвязывающей головке таким образом, чтобы относительное вращение внутреннего звена инструмента и обвязывающей головки было заблокировано, при этом внутреннее звено инструмента соединено с поворачивающимся шпинделем таким образом, что вращение шпинделя вызывает движение внутреннего звена инструмента в осевом направлении относительно обвязывающей головки в направлении положения блокировки, в котором заблокировано осевое движение внутреннего звена инструмента относительно обвязывающей головки, в результате чего дальнейшее вращение шпинделя вызывает сопутствующее вращение внутреннего звена инструмента и обвязывающей головки в первом направлении относительно канала для проволоки.
Вариант осуществления два: связывающее устройство согласно варианту осуществления один, в котором вращение обвязывающей головки заблокировано в направлении, противоположном первому направлению.
Вариант осуществления три: связывающее устройство согласно варианту осуществления один или два, в котором устройство подачи проволоки выполнено с возможностью продвижения проволоки через первый проход и обратно во второй проход через канал для проволоки, при этом первый и второй проходы образованы связывающим инструментом.
Вариант осуществления четыре: связывающее устройство согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, дополнительно включающее режущий инструмент, который выполнен с возможностью разрезания проволоки в процессе движения внутреннего звена инструмента в направлении положения блокировки.
Вариант осуществления пять: связывающее устройство согласно варианту осуществления четыре, в котором режущий инструмент содержит первую режущую кромку, которая в процессе отрезания движется в направлении одного из второй режущей кромки и контактной поверхности посредством по существу невращательного движения.
Вариант осуществления шесть: связывающее устройство согласно варианту осуществления пять, в котором внутреннее звено инструмента образует первую режущую кромку.
Вариант осуществления семь: связывающее устройство согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором по меньшей мере часть канала для проволоки образована с помощью одной или более направляющих щек.
Вариант осуществления восемь: связывающее устройство согласно варианту осуществления семь, в котором по меньшей мере часть канала для проволоки образована с помощью придающего форму инструмента, выполненного с возможностью формования проволоки при продвижении через придающий форму инструмент для того, чтобы обеспечить возможность приема проволоки во втором проходе связывающего инструмента.
Вариант осуществления девять: связывающее устройство согласно варианту осуществления восемь, в котором придающий форму инструмент содержит по меньшей мере три формообразующие поверхности, которые расположены по отношению друг к другу таким образом, чтобы формировать проволоку так, чтобы она имела предварительно заданную кривизну, когда проволока движется поступательно в придающий форму инструмент.
Вариант осуществления десять: связывающее устройство согласно варианту осуществления восемь или девять, в котором внутреннее звено инструмента и/или обвязывающая головка образуют по меньшей мере одну направляющую поверхность, выполненную с возможностью направления проволоки из устройства подачи проволоки в придающий форму инструмент.
Вариант осуществления одиннадцать: связывающее устройство согласно любому из вариантов осуществления с восьмого по десятый, в котором первая направляющая щека из одной или более направляющих щек выполнена с возможностью направления проволоки в придающий форму инструмент.
Вариант осуществления двенадцать: связывающее устройство согласно варианту осуществления одиннадцать, в котором вторая направляющая щека из по меньшей мере одной направляющей щеки выполнена с возможностью приема проволоки при подаче от первой направляющей щеки и направления проволоки во второй проход.
Вариант осуществления тринадцать: связывающее устройство согласно любому из вариантов осуществления с третьего по двенадцатый, в котором внутреннее звено инструмента и/или обвязывающая головка содержат (содержит) фиксирующую деталь, выполненную с возможностью удерживания подаваемого/подводимого конца проволоки, при перекрещивании, в направлении вставки, указанного конца во второй проход таким образом, что предотвращается движение подаваемого/подводимого конца в направлении, противоположном направлению вставки.
Вариант осуществления четырнадцать: связывающее устройство согласно варианту осуществления тринадцать, в котором фиксирующая деталь выполнена с возможностью позволять движение подаваемого/подводимого конца в направлении, поперечном направлению вставки, в результате чего подаваемый/подводимый конец выводится из зацепления с фиксирующей деталью.
Вариант осуществления пятнадцать: связывающее устройство согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором внутреннее звено инструмента и/или обвязывающая головка выполнена/выполнены с возможностью удерживания отрезанного конца проволочного куска, который отрезан от проволоки и который содержит отрезанный конец и подаваемый/подводимый конец, за счет перемещения внутреннего звена инструмента в положение блокировки, в результате чего предотвращается втягивание отрезанного конца из первого прохода.
Вариант осуществления шестнадцать: связывающее устройство согласно любому из предшествующих вариантов осуществления, в котором внутреннее звено инструмента содержит упорную поверхность, выполненную с возможностью зацепления соответствующей упорной поверхности обвязывающей головки, когда внутреннее звено инструмента расположено в положении блокировки, таким образом, что вращение внутреннего звена инструмента передается на обвязывающую головку через соединенные впритык поверхности.
Вариант осуществления семнадцать: связывающее устройство согласно варианту осуществления пятнадцать или шестнадцать, в котором внутреннее звено инструмента и/или обвязывающая головка выполнена/выполнены с возможностью трансформирования по меньшей мере одного отрезанного конец и подаваемого/подводимого конца при перемещении внутреннего звена инструмента из положения блокировки.
Вариант осуществления восемнадцать: связывающее устройство согласно любому из вариантов осуществления с седьмого по семнадцатый, в котором придающий форму инструмент сформирован таким образом, что при натяжении проволоки проволока выводится из зацепления с придающим форму инструментом, в результате чего проволока может быть затянута вокруг по меньшей мере части из одного или более объектов.
В контексте настоящего изобретения термины подаваемый/подводимый конец и отрезанный конец могут быть заменены терминами первый конец и второй конец, так как первый конец необязательно должен подаваться в устройство, и так как второй конец необязательно должен отрезаться устройством. В качестве примера проволока может представлять собой предварительно отрезанный проволочный кусок предварительно заданной длины. Данный проволочный кусок может быть помещен вокруг объектов, подлежащих связыванию пользователем или еще одним устройством.
Изобретение согласно первому аспекту может содержать любую комбинацию признаков и элементов изобретения согласно второму и/или третьему и/или четвертому и/или пятому аспекту изобретения.
Во втором аспекте настоящее изобретение относится к способу связывания проволоки вокруг одного или более объектов для того, чтобы достигнуть предварительно заданного натяжения проволоки при связывании, при этом способ включает стадии:
- размещения проволоки вокруг объектов таким образом, чтобы два проволочного куска располагались в одном и том же направлении,
- связывания проволоки таким образом, чтобы достигалось предварительно заданное натяжение проволоки.
В одном варианте осуществления стадия связывания проволоки включает стадию:
- натяжение проволоки; и
- ослабление натяжения проволоки в зависимости от длины натягиваемой проволоки и/или размера объектов таким образом, что:
- степень ослабления натяжения проволоки является наиболее низкой, если проволока имеет первую длину и/или объекты имеют первый размер,
- степень ослабления натяжения проволоки является наиболее высокой, если проволока имеет вторую длину и/или объекты имеют второй размер, и
- степень ослабления натяжения проволоки находится между указанным наиболее низким и наиболее высоким ослаблением натяжения, если проволока имеет третью длину и/или объекты имеют третий размер,
- при этом первая длина короче, чем вторая длина, которая короче, чем третья длина, и при этом первый размер меньше, чем второй размер, который короче, чем третий размер.
В одном варианте осуществления степень ослабления натяжения измеряют в процентах длины проволоки, которая охватывает объекты, подлежащие связыванию. В еще одном варианте осуществления степень ослабления натяжения проволоки измеряют в миллиметрах.
Соответственно в одном варианте осуществления стадия ослабления натяжения проволоки включает стадию:
- ослабления проволоки в зависимости от длины натягиваемой проволоки и/или размера объектов таким образом, что:
- проволоке ослабляют длину или процентное значение A, если проволока имеет первую длину и/или объекты имеют первый размер,
- проволоке ослабляют длину или процентное значение B, если проволока имеет вторую длину и/или объекты имеют второй размер, и
- проволоке ослабляют длину или процентное значение C, если проволока имеет третью длину и/или объекты имеют третий размер,
при этом А<C<B, и
при этом первая длина короче, чем вторая длина, которая короче, чем третья длина, и
при этом первый размер меньше, чем второй размер, который короче, чем третий размер.
В альтернативе или в качестве дополнения проволока может быть ослаблена в зависимости от длины натягиваемой проволоки и/или размера объектов таким образом, что:
- степень ослабления натяжения проволоки находится в нижнем интервале, если проволока имеет длину, которая находится ниже порогового значения первой длины, и/или объекты имеют размер, который находится ниже порогового значения первого размера,
- степень ослабления натяжения проволоки находится в среднем интервале, если проволока имеет длину, которая находится выше порогового значения третьей длины, и/или объекты имеют размер, который находится выше порогового значения третьего размера, и
- степень ослабления натяжения проволоки находится в верхнем интервале, если проволока имеет длину, которая находится между пороговым значением первой и третьей длины, и/или объекты имеют размер, который находится между пороговым значением первого и третьего размера,
при этом пороговое значение первой длины ниже порогового значения третьей длины, а пороговое значение первого размера ниже порогового значения третьего размера, и
при этом проволоку ослабляют меньше в нижнем интервале, чем в среднем интервале, и больше в верхнем интервале, чем в среднем интервале.
В одном варианте осуществления степень ослабления натяжения проволоки находится в среднем интервале, если проволока имеет длину, которая находится между пороговыми значениями первой и второй длины, и/или объекты имеют размер, который находится между пороговыми значениями первого и второго размера и при этом
пороговое значение первой длины ниже порогового значения второй длины, а пороговое значение второй длины ниже порогового значения третьей длины и
пороговое значение первого размера ниже порогового значения второго размера, а пороговое значение второго размера ниже порогового значения третьего размера.
Так же как и в случае связывающего устройства согласно первому аспекту, проволоку - в способе - ослабляют на основании полинома, в котором по меньшей мере одним неизвестным является длина натягиваемой проволоки или размер объектов. Полином может представлять собой полином четвертой, пятой, шестой, седьмой и т.д. степени.
После того как необходимая степень ослабления натяжения была достигнута, проволока может быть связана. Соответственно, способ может содержать стадию связывания проволоки, когда была достигнута необходимая степень ослабления натяжения.
В одном варианте осуществления во время процесса связывания постоянно отслеживают крутящий момент, необходимый для связывания проволоки, и после того, как достигнут предварительно заданный крутящий момент, необходимый для продолжения связывающего процесса, процесс может быть завершен. Это может быть сделано, так как принимается, что необходимое натяжение при связывании было достигнуто, когда крутящий момент достиг предварительно заданной точки.
Кроме того, проволока может быть связана посредством связывающего устройства, образующего канал для проволоки с целью направления проволоки вокруг одного или более объектов, при этом связывающее устройство содержит:
- устройство подачи проволоки для продвижения проволоки в канал для проволоки; и
- связывающий инструмент, выполненный с возможностью направления проволоки в канал для проволоки и из него, при этом связывающее устройство содержит фиксирующую деталь для удерживания переднего конца проволоки и поворачивания относительно канала для проволоки; и
при этом стадия размещения проволоки включает стадию продвижения переднего конца проволоки в канал для проволоки таким образом, что проволока направляется вокруг объектов, а связывающий инструмент принимает передний конец и удерживает его в себе с помощью фиксирующей детали.
В одном варианте осуществления стадия связывания проволоки включает стадии:
регулирования расстояния от разделяющих элементов связывающего устройства; и
натяжения проволоки таким образом, чтобы достигалось предварительно заданное натяжение проволоки.
Изобретение согласно второму аспекту может содержать любую комбинацию признаков и элементов изобретения согласно первому и/или третьему и/или четвертому и/или пятому аспекту изобретения.
В третьем аспекте настоящее изобретение относится к применению полинома для определения степени ослабления натяжения проволоки в связывающем устройстве для того, чтобы достигнуть необходимой/предварительно заданной степени плотности натяжения связанной проволоки. Связывающее устройство может представлять собой связывающее устройство согласно первому аспекту изобретения.
Изобретение согласно третьему аспекту может содержать любую комбинацию признаков и элементов изобретения согласно первому и/или второму и/или четвертому и/или пятому аспекту изобретения.
В четвертом аспекте настоящее изобретение относится к щеке для связывающего инструмента, при этом щека содержит придающий форму инструмент для придания формы проволоке с целью получить предварительно заданную кривизну, причем придающий форму инструмент содержит по меньшей мере три формообразующие поверхности, которые расположены по отношению друг к другу таким образом, что проволока, которая движется поступательно в придающий форму инструмент, трансформируется так, чтобы образовать предварительно заданную кривизну.
Щека инструмента согласно второму аспекту изобретения может содержать любой признак или элемент согласно первому аспекту изобретения. В качестве примера, придающий форму инструмент может быть сформирован таким образом, что при натяжении проволоки, принимаемой в инструменте, проволока выводится из зацепления с придающим форму инструментом.
Четвертый аспект изобретения может включать один или более следующих вариантов осуществления.
Вариант осуществления девятнадцать: щека для связывающего инструмента, при этом щека содержит придающий форму инструмент для формования проволоки с наличием предварительно заданной кривизны, причем придающий форму инструмент содержит по меньшей мере три формообразующие поверхности, которые расположены по отношению друг к другу таким образом, что проволока, которая движется поступательно в придающий форму инструмент, трансформируется так, чтобы образовать предварительно заданную кривизну.
Вариант осуществления двадцать: щека согласно варианту осуществления девятнадцать, при этом придающий форму инструмент сформирован таким образом, что при натяжении проволоки проволока выводится из зацепления с придающим форму инструментом.
Изобретение согласно четвертому аспекту изобретения может содержать любую комбинацию признаков и элементов первого и/или второго и/или третьего и/или пятого аспекта изобретения.
Изобретение согласно четвертому аспекту может содержать любую комбинацию признаков и элементов изобретения согласно первому и/или второму и/или третьему и/или пятому аспекту изобретения.
В пятом аспекте настоящее изобретение относится к связывающему устройству, образующему канал для проволоки с целью направления проволоки вокруг одного или более объектов, при этом связывающее устройство содержит:
- устройство подачи проволоки для продвижения проволоки в канал для проволоки; и
- связывающий инструмент, образующий проход для проволоки в канал для проволоки и из него и поворачивающийся относительно канала для проволоки,
при этом устройство подачи проволоки содержит датчик для определения длины по меньшей мере части проволоки.
Связывающее устройство может быть выполнено с возможностью предотвращения связывающего действия, если проволока устройства подачи проволоки короче, чем предварительно заданная длина, например минимальная длина проволоки, требующаяся для связывающего действия. В одном варианте осуществления устройство выполнено с возможностью подачи сигнала пользователю, что проволока устройства подачи проволоки не обладает установленной длиной для осуществления связывающего действия. Сигналом может быть аудиосигнал, и/или визуальный сигнал, и/или тактильный сигнал.
Пятый аспект изобретения может содержать один или более следующих вариантов осуществления:
вариант осуществления двадцать один: связывающее устройство образует канал для проволоки с целью направления проволоки вокруг одного или более объектов, при этом связывающее устройство содержит:
- устройство подачи проволоки для продвижения проволоки в канал для проволоки; и
- связывающий инструмент, образующий проход для проволоки в канал для проволоки и из него и поворачивающийся относительно канала для проволоки,
при этом устройство подачи проволоки содержит датчик для определения длины по меньшей мере части проволоки.
Вариант осуществления двадцать два: связывающее устройство согласно варианту осуществления двадцать один, при этом связывающее устройство выполнено с возможностью предотвращения связывающего действия, если проволока устройства подачи проволоки короче, чем предварительно заданная длина.
Вариант осуществления двадцать три: связывающее устройство согласно варианту осуществления двадцать два, при этом предварительно заданной длиной является минимальная длина проволоки, требующаяся для связывающего действия.
Изобретение согласно пятому аспекту может содержать любую комбинацию признаков и элементов изобретения согласно первому и/или второму и/или третьему и/или четвертому аспекту изобретения.
Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на чертежи, на которых:
фиг.1 раскрывает связывающее устройство согласно настоящему изобретению,
фиг.2a-2d раскрывают упругий ограничивающий промежуток элемент,
фиг.3a-3d иллюстрируют действие упругого ограничивающего промежуток элемента,
фиг.4 раскрывает связывающее устройство перед работой,
фиг.5-8 раскрывают процесс подачи проволоки к и вокруг объектов, подлежащих связыванию,
фиг.9-11 раскрывают процесс связывания проволоки,
фиг.12 раскрывает удаление связывающего устройства,
фиг.13 раскрывает устройство подачи проволоки согласно изобретению,
фиг.14a-14d раскрывают связывающее устройство, содержащее разделители, а
фиг.15 раскрывает график, иллюстрирующий степень ослабления натяжения проволоки как функцию длины проволоки и/или размера объектов, подлежащих связыванию.
На фиг.1 изображено связывающее устройство 100 согласно настоящему изобретению. Связывающее устройство содержит рукоятку 206, кнопку включения 208 и батарейный блок 210. В процессе использования пользователь управляет устройством 100, удерживая рукоятку 206 в руке таким образом, что указательный палец может нажимать кнопку включения 208. Когда кнопку включения 208 надавливают в направлении рукоятки 206, устройство 100 запускает связывающий процесс. Проволока (не показана) предоставлена в задней части устройства 100 таким образом, что она защищена проволочной крышкой 212. Связывающее устройство 100 содержит связывающий инструмент 104, который описан более подробно в связи с фиг.4-10.
Связывающий инструмент содержит один или более ограничивающих промежуток элементов 170. В вариантах осуществления фиг.2a-2d и 14a-14d связывающее устройство 100 содержит два ограничивающих промежуток элемента 170, однако следует понимать, что может быть предоставлено любое количество ограничивающих промежуток элементов 170. Ограничивающие промежуток элементы 170 выполнены с возможностью отделения промежутком объектов 130 от связывающего инструмента 104. Объекты 130 и связывающий инструмент 104 проиллюстрированы на фиг.4-10. Ограничивающие промежуток элементы 170 выполнены с возможностью изменения расстояния от объектов 130 до связывающего инструмента 104 в ответ на крутящий момент, передаваемый от связывающего инструмента 104 на проволоку 118 в процессе связывания и/или осевого натяжения проволоки 118 в процессе связывания и/или осевого давления, прикладываемого на ограничивающие промежуток элементы 170 в процессе связывания.
На фиг.2a-2d показаны упругие элементы 214 в виде пружин, которые выполнены с возможностью смещения ограничивающих промежуток элементов 170 в направлении дистального положения. На всех фиг. 2a-2d ограничивающие промежуток элементы 170 проиллюстрированы в дистальном положении. На фиг. 2a-2d ограничивающие промежуток элементы выполнены с возможностью поворота посредством шарниров 216. Благодаря шарнирному приспособлению ограничивающие промежуток элементы 170 могут перемещаться между дистальным положением, в котором ограничивающие промежуток элементы 170 упираются в дистальный выступ 218, и проксимальным положением, в котором ограничивающий промежуток элемент 170 упирается в проксимальный выступ 220. Благодаря предоставлению упругого элемента 214 ограничивающий промежуток элемент смещается в направлении дистального положения. Следует понимать, что чем больше усилие, действующее на ограничивающие промежуток элементы 170 в процессе связывания, тем больше ограничивающие промежуток элементы отжимаются из дистального положения в направлении проксимального положения, т.е. в направлении связывающего устройства - см. фиг.1. Также необходимо понимать, что чем больше постоянная пружины упругого элемента, тем больше должно быть усилие, которое требуется для смещения ограничивающего промежуток элемента из дистального положения.
Связывающий процесс проиллюстрирован на фиг.3a-3d. Фиг.3a и 3b иллюстрируют точку во времени в связывающем процессе, в которой проволочный кусок 156 был направлен вокруг арматурных стержней 130 и готов к закручиванию, таким образом данные фигуры соответствуют фиг.9 в описании ниже процесса связывания. Фиг.3c и 3d иллюстрируют точку во времени в связывающем процессе, в которой проволочные концы были закручены друг вокруг друга. Таким образом, последние две фигуры соответствуют фиг.10 в описании ниже процесса связывания. Кроме того, фиг.3a и 3c иллюстрируют ситуацию, в которой арматурные стержни относительно тонкие, например 6 мм толщины, тогда как фиг.3b и 3d иллюстрируют ситуацию, в которой арматурные стержни относительно толстые, например 20 мм толщины.
Первоначально (фиг.3a и 3b) ограничивающий промежуток элемент 170 предоставлен в его дистальном положении, в котором расстояние от связывающего инструмента 104 до ближайшего арматурного стержня 130 составляет 'A'. В данном случае проволочные концы должны быть изогнуты по окружности арматурных стержней для того, чтобы сопоставить их в процессе связывания. Это проиллюстрировано стрелками 222 и 224. Следует понимать, что расстояние по окружности, обозначенное стрелкой 224, более длинное на толстом стержне на фиг.3b, чем в расстоянии по окружности, обозначенном стрелкой 222, тонкого стержня 130 на фиг.3a. Соответственно, когда проволока была согнута по окружности, оставшаяся часть проволоки, которая может быть использована для закручивания проволочных концов, может быть не достаточно длинной, чтобы обеспечить возможность закручивания проволочных концов предварительно заданное число раз, т.е. два раза в варианте осуществления фиг.3c и 3d. Это особенно важно в случае с более толстыми стержнями, где расстояние по окружности длиннее.
Так как связывающее устройство 100 запрограммировано закручивать проволоку предварительно заданное число раз, осевое натяжение проволочного куска 156 больше, когда арматурные стержни 130 толстые (фиг.3b), чем когда арматурные стержни 130 тонкие. Эффект состоит в том, что упругие ограничивающие промежуток элементы 170 больше сжимаются в процессе связывания, когда арматурные стержни толстые, чем когда они тонкие. Данное сжатие предусматривает закручивание более большой части проволоки, в результате чего может быть достигнуто предварительно заданное число закручиваний. Результатом является то, что связывающий инструмент 104 перемещается ближе к арматурным стержням 130 в процессе связывания более широких стержней по сравнению со связыванием более тонких стержней. Это проиллюстрировано с помощью промежутков 'Al' и 'A2' на фиг.3c и 3d. На фиг.3c и 3d ограничивающие промежуток элементы не проиллюстрированы из соображений простоты.
Из изложенного выше следует понимать, что предоставление упругих ограничивающих промежуток элементов предоставляет решение проблемы обеспечения, чтобы проволочный кусок 156 имел необходимое натяжение - т.е. не слишком слабое и не слишком тугое, которое разорвет проволочный кусок при его закручивании предварительно заданное число раз.
Фиг.4-12 раскрывают связывающее устройство 100, образующее канал для проволоки и содержащее устройство 160 подачи проволоки (ср. фиг.13), поворачивающийся шпиндель 102 и связывающий инструмент 104. Связывающий инструмент 104 содержит обвязывающую головку 106, при этом обвязывающая головка 106 принимает с возможностью скольжения внутреннее звено 108 инструмента таким образом, чтобы блокировать относительное вращение внутреннего звена 108 инструмента и обвязывающей головки 106 друг относительно друга.
Внутренняя поверхность (не показана) внутреннего звена инструмента 108 является резьбовой и входит в зацепление с резьбовой наружной поверхностью 110 шпинделя 102 таким образом, что вращение шпинделя 102 вызывает перемещение внутреннего звена 108 инструмента в осевом направлении (вправо на чертеже) относительно обвязывающей головки 106 и в направлении положения блокировки (показано на фиг.10), в котором заблокировано осевое движение внутреннего звена 108 инструмента относительно обвязывающей головки 106, в результате которого дальнейшее вращение шпинделя 102 вызывает сопутствующее вращение внутреннего звена инструмента 108 и обвязывающей головки 106.
Связывающее устройство 100 дополнительно содержит режущий инструмент 112, содержащий первую режущую кромку 114 и контактную поверхность 116. Первая режущая кромка 114 и контактная поверхность 116 выполнены с возможностью осуществления режущего действия, когда первая режущая кромка 114 скользит мимо контактной поверхности 116. В процессе указанного режущего действия первая режущая кромка 114 направляется в направлении, обозначенном стрелкой 117, таким образом, чтобы проволока 118, подаваемая в первый проход 120 входила в контакт с контактной поверхностью 116, что предотвращает перемещение проволоки 118 в направлении стрелки 117, в результате чего дальнейшее движение первой режущей кромки 114 вызывает отрезание проволоки 118.
Устройство 160 подачи проволоки (ср. фиг.13) выполнено с возможностью подачи проволоки 118 через первый проход 120 и обратно во второй проход 122 через первую направляющую щеку 124 и вторую направляющую щеку 126. По меньшей мере часть канала для проволоки образована первой и второй направляющими щеками (124,126). Первая и вторая направляющие щеки 124,126 вместе образуют полость 128, в которой могут быть помещены один или более объектов 130, например арматурные стержни, для связывания вместе одного или более объектов 130 посредством связывающего устройства 100. Для того чтобы обеспечить возможность помещения объектов в полость 128, часть канала для проволоки "разорвана" таким образом, что, когда проволока 118 не подается от первой ко второй направляющей щеке 124,126, объекты 130 можно перемещать в полость 128 и таким образом, что, когда проволока 118 подается от первой направляющей щеки 124 ко второй направляющей щеке 126, объекты 130 не могут перемещаться в полость 128 или из нее, так как проволока 118 препятствует подобному движению.
Кроме того, первая направляющая щека 124 содержит придающий форму инструмент 132, выполненный с возможностью придания формы/изгибания проволоки 118, при подаче через проход 134 придающего форму инструмента 132. Придающий форму инструмент 132 выполнен с возможностью придания формы/изгибания проволоки 118 с получением кривизны, обеспечивающей возможность приема проволоки 118 второй направляющей щекой 126 и дальше во второй проход 122 при подаче от первой направляющей щеки 124.
На фиг.4 раскрыто первоначальное положение, в котором первая и вторая направляющие щеки 124,126 расположены вокруг объектов 130 таким образом, что объекты находятся в полости 128. Внутреннее звено 108 инструмента расположено в первоначальном положении, в котором оно втянуто относительно обвязывающей головки 106 (т.е. расположено слева на чертеже). Проволока 118 упирается во вторую режущую кромку 116 и готова к введению в первый проход 120 (ср. фиг.4).
На фиг.5 шпиндель 102 вращается в первом направлении вращения, в результате чего резьбовое сцепление между наружной поверхностью шпинделя 102 и внутренней поверхностью внутреннего звена инструмента 108 вызывает движение внутреннего звена 108 инструмента в осевом направлении (т.е. на чертеже вправо) относительно обвязывающей головки 106 и в направлении, (но не в) положение блокировки (ср. фиг.10). Для того чтобы предотвратить вращение обвязывающей головки 106 со шпинделем 102, вращение обвязывающей головки 106 частично блокировано относительно канала для проволоки. Частичная блокировка выполнена с возможностью предотвращения указанного относительного вращения при условии того, что крутящий момент, прикладываемый к обвязывающей головке, ниже предварительно заданного порогового значения и имеет направление, противоположное первому направлению вращения. Соответственно, если крутящий момент выше предварительно заданного порогового значения и в направлении первого направление вращения, обвязывающая головка 106 может вращаться. Соответственно, внутреннее звено инструмента находится в положении блокировки, вращение шпинделя 102 не может быть преобразовано в поступательное движение внутреннего звена инструмента, в результате чего крутящий момент, необходимый для вращения шпинделя 102, должен превышать указанное предварительно заданное пороговое значение для того, чтобы обеспечить возможность дальнейшего вращения шпинделя. Более подробно это описано в отношении фиг.10.
На фиг.6-8 устройство 160 подачи проволоки, которое описано в связи с фиг.13, продвигает проволоку 118 в первый проход 120, в котором направляющая поверхность 136 направляет проволоку 118 в проход 134 придающего форму инструмента 132, который придает форму/изгибает проволоку 118 с получением кривизны, соответствующей кривизне первой и второй направляющих щек 124,126. Вслед за этим проволока 118 следует первой направляющей поверхности 138 первой направляющей щеки 124. Благодаря трансформации проволоки 118, обеспечиваемой с помощью придающего форму инструмента 132, вторая направляющая щека 126 принимает проволоку 118, где она скользит вдоль второй направляющей поверхности 140 второй направляющей щеки 126 до тех пор, пока проволока 118 не будет принята во втором проходе 122. При дальнейшей подаче проволоки 118 проволочный конец 142 движется в зацепление с фиксирующей деталью в виде собачки 144, которая блокирует движение проволоки в обратном направлении, которое обозначено стрелкой 146. Собачка 144 может поворачиваться вокруг оси 148 фиксирующей детали, при этом пружина (не показана) толкает собачку 144 в направлении боковой стенки 150. Проволочный конец 142 удерживается между собачкой 144 и боковой стенкой 150, и обратное движение проволоки (в направлении стрелки 146) толкает фиксирующую деталь в направлении проволоки и боковой стенки. Предотвращается дальнейшее продвижение проволоки 118 во второй проход 122, когда подаваемый/подводимый конец 154 упирается в стопорную поверхность 151, и устройство 160 подачи проволоки останавливает подающий процесс, как описано в отношении фиг.13.
На фиг.9 устройство 160 подачи проволоки тянет проволоку 118 в обратном направлении, которое обозначено стрелкой 146. Это натягивает проволоку 118, в результате чего проволока 118 вытягивается из прохода 134 придающего форму инструмента 132 и затягивается вокруг части объектов 130. Для того чтобы добиться этого, придающий форму инструмент 132 может быть открыт на одной стороне, т.е. в направлении в или из фиг.9. Кроме того, нижестоящая поверхность 133 придающего форму инструмента может быть выполнена с возможностью толкания проволоки 118 в направлении открытой стороны при натяжении проволоки 118. С проволокой 118, натянутой вокруг арматурных стержней 130, шпиндель 102 вращается, в результате чего внутреннее звено 108 инструмента движется в положение блокировки, как проиллюстрировано на фиг.10. В процессе указанного движения первая режущая кромка 114 и контактная поверхность 116 отрезают проволоку 118, в результате чего получается проволочный кусок 156, при этом указанный проволочный кусок 156 имеет подаваемый/подводимый конец 154 и отрезанный конец 155. Когда внутреннее звено 108 инструмента находится в положение блокировки, проволока 118 удерживается между внутренним звеном 108 инструмента и упорной поверхностью 152. С внутренним звеном 108 инструмента в положении блокировки, дальнейшее вращение шпинделя 102 вызывает вращение внутреннего звена 108 инструмента и обвязывающей головки 106, когда крутящий момент, прикладываемый к шпинделю, превышает предварительно заданное пороговое значение. При указанном вращении, проволока закручивается, так как подаваемый/подводимый конец 154 и отрезанный конец 155 удерживаются в связывающем инструменте 104.
С объектами 130, связанными друг с другом, шпиндель 102 вращается в противоположном направлении, как проиллюстрировано на фиг.11. Так как предотвращается вращение обвязывающей головки 106 в противоположном направлении, вращение шпинделя в указанном направлении вызывает перемещение внутреннего звена 108 инструмента из положения блокировки, в результате чего концы 154,155 проволочного куска 156 благодаря элементам 158,159 выпрямляются. Вслед за этим связывающее устройство 100 может быть извлечено, как показано на фиг.12.
На фиг.13 проиллюстрирован вариант осуществления устройства 160 подачи проволоки. Устройство 160 подачи проволоки содержит проволочную спираль 162, первый датчик 164, подающие ролики 166 и второй датчик 168. Когда устройство 160 подачи проволоки пустое, проволока 118 может подаваться в устройство 160 подачи проволоки так, чтобы обеспечивать возможность приема проволоки 118 подающими роликами 166. Перед приемом проволоки 118 роликами 166, первый датчик 164 определяет наличие проволоки 118, в результате чего двигатель (не показан) вызывает вращение роликов. Когда ролики 166 приняли проволоку 118, ролики вращаются до тех пор, пока второй датчик 168 не обнаружит проволоку 118, причем дальнейшее продвижение проволоки останавливается, когда свободный конец находится в правильном подающем положении.
При запуске пользователем связывающего устройства включается двигатель, в результате чего ролики вращаются, а проволока 118 подается через канал для проволоки во второй проход 122, как описано выше. Когда проволочный конец упирается в стопорную поверхность 151 второго прохода, предотвращается дальнейшее продвижение проволоки и увеличивается ток в электрической цепи, связанной с двигателем. Соответственно, когда регулирующая система, управляющая двигателем, обнаруживает подобное увеличение тока, направление вращения двигателя (роликов) изменяется на обратное для того, чтобы затянуть проволоку, как описано в отношении фиг.9. В альтернативном варианте осуществления для определения, достаточно ли продвинулась проволока для приема во втором проходе 122, используют число или обороты роликов.
Связывающее устройство содержит счетчик оборотов, выполненный с возможностью вычисления числа оборотов, сделанных подающими роликами 166. Так как один оборот подающих роликов 166 соответствует предварительно заданной длине проволоки 118, счетчик оборотов выполнен с возможностью подачи сигнала, соответствующего длине проволоки.
Устройство 100 выполнено с возможностью работы следующим образом: если в процессе подачи проволоки 118 первый датчик 164 больше не в состоянии обнаруживать проволоку 118, т.е. устройство подачи проволоки пустое, устройство, посредством счетчика оборотов, должно быть выполнено с возможностью определения длины проволоки 118, которая, в связи с текущим связывающим действием, уже была подана посредством роликов 166. Если указанная длина ниже предварительно заданной длины, например длины, необходимой для осуществления связывающего действия, связывающее устройство выполнено с возможностью втягивать подаваемую проволоку 118 и подавать сигнал пользователю, что проволока 118 не достаточно длинная для связывания и что в устройстве подачи проволоки необходимо вставить новую проволоку.
На фиг.14a-14d показано связывающее устройство 100, содержащее два разделителя 170, которые в процессе связывания используются для обеспечения предварительно заданного расстояния между объектами и обвязывающей головкой. За счет предоставления предварительно заданного расстояния плотность связываний можно регулировать, так как следует понимать, что чем длиннее расстояние, тем более слабым будет связывание и чем короче расстояние, тем чем плотнее будет связывание для одного и того же размера объектов 130. Соответственно, пользователь может продвигать связывающее устройство в положение, в котором один или более объектов 130 упираются в разделители 170, в результате чего обеспечивается предварительно заданное расстояние между связывающим инструментом 104 и объектами 130.
В первом варианте осуществления осевая протяженность разделителей является регулируемой. Регулируемость может быть обеспечена за счет предоставления множества взаимозаменяемых наборов разделителей, каждый из которых имеет различную длину. В качестве альтернативы разделители могут быть выполнены с возможностью движения в осевом направлении между двумя положениями, между которыми разделители могут быть помещены для того, чтобы обеспечить необходимую плотность связывания. Пользователь может регулировать регулируемые разделители вручную или автоматически посредством двигателя.
Во втором варианте осуществления разделители представлены с предварительно заданной длиной, при этом плотность связывания регулируют посредством регулирования натяжения проволоки либо вручную, либо автоматически. Для того чтобы управлять натяжением проволоки, устройство может быть выполнено с возможностью затягивания проволоки как можно сильнее и вслед за этим ослабления проволоки для того, чтобы обеспечить необходимую плотность затяжки. Устройство может быть выполнено с возможностью регулировки пользователем натяжения/ослабления проволоки вручную или автоматически. Последнее может быть достигнуто с помощью следующих стадий, которые устройство может быть приспособлено выполнять.
На первой стадии проволоку продвигают на предварительно заданную длину через обвязывающую головку. Когда проволочная головка принимает проволочный конец после направления вокруг объектов 130, проволочный конец удерживается, а проволоку затягивают за счет втягивания проволоки как можно сильнее.
На второй стадии определяют длину втянутой части проволоки (т.е. определяют, сколько проволоки можно втягивать до тех пор, пока проволока не будет как можно более тугой). Следует понимать, что чем длиннее втянутая проволока, тем меньше объекты и чем короче втянутая проволока, тем больше объекты. Таким образом, устройство может быть выполнено с возможностью определения, насколько необходимо ослабить проволоку для того, чтобы обеспечить необходимую плотность связывания для какого-либо размера объекта (объектов).
На третьей стадии проволоку ослабляют для того, чтобы обеспечить необходимую плотность связывания.
Фиг.15 иллюстрирует графическое отображение 172 ослабления натяжения проволоки. Первая ось 174 отображает длину проволоки 118 и/или размер объекта 130, а вторая ось 176 отображает степень ослабления натяжения. Таким образом, график 178 представляет степень ослабления натяжения проволоки как функцию длины проволоки 118 и/или размера объектов 130.
Фиг.15 иллюстрирует два варианта осуществления (которые могут быть объединены). В первом варианте осуществления степень ослабления натяжения проволоки 118 является наиболее низкой, когда проволока 118 имеет первую длину и/или объекты 130 имеют первый размер - это проиллюстрировано посредством точки 180. В некоторых случаях для устройства установлена минимальная длина проволоки, которая проиллюстрирована посредством точки 180'. В подобных случаях, устройство не может осуществлять связывание, в котором длина проволоки ниже указанной минимальной длины.
Более того, в первом варианте осуществления степень ослабления натяжения проволоки 118 является наиболее высокой, когда проволока 118 имеет вторую длину, и/или объекты 130 имеют второй размер. Это проиллюстрировано посредством точки 182.
В первом варианте осуществления степень ослабления натяжения проволоки 118 находится между указанным наиболее низким и наиболее высоким ослаблением натяжения (точка 180/180' и 182, соответственно), если проволока 118 имеет третью длину, и/или объекты (130) имеют третий размер.
Из фиг.15 следует понимать, что третья длина/размер может быть представлен на графике 178, в виде любой позиции на графике 178, которая отличается от точек 180/180' и 182. Соответственно, точкой может быть точка между точками 180/180' и 182 или точка вправо от точки 182. Во втором варианте осуществления фиг.15, ограничены нижний интервал 184, средний интервал 186 и верхний интервал 188.
Проволоку ослабляют таким образом, чтобы степень ослабления натяжения проволоки 118 находилась в нижнем интервале 184, если проволока 118 имеет длину, которая находится ниже порогового значения 190 первой длины, и/или объекты (130) имеют размер, который находится ниже порогового значения 190 первого размера. Это проиллюстрировано с помощью нижней выделенной области 192.
Более того, степень ослабления натяжения проволоки 118 находится в среднем интервале 186, если проволока 118 имеет длину, которая находится между пороговым значением 190 первой длины и пороговым значением 194 второй длины и/или объекты имеют размер, который находится между пороговым значением 190 первого размера и пороговым значением 194 второго размера. Это проиллюстрировано с помощью первой средней выделенной области 196.
Кроме того, степень ослабления натяжения проволоки 118 в верхнем интервале 188, если проволока 118 имеет длину, которая находится между пороговым значением 194 второй длины и пороговым значением 198 третьей длины, и/или объекты имеют размер, который находится между пороговым значением 194 второго размера и пороговым значением третьего 198 размера. Это проиллюстрировано с помощью верхней выделенной области 200.
В заключение следует отметить, что степень ослабления натяжения проволоки 118 находится в среднем интервале 186, если проволока 118 имеет длину, которая находится выше порогового значения 198 третьей длины, и/или объекты имеют размер, который находится выше порогового значения 198 третьего размера. Это проиллюстрировано с помощью второй средней выделенной области 202.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СВЯЗЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО | 2008 |
|
RU2513552C2 |
| СПОСОБ И МАШИНА ДЛЯ СВЯЗЫВАНИЯ УДЛИНЕННЫХ ОБЪЕКТОВ | 2004 |
|
RU2340749C2 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЯЗЫВАНИЯ ПРЕДМЕТОВ | 2006 |
|
RU2429100C2 |
| ОБВЯЗОЧНАЯ МАШИНА | 2021 |
|
RU2807053C2 |
| СВЯЗЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ (ВАРИАНТЫ) | 2008 |
|
RU2397928C1 |
| МАШИНА ДЛЯ ОБВЯЗКИ АРМАТУРНЫХ СТЕРЖНЕЙ | 2009 |
|
RU2518167C2 |
| ХИРУРГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО | 2012 |
|
RU2559922C1 |
| ОБВЯЗОЧНАЯ МАШИНА | 2021 |
|
RU2806762C2 |
| Обвязочная машина | 2021 |
|
RU2812842C2 |
| ОБВЯЗОЧНАЯ МАШИНА | 2019 |
|
RU2797819C2 |
Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована для связывания проволоки вокруг одного и более объектов. Способ связывания включает продвижение переднего конца проволоки в канал для проволоки, направляя и размещая отрезок проволоки вокруг объектов из условия расположения двух частей проволоки в одном направлении, определение длины продвинутой проволоки, связывание проволоки с обеспечением предварительно заданного натяжения. Связывание проволоки включает натяжение проволоки путем втягивания проволоки и определение таким образом длины натянутой проволоки, ослабление натяжения проволоки в зависимости от длины натягиваемой проволоки. Приведена конструкция связывающего устройства для осуществления способа связывания. Обеспечивается необходимое натяжение связанной проволоки и прочность связывания объектов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 24 ил.
1. Способ связывания проволоки вокруг одного или более объектов (130) для обеспечения предварительно заданного натяжения проволоки при связывании посредством связывающего устройства (100), при этом связывающее устройство (100) содержит канал (138, 140) для проволоки, устройство (160) подачи проволоки, связывающий инструмент (104) и фиксирующую деталь (144), при этом способ включает стадии, на которых:
- приводят в действие устройство подачи проволоки для продвижения переднего конца (154) проволоки (118) в канал (138, 140) для проволоки, тем самым направляя и размещая отрезок проволоки вокруг объектов (130) таким образом, чтобы две части проволоки располагались в одном и том же направлении,
- удерживают передний конец (154) проволоки (118) в фиксирующей детали и определяют длину продвинутой проволоки и тем самым размер объектов,
- связывают проволоку (118) таким образом, чтобы достигалось предварительно заданное натяжение проволоки,
при этом стадия связывания проволоки включает стадию, на которой:
- приводят в действие устройство подачи проволоки для натяжения проволоки (118) путем втягивания проволоки;
- определяют длину втянутой проволоки и тем самым длину натянутой проволоки,
- приводят в действие устройство подачи проволоки для ослабления натяжения проволоки (118) посредством продвижения проволоки и таким образом, чтобы проволока со средней длиной была ослаблена больше, чем как короткие, так и длинные проволоки, и
- приводят в действие связывающий инструмент (104) для удерживания двух концов (154, 155) проволоки (118, 156) относительно связывающего инструмента (104) и поворачивания концов (154, 155) относительно канала для проволоки, причем проволочные концы (154, 155) закручиваются вокруг друг друга (154, 155), заставляя, таким образом, проволоку связывать объекты (130) вместе.
2. Способ по п. 1, в котором связывающее устройство содержит один или более ограничивающих промежуток элементов, выполненных с возможностью размещения объектов на расстоянии от связывающего инструмента, при этом стадия связывания проволоки также включает стадию перемещения ограничивающих промежуток элементов связующего устройства таким образом, чтобы регулировать расстояние между связующим инструментом и объектами.
3. Связывающее устройство (100) для связывания проволоки (118, 156) вокруг одного или более объектов (130), содержащее:
- канал (138, 140) для проволоки для направления проволоки (118, 156) вокруг объектов (130);
- устройство (160) подачи проволоки для продвижения проволоки (118, 156) в канале (138, 140) для проволоки; и
- связывающий инструмент (104), выполненный с возможностью удерживания двух концов (154, 155) проволоки (118, 156) относительно связывающего инструмента (104) и вращения концов (154, 155) относительно канала для проволоки, при этом концы (154, 155) проволоки закручены вокруг друг друга (154, 155), заставляя, таким образом, проволоку связывать объекты (130) вместе,
при этом
- связывающее устройство выполнено с возможностью связывания проволоки таким образом, чтобы достигалось предварительно заданное натяжение проволоки,
при этом связывающее устройство содержит фиксирующую деталь (144) для удерживания переднего конца (154) проволоки (118), а устройство (160) подачи проволоки выполнено с возможностью продвижения, затягивания и ослабления проволоки.
4. Связывающее устройство по п. 3, в котором связывающий инструмент (104) содержит:
- обвязывающую головку (106), и
- внутреннее звено (108) инструмента, принимаемое с возможностью скольжения в обвязывающей головке (106) таким образом, что относительное вращение внутреннего звена (108) инструмента и обвязывающей головки (106) блокируется, при этом внутреннее звено (108) инструмента соединено с поворачивающимся шпинделем (102) таким образом, что вращение шпинделя (102) вызывает перемещение внутреннего звена (108) инструмента в осевом направлении относительно обвязывающей головки (106) в направлении положения блокировки, в котором заблокировано осевое движение внутреннего звена (108) инструмента относительно обвязывающей головки (106), в результате чего дальнейшее вращение шпинделя (102) вызывает сопутствующее вращение внутреннего звена (108) инструмента и обвязывающей головки (106) в первом направлении относительно канала (138, 140) для проволоки.
| СПОСОБ КОКСОВАНИЯ ТОРФА | 1933 |
|
SU38729A1 |
| Приспособление к мотальным машинам для выключения катушки, затормаживания мотовила и улавливания конца нити при обрыве последней | 1933 |
|
SU36249A1 |
| Устройство для вязки проволоки стержней | 1975 |
|
SU554050A1 |
| Устройство для вязки проволокой арматурных стержней | 1980 |
|
SU990386A1 |
| СПОСОБ И МАШИНА ДЛЯ СВЯЗЫВАНИЯ УДЛИНЕННЫХ ОБЪЕКТОВ | 2004 |
|
RU2340749C2 |
