DE60109778T2

DE60109778T2 - Verfahren und vorrichtung zum zwirnen und spannen eines drahtes

Info

Publication number: DE60109778T2
Application number: DE60109778T
Authority: DE
Inventors: Michael Kim JENSEN; Bang Per JENSEN
Original assignee: JBJ Mechatronic ApS
Current assignee: JBJ Mechatronic ApS
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2001-06-06
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2021-06-07
Also published as: EP1296873B1; DK1296873T3; US20030145900A1; DE60109778D1; ATE292049T1; AU6378001A; WO2001094206A1; EP1296873A1

Description

Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Binden von Objekten, wie z.B. Stahlstäben für verstärkten Beton, oder zum Binden von Zweigen an Bäume oder um irgendwelche Elemente zusammen zu binden, z.B. zum Zweck des Verpackens oder des Sicherns der Elemente. Genauer betrifft die Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Verdrillen und Spannen eines Drahtes, wobei das Verfahren und die Vorrichtung sogar mittels einer tragbaren Vorrichtung und durch die Verwendung von wenig Bindedraht ein strafferes und stärkeres Binden durchführen kann.
Beschreibung des Standes der Technik
Binden von Verstärkungsstäben in Betonkonstruktionen ist bekanntermaßen ein teurer Vorgang. Durch manuelle Verfahren wird ein Draht spiralförmig um die Stahlstäbe herum gewickelt und mittels einer Drahtschneidevorrichtung werden die freien Enden des Drahtes verdrillt. Neuere Betrachtungen, welche sich nicht nur auf die Kosten des Bindens der Stäbe, sondern sich auch auf die Arbeitsumgebung beziehen, haben zu der Entwicklung von tragbaren, portablen Vorrichtungen zum Binden geführt.
Die EP 0751270 stellt eine Vorrichtung zum Binden von Verstärkungsstäben für Betonkonstruktionen dar. Die Vorrichtung arbeitet, indem ein Draht durch einen Führungsarm in eine Schleife verdrillt wird. Ein Haken bindet dabei die Verstärkungsstäbe zusammen, indem die Drahtschleife verdrillt wird.
Die US 4,252,157 , auf welcher der Oberbegriff des Anspruchs 2 basiert, stellt eine Vorrichtung zum Binden von Verstärkungsstäben dar, welche ein Differenzialgetriebe zur Übertragung eines Moments von einem Motor auf einen Bindekopf beziehungsweise eine Schneidevorrichtung umfasst.
Die beiden vorab erwähnten Dokumente offenbaren Bindevorrichtungen mit die Objekte umfassenden Backen, welche derart ausgestaltet sind, dass sie einen Bindedraht in einer Drahtschleife um die zusammen zu verbindenden Objekte herum führen. Die Bindevorrichtungen weisen darüber hinaus Verdrillungsmittel zum Verdrillen der Drahtschleife auf, um so die Drahtschleife um die Objekte herum fest zu ziehen und somit die Objekte fest zusammen zu ziehen.
Die existierenden Bindevorrichtungen weisen im Allgemeinen kreisförmige Backen auf, um den Draht in kreisförmige Schleifen zu führen. Dies steht im Kontrast zu der Querschnittsform der zusammen zu ziehenden Objekte, welche typischerweise eine ovale Form ausbilden, z.B. wenn zwei kreisförmige Stahlstangen zur Verstärkung von Betonkonstruktionen gebunden werden. Das Ergebnis der kreisförmigen Backen ist typischerweise eine Überbeanspruchung des Bindedrahts.
Die existierenden Bindevorrichtungen weisen darüber hinaus Verdrillungsmittel auf, welche angeordnet sind, um die Drahtschleife zu verdrillen, indem die Drahtschleife, z.B. mit einem sich drehenden Haken, ohne den Draht vorher in die Drahtschleife zu ziehen, gegriffen wird. Dadurch erhöht sich die Spannkraft der Drahtschleife, wenn die Schleife verdrillt wird und dadurch ist eine zufrieden stellende Bindekraft schwierig zu erzielen.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Binden von Objekten mit einer verringerten Menge an Draht und einer erhöhten Bindekraft bereitzustellen.
Dem entsprechend betrifft ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem Anspruch 1 ein Verfahren zum Verdrillen und Spannen eines Drahtes mit einem freien Endabschnitt um mindestens zwei Objekte, um die Objekte zusammen zu binden.
Die Bezeichnung "freier Endabschnitt eines Drahtes" bezieht sich auf eine Wicklung des Drahtes, von welcher Wicklung das freie Ende des Drahtes durch die Maschine und um die zusammen zu verbindenden Objekte herum befördert wird. Anstelle einer Wicklung des Drahtes kann die Maschine vorab geschnittene Drahtstreifen verwenden, wobei das freie Ende des Drahtes in diesem Fall gerade eins der Drahtenden wäre.
Die Oberfläche des Verdrillungsteils kann die Oberfläche einer Scheibe mit zwei Führungslöchern sein, wobei die Scheibe drehbar an dem vorderen Ende einer Bindemaschine angebracht ist. Die Bindemaschine kann mit Führungsbacken versehen sein, um den Draht von einem der Löcher um das zu verbindende Objekt herum und durch das andere Loch zurück zu führen.
Im Allgemeinen erhöht sich die Spannkraft einer Drahtschleife, wenn die Drahtschleife verdrillt wird. Dadurch eine ausreichende Bindekraft zu erzielen, ist schwierig. Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass der Draht eine geschlossene Schleife ausbildet, so dass die Oberfläche des Verdrillungsteils zwischen der Überschneidung des Drahtes und des Objekts liegt. Wenn der Draht solch eine geschlossene Schleife mit der Oberfläche zwischen der Überschneidung des Drahtes und den Objekten ausbildet, ist die Spannkraft bereits bei der ersten Drehung des Verdrillungsteils vorhanden und es ist einfach, eine ausreichende Bindekraft zu erzielen. Eine Auswahl eines geeigneten Abstands zwischen den Punkten, wo der Draht durch die Oberfläche des Verdrillungsteils zu der Drahtschleife kommt und diese verlässt, ist ein wichtiger Sachverhalt. Es ist herausgefunden worden, dass ein Abstand zwischen den Löchern in der Oberfläche von mindestens 2 mm, wie z.B. zwischen 2 mm und 10 mm oder zwischen 2 mm und 6 mm für eine wesentlich verbesserte Spannung des Drahtes sorgt, ohne den Draht zu stark zu belasten. Je größer der Abstand zwi schen den Löchern ist, umso mehr wird der Draht während des ersten Wickelns des Verdrillungsteils gespannt.
Gemäß einer Ausführungsform, welche nicht durch die Ansprüche abgedeckt ist, betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, wobei der Draht ein Ende aufweist, welches mit einer Bezugsquelle des Drahtes verbunden ist und wobei der Draht geschnitten wird, bevor er verdrillt wird. Die Bezugsquelle des Drahtes kann eine Drahtspule sein und das Schneiden des Drahtes kann vorzugsweise vorgenommen werden, nachdem der Draht gespannt ist. Das führt zu einem geringeren Drahtverbrauch und verglichen mit einer Verwendung von vorab geschnittenen Drahtstreifen zu einer besseren Möglichkeit des Bindens, da der Streifen genau die richtige Länge aufweist – nicht zu lang und nicht zu kurz. Das Spannen des Drahtes vor dem Schneiden und Verdrillen, minimiert darüber hinaus den übermäßigen Verbrauch des Drahtes.
Der Schneidevorgang kann vorzugsweise als Teil des Verdrillungsvorgangs ausgeführt werden, z.B. indem der Draht zwischen der Scheibe mit den Fixierungslöchern und einer Schnittkante geschnitten wird. Wenn sich die Scheibe zu drehen beginnt, wird der Draht gleichzeitig geschnitten und verdrillt. Es sollte daher klar sein, dass das Schneiden des Drahtes auch entweder vor und/oder nach dem Verdrillen des Drahtes erfolgen kann.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 2 eine Vorrichtung zum Verdrillen und zum Spannen eines Drahtes um zwei Objekte.
Die Vorrichtung ist mit einem Verdrillungsteil versehen, welches mindestens eine Schnittkante aufweist, welche derart ausgestaltet ist, dass sie den Draht schneidet, wenn das Verdrillungsteil gedreht wird. Das erste Loch und das zweite Loch in dem Verdrillungsteil können derart ausgestaltet sein, dass sie den Draht zu und von den Backen führen. Die Löcher sollten als Durchgangslöcher von der Rückseite des Verdrillungsteils zu der den Objekten gegenüberliegenden Oberfläche vorhanden sein. Die Löcher sollten vorzugsweise einen gegenseitigen Abstand von 2–10 mm, z.B. 2–6 mm aufweisen, wenn auf der dem Objekt gegenüberliegenden Oberfläche gemessen wird. Vorzugsweise verlaufen die Löcher nicht parallel durch das Verdrillungsteil, so dass sich das erste und das zweite Loch miteinander bei einem bestimmten Abstand innerhalb des Verdrillungsteils kreuzen, wodurch das freie Ende des Drahtes gezwungen wird, den anderen Teil des Drahtes bei einem bestimmten Abstand zu kreuzen oder sogar zu überschneiden, wenn das freie Ende durch das zweite Loch geführt wird. Dadurch wird ein starker Zug des Drahtes durch das erste Wickeln des Verdrillungsteils ausgeübt, wenn das Teil gedreht wird. Vorzugsweise ist das Verdrillungsteil abnehmbar auf der Bindevorrichtung angebracht, wie es im Detail später beschrieben wird. Der Benutzer der Bindevorrichtung kann dann ein Verdrillungsteil mit einem Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Loch auswählen, welches einer bestimmten Anforderung bezüglich der Spannkraft entspricht, oder der Benutzer kann das Verdrillungsteil wechseln, wenn die Schnittkante ersetzt werden muss.
Die zwei Backen, welche ausgestaltet sind, um die zwei Objekte zu umgeben, sind einander entgegengesetzt angeordnet und liegen einander in einer schleifenförmigen Konfiguration gegenüber. Da oft eine Situation auftritt, dass zwei Verstärkungsstäbe, welche zusammen zu binden sind, vorliegen, ist es ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung, die zwei Backen in einer nicht kreisförmigen, z.B. in einer entgegengesetzt kreisförmigen, Konfiguration bereitzustellen. Eine entgegengesetzt kreisförmige Form der Backen sorgt für einen engen Kontakt zwischen den Backen und den zwei Verstärkungsstäben, so dass eine optimal kurze Länge des Drahtes um die zwei Verstärkungsstäbe herum erzielt werden kann. Es wird bevorzugt, dass die zwei Backen der Bindevorrichtung einfach ersetzt werden können, so dass der Benutzer Backen auswählen kann, welche eine Abmessung aufweisen, die zu einer bestimmten Aufgabe passt oder die zu bestimmten Abmessungen der Verstärkungsstäbe passt.
Die Backen sollten mit Vertiefungen versehen sein, welche den Draht in die Schleife führen. Vorzugsweise sollten die Vertiefungen in einer radial nach innen gerichteten Richtung offen sein, so dass der Draht, nachdem er um die Objekte herumgeführt worden ist, ohne durch die Backen begrenzt zu sein, um die Objekte herum gebunden werden kann. Damit der Draht den Vertiefungen der Backen folgen kann, auch wenn die Vertiefungen in einer radial nach innen gerichteten Richtung offen sind, ist es notwendig, einen Draht mit einem Elastizitätsmodul zu verwenden, welches versucht den Draht gerade nach außen zu biegen, wenn der Draht entlang der Vertiefungen in den Backen geführt wird.
Ein Draht mit einem Elastizitätsmodul von mindestens 50.000 MPa, z.B. in dem Bereich von 80.000–160.000 MPa oder in dem Bereich von 90.000–150.000 MPa, sorgt für eine ausreichende Elastizität für das Funktionieren der Backen.
Der Draht kann auf Drahtspulen aufgewickelt bereitgestellt sein, welche genug Draht für mehrere hundert Bindungen umfassen. Ein elastischer Draht, welcher auf eine kreisförmige Drahtspule aufgewickelt worden ist, strebt typischerweise zu einer gebogenen Form zurück, wenn er von der Spule abgelöst wird. Wenn der Draht mit Drahtspulen bereitgestellt wird, ist es daher vorzuziehen, die Spule anzubringen und den Draht in eine Anordnung zu führen, welche den Draht derart unterstützt, dass er durch die Vertiefungen der Backen geführt wird. Dies ist in 25 dargestellt, wobei der Draht derart geführt wird, dass die gebogene Form des Drahtes den Draht unterstützt, dass der Draht der Vertiefung folgt, auch wenn die Vertiefung in einer radial nach innen gerichteten Richtung offen ist.
Die Drehung des Verdrillungsteils und der Schnittkante kann vorzugsweise mittels eines elektrisch angetriebenen Motors ausgeführt werden. Auf eine ähnliche Weise kann das Zuführen des Drahtes, z.B. von einer Drahtspule oder von einer Kassette oder einem Magazin, welches vorab geschnittene Drahtstreifen enthält, mittels eines elektrisch angetriebenen Motors ausgeführt werden. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung zur portablen Verwendung ausgestaltet, z.B. für eine Baustelle ohne Stromanschlüsse. Es ist daher eine Aufgabe, Motoren auszugestalten, welche mittels einer Batterie, wie z.B. den Lithium-Batterien, welche bereits für elektrische Werkzeuge bekannt sind, betrieben werden können.
Die Vorrichtung kann darüber hinaus einen Transformator aufweisen, um z.B. einen elektrischen Strom bei 220 Volt oder bei 110 Volt in einen elektrischen Strom bei einer niedrigeren Spannung, welche bei einem elektrisch angetriebenen Motor oder Motoren verwendet wird, zu transformieren. Auf diese Weise kann die Vorrichtung ohne eine Batterie betrieben werden, wenn Stromanschlüsse auf der Baustelle vorhanden sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können entweder die Mittel zur Zuführung des Drahtes oder die Mittel zum Verdrillen des Verdrillungsteils pneumatisch durch pneumatisch angetriebene Motoren, wie z.B. die Motoren, welche von pneumatischen Bohrern, Sandpapierschleifgeräten usw. bekannt sind, angetrieben werden.
Die pneumatisch angetriebene Vorrichtung kann vorzugsweise mit einem Gasbehälter versehen sein, um die pneumatischen Antriebsmittel anzutreiben.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform können entweder die Mittel zum Zuführen des Drahtes oder die Mittel zum Verdrillen des Verdrillungsteils hydraulisch durch hydraulisch angetriebene Motoren, wie z.B. die Motoren, welche von hydraulisch angetriebenen Hochleistungswerkzeugen bekannt sind, angetriebenen werden.
Die Motoren, welche zum Zuführen des Drahtes und zum Drehen des Verdrillungsteils eingesetzt werden, können auch irgendeine Kombination zwischen elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch angetriebenen Motoren sein.
Unabhängig davon, ob der Draht elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch zugeführt und das Verdrillungsteil elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch gedreht wird, kann der Motor derselbe Motor sein, welcher sowohl zum Zuführen des Drahtes als auch zum Drehen des Verdrillungsteils ausgestaltet ist, z.B. durch Anwendung einer Übertragung mit einem drehbaren Kraftzugang von dem Motor und mit zwei drehbaren Kraftabnahmen für den Drahtzuführmechanismus und für die Drehung des Verdrillungsteils.
Der Drahtzuführmechanismus kann vorzugsweise derart bereitgestellt werden, dass der Draht in einem Vorgang sowohl nach außen gerade gebogen als auch zugeführt wird, z.B. indem ein Satz von drei sich drehenden Drahtzuführrädern bereitgestellt wird, wobei zwei auf einer Seite des Drahtes und eines auf der anderen Seite des Drahtes vorhanden ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Greifmittel einen Elektromagneten. Die Greifmittel können auch pneumatisch oder hydraulisch oder mittels irgendwelchen mechanischen oder elektromechanische Mitteln betrieben werden.
Vorzugsweise wird der Betrieb des ersten und/oder des zweiten elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch angetriebenen Motors durch ein Steuersystem gesteuert. Das Steuersystem kann ausgestaltet sein, um die Geschwindigkeit der Drahtzuführung, die Geschwindigkeit der Drehung des Verdrillungsteils, die Kraft, welche auf den Drahtzuführmechanismus aufgebracht wird, zu steuern, z.B. bevor ein Fehlersignal z.B. für den Fall, dass ein Draht in dem Drahtzuführmechanismus blockiert ist, angezeigt wird. Das Steuersystem kann darüber hinaus derart ausgestaltet sein, dass es die verbleibende Länge des Drahtes auf der Drahtspule anzeigt – z.B. indem die Gesamtdauer der Drahtzuführung mit einer bestimmten Geschwindigkeit verfolgt wird. Das Steuersystem kann darüber hinaus derart ausgestaltet sein, dass es eine vorab bestimmte Zugkraft anwendet, z.B. indem die Drehkraft, welche auf das Verdrillungsteil aufgebracht wird, variiert wird. Das Steuersystem kann auch derart ausgestaltet sein, dass es das verbleibende Energieniveau, z.B. bei einer Batterie für elektrisch angetriebene Motoren oder bei einem Behälter mit unter Druck gesetztem Gas für pneumatisch angetriebene Motoren, anzeigt.
Vorzugsweise arbeitet das Steuersystem mit Mitteln zur elektronischen Verarbeitung, wie z.B. einer CPU oder PLC. Das Steuersystem kann in einem Programm zur Ausführung in der CPU enthalten sein und das Programm kann z.B. in einem EPROM oder ähnlichen Mitteln zum elektronischen Speichern von Programmen, gespeichert sein. Eine Anzeige zur Darstellung von Information, welche für den Benutzer der Vorrichtung relevant ist, kann mit dem Steuersystem verbunden sein. Eine solche Information kann sich auf die vorab erwähnten Ziele des Steuersystems beziehen, wie z.B. um dem Benutzer die verbleibende Länge des Drahtes auf der Drahtspule, den aufgebrachten Zugdruck, usw. anzuzeigen. Eine digitale Anzeige des aufgebrachten Zugdrucks ist z.B. für einen Kunstgärtner, welcher die Maschine verwendet, um Pflanzen z.B. an Stangen zu binden, wobei einige Pflanzen durch einen zu hohen Zugdruck zerstört werden können, von speziellem Interesse. Es kann auch für einen Elektriker oder Installateur interessant sein, welcher die Bindevorrichtung zum Binden von Kabeln, Rohren, Schläuchen, usw. verwendet.
Das Steuersystem kann auch derart ausgestaltet sein, dass es mit einem externen Prozessor, z.B. einem PC, kommuniziert.
Mittels solcher Kommunikationsmöglichkeiten können Daten, welche sich auf das Binden beziehen, welches durch die Vorrichtung ausgeführt wird, auf den PC geladen werden und z.B. zur Qualitätskontrolle oder für statistische Zwecke, verwendet werden. Die Daten können in Bezug bringen, wie viele Bindungen ein Arbeiter pro Tag ausführen kann, wie viel Draht jede Bindung erfordert, die mittlere Zugkraft, welche bei jeder Bindung aufgebracht wird, die Anzahl der Fehler usw.. Die Kommunikationsmöglichkeiten können auch verwendet werden, um die Vorrichtung mittels einer Programmschnittstelle zu dem PC zu programmieren.
Das Verdrillungsteil, welches den Objekten gegenüberliegt, kann vorzugsweise aus einer gehärteten Stahllegierung, wie z.B. Titanlegierungen oder ähnlichen metallischen oder keramischen Materialien hergestellt sein. Da das Teil leicht während der Drehung des Teiles mit den Objekten in Kontakt kommen kann, ist es wichtig, dass es aus einem Material hergestellt ist, welches einem Verschleiß und einem Reißen widersteht.
Vorzugsweise ist jeder der freien Endabschnitte der Backen derart ausgebildet, dass sich trichterförmige Öffnungen weg von dem Kontakt zwischen den freien Endabschnitten der zwei Backen erstrecken. Die Öffnungen werden verwendet, um den Draht durch die Backen zu führen.
Die Backen werden vorzugsweise mittels einer Feder zu einer geschlossenen Position hin vorgespannt oder können mechanisch oder elektromechanisch geöffnet und geschlossen werden, z.B. durch hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch angetriebene Mittel und gesteuert durch eine CPU oder eine PLC.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, wobei ein Stützarm an dem Gehäuse der Vorrichtung angebracht sein kann, um das Gewicht der Vorrichtung zu tragen und damit die Vorrichtung in einer Entfernung von den Händen der Bedienperson eingesetzt werden kann. Der Stützarm ist z.B. für einen Betrieb der Vorrichtung über dem Kopf oder zum Erreichen von Objekten in begrenzten Räumen geeignet. Der Arm kann darüber hinaus eine ergonomisch korrektere Handhabung der Vorrichtung ermöglichen, z.B. indem die Kräfte übertragen werden, welche zum Tragen der Vorrichtung auf den Schultern und/oder dem Rücken der Bedienperson notwendig sind.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung mit einer Kontaktfläche versehen, um die Vorrichtung vor den Objekten abzusichern, wenn die Spannmittel den Draht spannen und dadurch die Objekte fest gegen die Vorrichtung gezogen werden. Die Kontaktfläche kann vorzugsweise auf einem nicht drehenden Teil der Vorrichtung, wie z.B. auf dem Gehäuse der Bindevorrichtung vorhanden sein, welches z.B. das Verdrillungsteil umgibt. Wenn der Draht gespannt worden ist und das Verdrillungsteil sich zu drehen beginnt, hält die Kontaktfläche einen Abstand zwischen dem sich drehenden Verdrillungsteil und den Objekten. Dies ist sehr vorteilhaft, da es den Verschleiß auf dem Verdrillungsteil verringert und da dadurch die Drehkraft nicht auf die Bindevorrichtung übertragen wird. Die Kontaktfläche kann alternativ an dem Verdrillungsteil angebracht sein. Um dennoch die Drehkräfte, welche auftreten, wenn dass sich drehenden Verdrillungsteil die Objekte berührt, nicht zu übertragen, kann die Kontaktfläche aus einem Material einer geringen Reibung, wie z.B. Nylon oder Teflon^TM, bereitgestellt werden. Die Kontaktfläche sollte austauschbar angeordnet sein, so dass ein periodisches Ersetzen möglich ist. Alternativ kann die Kontaktfläche mittels Lagermitteln an dem Verdrillungsteil angebracht sein, wodurch die Kontaktfläche gegenüber den Objekten stillstehen kann, während sich das Verdrillungsteil dreht.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Verdrillen und Spannen eines nachgiebigen Drahtes mit einem freien Endabschnitt um mindestens zwei Ob jekte, um die Objekte zusammenzubinden, wobei eine Vorrichtung verwendet wird, welche zwei Backen umfasst, die derart ausgestaltet sind, dass sie zwei Objekte umgeben, wobei die Backen entgegengesetzt zu einander angeordnet sind und ein anderer in einer schleifenförmigen Konfiguration gegenüberliegen, wobei jede der Backen eine den Objekten gegenüberliegende Oberfläche und eine Vertiefung in der Oberfläche aufweist, wobei das Verfahren umfasst:

– Anordnen der zwei Objekte in engem Kontakt,
– Platzieren eines Verdrillungsteils in einer Position in der Nähe der Objekte, wobei das Verdrillungsteil eine den Objekten gegenüberliegende Oberfläche aufweist,
– Führen des freien Endabschnitts durch ein Loch oder eine Vertiefung in dem Verdrillungsteil,
– Führen des freien Endabschnitts auf einem Weg mindestens einmal um die Objekte herum, um so einen Drahtabschnitt in mindestens einer Schleife um die Objekte herum zu wickeln, wobei die Nachgiebigkeit des Drahtes sicherstellt, dass der Draht der Vertiefung in der Oberfläche der Backen in engem Kontakt mit den Backen folgt,
– Führen des freien Endabschnitts durch oder in das Verdrillungsteil, wobei der Draht eine geschlossene Schleife ausbildet und eine Überschneidung von zwei Drahtabschnitten definiert, so dass sich die Oberfläche des Verdrillungsteils zwischen der Überschneidung und den Objekten befindet,
– Greifen des Endes des freien Endabschnitts des Drahtes,
– Spannen des Drahtes durch Ziehen,
– Drehen des Verdrillungsteils, um so den Draht zu verdrillen.

Die Nachgiebigkeit des Drahtes sorgt für einen Druck des Drahtes gegen die Backen der Bindevorrichtung und ermöglicht somit ein zuverlässiges Arbeiten der Bindevorrichtung mit nicht kreisförmigen Backen, welche in einer radial nach innen gerichteten Richtung offen sind. Es ist herausgefunden worden, dass ein Draht, welcher derart elastisch ist, dass er eine bestimmte Form wieder anstrebt, wenn er abgelöst wird, vorteilhafter Weise für das Binden verwendet werden kann. Ein Elastizitätsmodul über 50.000 MPa ergibt eine erstrebenswerte Flexibilität und somit den angestrebten Druck gegen die Backen. Beispielsweise kann ein aufgewickelter Draht sich entweder gerade nach außen erstrecken, wenn er von der Spule abgelöst wird, oder er kann eine gebogene Form anstreben, wenn er von der Spule abgelöst wird. Wenn das freie Ende des Drahtes durch das Loch in dem Verdrillungsteil und in die Vertiefung in den Backen geführt wird, stellt die Flexibilität des Drahtes sicher, dass der Draht der Vertiefung folgt und dass der Draht somit die Objekte umgibt.
Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung den Einsatz eines Drahtes mit einer Flexibilität, welche dem Draht ermöglicht, in festem Kontakt mit den Vertiefungen in den Backen einer Bindevorrichtung während des Bindens eines Objektes zu stehen. Der Draht kann beispielsweise aus einer Eisenlegierung hergestellt sein, welche in dem Bereich 1,2–2,0% Mangan (Mg), 0,8–1,2% Silizium (Si) und 0,06–0,15% Kohlenstoff (C) umfasst. Solche Drähte können auf dem freien Markt, z.B. von Anbietern von Schweißdrähten, erworben werden.
Gemäß einem fünften Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Verdrillen und Spannen eines Drahtes um zwei Objekte herum, welche umfasst:

– ein Verdrillungsteil mit einer den Objekten gegenüberliegenden Oberfläche, wobei das Verdrillungsteil in einer Weise angebracht ist, dass die Oberfläche die zwei Objekte berühren oder sich in einem engen Kontakt mit den zwei Objekten befinden kann,
– zwei Backen, welche ausgestaltet sind, um die zwei Objekte zu umgeben, wobei die Backen einander entgegengesetzt und einander gegenüberliegend in einer nicht kreisförmigen schleifenförmigen Konfiguration angeordnet sind, wobei jede der Backen einen freien Endabschnitt und ein Ende, welches schwenkbar in der Nähe des Verdrillungsteils angebracht ist, aufweist,
– mit Antriebsleistung angetriebene Mittel, um einen Draht durch ein erstes Loch oder eine Vertiefung in dem Verdrillungsteil und entlang von Führungsmitteln in einer ersten der zwei Backen zu dem freien Endabschnitt dieser Backe und weiter zu dem freien Endabschnitt der zweiten Backe und von dort entlang von Führungsmitteln in der zweiten Backe und weiter durch das Verdrillungsteil derart zu führen, dass ein Abschnitt des Drahtes mindestens einmal um die Objekte herum gewickelt wird, wobei der Draht eine Schleife ausbildet und eine Überschneidung von zwei Drahtabschnitten definiert,
– den Draht, welcher eine Elastizität aufweist, welche ausreicht, um den Draht gegen die Führungsmittel der Backen zu pressen,
– Greifmittel zum Greifen eines freien Endabschnitts des Drahtes, wenn der Draht um die Objekte herum geführt worden ist,
– Spannmittel zum Spannen des Drahtes, wenn er durch die Greifmittel gegriffen worden ist,
– mit Antriebsleistung angetriebene Mittel zum Drehen des Verdrillungsteils, um so zwei Abschnitte des gespannten Drahtes umeinander herum zu verdrillen.

Eine Elastizität, welche ausreicht, um den Draht gegen die Führungsmitteln der Backen zu pressen, bedeutet, dass der Draht in eine vorbestimmte Form strebt, z.B. in eine geradlinige Form oder in eine gebogene Form. Durch eine geeignete Anordnung des Drahtes in Bezug zu den Führungsmitteln der Backen, kann dafür gesorgt werden, dass der Draht radial nach außen strebt, während der Draht durch die Führungsmitteln geführt wird. Dementsprechend wird der Draht durch die Backen um die Objekte herumgeführt, auch wenn die Backen nicht kreisförmig und in einer radial nach innen gerichteten Richtung offen sind.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
Eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform wird nun im Detail mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben, wobei gilt:
1 stellt eine von der Seite dargestellte erfindungsgemäße Bindevorrichtung dar,
2a stellt die Bindevorrichtung der 1 dar, wobei das äußere Gehäuse entfernt ist,
2b stellt Details einer Bindevorrichtung gemäß einer alternativen Ausführungsform dar
3 stellt Details der Bindevorrichtungen der 1 und 2 dar,
4 stellt die Bindevorrichtung von oben gesehen dar,
5 stellt eine alternative Ausführungsform der Bindeanordnung dar,
6 stellt eine bevorzugte Ausführungsform eines Polarkopfes dar,
7 stellt einen Bindekopf dar,
8 stellt eine Spindel dar,
9 stellt ein Gehäuse der Bindevorrichtung dar,
10 stellt ein Drahtmundstück dar,
11 stellt eine axiale Zugvorrichtung dar,
12 stellt eine Drahtspindelverriegelung dar,
13 stellt eine Drahtverriegelung dar,
14 stellt eine gleitende Plattform dar,
15 stellt die Ansatzsbasis einer Backe dar,
16 stellt eine Backe dar,
17 stellt eine Drahtausrichtungsvorrichtung dar,
18a und 18b sind Funktionsbeschreibungen eines Steuersystems für die Bindevorrichtung,
19 stellt verschiedene Ausführungsformen des Gehäuses für die Bindevorrichtung dar,
20 stellt eine alternative erfindungsgemäße Ausführungsform dar,
21 stellt die Ausführungsform der 20 in einem anderen Zustand des Bindevorgangs dar,
22 stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Kontaktfläche dar,
23 stellt Details der Greifmittel mit der Verriegelungsklaue dar,
24 stellt Details der Spindelverriegelung gemäß der in 20 dargestellten Ausführungsform der Greifmittel dar,
25 stellt eine Übersicht der Bindevorrichtung mit Motor dar,
26 stellt den Bindevorgang einer Bindevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dar, und
27 stellt eine bestimmte Ausführungsform der Verriegelungsklaue dar.
Mit Bezug auf 1 weist die Bindevorrichtung 1 einen Griff 2 mit einem Schalter 3 zum Betätigen der Bindevorrichtung auf. Das Antriebsaggregat sorgt für einen elektrischen Strom zum Antrieb der Bindevorrichtung. Die Bindevorrichtung kann mit anderen Energiemitteln, wie z.B. mit unter Druck gesetztem Gas, mit einem hydraulischen Druck, versehen sein oder sie kann elektrisch direkt vom Netz angetrieben werden.
Die Bindevorrichtung weist eine Drahtspule 5 auf, um der Maschine Draht zuzuführen. Anstelle einer Drahtspule kann die Bindevorrichtung mit einer Kassette mit vor geschnittenen Drähten versehen sein. Die Anzeige 6 ist derart ausgestaltet, dass sie den Zustand der Bindevorrichtung, wie z.B. Fehler, Batterieniveau, Anzahl der Schnitte, verbleibende Länge des Drahtes auf der Drahtspule oder Anzahl der verbleibenden Schnitte wie auch die Einstellung der Bindevorrichtung, wie z.B. die Bindekraft, darstellt.
Die Anzeige 6 ist mit einem nicht dargestellten Steuersystem verbunden. Das Steuersystem kann vorzugsweise derart ausgestaltet sein, dass es eine Login-Eingabe von dem Benutzer der Bindevorrichtung entgegennimmt, wobei die Eingabe den Benutzer bezüglich des Steuersystems identifiziert. Das Steuersystem wählt dann eine vorbestimmte Einstellung gemäß dem identifizierten Benutzer aus. Die vorbestimmte Einstellung kann sich z.B. auf die Bindekraft und die Bindegeschwindigkeit beziehen, oder sie kann sich auf die Arbeitsweise des Schalters 3 beziehen.
Der Schalter 3 kann für bestimmte Modi ausgestaltet sein. Ein Modus könnte sein, dass die Bindevorrichtung nach einer Betätigung des Schalters bindet. Ein anderer Modus könnte sein, dass der Schalter einmal betätigt wird und dass die Bindevorrichtung dann bei einer Aktivierung der Backen oder bei einem Hinweis, dass die zusammen zu verbindenden Objekte zwischen den Backen angeordnet sind, bindet. Der Schalter kann darüber hinaus Mittel umfassen, damit die Bindevorrichtung im Fall von Fehlern entgegengesetzt arbeitet. Bei einem Modus könnte das entgegengesetzte Arbeiten automatisch beim Erfassen eines Fehlers aktiviert werden. Bei einem anderen Modus könnte dass Loslassen des Schalters, bevor der Bindevorgang beendet ist, das entgegengesetzte Arbeiten aktivieren. Der Fehler, welcher automatisch durch das Steuersystem entdeckt wird, könnte beispielsweise ein Erfassen eines zu hohen Widerstands bei dem Drahtzuführmechanismus sein, welcher auftritt, wenn der Draht blockiert ist, oder er könnte auftreten, wenn ein Bindevorgang ausgelöst wird, wobei ein unzureichender verbleibender Draht auf der Drahtspule vorhanden ist. In diesem Fall zeigt ein in 2 dargestellter Schalter 11 einen Fehler an und das Steuersystem reagiert gemäß dem ausgewählten Fehlermodus.
Weiter mit Bezug auf 1 weist die Bindevorrichtung Backen 7 auf, um die Objekte zu fassen. Das vordere Ende der Backen ist mit einer Schiefstellung 8 versehen, welche die Objekte durch die Öffnung zwischen die Backen führt. Die Backen können vorzugsweise mittels Federn zusammengedrückt werden und mittels der Kraft der Objekte, welche durch die Öffnung zwischen die Backen gepresst werden, geöffnet werden. Die Backen können auch durch mechanische oder elektromechanische Mittel, wie z.B. hydraulische, pneumatische oder elektrische Betätigungsmittel, geöffnet beziehungsweise geschlossen werden.
Der Polarkopf 9 weist eine kombinierte Drahtführungs- und Drahtverdrillungs-Funktion auf, welche später beschrieben wird.
Mittels des Spanneinstellmechanismus 10 kann der Benutzer die Spannkraft einstellen. Die Spannkraft kann auf drei Arten erfolgen. Eine ist, dass der Draht befestigt wird und der Drahtzuführmechanismus rückwärts zieht. Eine ist, dass der Draht mit einem Zugarm und mittels einer Zugvorrichtung ver riegelt wird, welche eine Spindelverriegelung nach vorn drückt, um den Draht zu verriegeln, während eine gleitende Plattform mit dem Drahtzuführmechanismus zurück gedrückt wird. Schließlich kann der Draht durch das Verdrillen des Drahtes gezogen werden, was erfindungsgemäß durch einen Polarkopf bewirkt wird. Die erwähnten Teile werden später im Detail beschrieben.
Mit Bezug auf 2a ist ein Bindemotor 12 mit einem Bindegetriebe 13 verbunden. Das Bindegetriebe ändert das Antriebsverhältnis des Motors derart, dass sich der Bindemechanismus mit einer Geschwindigkeit dreht, welche an den Draht angepasst ist, wie z.B. mit 100–1000 rpm. Das Getriebe 13 ist durch einen später zu beschreibenden Mechanismus mit dem Polarkopf 9 verbunden.
Das Gehäuse 14 der Bindevorrichtung ist im Detail in 9 dargestellt, wohingegen der detaillierte Mechanismus des Gehäuses am besten in 3 und 5 dargestellt ist.
Der Elektromagnet 15 aktiviert durch das Ritzel 19, die Laschenverbindung 22 und den schwenkbar verbundenen Arm 23 die Drahtverriegelung 26.
Das Drahtzuführrohr 16 führt den Draht von der Drahtspule durch den Drahtzuführmechanismus 20, welcher die Drahtzuführrollen 21 umfasst, und weiter durch das Drahtrohr 24 und das Drahtmundstück 25 zu dem Polarkopf 9 und den Backen 7. Der Drahtzuführmechanismus ist ein z.B. von Schweißmaschinen bekannter Typ und er umfasst Mittel zum Einstellen des Spaltes zwischen den Drahtzuführrollen, um so die Verwendung von Drähten von verschiedenen Durchmessern zu ermöglichen. Die Drahtzuführrollen 21 werden mittels eines Drahtzuführmotors 17, welcher mit einem Drahtzuführgetriebe 18 verbunden ist, gedreht. Die Drahtzuführrollen 21 können vorzugsweise mit Vorsprüngen, wie bei einem Zahnrad oder Kettenzahnrad, versehen sein. Die Vorsprünge verhindern, dass der Draht zwischen den Rollen rutscht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind drei Räder vorhanden, so dass der Draht in einem Vorgang sowohl nach vorn zugeführt als auch gerade nach außen gestreckt wird, indem Ausrichtungsmittel 59 und Zuführmittel, wie sie in 17 dargestellt sind, kombiniert werden.
Das Bezugszeichen 27 bezeichnet die Mittellinie einer Drehung des Polarkopfes und das Bezugszeichen 28 bezeichnet den Schnittpunkt, worin der Draht die Mittellinie der Drehung schneidet.
Mit Bezug auf 2b ist der Zugarm 29 mit axialen Zugvorrichtungen, welche in 11 und am besten im Zusammenhang in 5 dargestellt sind, verbunden. Wenn die axialen Zugvorrichtungen durch eine Drehung um die Mittellinie 27 herum aktiviert werden, kippt der Zugarm 29 um das Gelenk 35 herum und drückt den Drahtzuführmechanismus 20 in eine rückwärtige Richtung entlang der Mittellinie 27. Wenn die Drahtzuführrollen 21 verriegelt sind, bewirkt dies ein Spannen des Drahtes.
Der Zugeinstellmechanismus 10 ist mit dem Einstellstift 30 derart verbunden, dass der Einstellstift 30 bei einer Drehung des Einstellmechanismus 10 um die Mittellinie 27 die Drahtspindelverriegelung 36 verschiebt. Die Bewegung des Stiftes 30 in dem Schlitz 37 bewirkt die Verschiebung. Der Stift 30 ist an dem bewegbaren Lagersockel 38 angebracht, welcher die Feder 39 gegen die Drahtspindelverriegelung 36 drückt.
Das Opto-Gehäuse 31 ist an dem Bindegehäuse 14 angebracht. Das Opto-Gehäuse umfasst die axialen Zugvorrichtungen und ist mit dem Bindegetriebe 13 derart verbunden, dass die Drehung des Bindegetriebes auf die axialen Zugvorrichtungen übertragen wird. Wie in 5 dargestellt ist, umfasst das Opto-Gehäuse 31 darüber hinaus eine Opto-Scheibe 40, welche mittels der Opto-Schaltungsbaugruppe 41 die Winkelposition oder axiale Position der Antriebswelle des Bindegetriebes und somit die axiale Position des Polarkopfes anzeigt. Die Opto- Schaltungsbaugruppe 41 ist mit dem Steuersystem verbunden. Die Opto-Schaltungsbaugruppe 41 ist durch den Befestigungsring 42 an der Bindevorrichtung befestigt. Als eine Alternative zu der Opto-Schaltung kann die Position des Polarkopfes durch magnetische Schalter oder durch rein mechanische Schalter oder durch eine Kombination von magnetischen, mechanischen oder optischen Schaltern oder mittels irgendwelcher Sensoren, welche in der Lage sind sind, die Position des Polarkopfes anzuzeigen, bestimmt werden.
Weiter mit Bezug auf 2b ist die gleitende Plattform 32 mit Stäben 34 verbunden. Die Feder 33 ist zwischen der gleitenden Plattform 32 und dem Opto-Gehäuse 31 vorhanden. Wenn die Drahtzuführrollen umgekehrt arbeiten, um so den Draht zu spannen, wird die gleitende Plattform in einer Vorwärtsrichtung entlang der Mittellinie 27 gezogen, bis die gleitende Plattform den Schalter 43, 4, erreicht. Die Betätigung des Schalters aktiviert den Bindemotor 12, welcher den Polarkopf derart dreht, dass er den Draht verdrillt. Die Verdrillung des Drahtes spannt den Draht zusätzlich.
Mit Bezug auf 3 ist der Bindekopf 44 mittels Antriebsstiften 48, welche an der Druck übertragenden Achse 45 der Drahtspindelverriegelung angebracht sind, mit dem Polarkopf 9 verbunden. Die Druck übertragende Achse 45 ist axial bewegbar an der Spindel 49 angebracht. Die Spindel 49 ist derart ausgestaltet, dass sie eine Drehkraft auf die Druck übertragende Achse 45 überträgt, wobei die Druck übertragende Achse 45 mittels des Schlitzes 50 entlang der Mittellinie nach vorn gedrückt wird. Nachdem der Draht – durch die Backen – in eine Schleife um die zusammen zu verbindenden Objekte herumgeführt worden ist, kehrt das freie Ende des Drahtes durch den Polarkopf und den Bindekopf zurück und aktiviert den Schalter 46. Die Aktivierung des Schalters bewirkt die Aktivierung des Elektromagneten 15, welcher die Drahtverriegelung 26 aktiviert und darüber hinaus den Drahtzuführmotor 17 aktiviert, damit dieser umgekehrt läuft, so dass der Draht gespannt wird. Der Schalter 46 kann entfallen, und der Elektromagnet 15 beziehungsweise der Drahtzuführmotor 17 können mittels eines Zeitmessers, welcher die Zeit vom Beginn des Bindevorgangs misst, aktiviert werden, wobei eine Kenntnis über die Drahtzuführgeschwindigkeit verwendet wird.
Mit Bezug auf 4 ist die Feder 47 ausgestaltet, um eine Einstellung des Druckes auf den Draht zwischen den Drahtzuführrollen 21 in dem Drahtzuführmechanismus 20 zu ermöglichen.
Mit Bezug auf 5 wird der Draht durch den Bindekopf 44 und das Drahtmundstück 51 bei der Position 52 geschnitten – das Drahtmundstück 51 ist auch in 10 dargestellt.
Mit Bezug auf 6 ist der Polarkopf mit zwei Löchern 53 versehen, durch welche der Draht in die Backen eindringt beziehungsweise die Backen verlässt. Die entgegengesetzt gebogene Form der Löcher sorgt für eine konstante Unterstützung des Drahtes während des gesamten Verdrillungsvorgangs.
Mit Bezug auf 7 weist der Bindekopf 44 eine gekrümmte Oberfläche 54 auf. Die gekrümmte Oberfläche sorgt durch eine Drehung des Bindekopfes 44 für einen Druck auf das Rad 55, welches in 3 dargestellt ist. Das Rad drückt die Drahtverriegelung 26 nach hinten, um die Drahtverriegelung zu lösen, nachdem die Spindelverriegelung 36 den Draht fixiert hat.
8 und 9 stellen Details der Spindel und des Gehäuses der Bindevorrichtung dar.
10 stellt Details des Drahtmundstücks dar.
11 stellt Details der axialen Zugvorrichtung dar.
12 stellt Details der Drahtspindelverriegelung 36 dar. Die Spindelverriegelung kann zwei Funktionen aufweisen. Eine Funktion ist, den Draht vollständig zu fixieren. Die Funktion wird ausgelöst, wenn sich die Spindelverriegelung in einer vorderen Position befindet, wobei der Draht zwischen der Spindelverriegelung und dem Bindekopf verriegelt ist. Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform kann eine andere Funktion bereitgestellt werden, wobei für ein gleiches Lösen des Drahtes bei beiden Enden des Drahtes durch die Drahtspindelverriegelung gesorgt wird. Für die zurückhaltende Kraft in dem Draht wird durch einen geeigneten Druck zwischen der Drahtspindelverriegelung 36 und dem Bindekopf 44 gesorgt, aber der Draht wird nicht vollständig verriegelt, so dass er rutschen kann, wodurch ein gleiches Lösen ausgebildet wird.
13 stellt Details der Drahtverriegelung dar.
14 stellt Details der gleitenden Plattform dar.
Mit Bezug auf 15 umfasst die Backenansatzbasis eine Führung 56a, um den Draht in die Backen hinein zu führen, und eine Führung 56b, um den Draht aus den Backen hinaus zu führen. Die Führungen 56a und 56b sind asymmetrisch vorgesehen. Befestigungsmittel 57 sind vorhanden, um Öffnungs- und Schließmittel der Backen, wie z.B. Federn, hydraulische, pneumatische oder elektrische Motoren oder Betätigungsmittel usw., zu befestigen.
Mit Bezug auf 16 umfassen die Backen eine Führung 58, um den Draht durch die Backen und um die zusammen zu verbindenden Objekte herum zu führen. Die Backen der Bindevorrichtung können vorzugsweise lösbar angebracht sein, so dass die Backen einfach erneuert werden können oder so dass Backen einer unterschiedlichen Abmessung angebracht werden können. Backen einer unterschiedlichen Abmessung können abhängig von der Abmessung der Objekte, welche zusammen zu binden sind, notwendig sein. Vorzugsweise sind die Backen 7, die Backenansatzba sis, der Polarkopf 9 und der Bindekopf 44 zu einer Einheit zusammengebaut, welche lösbar an der Bindevorrichtung angebracht sein kann. Indem diese Einheit abmontiert wird, kann der Benutzer Zugang erhalten, um die inneren Teile der Bindevorrichtung und die Backen zu reinigen. Die Backenansatzbasis, der Polarkopf und der Bindekopf können einfach erneuert werden, wenn sie verschlissen, usw. sind.
Mit Bezug auf 17 kann die Bindevorrichtung darüber hinaus mit Drahtausrichtungsmitteln 59 versehen sein, um den Draht zu entdrehen, bevor der Draht in das Bindegehäuse eindringt.
18 stellt eine Funktionsbeschreibung des Steuersystems dar.
19 stellt eine andere Ausführungsform des Gehäuses für die Bindevorrichtung dar. Die Drahtspule ist in diesem Beispiel zwischen dem Griff und den Mechanismen der Bindevorrichtung angeordnet. Die Ausführungsform stellt eine lange Bindevorrichtung zur Verfügung, welche ausgestaltet ist, um in begrenzte Räume usw. zu reichen.
20 stellt eine alternative erfindungsgemäße Ausführungsform dar, wobei die Greifmittel eine mit einer Feder gespannte Klaue 61 umfassen, welche schwenkbar an der Spindelverriegelung angebracht ist. Die Spindelverriegelung für diese Ausführungsform ist mit dem Bezugszeichen 63 dargestellt. Wenn das freie Ende des Drahtes die Klaue passiert, wird die Klaue durch den Draht angehoben. Da die Feder 62 die Klaue gegen den Draht drückt, ist der Draht in der umgekehrten Richtung verriegelt. Wenn der Draht durch das Gehäuse 14 der Bindevorrichtung gestoppt wird, erhöht sich die Spannung über dem Drahtzuführmotor. Wenn die Erhöhung der Spannung erfasst wird, wird die Drahtzuführung gestoppt und die Zuführrichtung wird umgekehrt. Wenn der Draht daran gehindert wird, sich durch den Bindekopf 44 und den Polarkopf (das Verdrillungs teil) zurück zu bewegen, wird der Draht gespannt. Wenn sich der Polarkopf zu drehen beginnt, wird der Draht zwischen dem Drahtmundstück 25 und dem Bindekopf 44 geschnitten. Um eine ausreichende Trägheit in der Motorachse zu erzielen, um das Schneiden des Drahtes durchzuführen, wird dem Motor ermöglicht, eine Drehung zwischen 135 Grad und 200 Grad durchzuführen, bevor die Spindelverriegelung 63 durch den Motor gedreht wird und damit bevor der Draht geschnitten wird.
Gemäß dieser Ausführungsform wird der Stift 73 der Spindel 49 verwendet, um den Polarkopf derart anzuordnen, dass das Drahtmundstück korrekt in Relation zu dem Polarkopf angeordnet wird, wodurch der Draht durch die Löcher 53 verlaufen kann. Der Stift 73 kann mit mechanischen, magnetischen oder opto-elektrischen Sensoren oder mit irgendeiner anderen Art eines Systems verbunden sein, welches in der Lage ist, die Winkelposition des Stiftes und somit des Polarkopfes zu erfassen.
21 stellt die Ausführungsform der 20 dar, nachdem der Draht gespannt worden ist. Wie dargestellt ist, wird die Spindelverriegelung 63 nach vorn gegen den Draht gedrückt, und der Draht wird nun zwischen der Spindelverriegelung und dem Bindekopf 44 entlang der Eingriffslinien 65 fixiert. Wenn die Spindelverriegelung nach vorn gedrückt wird, wird die Klaue aus ihrem Eingriff mit dem Draht gelöst.
Vorzugsweise sind die Backen 7, die Backenaufsatzbasis (15), die Kontaktflächen 64, der Polarkopf 9, der Bindekopf 44 und das Lager 65 lösbar für eine einfache Reparatur und Wartung mit der Bindevorrichtung verbunden. Es wird bevorzugt, dass all die vorab erwähnten Teile ohne die Verwendung von Werkzeugen abmontiert werden können. Beispielsweise können all die Teile durch die Kontaktflächen 64 an Ort und Stelle gehalten werden.
22 stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Kontaktfläche dar. Die Kontaktfläche ist in der Form einer kreisförmigen Scheibe vorgesehen, wobei die Kontaktfläche daher in enger Nachbarschaft zu dem Polarkopf 9 angeordnet ist und daher die Bindevorrichtung gegen die Objekte, welche zusammengebunden werden sollen, absichert.
23 stellt Details der Greifmittel mit der Verriegelungsklaue dar.
24 stellt Details der Spindelverriegelung gemäß der in 20 dargestellten Ausführungsform der Greifmittel dar.
25 stellt einen Überblick der Bindevorrichtung mit Motor dar. 25 stellt eine Bindevorrichtung gemäß der Ausführungsform der 20 dar. Wie in 25 dargestellt ist, weist die Bindevorrichtung einen Griff 66 und eine Abschirmung 67 auf, um den Benutzer der Bindevorrichtung vor einem gefährdenden Aufprall mit den zusammen zu bindenden Objekten zu schützen. Darüber hinaus weist die Bindevorrichtung eine Drahtspule 68, eine Anzeige 69, eine Batterie 70, eine Ansteuerung 71 und einen Drahtzuführmotor 72 auf.
26 stellt zwei verschiedene Zustände des Bindevorgangs dar. Bei dem ersten Vorgang ist der Draht spiralförmig um die zusammen zu bindenden Objekte herum gedreht worden. Bei dem zweiten Vorgang ist der Bindekopf gedreht worden und somit ist der Draht mit einer Bindekraft verriegelt worden.
27 stellt eine Ausführungsform der Verriegelungsklaue 61 der 20 dar. Durch ihren Eingriff mit dem Bindekopf 44 wird die Verriegelungsklaue in der dargestellten Position gehalten, wobei die Klaue den Draht verriegelt. Wenn sich der Bindekopf zu drehen beginnt, wird der Eingriff zwischen dem Bindekopf und der Klaue gelöst, wodurch der Draht gelöst wird. Zu diesem Moment wird der Draht durch die Spindelverriegelung 63 gehalten.
Vorzugsweise ist der Draht mit einer Nachgiebigkeit oder Flexibilität versehen, so dass sich ein aufgewickelter Draht gerade nach außen biegt, wenn er von der Wicklung abgelöst wird. Dadurch wird erreicht, dass der Draht den Führungsmitteln der Backen in einem festen Kontakt mit den Backen folgt. Damit sich der Draht auf der Drahtspule nicht abwickelt, kann die Drahtspule als ein geschlossenes Magazin vorgesehen sein. Innerhalb des Magazins ist der Draht mit einem Durchmesser im Bereich von 50 mm bis 100 mm oder sogar mehr aufgewickelt. Der Draht wird von dem Magazin z.B. durch ein kleines Loch in dem Magazin entnommen. Wenn der Draht von dem Magazin entnommen wird, strebt er automatisch in eine gerade Konfiguration.

Claims

Verfahren zum Verdrillen und Spannen eines Drahtes mit einem freien Endabschnitt um mindestens zwei Objekte, um die Objekte miteinander zu verbinden, wobei das Verfahren umfasst: – Anordnen der zwei Objekte in engem Kontakt, – Platzieren eines Verdrillungsteils in einer Position in der Nähe der Objekte, wobei das Verdrillungsteil eine den Objekten gegenüberliegende Oberfläche aufweist, – Führen des freien Endabschnittes durch ein Loch oder eine Vertiefung in dem Verdrillungsteil, – Führen des freien Endabschnittes auf einem Weg mindestens einmal um die Objekte herum, um so einen Drahtabschnitt in mindestens einer Schleife um die Objekte herum zu wickeln, – Führen des freien Endabschnittes durch oder in das Verdrillungsteil, wobei der Draht eine geschlossene Schleife ausbildet und eine Überschneidung von zwei Drahtabschnitten definiert, so dass sich die Oberfläche des Verdrillungsteils zwischen der Überschneidung und den Objekten befindet, – Greifen des Endes des freien Endabschnittes des Drahtes, – Spannen des Drahtes durch Ziehen, – Drehen des Verdrillungsteils, um so den Draht zu verdrillen, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht durch eine Schnittkante des Verdrillungsteils geschnitten wird.
Vorrichtung (1) zum Verdrillen und Spannen eines Drahtes um zwei Objekte, umfassend: – ein Verdrillungsteil (9) (44) mit einer den Objekten gegenüberliegenden Oberfläche (64), wobei das Verdrillungsteil in einer Weise angebracht ist, dass die Oberfläche die zwei Objekte berühren oder sich in einem engen Kontakt mit den zwei Objekten befinden kann, – zwei Backen (7), welche ausgestaltet sind, um die zwei Objekte zu umfassen, wobei die Backen einander entgegengesetzt und einander gegenüberliegend in einer schleifenförmigen Konfiguration angeordnet sind, wobei jede der Backen einen freien Endabschnitt und ein Ende, welches schwenkbar in der Nähe des Verdrillungsteils angebracht ist, aufweist, – mit Antriebsleistung angetriebene Mittel (17), um einen Draht durch ein erstes Loch (53) in dem Verdrillungsteil und entlang eines Führungsmittels (56a, 58) in einer ersten der beiden Backen zu dem freien Endabschnitt dieser Backe und weiter zu dem freien Endabschnitt der zweiten Backe und von dort entlang eines Führungsmittels (56b, 58) in der zweiten Backe und weiter durch ein zweites Loch (53) in dem Verdrillungsteil derart zu führen, dass ein Abschnitt des Drahtes mindestens einmal um die Objekte herum gewickelt wird; wobei der Draht eine Schleife ausbildet und eine Überschneidung (28) von zwei Drahtabschnitten definiert, so dass sich die Oberfläche des Verdrillungsteils zwischen der Überschneidung und den Objekten befindet, – Greifmittel (36, 61) zum Greifen eines freien Endabschnittes des Drahtes, wenn der Draht um die Objekte herum geführt worden ist, – Spannmittel (29) zum Spannen des Drahtes, wenn er durch das Greifmittel gegriffen worden ist, – mit Antriebsleistung angetriebene Mittel (12) zum Drehen des Verdrillungsteils, um so zwei Abschnitte des gespannten Drahtes um einander herum zu verdrillen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrillungsteil eine Schnittkante definiert, welche ausgestaltet ist, den Draht zu schneiden, wenn das Verdrillungsteil gedreht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Backen mit einer nicht kreisförmigen Form versehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Mittel zum Führen des Drahtes einen elektrisch angetriebenen Motor umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–4, wobei das Mittel zum Drehen des Verdrillungsteils einen elektrisch angetriebenen Motor umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3 oder 5, wobei das Mittel zum Führen des Drahtes pneumatisch angetriebene Mittel umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–4 oder 6, wobei das Mittel zum Drehen des Verdrillungsteils pneumatisch angetriebene Mittel umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–3 oder 5 oder 7, wobei das Mittel zum Führen des Drahtes hydraulisch angetriebene Mittel umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–4 oder 6 oder 8, wobei das Mittel zum Drehen des Verdrillungsteils hydraulisch angetriebene Mittel umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–11, wobei derselbe elektrisch angetriebene Motor zum Verdrillen und Führen verwendet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–3 oder 6–7, wobei derselbe pneumatisch angetriebene Motor zum Verdrillen und Führen verwendet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–3 oder 8–9, wobei derselbe hydraulisch angetriebene Motor zum Verdrillen und Führen verwendet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–12, wobei das Greifmittel ein mechanisches oder elektromechanisches Betätigungsmittel umfasst und wobei das mechanische oder elektromechanische Betätigungsmittel ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend: – Elektromagneten, – hydraulische Betätigungsvorrichtungen, – pneumatische Betätigungsvorrichtungen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–13, wobei der Betrieb des ersten und/oder des zweiten elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch angetriebenen Motors durch ein Steuersystem gesteuert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei das Steuersystem von Mitteln zur elektronischen Verarbeitung, z.B. einer CPU, umfasst wird.
Vorrichtung nach Anspruch 15, weiter eine Anzeige umfassend, welche mit der CPU verbunden ist, um der Bedienperson Information darzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, weiter eine Schnittstelle zur Kommunikation zwischen der CPU und externen Verarbeitungsmitteln umfassend.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15–17, wobei die Mittel zur elektronischen Verarbeitung ausgestaltet sind, um die Spannkraft entsprechend einer Bedienpersonauswahl zu verändern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–18, wobei zumindest der Teil des Verdrillungsteils, welcher den Objekten gegenüberliegt, aus einer gehärteten Stahllegierung, wie z.B. Titanlegierungen oder ähnlichen metallischen oder keramischen Materialien, hergestellt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–19, wobei jeder der freien Endabschnitte der Backen eine trichterförmige Öffnung ausbildet, welche sich von dem Kontakt zwischen den freien Endabschnitten der zwei Backen weg erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–20, wobei die Backen durch eine Feder zu einer geschlossenen Position vorgespannt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–20, wobei die Backen durch hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch angetriebene Mittel geschlossen werden.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei das Schließen durch die hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch angetriebenen Mittel durch die CPU gesteuert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–23, wobei ein tragender Stützarm an dem Gehäuse der Vorrichtung angebracht werden kann, um das Gewicht der Vorrichtung zu tragen, damit die Vorrichtung in einer Entfernung von den Händen der Bedienperson eingesetzt werden kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–24, weiter eine Kontaktfläche umfassend, um die Vorrichtung vor den Objekten abzusichern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–25, wobei der Draht ein elastischer Draht zum Verbinden eines Objekts ist, wobei der Draht eine Elastizität von mindestens 50.000 MPa aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei der Draht aus einer Eisenlegierung hergestellt ist, welche in dem Bereich von 1,2–2,0% Mangan (Mg), 0,8–1,2% Silizium (Si) und 0,06–0,15% Kohlenstoff (C) umfasst.