CN102395737B - 金属丝捆扎机 - Google Patents

Abstract

一种用于将一根金属丝绕一个或更多个物体(2)捆扎的机器(4)，包括适于在第一阶段期间从卷筒进给金属丝(46)和在第二阶段期间抽拉金属丝(46)的金属丝进给机构，所述金属丝进给机构包括抓持机构(102、103)，所述抓持机构(102、103)包括被推压到一起以抓持其间的金属丝(46)并沿合适的方向驱动金属丝(46)的一对辊子，所述抓持机构(102、103)被构造成使得在所述第二阶段期间金属丝(46)中增大的张力自动地使作用于金属丝(46)的抓持力增大。

Description

金属丝捆扎机

技术领域

本发明涉及如在增强的混凝土构造中使用的用于将金属丝扎线绕加强杆捆扎的机器。

背景技术

WO 2007/042785给出了一种用于将金属丝环绕建造混凝土结构的钢加强杆的交叉部捆扎的捆扎机。本文中所示的机器设计已示出为在实际中产生紧密的且可靠的拉紧并产生紧凑的组装。但是，如使用任何的电池供电工具那样，通常期望能够更进一步降低其功耗，以延长电池寿命或者允许使用更小且因此更轻的电池。

发明内容

本申请人现在认识到，可能降低功耗的一个方面在于用以从卷筒向头部进给金属丝和再将其拉回以在旋压之前将金属丝环拉紧的马达。

根据第一方面，本发明提供了一种用于将一根金属丝绕一个或更多个物体捆扎的机器，包括适于在第一阶段期间从卷筒进给金属丝和在第二阶段期间抽拉金属丝的金属丝进给机构，所述金属丝进给机构包括抓持机构，所述抓持机构包括被推压到一起以抓持其间的金属丝并沿合适的方向驱动金属丝的一对辊子，所述抓持机构被构造成使得在所述第二阶段期间金属丝中增大的张力自动地使作用于金属丝的抓持力增大。

本领域技术人员将明白，根据本发明，作用于金属丝的抓持由于在第二回缩阶段期间的金属丝张紧而增大。在本发明中，申请人认识到，如果要将金属丝绕加强杆拉紧，则在第二阶段中，尤其在其后部分中要求更大的抓持力作用于金属丝。因此已经认识到，在第一阶段期间存在较低的抓持力要求，因为其仅需要驱动机构克服金属丝在从卷筒被抽拉并被进给穿过机器时所遇到的摩擦力。

在先前提出的布置中，作用于金属丝的抓持被设定为恒定的高值以确保在第二回缩阶段期间足够的张力能够被施加到金属丝以确保良好的拉紧。但是，这意味着驱动马达的转矩和由此由驱动机构使用的电流比第一阶段中所需要的更高。通过随金属丝被拉紧产生的金属丝中的张力增大而自动增强抓持，抓持和由此需要的电流在第一阶段期间能够被保持地较低，而不会折衷所述环在第二阶段期间能够被拉紧的程度。

有许多实现上面提出的功能的可能的机构。例如，能够采用辅助马达或螺线管施加抓持力，例如用控制所施加的力的对金属丝中的张力敏感的反馈机构。但优选地采用纯粹的机械装置。优选地，所述辊子中的至少一个连接到由与马达连接的驱动齿轮，例如小齿轮，驱动的齿轮。驱动齿轮与马达之间的该连接能够是其直接固定到马达驱动轴上，或者是通过齿轮箱、离合器或其它联接布置的间接联接。

另一个辊子可以是完全从动的，即作用为惰轮，在该情况中其将不需要齿轮。但优选地，该另一个辊子也附接到相应齿轮。这能够由联接到同一马达或者联接到单独的马达的另一个驱动齿轮驱动。但优选地，其由第一辊齿轮驱动。

在一组优选实施方式中，所述驱动齿轮和所述驱动齿轮接合的所述辊齿轮被安装为允许它们的相应轴线之间的一分离程度，从而作用在它们之间的齿轮分离力将相应辊子推压到金属丝上，由此增大所述抓持力。在该实施方式中，随着金属丝中的张力增大，由辊子和驱动齿轮传递的转矩也增大。它们相应的安装允许形成的自然分离趋势将相关的辊子更紧地压到金属丝上。在优选的这样的布置中，辊子安装成使得该辊子的轴线能够绕与所述驱动齿轮的轴线偏离的点相对于所述驱动齿轮枢转。

在另一组优选的实施方式中，所述驱动齿轮的轴线和所述辊齿轮的轴线处于固定的间隔，所述辊齿轮安装成允许所述辊齿轮绕所述驱动齿轮进动以将所述辊子更紧地推压到金属丝上。在优选实施方式中，所述辊子安装成使得该辊子能够朝向或远离金属丝地枢转。啮合元件能够例如安装于壁或者板上。在优选的一组实施方式中，旋转定心在小齿轮上。在优选的该布置中，所述辊子安装成使得该辊子的轴线能够绕所述驱动齿轮的轴线相对于所述驱动齿轮枢转。

根据上述内容，能够看到，在一组优选实施方式中，与驱动齿轮接合的辊齿轮安装成使得其轴线能够相对于驱动齿轮枢转。枢转轴线可以是驱动齿轮轴线或者可以与该轴线偏离。

在任一情况中，两个辊子能够被直接驱动或者所列出的布置中的一个被提供用于另一个辊子。优选地，尽管仅一个辊子被直接驱动，另一个(非驱动)辊子的轴线相对于驱动齿轮的轴线是固定的。

总体上，所述辊子优选被弹性地偏压在一起。这能够用以设定适用于第一(进给出)阶段的初始预载荷。

附图说明

现在将参照附图仅以示例的形式说明本发明的特定优选实施方式，在附图中：

图1A为在开始捆扎操作之前的在一对交叉杆上方的金属丝捆扎设备的透视图；

图1B为类似于图1A的视图，其中移除了主安装支架；

图2为穿过图1中所示设备的截面图；

图3为从下面看所述设备的视图；

图4为类似于图2的截面图，示出了捆扎操作进行中的设备；

图5A为另一个截面图，示出了在扭转之前张紧的金属丝；

图5B为图5A中的中心部分的放大图；

图6为示出本发明的第一实施方式的示意图；和

图7为示出第二实施方式的示意图。

具体实施方式

下面参考图6和图7所述的实施方式可应用于任何将金属丝扎线绕一对钢制混凝土加强杆捆扎的机器。但是为了参考的目的，下面将参考图1至图5说明这种机器的一具体示例。

首先参考图1A、图1B和图2，分别示出了金属丝捆扎设备的部件的两个透视图和一个截面图，其中为清楚起见移除了某些部件比如壳体、手柄、电池、控制器、护罩和金属丝卷筒。该设备被示出为位于以直角相互交叉的两个钢制杆2的结合部上方。钢制杆2旨在形成矩形网格(rectangular grid)以嵌入在混凝土结构中从而加强该混凝土结构。尽管未示出，圆顶形护罩绕设备的下端被提供并且具有两个部分圆形凹部(part-circular depression)，从而设备能够稳固地托座在两个杆2的上部而不会滑落。

设备的旋转的头部4在使用中位于最上面的杆2之上。这包括从沟槽8向上延伸的水平圆形基板6，该沟槽8具有近似半圆形的竖直截面并且沿正交方向具有近似恒定的宽度。基板6的中心有部分球形凹部(part-sphericaldepression)9。基板6的底部在图3中示出，从图3可以看到，一侧具有与半圆形沟槽的一端对应的窄的狭槽10，而在对应于沟槽另一端的板6的另一侧为漏斗区域(funnel region)12。

再参考图1A、图1B和图2，头部4的上筒部14附接到半圆形沟槽8，该头部4可转动地安装在支架构件的筒部16a中，所述支架构件通过凸缘部16b(从图1A略去)安装到壳体上(未示出)。上头部由两个转动轴承18支撑。带齿的齿轮20固定地被提供在所述头部的顶部，以允许其由马达22经由蜗轮驱动。

螺线管组件延伸穿过齿轮20并进入头部4的开口上端，所述螺线管组件包括容纳线圈和柱塞28的筒状外管26，柱塞28能够相对于线圈26竖直地滑动。柱塞28的底端是致动盘30，致动盘30的目的将在下面说明。

现在将说明头部4的内部构造。在如图2中所示的左手侧，可看到枢转地安装的角形离合杆32。一对压缩弹簧36作用于杆32的较长的上臂以沿逆时针方向偏压所述杆，其中较短的下臂被向下压。当然可使用任意数目的弹簧。在离合杆32的右边是一系列滚轮38，这些滚轮的目的将在下面说明。类似的离合杆绕头部移位近似180°提供。因此该离合杆在截面图中不可见。

金属丝进给入口引导件40位于连接到主支架凸缘部16b的上筒部14的左边，所述金属丝进给入口引导件40接收来自金属丝进给模块的金属丝46的自由端，将在下面参考图6和图7更为详细地说明金属丝进给模块。

图6中示出了实施本发明的金属丝进给机构的示例。这里，将看到两个啮合齿轮102、103可转动地安装于相应的安装臂104、106上。安装臂104、106安装在支撑板108上，用于绕相应枢转轴线105、107至少有限地枢转运动。定位螺钉110用于设定右手侧臂的位置并且由此作用为抵抗右手侧安装臂106的顺时针枢转运动的限位件(stop)。左手侧安装臂104被可调节弹簧限位件112类似地作用。在它们之间，定位螺钉110和可调节弹簧112作用以提供将两个齿轮102、103偏压在一起的弹性力。相应摩擦辊位于每个齿轮102、103后方并附接到相同的相应轴，抓持在其间穿过的金属丝46。

支撑板108的一侧具有延伸部116，该延伸部116安装驱动小齿轮(pinion)118的马达(未示出)。小齿轮118接合左手侧辊齿轮102从而小齿轮的旋转直接驱动左侧辊齿轮102，而右侧辊齿轮103由左侧辊齿轮间接驱动。将注意到，小齿轮118的轴线119相对于从动辊齿轮102的轴线105偏离。

现在将说明金属丝捆扎设备的操作。首先使该设备下降到以直角交叉的一对钢制加强杆2中的最上面的杆上。当护罩适当地托座在杆2上时，钢制杆的出现将由两个霍尔效应传感器感应到，而允许开始捆扎操作开始。如果操作者试图在两个霍尔效应传感器感应到钢制杆2的出现之前开始捆扎操作，则报警灯比如LED照亮并且设备的进一步操作被阻止。

一旦钢制杆2被适当地感应到，则操作者可开始捆扎操作。该操作的第一部分是对向下推动柱塞构件28的螺线管线圈26通电。这使得位于柱塞端部处的致动构件30被向下压到离合杆32的上臂上，以将所述上臂向下压靠于相应压缩弹簧36并由此使较短的下臂升高。这是在图2中示出的位置。

之后，如果需要，主马达22被恰好足够长地操作以经由蜗轮驱动器24和齿轮20使头部4旋转，从而接收金属丝46的沟槽与金属丝进给入口引导件40正确对准。这称为“停驻”位置。

一旦头部4处于“停驻”位置，则金属丝进给模块操作以从卷筒(未示出)进给金属丝。参考图6，驱动小齿轮的马达操作以逆时针驱动小齿轮，从而驱动两个摩擦辊以在图6中向下进给金属丝46。当然，这对应于如图2中定向地将金属丝向右进给到机器中。金属丝46因此被进给到金属丝入口引导件40中并进入上筒部14中的对准的沟槽内。金属丝在水平方向上被进给并遇到第一从动辊38a(如图5B所示)。第一辊38a使得金属丝稍微向下弯曲，从而使金属丝穿过第二辊与第三辊之间。三个从动辊38的相对位置使得金属丝46从它们中露出时弯曲以具有弓形设置。随着金属丝46继续由金属丝进给模块驱动，金属丝遇到半圆形沟槽8的内表面并由该内表面导向。

当金属丝46从沟槽8露出时，金属丝的弓形设置使其继续伸展从而以在自由空间中无引导的方式绕两个加强杆形成近似圆弧。这在图4中示出。随着金属丝46继续被驱动，自由端将最终碰撞基板6的底部中的漏斗区域12的口部并因此被导向回半圆形沟槽8。但是，金属丝并未以与其出发位置精确地径向反向的方式引导回，而是相对于出发位置稍微侧向偏移。这允许另一个离合杆(未示出)形式的接收装置被布置成与第一离合杆32相邻，使得设备能够保持相对紧凑。

在整个金属丝进给操作中，金属丝遇到较小的阻力。由经由安装臂104作用于摩擦辊的弹簧限位器112(参见图6)提供的抓持力足以防止滑动。

随着金属丝的自由端再进入半圆形沟槽8，金属丝遇到第二离合杆。这能够通过感应所述杆的微小移位或者通过单独的传感器比如微型开关、霍尔效应传感器或者其它的位置检测装置检测到。

一旦检测到金属丝46的自由端，则驱动小齿轮118的马达被停止，因此金属丝不再进一步前进。此时，则螺线管线圈26被断电，使得柱塞28由弹簧(未示出)回缩，从而释放两个离合杆32使得它们各自的压缩弹簧36作用以将它们的下臂压靠金属丝环的两端并且因此将金属丝46保持到合适位置。

金属丝进给马达接着反向驱动，即顺时针驱动小齿轮而使金属丝46如图6中所示地向上回缩并且由此施加张力到金属丝环，这样绕加强杆2将金属丝拉入，见图5A。图5B示出了在夹紧金属丝46的端部的进给侧上的离合杆32的的细节。如上所述，类似的布置夹紧金属丝的另一端。

随着金属丝环更紧，金属丝46中的张力增大。这使得小齿轮118施加到从动辊齿轮102的转矩增大。这样的结果使得小齿轮118和辊齿轮102分离，即移出啮合。该分离由辊齿轮102的枢转安装而被允许限定的程度，由此强制齿轮102和与其关联的辊子更紧密地抵靠金属丝以显著地增大作用于金属丝的抓持力。另一个辊子由于安装在受固定的定位螺钉110作用的安装臂106上而提供反作用力。齿轮118、102、103的相对间隔使得枢转臂不能充分移动使小齿轮118和辊齿轮102完全移出啮合。

该布置作用为正反馈系统，因为抓持力越高则更大的力能够施加到金属丝46。作为金属丝进给阶段中的示例，金属丝中的受压可仅为20牛顿，而在金属丝环被完全拉紧时的最大张力使该受压能够升高到120牛顿。当马达上的转矩达到预定的界限(例如，通过其牵拉电流测量)时，回缩阶段停止。离合器32保持环中的张力。

当金属丝46完全张紧时，从图5A将能看到，环的两端从它们的初始圆形轮廓被近似竖直地向上拉。由于头部4试图在扭转操作的起始开始旋转，头部马达22供给的转矩足以在金属丝从入口引导件40交叉到上筒部14的点处剪切金属丝，而不用切割金属丝。如果需要。起始冲击电流(例如，通过电容器中存储的电荷升高)能够供给到马达22以传送起始转矩尖峰，但这并不是重要的。随着金属丝由此断开，头部4开始将环的侧面在加强杆2的上方扭转在一起，如本领域所熟知的。

图7示出了金属丝进给模块的不同的实施方式，其中与第一实施方式共用的部件标注为相同的附图标记。在本实施方式中，被间接驱动的辊子及其齿轮103的轴固定安装到基板120上。另一方面，被直接驱动的辊子及其齿轮从动辊齿轮102安装在枢转臂122上，在本实施方式中所述枢转臂122可近似在其中心绕驱动小齿轮118的轴线119枢转。提供有离合杆簧112，而该离合杆簧112作用于枢转臂122的相对于辊齿轮102的另一端。在图7中所示的静止位置中，枢转臂122稍微倾斜使得其不垂直于金属丝46。

在金属丝46的起始进给阶段期间，操作类似于第一实施方式，其中小齿轮被逆时针驱动而作用于金属丝的抓持力由离合杆簧112提供。但在如图7所示的金属丝46被向上牵拉的回缩阶段中，小齿轮118和从动辊齿轮102由于以固定的轴向间隔有效地安装将不移出啮合，因为臂的枢转轴线与小齿轮的轴线相同。替代地，随着金属丝46中的张力增大，枢转臂122将趋于顺时针枢转小的量以允许辊齿轮102绕小齿轮118进动，因而使枢转臂122朝向垂直。这使两个辊子的中心到中心的间隔减小，由此增大金属丝上的抓持力。

如前述实施方式中那样，正反馈环同样得以建立直到达到马达中的阈值转矩。

Claims (11)

1.一种用于将一根金属丝绕一个或更多个物体捆扎的机器，包括适于在第一阶段期间从卷筒进给金属丝和在第二阶段期间抽拉金属丝的金属丝进给机构，所述金属丝进给机构包括抓持机构，所述抓持机构包括被推压到一起以抓持其间的金属丝并沿合适的方向驱动金属丝的一对辊子，其中所述辊子中的一个连接到辊齿轮，所述辊子中的另一个连接到与马达连接的驱动齿轮，并且所述辊齿轮由所述驱动齿轮驱动，使得在所述第二阶段期间金属丝中增大的张力自动地使作用于金属丝的抓持力增大。

2.根据权利要求1所述的机器，包括施加所述抓持力的纯机械装置。

3.根据权利要求1或2所述的机器，其中所述驱动齿轮和所述辊齿轮被安装为允许它们的相应轴线之间的一分离程度，从而作用在它们之间的齿轮分离力将相应辊子推压到金属丝上，由此增大所述抓持力。

4.根据权利要求3所述的机器，其中所述辊子中的至少一个安装成使得该辊子的轴线能够绕与所述驱动齿轮的轴线偏离的点相对于所述驱动齿轮枢转。

5.根据权利要求1或2所述的机器，其中所述驱动齿轮的轴线和所述辊齿轮的轴线处于固定的间隔，所述辊齿轮安装成允许所述辊齿轮绕所述驱动齿轮进动以将所述辊子中的至少一个更紧地推压到金属丝上。

6.根据权利要求5所述的机器，其中所述辊子中的至少一个安装成使得该辊子能够朝向和远离金属丝地枢转。

7.根据权利要求6所述的机器，其中所述辊子中的至少一个的旋转以所述驱动齿轮为中心。

8.根据权利要求5所述的机器，其中所述辊子中的至少一个安装成使得该辊子的轴线能够绕所述驱动齿轮的轴线相对于所述驱动齿轮枢转。

9.根据权利要求5所述的机器，其中与所述驱动齿轮接合的所述辊齿轮安装成使得所述辊齿轮的轴线能够相对于所述驱动齿轮的轴线枢转。

10.根据权利要求1或2所述的机器，其中一个辊子被直接驱动，另一个辊子的轴线相对于所述驱动齿轮的轴线固定。

11.根据权利要求1或2所述的机器，其中所述辊子被弹性偏压到一起。