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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Haspel nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Eine Haspel nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 ist aus der
US 4865087 bekannt.
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Im
allgemeinen ist eine Haspel mit einem Draht an einer Bindevorrichtung
angebracht, die zum Binden der gewünschten Objekte verwendet wird. Speziell
wird der auf der Haspel enthaltene Draht der Bindevorrichtung zugeführt, die
den Draht schneidet und um Baubewehrungs- bzw. Verstärkungseisen
wickelt. In Haspeln dieser Art wird die Kopplung des Abschlußendes des
auf der Haspel gehaltenen Drahtes zum Steuern bzw. Betreiben der
Rotation der Haspel benutzt. Folglich kann die Haspel nicht gedreht
werden, wenn das Abschlußende
des auf der Haspel gehaltenen Drahtes nicht mehr mit der Haspel
gekoppelt ist. Mit dieser Methode wird die Drehung der Haspel dazu
benutzt, um festzustellen, ob der gesamte Draht auf der Haspel in
den Bindevorgängen
verbraucht worden ist – oder
nicht. Daher ist der Drahtvorrat auf der Haspel erschöpft, wenn
die Haspel sich nicht länger
drehen lägt.
Wenn der Drahtvorrat erschöpft
ist, wird der Bindevorgang dann zum Stoppen gebracht.
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Um
den Vorgang zu vereinfachen, der bestimmt, wann sich der Drahtvorrat
erschöpft
hat, und der den Bindevorgang zum Stoppen bringt, kann ein optisches
Sensorsystem verwendet werden. Das von einer Detektions- bzw. Erfassungsmarke
reflektierte Licht, die auf der seitlichen Oberfläche der
Haspel ausgebildet ist, kann von einem optischen Sensor erfaßt werden.
Das optische Sensorsystem besteht im wesentlichen aus einem lichtemittierenden
und einem lichtempfangenden Element, die einander gegenüberliegend
in dem Haspelträgerabschnitt
der Bindevorrichtung angebracht sind.
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Bei
derartigen Haspeln können
Erfassungsfehler des optischen Sensorsystems, die durch die Unterschiede
in den Lichtintensitäten
in verschiedenen Umgebungen verursacht werden, nicht vermieden werden,
da Werkzeuge wie Bindevorrichtungen und ähnliche bei unterschiedlichsten
Lichtbedingungen betrieben werden. Zum Beispiel bewirken Unterschiede
in Lichtintensitäten
zwischen den Freilicht- und unterschiedlichen Innen- bzw. Kunstlichtbedingungen
häufig
fehlerhafte Meßwerte
des optischen Sensorsystems, das an solchen Bindevorrichtungen angebracht
ist. Solche fehlerhaften Meßwerte
können
störend
auf die Drahthalterung bzw. -versorgung einwirken und damit die
Zuverlässigkeit
des Bindevorganges negativ beeinträchtigen.
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Ferner
offenbart die
US 3292170 ein
Sensorsystem zur Überwachung
des Wickelguts einer Wickelrolle.
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Ziel
der Erfindung ist es, für
eine Bindevorrichtung mit einer bekannten Haspel ein optisches Sensorsystem
zu schaffen, welches bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen
der Einsatzumgebung zuverlässig
arbeitet.
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Dieses
Ziel wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 sowie den Gegenstand
des Anspruchs 2 erreicht.
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Vorzugsweise
wird eine Haspel geschaffen, die in einer Bindevorrichtung zum Binden
von Bewehrungs- bzw. Verstärkungseisen
und ähnlichem mit
Hilfe eines Drahtes vorgesehen ist, der rund nach Art einer Spulenwicklung
um die Haspel gewickelt bzw. gewunden ist. Dabei ist ein Aussparungsabschnitt
an der äußeren Oberfläche von
zumindest einer von zwei Rahmenplatten der Haspel vorgesehen, wobei
der Aussparungsabschnitt im wesentlichen aus einem Umfangs- und
einem Bodenwandabschnitt besteht und konzentrisch zur Zentralachse
der Haspel angeordnet ist. Ferner ist eine optische Sensordetektions-
bzw. erfassungsmarke exzentrisch zur Achse der Haspel an der Oberfläche des
Bodenwandabschnitts des Aussparungsabschnittes vorgesehen, und die
Umfangswandabschnitte des Aussparungsabschnittes sind als ein Drehachsenabschnitt
ausgebildet, damit diese in einem Haspelträgerabschnitt der Bindevorrichtung
zum Binden von Bewehrungs- bzw. Verstärkungseisen und ähnlichem
drehbar gelagert sind.
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Ferner
wird vorteilhaft das Innere des Aussparungsabschnittes durch den
Aussparungsabschnitt selbst und den Abdeckabschnitt des Haspelträgerabschnittes
der Bindevorrichtung vollständig nach
außen
hin abgeschirmt bzw. geschützt,
da die Haspel den als Drehachse dienenden Aussparungsabschnitt enthält sowie
erfindungsgemäß ein Abdeckabschnitt
für die Öffnung des
Aussperrungsabschnittes und ein optischer Sensor (beide) in dem Haspelträgerabschnitt
der Bindevorrichtung vorgesehen sind. Diese Abschirmung unterdrückt bzw.
eliminiert den Einfluß externer
Umgebungslichtbedingungen auf das optische Sensordetektionssystem.
Daher kann die Drehung der Haspel mit großer Genauigkeit erfaßt werden,
selbst wenn sich die atmosphärischen
Bedingungen und/oder der Einsatzort von Bindevorrichtungen im Freien
oder im Innenraum und ähnliches
verändert.
Damit kann das Auftreten von Betriebsfehlern effektiv unterdrückt bzw.
verhindert werden.
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Hierdurch
wird die Betriebssicherheit von Bindevorrichtungen erhöht, in dem
der Einfluß verschiedener
Umgebungslichtbedingungen auf den Bindevorgang ausgeschaltet wird.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.
In der Beschreibung wird auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen.
In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
strukturelle Ansicht einer erfindungsgemäßen Bindevorrichtung;
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2 eine
vergrößerte Querschnittsansicht des
hinteren Abschnittes der Bindevorrichtung;
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3 eine
perspektivische Ansicht einer Haspel und eines Haspelträgerabschnittes
der Bindevorrichtung;
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4 ein
Zeitlaufdiagramm eines entsprechenden Antriebsmechanismen mit Trigger,
Zuführmechanismus,
Schneidemechanismus und Verdrillmechanismus für einen Zyklus des Vorganges
mit der Bindevorrichtung, die den optischen Sensor und die Haspel
mit der erfindungsgemäßen optischen Sensordetektionsmarke
enthält.
Ein vertikaler Linienanstieg bezeichnet die Aktivierung eines vorgegebenen
Mechanismus, und ein vertikaler Abfall bezeichnet einen Abschluß eines
vorgegebenen Mechanismus bzw. Vorganges. Die horizontalen Linien
bedeuten die Zeit.
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Nachfolgend
werden für
dieselben Komponenten dieselben Bezugszeichen in allen Figuren verwendet.
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1 zeigt
eine Bindevorrichtung, in der Bezugszeichen 1 einen Grundkörperabschnitt
der Bindevorrichtung, 2 einen Führungsabschnitt der Bindevorrichtung
und 3 eine Haspel bzw. Spule kennzeichnet, um die ein Draht 4 gewickelt
ist. Der Grundkörperabschnitt 1 der
Bindevorrichtung enthält
ein Drahtführungsloch 5,
durch das sich der Draht 4 longitudinal erstreckt. Ferner
enthält
der Grundkörperabschnitt 1 einen
Zuführmechanismus 6 zum
Durchziehen bzw. Fördern
des Drahtes 4 von der Haspel 3 und zum Zuführen des
Drahtes 4 an den Führungsabschnitt 2,
einen Schneidemechanismus 7 zum Schneiden des Zuführdrahtes 4 an
dem vorderen Ende des Führungsauslasses
des Drahtführungsloches 5,
und einen Biege- bzw. Verdrillmechanismus 8 zum Anschlagen
eines Hakens 9 durch den Führungsabschnitt 2 rund
um den Draht 4, der rund um ein zu bindendes Objekt 30 gewunden
ist, wie z.B. ein Bewehrungs- bzw. Verstärkungseisen oder ähnlichem,
und zum Verbiegen bzw. Verdrillen des Hakens 9.
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Als
nächstes
sind ein Paar Drahthaspelhalterungsarme 10 und 11 vorgesehen,
die sich auf und von dem Grundkörperabschnitt 1 der
Bindevorrichtung erstrecken, wobei die Haspel 3 mit dem
darum gewickelten Bindedraht 4 abnehmbar und drehbar zwischen
den Armen 10 und 11 gehalten wird.
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Die
Haspel 3 umfaßt
ein Paar scheibenförmiger
Rahmenplatten 3a und einen ersten Zylinderabschnitt 3b,
der die beiden Rahmenplatten 3a verbindet. Eine Bodentrennwand 12 ist
innerhalb des Zylinderabschnitts 3b der Haspel 3 in
seiner Mitte ausgebildet. Ein zweiter Zylinderabschnitt 13 mit
einem kleineren Durchmesser als der des ersten Zylinderabschnitts 3b ist
mit einer der beiden Rahmenplatten 3a verbunden. Ein Aussparungsabschnitt 15 der Haspel 3 ist
durch einen Wandabschnitt ausgebildet, der durch die Bodentrennwand 12 und
einen Umfangswandabschnitt 14 definiert wird. Der Aussparungsabschnitt 15 bildet
sein Zentrum an oder auf der Zentralachse der Haspel 3 aus.
Radial sich erstreckende Rippen 16 sind auf der Bodentrennwand 12 vorgesehen,
wobei eine optische Sensordetektionsmarke 17 auf der Vorderseite
einer der Rippen 16 derart vorgesehen ist, daß sie exzentrisch
zur Zentralachse der Haspel 3 sitzt. Der Umfangswandabschnitt 14 umfaßt zwei
Teile, einen inneren Umfangswandabschnitt 14a mit einem
kleinen Durchmesser und einen Außenumfangswandabschnitt 14b mit
einem größeren Durchmesser.
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Als
nächstes
werden der zweite Zylinderabschnitt 13 mit dem kleinen
Durchmesser, der an einer der Rahmenplatten 3a der Bodentrennwand 12 der Haspel 3 vorgesehen
ist, und der Umfangswandabschnitt 14, der auf der anderen
Rahmenplatte der Bodentrennwand 12 ausgebildet ist, jeweils
als ein Drehachsenabschnitt bezüglich
der Bindevorrichtung angeordnet.
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Damit
ist innerhalb des vorderen Endes des Armes 10, der sich
von dem Grundkörperteil 1 der Bindevorrichtung
nach hinten erstreckt, eine Trägerachse 18 als
ein Haspelträgerabschnitt
vorgesehen, der sich in Richtung Drahthaspelhalterungsarm 11 erstreckt
und in axialer Richtung bewegbar ist. Die Haspel-Trägerachse 18 wird
in die Richtung, in die sie sich erstreckt, durch eine Feder 19 gespannt
und ist derart angeordnet, daß ein
vergrößerter Kopfabschnitt 18a,
der an ihrem vorderen Ende angebracht ist, an den zweiten Zylinderabschnitt 13 mit
dem kleinen Durchmesser der Haspel 3 an- bzw. eingepaßt werden
kann, um die Haspel 3 drehbar zu tragen.
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Andererseits
ist innerhalb des vorderen Endes des Drahthaspelhalterungsarms 11 eine
ringförmige
Auskragung 21 mit einem als Absatz geformten Abschnitt
als Haspelträgerabschnitt vorgesehen.
Die ringförmige
Auskragung 21 ist im Inneren des Außenumfangswandabschnitts 14b mit
großem
Durchmesser der Haspel 3 an- bzw. eingepaßt, um die
Haspel 3 drehbar zu tragen.
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Die
ringförmige
Auskragung 21 bedeckt die Öffnung des Aussparungsabschnittes 15 der
Haspel 3. Daher ist mit Hilfe des Umfangswandabschnitts 14 und
der Bodentrennwand 12, die den Aussparungsabschnitt 15 ausbilden,
und der ringförmigen
Auskragung 21 des Haspelträgerabschnittes im Inneren des Aussparungsabschnittes 15 ein
Leerraumabschnitt 40 ausgebildet, der vollständig nach
außen
hin abgedeckt bzw. abgeschirmt ist.
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Zum
Anbringen der Haspel 3 an den Grundkörperabschnitt 1 der
Bindevorrichtung wird die Haspel 3 zwischen den Haspelträgerabschnitten
des Grundkörperabschnittes 1 der
Bindevorrichtung eingefügt,
z.B. zwischen der Trägerachse 18 und
der ringförmigen
Auskragung 21. Die Haspel-Trägerachse 18 wird gegen
die Spannkraft der Feder 19 eingezogen, die Haspel 3 zwischen
den beiden Armen 10 und 11 eingefügt und die
ringförmige
Auskragung 21 in den Umfangswandabschnitt 14 mit
großem
Durchmesser der Haspel 3 eingepaßt. Die Haspel-Trägerachse 18 wird
dann durch die Feder 19 ausgeworfen und in den zweiten
Zylinderabschnitt 13 mit kleinem Durchmesser der Haspel 3 eingepaßt.
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Ferner
ist innerhalb der ringförmigen
Auskragung 21 des Haspelträgerabschnittes des Haspelhalterungsarms
ein optischer Sensor 22 angebracht, der aus einem lichtemittierenden
Element und einem lichtempfangenden Element besteht, derart, daß er mit
dem sich bewegenden Ziel der optischen Sensordetektionsmarke 17 der
Haspel 3 entsprechen kann.
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Bezugszeichen 23 bezeichnet
ein Steuerungsbord für
den optischen Sensor 22. Das Steuerungsbord 23 steuert
den optischen Sensor 22 derart, daß der optische Sensor 22 nur
in Betrieb sein kann während
des Betriebes des Zuführmechanismus 6 des
Drahtes 4, und außerdem
ein Pulssignal an ein Steuerungsteil 24 in dem Grundkörperabschnitt 1 der Binde vorrichtung
ausgibt, wenn der optische Sensor 22 Licht erfaßt, das
von der optischen Sensordetektionsmarke 17 der Haspel 3 reflektiert
wird.
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Der
Steuerungsteil 24 steuert den Betrieb des Zuführmechanismus 6,
des Schneidemechanismus 7 und des Biege- bzw. Verdrillmechanismus 8.
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Der
Steuerungsteil 24 betreibt zunächst, wie insbesondere in dem
Zeitlaufdiagramm in 4 gezeigt, den Zuführmechanismus 6 für eine vorgegebene
Zeitperiode, um den Führungsabschnitt 2 das Führen und
das Wickeln des Drahtes 4 in eine Schleifenform und das
Binden der Schleife des Drahtes 4 um ein zu bindendes Objekt 30,
wie z.B. ein Bewehrungs- bzw. Verstärkungseisen oder ähnlichem
zu ermöglichen.
Der Steuerungsteil 24 betreibt dann den Schneidemechanismus 7,
um den Draht 4 zu schneiden, und den Bindemechanismus 8,
um das zu bindende Objekt 30 festzubinden. Solange ein
Pulssignal von dem optischen Sensor 22 an das Steuerungsteil 24 gesendet
wird, betreibt der Steuerungsteil 24 zusätzlich die
jeweiligen Antriebsmechanismen fortlaufend, während der Steuerungsteil 24 sofort
den Betrieb des Schneidemechanismus stoppt, der dem Zuführmechanismus 6 nachfolgt,
wenn kein Pulssignal während
der Betriebszeit des Zuführmechanismus 6 empfangen
wird.
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Gemäß der obigen
Beschreibung wird der Draht 4 während eines normalen Drahtbinde-Arbeitsvorganges
von der Haspel 3 durchgezogen, wenn der Zuführmechanismus 6 betrieben
wird. Folglich wird die Haspel 3 um die Achse der oben
genannten Abschnitte 13, 14 gedreht. In diesem
Fall erfaßt
der optische Sensor 22 das reflektierte Licht von der optischen
Sensordetektionsmarke 17, da sichergstellt ist, daß die optische
Sensormarke 17 der Haspel 3 dem optischen Sensor 22 während der
Betriebszeit des Zuführmechanismus 6 gegenüberliegt.
Daher wird nach dem Betrieb des Zuführmechanismus 6 der Schneidemechanismus 7 und
der Biege- bzw. Verdrillmechanismus 8 so betrieben, daß das zu
bindende Objekt 30 gebunden wird.
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Andererseits
hört die
Haspel 3 auf zu rotieren, wenn der Vorrat an Draht 4 auf
der Haspel 3 leergeräumt,
erschöpft
oder ausgenutzt ist, und damit hört
zur selben Zeit auch die optische Sensordetektionsmarke 17 auf
zu rotieren. In diesem Fall kann der optische Sensor 22 kein
reflektiertes Licht von der optischen Sensordetektionsmarke 17 erfassen,
da die optische Sensordetektionsmarke 17 nicht zu einer
dem optischen Sensor 22 gegenüberliegenden Position bewegt
wird, und somit wird kein Pulssignal emittiert oder ausgesendet.
Wenn kein Pulssignal von dem optischen Sensor 22 an dem
Steuerungsteil 24 empfangen wird, wird dann der Schneidemechanismus 7,
der dem Zuführmechanismus 6 folgt,
zum Stoppen gebracht. Daher ist ein Bedienungsmann in der Lage zu
erkennen, daß der
Vorrat an Draht 4 ausgeräumt worden ist, wobei zur selben
Zeit das letzte Stück
Draht 4 nicht geschnitten worden ist, sondern so verbleibt,
wie es aus dem vorderen Abschnitt der Bindevorrichtung herausbewegt
wurde. Wenn der Draht 4 aus dem vorderen Abschnitt herausgezogen wird,
kann somit dann der Draht 4 innerhalb des Drahtführungsloches 5 der
Bindevorrichtung entfernt werden.
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Die
optische Sensordetektionsmarke 17 innerhalb des Aussparungsabschnittes 15 ist
ebenso völlig
frei von Einflüssen
der äußeren Umgebung,
da der Aussparungsabschnitt 15 der Haspel 3 vollständig nach
außen
hin dank des Abdeckabschnittes (ringförmige Auskragung 21)
des Haspelträgerabschnittes
der Bindevorrichtung abgedeckt ist. Aus diesem Grund kann die Drehung
der Haspel 3 genau erfaßt und dabei das Auftreten
von Betriebsfehlern effektiv verhindert werden, selbst wenn sich
die atmosphärische
Bedingung und/oder der Einsatzort der Bindevorrichtung im Freien
oder im Innenraum und ähnliches
verändern.
Es kann ebenfalls angenommen werden, daß die optische Sensordetektionsmarke 17 der
Haspel 3 an einer dem optischen Sensor 22 gegenüberliegenden
Position gestoppt wird. Deshalb wird bevorzugt, daß der optische
Sensor 22 so eingestellt wird, daß er in diesem Fall kein Pulssignal
ausgibt.
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Die
Anzahl der optischen Sensordetektionsmarken 17 ist nicht
auf 1 beschränkt.
Zwei oder mehrere optische Sensor detektionsmarken 17 können verwendet
werden oder sie können
auf beiden Seiten der Haspel 3 angeordnet werden. Ebenso
kann die ringförmige
Auskragung 21 des Haspelträgerabschnitts der Bindevorrichtung
so angeordnet werden, daß sie
an die Außenseite
des Umfangswandabschnittes 14 des Aussparungsabschnittes 15 der
Haspel 3 an- bzw. eingepaßt werden kann.
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Im
Ergebnis wird eine Haspel 3 zum Halten eines Bindedrahtes
geschaffen, die an den Außenseiten
von zumindest einer von zwei Rahmenplatten einen Aussparungsabschnitt 15 enthält, der
aus einem Umfangswandabschnitt 14 mit seinem Zentrum auf
der Achse der Haspel 3 und aus einer Bodentrennwand 12 besteht.
Eine optische Sensordetektionsmarke 17 ist in dem Aussparungsabschnitt 15 so bereitgestellt,
daß die
Marke 17 exzentrisch zur Achse der Haspel 3 angebracht
ist. Der Umfangswandabschnitt 14 des Aussparungsabschnittes 15 ist als
ein drehbarer Achsabschnitt ausgebildet, der drehbar von dem Haspelträgerabschnitt
der Bindevorrichtung getragen wird. Da der Aussparungsabschnitt 15 vollständig durch
den Haspelträgerabschnitt
der Bindevorrichtung abgedeckt bzw. abgeschirmt wird, ist die optische
Sensordetektionsmarke 17, die in dem Aussparungsabschnitt 15 vorgesehen ist,
völlig
frei von Einflüssen
der äußeren Umgebung. Daher
kann die Drehung der Haspel 3 genau erfaßt werden,
um damit effektiv Betriebsfehler zu vermeiden, sogar wenn die atmosphärische Bedingung und/oder
der Einsatzort der Bindevorrichtung im Freien oder im Innenraum
oder ähnliches
sich verändern.
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- 1
- Grundkörperabschnitt
der Bindevorrichtung,
- 2
- Führungsabschnitt
der Bindevorrichtung,
- 3
- Haspel,
- 3a
- scheibenförmige Rahmenplatte
der Haspel,
- 3b
- erster
Zylinderabschnitt der Haspel,
- 4
- Draht
- 5
- Drahtführungsloch
der Bindevorrichtung,
- 6
- Zuführmechanismus
der Bindevorrichtung,
- 7
- Schneidemechanismus
der Bindevorrichtung,
- 8
- Bindemechanismus
der Bindevorrichtung,
- 9
- Haken,
- 10
- Haspelhalterungsarm
der Bindevorrichtung,
- 11
- Haspelhalterungsarm
der Bindevorrichtung,
- 12
- Bodentrennwand
der Haspel,
- 13
- zweiter
Zylinderabschnitt der Haspel,
- 14
- Umfangswandabschnitt
der Haspel,
- 14a
- Innenumfangswandabschnitt,
- 14b
- Außenumfangswandabschnitt,
- 15
- Aussparungsabschnitt
der Haspel,
- 16
- radial
sich erstreckende Rippen,
- 17
- optische
Sensordetektionsmarke,
- 18
- Trägerachse
der Bindevorrichtung,
- 18a
- vergrößerter Kopfabschnitt
der Achse,
- 19
- Feder,
- 21
- ringförmige Auskragung,
- 22
- optischer
Sensor,
- 23
- Steuerungsbord
des optischen Sensors,
- 24
- Steuerungsteil,
- 30
- zu
bindendes Objekt und
- 40
- Leerraumabschnitt.