EP2897744B1 - Vorrichtung und verfahren zum automatischen verdrillen von metalldrähten, insbesondere zum verbinden benachbarter, vorzugweise sich überkreuzender strukturelemente - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum automatischen verdrillen von metalldrähten, insbesondere zum verbinden benachbarter, vorzugweise sich überkreuzender strukturelemente Download PDF

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EP2897744B1
EP2897744B1 EP13741751.5A EP13741751A EP2897744B1 EP 2897744 B1 EP2897744 B1 EP 2897744B1 EP 13741751 A EP13741751 A EP 13741751A EP 2897744 B1 EP2897744 B1 EP 2897744B1
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EP
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wire
wire guide
arcuate
twisting
passage hole
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EP2897744A1 (de
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Günther Horn
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Wobben Properties GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F15/00—Connecting wire to wire or other metallic material or objects; Connecting parts by means of wire
    • B21F15/02—Connecting wire to wire or other metallic material or objects; Connecting parts by means of wire wire with wire
    • B21F15/04—Connecting wire to wire or other metallic material or objects; Connecting parts by means of wire wire with wire without additional connecting elements or material, e.g. by twisting
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/12—Mounting of reinforcing inserts; Prestressing
    • E04G21/122—Machines for joining reinforcing bars
    • E04G21/123—Wire twisting tools

Definitions

  • the present invention relates to a device for automatically twisting metal wires, in particular for connecting adjacent, preferably crossing, structural elements.
  • a structural element is understood to mean an elongate body which has a round or polygonal, for example quadrangular, cross section. Examples of such structural elements are, for example, tubes, rods or carriers, as they are widely used in all sectors of industry.
  • wire rope bundles so-called strands, or prestressing strands, which are used inter alia for the production of reinforcing baskets for prestressed concrete elements.
  • Reinforcing baskets have a latticed structure of (steel) strands.
  • the lattice-like structure is achieved by interposing strands in a first direction and strands in a second direction crossing each other. In the area in which they intersect, the so-called twisting area, the position of the strands is fixed to each other by means of a metal wire.
  • the metal wire is wrapped around the twist portion of the strands, forming a loop.
  • the two ends of the Wires are then twisted against each other several times until the loop of the wire is sufficiently narrow to fix the two crossing strands or generally the intersecting structural elements to each other.
  • reinforcing baskets consist of a plurality of strands and consequently a large number of twisting areas is present
  • many wires have to be twisted for the production of a reinforcing basket. So far, this is done exclusively in manual work. Since the wires to be used for twisting must also have a certain stability, this action is exhausting for the corresponding persons and also very time-consuming. Due to the manual nature of the twist, unevenly twisted wires also occur. Although this is not serious from the point of view of quality assurance due to the large number of twists made, a higher repeatability in twisting wires over adjacent, preferably crossing structural elements would be desirable.
  • the present invention has the object to provide an apparatus and a method which overcome the disadvantages described above.
  • the invention solves the underlying object in a device of the type mentioned in that it is designed according to the features of claim 1.
  • the invention solves the problem in particular by providing a device for automatic twisting of metal wires, in particular for connecting adjacent, preferably crossing structural elements, with a wire feeder for feeding wire, preferably endless wire, into the device, a wire guide arc which selectively releases one and closable opening and is adapted to guide the supplied wire in the closed position along the wire guide arc from a first side of the wire guide arc to a relative to the opening opposite second side of the wire guide arc, a Switzerlandschlitten, which is adapted to the supplied Detecting wire on the first side of the wire guide arc and with the wire guide bow closed along the wire guide arc to the second side of the wire guide arc pull and a twisting unit, which is adapted to detect the supplied wire on both sides of the wire guide arc and to twist by means of a rotary motion.
  • the invention makes use, in particular, of the finding that an automation of twisting contributes significantly to fatigue-free work, since in particular twisting is cumbersome.
  • the invention goes further still further by providing a device which also allows the wire to be passed around the twisting area of two or more adjacent, preferably intersecting structural elements, thereby achieving a significant acceleration of the overall operation.
  • the interplay of automated wire-routing and automated twisting is based on the following guiding principles: The wire is moved along a wire guide arc to ensure a high repeat accuracy with regard to looping through the wire. In order to be able to arrange the wire guide arc, which is formed on the device in the twisting area enclosing manner, an opening of the wire guide arc is provided.
  • the device of the invention thus allows by opening and closing the wire guide arc, the wire guide arc to the twisting region of two structural elements
  • the movable pulling carriage then makes it possible to guide the wire fed on one side of the wire guide arc around the twisting area along the wire guide arc with the wire guide bow closed.
  • the twisting unit can then handle the wire wound around the twisting area of the pulling carriage detect both sides of the twisting region or on both sides of the wire guide arc and, for example by means of a rotary drive, perform the twisting.
  • the wire guide arc is tongs-like, and the selectively releasable and closable opening is proximal to the device.
  • proximal is understood - with reference to the operating orientation of the device - to be the end of the device facing the structural elements to be connected.
  • the invention is advantageously further developed in that the twisting unit has a first wire feedthrough hole and a second wire feedthrough hole, wherein the wire feed is adapted to feed the supplied wire through the first wire feedthrough hole.
  • the twisting unit has a first wire feedthrough hole and a second wire feedthrough hole, wherein the wire feed is adapted to feed the supplied wire through the first wire feedthrough hole.
  • the pulling carriage is configured to pass the wire drawn toward the second side of the wire guide arc through the second wire passing hole such that the wire forms a loop from the first to the second through hole.
  • the advantage of this embodiment is in particular the preparation of the detection by the twisting unit on the second side of the wire guide arc in one operation by means of the pull slide in guiding the wire along the wire guide arc. As soon as the loop is formed by the wire, it is immediately inserted and guided into the second wire feed-through hole of the twisting unit.
  • the device according to the invention comprises a clamping device, which is preferably arranged on the first or second side of the wire guide arc and which is arranged for holding the wire passed through the first wire feedthrough hole or for holding the wire passed through the second wire feedthrough hole.
  • the clamping device is adapted to fix the wire after forming the loop over the twisting region of the two structural elements, so that the twisting can be further prepared by the twisting unit.
  • the device according to the invention comprises a drive means for wire conveying, wherein the drive means is adapted to promote the carried out by the second wire feedthrough hole, held by the clamping device wire to shorten the loop formed to a predetermined extent.
  • the drive means is adapted to promote the carried out by the second wire feedthrough hole, held by the clamping device wire to shorten the loop formed to a predetermined extent.
  • the plane in which the points at which the wire on the first and second sides of the wire guide arc is grasped by the twisting unit is assumed. This plane is preferably perpendicular to the axis of rotation of the twisting unit.
  • the drive means of the wire feed wherein the drive means is adapted to promote the wire either in the feed direction or counter to the feed direction.
  • the conveying direction is primarily dependent on which of the two sides of the wire guide arc, the clamping device is arranged and holds the wire.
  • the drive means on a drive member which is driven by a motor and is coupled to the Werschlitten such that the Werschlitten selectively from the first side of the wire guide arc to the second side of the wire guide arc out and from the second side of the wire guide arc to the first side of the wire guide bow is movable.
  • the twisting unit has two gear wheels arranged coaxially with one another through which the first and second feedthrough holes extend completely through each other and wherein the two gear wheels can be driven both in opposite directions and in the same direction.
  • the two coaxially arranged gears are arranged directly adjacent to each other. An opposite driving of the two gears preferably causes jamming of the wire passing through the first and second wire penetrating holes. This allows the detection of the wire by the twisting unit.
  • the drive is preferably realized by means of a servo motor.
  • the two gears are preferably drivable in the same direction, in such a way that the clamping is maintained while the gears rotate in synchronism to the twist by means of a rotation of the two Wire feedthrough holes around a common axis of rotation bring about.
  • the device according to the invention comprises a cutting body, which is arranged for separating the wire within the device and adapted to separate the wire on the first side of the wire guide arc and / or on the second side of the wire guide arc.
  • a cutting body which is arranged for separating the wire within the device and adapted to separate the wire on the first side of the wire guide arc and / or on the second side of the wire guide arc.
  • the device according to the invention thus permits, in a single, continuous operation, the feeding of wire, wrapping of the wire around a composite of structural elements to be twisted, separation of the twisted wire section from a feed-side wire section, and finally twisting of the wire.
  • the cutting body is preferably formed as a sharp-edged cutting edge within the device, which is arranged adjacent to the wire passed through the device.
  • one or both of the gears of the twisting unit have the cutting edge (s) which is or are formed on the one or more gears such that the separation takes place when the twisting movement begins.
  • the invention further relates to the use of a device according to one of the preferred embodiments described above for the automatic twisting of metal wires, in particular for connecting adjacent, preferably crossing structural elements, for producing a reinforcement cage for a tower element of a wind turbine.
  • the device has in particular: a wire feed for feeding wire, preferably endless wire, into the apparatus, a wire guide sheet having a selectively openable and closable opening and adapted to move the supplied wire in the closed position along the wire guide arc from a first side of the wire guide sheet to a wire guide arc; relative to the opening opposite the second side of the wire guide arc, a pulling carriage adapted to catch the supplied wire on the first side of the wire guide arc and pull it towards the second side of the wire guide arc, and a twisting unit adapted thereto is to detect the supplied wire on both sides of the wire guide arc and to twist by means of a rotary motion.
  • the reinforcing cage has, as the first and second structural elements, a plurality of first and second prestressing strands which are arranged to cross one another.
  • the tension strands can optionally be intertwined, which is the Positioning the tensioning strands before twisting the wire facilitates and increases the stability of the basket.
  • a device 1 for automatically twisting metal wires is shown.
  • the device 1 has a base body 3.
  • a wire guide sheet 5 is arranged at a proximal end of the device 1.
  • the wire guide sheet 5 has a substantially centrally disposed between a first side 9 of the wire guide sheet 5 and a second side 11 of the wire guide sheet 5 closable and releasable opening 7.
  • the first side 9 of the wire guide arc is fixed relative to the base body 3, while the second side 11 of the wire guide arc 5 is deflectable by means of a lever kinematics 15 such that the opening 7 of the in Fig. 1 shown closure position is moved to a release position ( Fig. 2 ).
  • the lever kinematics 15 is driven by a pneumatic cylinder 17 in the embodiment shown.
  • the wire guide arc 5 is formed substantially like a pliers and has in the interior of the two sides 9, 11 of the wire guide arc a region 27 for receiving adjacent, preferably crossing structural elements.
  • the wire guide arc 5 has a substantially 13 extending along the entire arc slot.
  • the slot 13 divides the first side 9 of the wire guide arc into two partial arches 9a, 9b. in an analogous manner, the slot 13 divides the second side 11 of the wire guide arc 5 into two partial arcs 11a, 11b.
  • the slot 13 is adapted to receive a pull slide 23 which is movable along the wire guide arc and guided by a guide groove 29 disposed inside the wire guide arc.
  • a twisting unit 25 is arranged at a wire guide arc 5 opposite end of the region 27.
  • the twisting unit 25 is adapted to receive and grasp the wire guided along the wire guide arc 5 and is further adapted to twist it by rotation about a rotation axis X.
  • a drive chain 19 is arranged, which extends partially from the housing or base 3 of the device 1 out.
  • the drive chain has a plurality of guide pins 21 which are adapted to stabilize and guide the drive chain 19 under shear load.
  • the same reference numerals are given for similar or identical elements. With regard to the description of these elements, reference is therefore made to the other figures in each figure.
  • the wire guide arc 5 is brought by lateral pivoting of the second side 11 of the wire guide arc in a position in which the opening 7 of the wire guide arc 5 is released.
  • the opening allows embracing two or more adjacent, preferably crossing structural elements, for example two or more tension strands to twist them.
  • Fig. 3 allows a view of the interior of the device 1.
  • the wire to be twisted is fed in a plurality of supply channels 31a, 31b by means of a drive means 49 in the direction of the wire guide sheet 5.
  • the drive means 49 has a piston 50, which deflects a first coupling member 52 and a second coupling member 53 in such a way that a clamping member 51, through which the wire is also passed, clamps it to the drive means 49.
  • a promotion of the wire in the feed direction and counter to the feed direction is possible.
  • the pulling carriage 23 is coupled to the drive chain 19.
  • the movement of the drive chain 19 in both drive directions is ensured by means of a drive pinion 33, which is arranged drivable on the base body 3 of the device.
  • a drive pinion 33 which is arranged drivable on the base body 3 of the device.
  • the twisting unit 25 ( Figures 3 . 4 ) has two coaxial with each other and immediately adjacent gears 37, 39, through which in each case completely a first wire feedthrough hole 43 and a second wire feedthrough hole 45 extends completely therethrough.
  • the first and second wire feedthrough hole 43, 45 are preferably arranged diametrically opposite to the axis of rotation of the two gears 37, 39 and adapted to receive the wire.
  • the wire is passed through the first wire feedthrough hole 43 on the first side 9 of the wire guide sheet 5 by means of the drive means 49 and passed through the second wire feedthrough hole 45 by the pull slide 23 on the second side 11 of the wire guide sheet 5.
  • a second clamping device 46 is adapted to clamp the wire, thereby shortening the loop by conveying the wire back through the drive means 49 when moving back from the second side 11 of the wire guide sheet 5 in the direction of the first Page 9 can be done.
  • the drive and further details of the twisting unit 25 are also in Fig. 4 shown.
  • the clamping device 41 of the pulling carriage 23 is preferably designed such that a first slide 36 for detecting and clamping the wire by the pulling carriage 23 deflects a second slide 38 when deflected from a release position, softer causes a jamming of the wire.
  • the coupling of the first slider 36 with the second slider is preferably carried out by means of two matched slated planes, which allow sliding of the slides 36, 38 together and define the direction of movement of the slide.
  • the first slider 36 is preferably arranged in such a way on the pull slide that it is moved towards a shoulder 40 when the pull slide 23 moves from the first side to the second side.
  • the heel 40 and the slider 36 are first brought into contact with each other as the traction carriage 23 approaches its end position on the second side.
  • Upon further approach of the traction slide 23 to its final position on the second side of the paragraph 40 presses against the slide and displaces it from its relative position on the Ceischlitten 23 in the direction of his (in FIG. 3 shown) release position.
  • the first gear 37 of the twisting unit 25 is driven by means of a first gear 47.
  • the second gear 39 of the twisting unit 25 is driven by means of a second gear 48.
  • Gear 47 and 48 are connected by torsion shafts 55, 57 each having a servomotor.
  • the first gear 37 and the second gear 39 are by means of the gears 47, 48 either opposite or can be driven in the same direction.
  • the motors are preferably driven so that a co-driving of the gears 37, 38 takes place, such that the clamping of the wire is maintained.
  • the wire feedthrough holes 43,45 are formed as elongated holes, wherein the elongated holes extend along curved paths.
  • the cam tracks in the first gear 37 are not congruent with the cam tracks in the second gear 47.
  • the curved paths are formed as circular arc sections, wherein the circular arc sections associated circle centers are arranged eccentrically with respect to the respective gear. This ensures that the clamping is made particularly gentle against each other in relative movement of the gears, since the slots formed as wire guide holes only gradually from their congruent position with each of the other gear associated portion of the wire feedthrough hole are brought.
  • the gears 37,47 each have a plurality of holes sets of wire feedthrough holes. It is expected that over time, wear will occur at the hole edges due to the clamping force application. Gears with several sets of holes then have the advantage that no complete change is necessary, but only the "advancing" the gears to the next set of holes.
  • Fig. 4 shown is a possible embodiment of a clamping device 41 within the traction slide 23. This is in accordance with Fig. 4 performed by a rotatable pin that can taper or close the passage for the supplied wire.
  • the device 1 With reference to the FIGS. 1 to 4 below is a brief outline of the operation of the device 1 according to the invention.
  • two or more structural elements such as tension strands
  • the device 1 approximated to the twist area.
  • the second side 11 of the wire guide arc 5 is opened by actuation of the lever kinematics 15 such that the opening 7 is released.
  • the adjacent, preferably crossing, structural elements are introduced into the inner region 27 of the wire guide arc or are guided around it like a pair of tongs.
  • the wire is fed in the direction of the draw slot 23 either manually or by means of a drive means such as the drive means 49.
  • the wire is grasped by the pull slide 23 by means of a clamping device 41 and guided from the first side 9 of the wire guide bend 5 in the direction of the second side 11 of the wire guide bend.
  • the pull slide 23 is already partially moved along the first side 9 of the wire guide arc 5 before the wire guide arc 5 has completely settled around the structural elements and the opening 7 is closed again.
  • the pulling slide 23 is completely on the second side 11 of the wire guide bow method, where a transfer of the detected by the Switzerlandschlitten 23 wire to the second feedthrough opening 45 of the twisting unit 25 takes place. Even before feeding the wire, it has also been passed through the first wire guide opening 43 of the twisting unit 25.
  • the wire forming a loop is clamped by means of a wire clamp 46.
  • the pulling carriage 23 is released from the wire and moves partially or completely back to its original position on the first side of the wire guide sheet 5 (for example, according to FIG Fig. 1 ) back.
  • the length of the formed wire loop is preferably shortened to a predetermined extent, which depends on the distance between the two wire lead-through openings 43, 45 and the required minimum loop length again according to the thickness of the structural elements.
  • the shortening of the loop is preferably carried out by means of the drive means 49 or by re-detecting the wire by the pulling slide 23, if this is not yet completely in the position on the first side 9 of the wire guide arc 5 Fig. 1 ), and subsequent return transport by means of the pull slide.
  • the gears 37, 39 are first driven in opposite directions by means of the gears 47, 48 and the motors connected to them, until a sufficient clamping within the twisting unit 25 is obtained.
  • the gears 37, 39 are then driven in the same direction, and the wire is preferably separated within the device 1 by means of a cutting body, for example by means of one or more cutting edges on the gears.
  • the twisting unit 25 performs a twisting movement about the axis X following the separation. After the desired number of revolutions, the opening 7 is released again and the device 1 is removed from the twisting area, for example to perform a next twisting operation.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Verdrillen von Metalldrähten, insbesondere zum Verbinden von benachbarten, vorzugsweise sich überkreuzenden Strukturelementen. Unter einem Strukturelement wird im Rahmen der Erfindung ein länglicher Körper verstanden, der einen runden oder polygonalen, beispielsweise viereckigen Querschnitt aufweist. Beispiele für solche Strukturelemente sind beispielsweise Rohre, Stäbe oder Träger, wie sie vielfach in allen Bereichen der Industrie verwendet werden. Auch unter den Begriff Strukturelement fallend werden Drahtseilbündel, sogenannte Litzen, oder Spannlitzen, angesehen, welche unter anderem zur Herstellung von Bewehrungskörben für Spannbetonbauelemente verwendet werden.
  • Ein typisches Einsatzgebiet für Vorrichtungen der eingangs genannten Art ist die Herstellung von solchen Bewehrungskörben, bspw. für Spannbetonelemente. Bewehrungskörbe weisen eine gitterartige Struktur aus (Stahl-)Litzen auf. Die gitterartige Struktur wird erreicht, indem Litzen in einer ersten Richtung und Litzen in einer zweiten Richtung einander überkreuzend angeordnet werden. In dem Bereich, in welchem sie sich kreuzen, dem sogenannten Verdrillungsbereich, wird die Position der Litzen zueinander mittels eines Metalldrahts fixiert. Der Metalldraht wird um den Verdrillungsbereich der Litzen herumgelegt, wodurch eine Schlaufe gebildet wird. Die beiden Enden des Drahts werden sodann mehrfach gegeneinander verdrillt, bis die Schlaufe des Drahts hinreichend eng ist, um die beiden sich überkreuzenden Litzen bzw. allgemein die sich überkreuzenden Strukturelemente zueinander zu fixieren.
  • Alternativ zu einer überkreuzenden Anordnung mehrerer Strukturelemente werden auch häufig allgemein benachbarte Strukturelemente mittels Verdrillen von Drähten um die benachbarten Strukturelemente herum befestigt. Das Prozedere vollzieht sich mit Ausnahme der anderen Orientierung der Strukturelemente im Wesentlichen wie vorstehend beschrieben.
  • Da beispielsweise Bewehrungskörbe aus einer Vielzahl von Litzen bestehen und demzufolge auch eine große Anzahl Verdrillungsbereiche vorhanden ist, müssen für die Herstellung eines Bewehrungskorbes sehr viele Drähte verdrillt werden. Bislang geschieht dies ausschließlich in manueller Arbeit. Da auch die für das Verdrillen zu verwendenden Drähte eine gewisse Stabilität aufweisen müssen, ist diese Tätigkeit kraftraubend für die entsprechend tätigen Personen und zudem sehr zeitaufwendig. Aufgrund des manuellen Charakters der Verdrillung kommt es auch zu ungleichmäßig verdrillten Drähten. Dies ist zwar aufgrund der Vielzahl der vorgenommenen Verdrillungen aus Sicht der Qualitätssicherung nicht schwerwiegend, allerdings wäre eine höhere Wiederholgenauigkeit beim Verdrillen von Drähten über benachbarten, vorzugsweise sich überkreuzenden Strukturelementen wünschenswert.
  • Aus WO 96/00135 A1 ist eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt.
  • Demzufolge lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, welche die vorstehend beschriebenen Nachteile beheben.
  • Die Erfindung löst die ihr zugrunde liegende Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, indem diese gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 ausgebildet ist. Die Erfindung löst die Aufgabe insbesondere, indem sie eine Vorrichtung zum automatischen Verdrillen von Metalldrähten, insbesondere zum Verbinden benachbarter, vorzugsweise sich überkreuzender Strukturelemente angibt, mit einer Drahtzuführung zum Zuführen von Draht, vorzugsweise Endlosdraht, in die Vorrichtung, einem Drahtführungsbogen, welcher eine selektiv freigeb- und verschließbare Öffnung aufweist und dazu eingerichtet ist, den zugeführten Draht in der geschlossenen Position entlang des Drahtführungsbogens von einer ersten Seite des Drahtführungsbogens zu einer bezogen auf die Öffnung gegenüberliegenden zweiten Seite des Drahtführungsbogens zu führen, einem Zugschlitten, welcher dazu eingerichtet ist, den zugeführten Draht auf der ersten Seite des Drahtführungsbogens zu erfassen und bei geschlossenem Drahtführungsbogen entlang des Drahtführungsbogens zu der zweiten Seite des Drahtführungsbogens hin zu ziehen, und einer Verdrilleinheit, die dazu eingerichtet ist, den zugeführten Draht auf beiden Seiten des Drahtführungsbogens zu erfassen und mittels einer Rotationsbewegung zu verdrillen.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und bevorzugte Ausführungsformen und Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
  • Die Erfindung macht sich insbesondere die Erkenntnis zunutze, dass eine Automatisierung des Verdrillens maßgeblich dazu beiträgt, ermüdungsfreier zu arbeiten, da insbesondere das Verdrillen kraftaufwendig ist.
  • Die Erfindung geht allerdings darüber hinaus noch weiter, indem sie eine Vorrichtung bereitstellt, die auch das Herumführen des Drahtes um den Verdrillungsbereich zweier oder mehrerer benachbarter, vorzugsweise sich überkreuzender Strukturelemente automatisiert ermöglicht, wodurch eine signifikante Beschleunigung des gesamten Arbeitsvorgangs erreicht wird. Das Zusammenspiel eines automatisierten Herumführens des Drahtes und des automatisierten Verdrillens beruht auf folgenden Leitgedanken: Der Draht wird entlang eines Drahtführungsbogens bewegt, um eine hohe Wiederholgenauigkeit hinsichtlich der Schlaufenbildung durch den Draht zu gewährleisten. Um den Drahtführungsbogen, der an der Vorrichtung ausgebildet ist, in den Verdrillungsbereich umschließender Weise anordnen zu können, ist eine Öffnung des Drahtführungsbogens vorgesehen. Dies erlaubt auch bei schwer zugänglichen Verdrillungsbereichen, wie sie beispielsweise bei Bewehrungskörben für Spannbetonbauelemente zu finden sind, ein einfaches Annähern der Vorrichtung an den Verdrillungsbereich, Umgreifen des Verdrillungsbereiches mit einem geöffneten Drahtführungsbogen und Umschließen des Verdrillungsbereiches durch Schließen der Öffnung. Die Betriebsweise ist beispielsweise ähnlich einer Zange. Weiterhin zeichnet sich die Erfindung darin aus, dass der Draht entlang des Drahtführungsbogens von dem Zugschlitten gezogen wird. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines ziehenden Führens des Drahtes entlang des Drahtführungsbogens ist für weiche Drähte anwendbar, die ein besseres Verdrillen ermöglichen als Drähte aus hartem Material.. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es somit durch Öffnen und Schließen des Drahtführungsbogens, den Drahtführungsbogen um den Verdrillungsbereich zweier Strukturelemente zu legen, und der bewegbare Zugschlitten ermöglicht es sodann, den auf einer Seite des Drahtführungsbogens zugeführten Draht bei geschlossenem Drahtführungsbogen um den Verdrillungsbereich entlang des Drahtführungsbogens herumzuführen. Die Verdrilleinheit schließlich kann sodann den um den Verdrillungsbereich von dem Zugschlitten herumgeführten Draht auf beiden Seiten des Verdrillungsbereichs bzw. auf beiden Seiten des Drahtführungsbogens erfassen und, beispielsweise mittels eines rotatorischen Antriebs, das Verdrillen durchführen.
  • Vorzugsweise ist der Drahtführungsbogen zangenartig ausgebildet, und die selektiv freigeb- und verschließbare Öffnung ist proximal an der Vorrichtung angeordnet. Unter "proximal" wird hierbei - bezogen auf die Bedienausrichtung der Vorrichtung - das den zu verbindenden Strukturelementen zugewandte Ende der Vorrichtung verstanden.
  • Die Erfindung wird dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass die Verdrilleinheit ein erstes Drahtdurchführungsloch und ein zweites Drahtdurchführungsloch aufweist, wobei die Drahtzuführung dazu eingerichtet ist, den zugeführten Draht durch das erste Drahtdurchführungsloch durchzuführen. Somit kann schon beim Zuführen des Drahtes in Richtung des Drahtführungsbogens das spätere Erfassen des Drahtes durch die Verdrilleinheit vorbereitet werden. Durch das Durchführen durch das Durchführungsloch ist der Draht bereits von der Verdrilleinheit erfassbar.
  • Weiter vorzugsweise ist der Zugschlitten dazu eingerichtet, den zu der zweiten Seite des Drahtführungsbogens hingezogenen Draht derart durch das zweite Drahtdurchführungsloch durchzuführen, dass der Draht eine Schlaufe von dem ersten zu dem zweiten Durchführungsloch bildet. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist insbesondere das Vorbereiten des Erfassens durch die Verdrilleinheit auf der zweiten Seite des Drahtführungsbogens in einem Arbeitsgang mittels des Zugschlittens beim Herumführen des Drahtes entlang des Drahtführungsbogens. Sobald die Schlaufe von dem Draht gebildet ist, wird dieser sogleich auch in das zweite Drahtdurchführungsloch der Verdrilleinheit ein- und dort hindurchgeführt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Klemmeinrichtung auf, die vorzugsweise auf der ersten oder zweiten Seite des Drahtführungsbogens angeordnet ist und die zum Festhalten des durch das erste Drahtdurchführungsloch durchgeführten Drahts eingerichtet ist oder zum Festhalten des durch das zweite Drahtdurchführungsloch durchgeführten Drahts eingerichtet ist. Insbesondere ist die Klemmeinrichtung dazu angepasst, den Draht nach dem Bilden der Schlaufe über den Verdrillungsbereich der beiden Strukturelemente hinweg zu fixieren, damit das Verdrillen durch die Verdrilleinheit weiter vorbereitet werden kann.
  • Weiter vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Antriebsmittel zur Drahtförderung auf, wobei das Antriebsmittel dazu eingerichtet ist, den durch das zweite Drahtdurchführungsloch durchgeführten, von der Klemmeinrichtung festgehaltenen Draht zu fördern, um die gebildete Schlaufe auf ein vorbestimmtes Maß zu verkürzen. Beim Verdrillen des erfassten Drahtes mittels der Verdrilleinheit wird der Abstand zwischen der durch die Verdrillung erzeugten Einschnürung und den zu verdrillenden Strukturelementen mit jeder Umdrehung geringer. Um eine ausreichende Fixierung der Strukturelemente zu erreichen, ist eine gewisse Mindestanzahl von Verdrillungen erforderlich. Um auf der anderen Seite möglichst wenig Drahtverbrauch zu erreichen, soll die Anzahl der durchgeführten Verdrillungen ein maximales Maß nicht überschreiten. Deswegen wird es bevorzugt, den Abstand zwischen der Verdrilleinheit und den Strukturelementen durch Verkürzen der Drahtschlaufe vor dem Verdrillen zu limitieren und zu definieren. Als besonders bevorzugt hat sich herausgestellt, eine Schlaufenlänge einzustellen, die zwischen der Verdrilleinheit und den zu verbindenden Strukturelementen einen lichten Abstand übrig lässt, welcher dem Stichmaß zwischen dem ersten Drahtdurchführungsloch und dem zweiten Drahtdurchführungsloch entspricht.
  • Als Bezugspunkt für die Verdrilleinheit wird bei der Bestimmung des Abstandes diejenige Ebene angenommen, in welcher die Punkte liegen, an denen der Draht auf der ersten und zweiten Seite des Drahtführungsbogens von der Verdrilleinheit erfasst ist. Diese Ebene liegt vorzugsweise senkrecht zu der Rotationsachse der Verdrilleinheit.
  • Es wird alternativ bevorzugt, das Antriebsmittel der Drahtzuführung zuzuordnen, wobei das Antriebsmittel dazu eingerichtet ist, den Draht wahlweise in Zuführungsrichtung oder entgegen der Zuführungsrichtung zu fördern. Die Förderungsrichtung wird in erster Linie davon abhängig gemacht, auf welcher der beiden Seiten des Drahtführungsbogens die Klemmeinrichtung angeordnet ist und den Draht festhält.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Antriebsmittel ein Antriebsglied auf, welches motorisch antreibbar ist und mit dem Zugschlitten derart gekoppelt ist, dass der Zugschlitten wahlweise von der ersten Seite des Drahtführungsbogens zu der zweiten Seite des Drahtführungsbogens hin und von der zweiten Seite des Drahtführungsbogens zu der ersten Seite des Drahtführungsbogens hin verfahrbar ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Verdrilleinheit zwei koaxial zueinander angeordnete Zahnräder auf, durch welche sich das erste und zweite Durchführungsloch jeweils vollständig hindurch erstrecken und wobei die beiden Zahnräder sowohl gegenläufig als auch gleichläufig antreibbar sind. Vorzugsweise sind die beiden koaxial angeordneten Zahnräder unmittelbar zueinander benachbart angeordnet. Ein gegenläufiges Antreiben der beiden Zahnräder bewirkt vorzugsweise ein Verklemmen des durch das erste und zweite Drahtdurchführungsloch durchgeführten Drahtes. Dies ermöglicht das Erfassen des Drahtes durch die Verdrilleinheit. Der Antrieb wird vorzugsweise mittels jeweils eines Servomotors realisiert.
  • Sobald durch den gegenläufigen Antrieb der Zahnräder eine ausreichende Verklemmung des Drahtes erzielt worden ist, sind die beiden Zahnräder vorzugsweise gleichläufig antreibbar, und zwar derart, dass die Klemmung beibehalten wird, während die Zahnräder sich im Gleichlauf drehen, um die Verdrillung mittels einer Rotation der beiden Drahtdurchführungslöcher um eine gemeinsame Rotationsachse herbeizuführen.
  • Weiter vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Schneidkörper auf, der zum Trennen des Drahts innerhalb der Vorrichtung angeordnet und dazu eingerichtet ist, den Draht auf der ersten Seite des Drahtführungsbogens und/oder auf der zweiten Seite des Drahtführungsbogens zu trennen. Hierdurch wird zusätzlich das Trennen des Drahts vor dem Verdrillen ermöglicht, ohne separate Schneidwerkzeuge bei sich führen zu müssen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt somit in einem einzigen, kontinuierlichen Arbeitsgang das Zuführen von Draht, Umlegen des Drahts um einen zu verdrillenden Verbund aus Strukturelementen, das Abtrennen des zur Verdrillung vorgesehenen Drahtabschnitts von einem zuführseitigen Drahtabschnitt und schließlich das Verdrillen des Drahtes.
  • Der Schneidkörper ist vorzugsweise als scharfkantige Schneidkante innerhalb der Vorrichtung ausgebildet, welche benachbart zu dem durch die Vorrichtung hindurchgeführten Draht angeordnet ist. Vorzugsweise weisen eines oder beide der Zahnräder der Verdrilleinheit die Schneidkante(n) auf, welche derart an dem oder den Zahnrädern ausgebildet ist bzw. sind, dass das Abtrennen bei einsetzender Verdrillbewegung erfolgt.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum automatischen Verdrillen eines Metalldrahts zum Verbinden zweier oder mehrerer benachbarter, vorzugsweise sich überkreuzender Strukturelemente. Die Erfindung löst die ihr zugrunde liegende, eingangs genannte Aufgabe bei einem solchen Verfahren mit den Schritten:
    • Bereitstellen von zwei oder mehreren benachbarten, vorzugsweise sich überkreuzenden Strukturelementen,
    • Zuführen des Drahtes in eine Vorrichtung nach einer der weiter oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen,
    • Durchführen eines Kreuzungsbereichs der Strukturelemente durch die freigegebene Öffnung des Drahtführungsbogens der Vorrichtung,
    • Schließen der Öffnung des Drahtführungsbogens, so dass der Verdrillungsbereich der Strukturelemente von dem Drahtführungsbogen eingeschlossen ist,
    • Erfassen des zugeführten Drahtes mittels des Zugschlittens
    • Ziehen des zugeführten Drahtes mittels des Zugschlittens bei geschlossenem Drahtführungsbogen entlang des Drahtführungsbogens von der ersten Seite des Drahtführungsbogens zu der bezogen auf die Öffnung gegenüberliegenden zweiten Seite des Drahtführungsbogens,
    • Erfassen des zugeführten Drahtes auf beiden Seiten des Drahtführungsbogens mittels der Verdrilleinheit, und
    • Verdrillen des erfassten Drahtes mittels einer Rotationsbewegung der Verdrilleinheit.
  • Hinsichtlich der zugrunde liegenden Erkenntnisse und erfindungsgemäßen Vorteile wird auf das vorstehend mit Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung Gesagte verwiesen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise weitergebildet, indem das Erfassen des zugeführten Drahts mittels einer Verdrilleinheit einen oder beide der Schritte umfasst:
    • Durchführen des zugeführten Drahtes durch ein erstes Drahtdurchführungsloch der Verdrilleinheit, vorzugsweise mittels der Drahtzuführung der Vorrichtung,
    • Durchführen des zu der zweiten Seite des Drahtführungsbogens hingezogenen Drahtes durch ein zweites Drahtdurchführungsloch der Verdrilleinheit derart, dass der Draht eine Schlaufe von dem ersten zu dem zweiten Drahtdurchführungsloch um die Strukturelemente herum bildet.
  • Weiter vorzugsweise umfasst das Verfahren den Schritt:
    • Festhalten des durch das erste Drahtdurchführungsloch durchgeführten Drahtes oder des durch das zweite Drahtdurchführungsloch durchgeführten Drahtes mittels einer Klemmeinrichtung der Vorrichtung.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens umfasst dies ferner den Schritt:
    • Fördern des durch das zweite Drahtdurchführungsloch durchgeführten, von der Klemmeinrichtung festgehaltenen Drahtes derart, dass die gebildete Schlaufe auf ein vorbestimmtes Maß zu verkürzt wird.
  • Weiter vorzugsweise umfasst bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Schritt des Erfassens des zugeführten Drahtes auf beiden Seiten des Drahtführungsbogens mittels der Verdrilleinheit:
    • ein gegenläufiges Antreiben von zwei koaxial angeordneten Zahnrädern, durch welche sich das erste und zweite Drahtdurchführungsloch jeweils vollständig hindurch erstrecken, derart, dass der durchgeführte Draht geklemmt wird, und
    wobei der Schritt des Verdrillens des erfassten Drahtes mittels einer Rotationsbewegung der Verdrilleinheit umfasst:
    • ein gleichläufiges Antreiben der beiden Zahnräder mit geklemmtem Draht.
  • Weiter vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt:
    • Trennen des verdrillten Drahtes auf der ersten und/oder auf der zweiten Seite des Drahtführungsbogens mittels eines Schneidkörpers innerhalb der Vorrichtung.
  • Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer Vorrichtung gemäß einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen zum automatischen Verdrillen von Metalldrähten, insbesondere zum Verbinden benachbarter, vorzugsweise sich überkreuzender Strukturelemente, zur Herstellung eines Bewehrungskorbes für ein Turmelement einer Windenergieanlage. Die Vorrichtung weist insbesondere auf:
    eine Drahtzuführung zum Zuführen von Draht, vorzugsweise Endlosdraht, in die Vorrichtung, einen Drahtführungsbogen, welcher eine selektiv freigeb- und verschließbare Öffnung aufweist und dazu eingerichtet ist, den zugeführten Draht in der geschlossenen Position entlang des Drahtführungsbogens von einer ersten Seite des Drahtführungsbogens zu einer, bezogen auf die Öffnung gegenüberliegenden, zweiten Seite des Drahtführungsbogens zu führen, einen Zugschlitten, welcher dazu eingerichtet ist, den zugeführten Draht auf der ersten Seite des Drahtführungsbogens zu erfassen und zu der zweiten Seite des Drahtführungsbogens hin zu ziehen, und eine Verdrilleinheit, die dazu eingerichtet ist, den zugeführten Draht auf beiden Seiten des Drahtführungsbogens zu erfassen und mittels einer Rotationsbewegung zu verdrillen. Der Bewehrungskorb weist hierbei als erste und zweite Strukturelemente eine Vielzahl von ersten und zweiten Spannlitzen aufweist, welche einander überkreuzend angeordnet sind. Die Spannlitzen können optional miteinander verflochten sein, was die Positionierung der Spannlitzen vor dem Verdrillen des Drahtes erleichtert und die Stabilität des Korbes erhöht.
  • Die Vorteile der vorstehenden Weiterbildungen und bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelten auch für die Weiterbildungen und bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verwendung.
  • Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren und anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Hierbei zeigen:
    • Fig. 1 eine räumliche Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verdrillen von Metalldrähten,
    • Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einem anderen Betriebszustand,
    • Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in teilweiser Schnittdarstellung und
    • Fig. 4 eine teilweise transparente räumliche Darstellung eines Ausschnitts der Vorrichtung gemäß Fig. 1.
  • In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 zum automatischen Verdrillen von Metalldrähten gezeigt. Die Vorrichtung 1 weist einen Grundkörper 3 auf. An dem Grundkörper 3 ist an einem proximalen Ende der Vorrichtung 1 ein Drahtführungsbogen 5 angeordnet. Der Drahtführungsbogen 5 weist eine im Wesentlichen mittig zwischen einer ersten Seite 9 des Drahtführungsbogens 5 und einer zweiten Seite 11 des Drahtführungsbogens 5 angeordnete verschließ- und freigebbare Öffnung 7 auf.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die erste Seite 9 des Drahtführungsbogens relativ zu dem Grundkörper 3 fix angeordnet, während die zweite Seite 11 des Drahtführungsbogens 5 mittels einer Hebelkinematik 15 derart auslenkbar ist, dass die Öffnung 7 aus der in Fig. 1 gezeigten Verschlussposition in eine Freigabeposition bewegt wird (Fig. 2). Die Hebelkinematik 15 wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mittels eines Pneumatikzylinders 17 angetrieben..
  • Der Drahtführungsbogen 5 ist im Wesentlichen zangenartig ausgebildet und weist im Inneren der beiden Seiten 9, 11 des Drahtführungsbogens einen Bereich 27 zur Aufnahme benachbarter, vorzugsweise sich überkreuzender Strukturelemente auf.
  • Der Drahtführungsbogen 5 weist einen sich im Wesentlichen entlang des gesamten Bogens erstreckenden Schlitz 13 auf. Der Schlitz 13 unterteilt die erste Seite 9 des Drahtführungsbogens in zwei Teilbögen 9a, 9b. in analoger Weise unterteilt der Schlitz 13 die zweite Seite 11 des Drahtführungsbogens 5 in zwei Teilbögen 11a, 11b.
  • Der Schlitz 13 ist dazu angepasst, einen Zugschlitten 23 aufzunehmen, welcher entlang des Drahtführungsbogens bewegbar und von einer innen in dem Drahtführungsbogen angeordneten Führungsnut 29 geführt ist.
  • An einem dem Drahtführungsbogen 5 gegenüberliegenden Ende des Bereichs 27 ist eine Verdrilleinheit 25 angeordnet. Die Verdrilleinheit 25 ist zur Aufnahme und zum Erfassen des entlang des Drahtführungsbogens 5 geführten Drahtes angepasst und ferner dazu eingerichtet, diesen durch Rotation um eine Rotationsachse X zu verdrillen.
  • An einem dem Drahtführungsbogen 5 gegenüberliegenden, distalen Ende des Grundkörpers 3 ist eine Antriebskette 19 angeordnet, die sich teilweise aus dem Gehäuse bzw. Grundkörper 3 der Vorrichtung 1 heraus erstreckt. Die Antriebskette weist eine Vielzahl von Führungsstiften 21 auf, die zur Stabilisierung und Führung der Antriebskette 19 bei Schubbelastung eingerichtet sind.
  • In Bezug auf die weiteren Figuren werden für ähnliche oder identische Elemente die gleichen Bezugszeichen vergeben. Hinsichtlich der Beschreibung dieser Elemente wird deswegen bei jeder Figur auch auf die übrigen Figuren verwiesen. In dem in Fig. 2 gezeigten Zustand ist der Drahtführungsbogen 5 durch seitliches Verschwenken der zweiten Seite 11 des Drahtführungsbogens in eine Stellung gebracht, in welcher die Öffnung 7 des Drahtführungsbogens 5 freigegeben ist. Die Öffnung erlaubt ein Umgreifen zweier oder mehrerer benachbarter, vorzugsweise sich überkreuzender Strukturelemente, beispielsweise zweier oder mehrerer Spannlitzen, um diese zu verdrillen.
  • In dem in Fig. 2 gezeigten Betriebszustand ist ferner der Zugschlitten 23 ein Stück weit entlang der ersten Seite 9 des Drahtführungsbogens 5 Verfahren in Richtung zu der zweiten Seite 11 des Drahtführungsbogens 5 hin.
  • Fig. 3 ermöglicht einen Blick auf das Innenleben der Vorrichtung 1. Der zu verdrillende Draht wird in mehreren Zufuhrkanälen 31a, 31b mittels eines Antriebsmittels 49 in Richtung des Drahtführungsbogens 5 zugeführt. Das Antriebsmittel 49 weist einen Kolben 50 auf, welcher ein erstes Koppelglied 52 und ein zweites Koppelglied 53 derart auslenkt, dass ein Klemmglied 51, durch welches der Draht ebenfalls hindurchgeführt ist, diesen an dem Antriebsmittel 49 festklemmt. Hierdurch ist eine Förderung des Drahtes in Zuführungsrichtung und entgegen der Zuführungsrichtung möglich.
  • Der Zugschlitten 23 ist mit der Antriebskette 19 gekoppelt. Die Bewegung der Antriebskette 19 in beide Antriebsrichtungen wird mittels eines Antriebsritzels 33 gewährleistet, welches an dem Grundkörper 3 der Vorrichtung antreibbar angeordnet ist. Durch entsprechenden Antrieb der Antriebskette 19 wird der Zugschlitten 23 mittels der Nut 29 geführt und aus der in Fig. 3 gezeigten Stellung entlang des Drahtführungsbogens auf die gegenüberliegende zweite Seite 11 des Drahtführungsbogens 5 bewegt. Dies geschieht vorzugsweise, wenn der Zugschlitten 23 den zugeführten Draht in einer Klemmeinrichtung 41 erfasst und festgeklemmt hat.
  • Die Verdrilleinheit 25 (Figuren 3,4) weist zwei koaxial zueinander und unmittelbar nebeneinander angeordnete Zahnräder 37, 39 auf, durch welche sich jeweils vollständig ein erstes Drahtdurchführungsloch 43 und ein zweites Drahtdurchführungsloch 45 vollständig hindurch erstreckt. Das erste und zweite Drahtdurchführungsloch 43, 45 sind vorzugsweise diametral gegenüberliegend bezüglich der Rotationsachse der beiden Zahnräder 37, 39 angeordnet und zur Aufnahme des Drahtes angepasst. Der Draht wird im Wege des Zuführens mittels des Antriebsmittels 49 durch das erste Drahtdurchführungsloch 43 auf der ersten Seite 9 des Drahtführungsbogens 5 hindurchgeführt und mittels des Zugschlittens 23 auf der zweiten Seite 11 des Drahtführungsbogens 5 durch das zweite Drahtdurchführungsloch 45 hindurchgeführt. In durchgeführtem Zustand (durch das zweite Drahtdurchführungsloch 45) ist eine zweite Klemmeinrichtung 46 dazu ausgebildet, den Draht festzuklemmen, damit eine Verkürzung der Schlaufe mittels rückwärtiger Förderung des Drahtes durch das Antriebsmittel 49 bei Zurückbewegung von der zweiten Seite 11 des Drahtführungsbogens 5 in Richtung der ersten Seite 9 erfolgen kann. Der Antrieb und weitere Details der Verdrilleinheit 25 sind auch in Fig. 4 dargestellt.
  • Die Klemmeinrichtung 41 des Zugschlittens 23 ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass ein erster Schieber 36 zum Erfassen und Klemmen des Drahtes durch den Zugschlitten 23 bei Auslenkung aus einer Freigabeposition einen zweiten Schieber 38 auslenkt, weicher eine Verklemmung des Drahtes verursacht. Die Kopplung des ersten Schiebers 36 mit dem zweiten Schieber erfolgt vorzugsweise mittels zweier aneinandergepasster schiefer Ebenen, die ein Abgleiten der Schieber 36, 38 aneinander ermöglichen und die Bewegungsrichtung der Schieber definieren.
  • Der erste Schieber 36 ist vorzugsweise derart an dem Zugschlitten angeordnet uns ausgerichtet, dass er bei Bewegung des Zugschlittens 23 von der ersten Seite zu der zweiten Seite hin auf einen Absatz 40 zu bewegt wird. Der Absatz 40 und der Schieber 36 werden beim Annähern des Zugschlittens 23 an seine Endposition auf der zweiten Seite zunächst miteinander in Kontakt gebracht. Bei weiterer Annäherung des Zugschlittens 23 an seine Endposition auf der zweiten Seite drückt der Absatz 40 gegen den Schieber und verdrängt diesen aus seiner Relativposition an dem Zugschlitten 23 in Richtung seiner (in Figur 3 dargestellten) Freigabeposition. Hierdurch wird eine Übergabe des Drahtes an die zweite Klemmeinrichtung und eine Rückbeförderung des Zugschlittens 23 ohne Drahtmitnahme ermöglicht. Fig. 4 zeigt die Anordnung der beiden Zahnräder 37, 39 relativ zu dem Zugschlitten und dem Drahtführungsbogen 9 in räumlicher Darstellung. Das erste Zahnrad 37 der Verdrilleinheit 25 wird mittels eines ersten Zahnrads 47 angetrieben. Das zweite Zahnrad 39 der Verdrilleinheit 25 wird mittels eines zweiten Zahnrads 48 angetrieben. Zahnrad 47 und 48 sind mittels Torsionswellen 55, 57 mit jeweils einem Servomotor verbunden. Das erste Zahnrad 37 und das zweite Zahnrad 39 sind mittels der Zahnräder 47, 48 wahlweise gegenläufig oder gleichläufig antreibbar. Durch gegenläufiges Antreiben der Zahnräder 37, 39 werden die jeweiligen Teilabschnitte der Drahtdurchgangslöcher 43, 45 gegeneinander geringfügig verdreht, was zu einem Festklemmen des durch die Drahtdurchführungslöcher 43, 45 hindurchgeführten Drahts führt. In festgeklemmtem Zustand werden die Motoren vorzugsweise so angesteuert, dass ein gleichläufiges Antreiben der Zahnräder 37, 38 erfolgt, derart, dass die Klemmung des Drahtes beibehalten wird.
  • Vorzugsweise sind die Drahtdurchführungslöcher 43,45 als Langlöcher ausgebildet, wobei die Langlöcher entlang von Kurvenbahnen verlaufen. Vorzugsweise sind die Kurvenbahnen in dem ersten Zahnrad 37 nicht deckungsgleich zu den Kurvenbahnen in dem zweiten Zahnrad 47. Besonders bevorzugt sind die Kurvenbahnen als Kreisbogenabschnitte ausgebildet, wobei die den Kreisbogenabschnitten zugehörigen Kreismittelpunkte exzentrisch im Bezug auf das jeweilige Zahnrad angeordnet sind. Hierdurch wird erreicht, dass die Klemmung bei Relativbewegung der Zahnräder gegeneinander besonders sanft aufgebaut wird, da die als Langlöcher ausgebildeten Drahtführunglöcher nur allmählich aus ihrer deckungsgleichen Lage mit dem jeweils dem anderen Zahnrad zugeordneten Abschnitt des Drahtdurchführungslochs gebracht werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Zahnräder 37,47 jeweils mehrere Lochsätze von Drahtdurchführungslöchern auf. Es ist davon auszugehen, dass im Laufe der Zeit Verschleiß an den Lochkanten infolge der Klemmkraftbeaufschlagung auftritt. Zahnräder mit mehreren Lochsätzen haben dann den Vorteil, dass kein kompletter Wechsel notwendig ist, sondern nur das "Weiterstellen" der Zahnräder auf den nächsten Lochsatz.
  • Ebenfalls in Fig. 4 gezeigt ist eine mögliche Ausgestaltung einer Klemmeinrichtung 41 innerhalb des Zugschlittens 23. Diese wird gemäß Fig. 4 durch einen rotierbaren Stift ausgeführt, der den Durchlass für den zugeführten Draht verjüngen bzw. verschließen kann.
  • Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 wird nachfolgend ein kurzer Abriss über die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gegeben. Nachdem zwei oder mehr Strukturelemente, beispielsweise Spannlitzen, bereitgestellt worden sind, benachbart zueinander angeordnet sind, vorzugsweise einander überkreuzen, wird, sofern eine Befestigung der beiden Strukturelemente in dem Bereich der Nachbarschaft bzw. Überkreuzung (im Folgenden: Verdrillungsbereich) gewünscht ist, die Vorrichtung 1 an den Verdrillungsbereich angenähert. Zum Umgreifen des Verdrillungsbereiches der beiden Strukturelemente wird die zweite Seite 11 des Drahtführungsbogens 5 durch Betätigung der Hebelkinematik 15 derart geöffnet, dass die Öffnung 7 freigegeben ist. Die benachbarten, vorzugsweise sich überkreuzenden Strukturelemente werden in den inneren Bereich 27 des Drahtführungsbogens eingeführt bzw. wird jener zangenartig um diese herumgeführt.
  • In Vorbereitung einer Schlaufenbildung wird der Draht in Richtung des Zugschlitzes 23 entweder manuell oder mittels eines Antriebsmittels, wie beispielsweise dem Antriebsmittel 49, zugeführt. Der Draht wird von dem Zugschlitten 23 mittels einer Klemmeinrichtung 41 erfasst und von der ersten Seite 9 des Drahtführungsbogens 5 in Richtung der zweiten Seite 11 des Drahtführungsbogens geführt. Optional wird der Zugschlitten 23 bereits partiell entlang der ersten Seite 9 des Drahtführungsbogens 5 verfahren, bevor sich der Drahtführungsbogen 5 vollständig um die Strukturelemente gelegt hat und die Öffnung 7 wieder verschlossen ist. Bei verschlossener Öffnung 7 wird der Zugschlitten 23 vollständig auf die zweite Seite 11 des Drahtführungsbogens verfahren, wo eine Übergabe des von dem Zugschlitten 23 erfassten Drahtes an die zweite Durchführungsöffnung 45 der Verdrilleinheit 25 erfolgt. Bereits zuvor beim Zuführen des Drahtes ist dieser auch durch die erste Drahtführungsöffnung 43 der Verdrilleinheit 25 durchgeführt worden.
  • Im Anschluss wird der Draht, der eine Schlaufe bildet, mittels einer Drahtklemme 46 festgeklemmt. Der Zugschlitten 23 wird vom Draht gelöst und fährt teilweise oder vollständig wieder in seine ursprüngliche Position auf der ersten Seite des Drahtführungsbogens 5 (beispielsweise gemäß Fig. 1) zurück.
  • Bevor die Verdrilleinheit 25 das Verdrillen des Drahtes durch Rotation der beiden Drahtdurchführungsöffnungen 43, 45 umeinander ausführt, wird vorzugsweise die Länge der gebildeten Drahtschlaufe auf ein vorbestimmtes Maß verkürzt, welches abhängig ist vom Abstand der beiden Drahtdurchführungsöffnungen 43, 45 sowie der benötigten Mindestschlaufenlänge, die sich wiederum nach der Dicke der Strukturelemente richtet.
  • Die Verkürzung der Schlaufe erfolgt vorzugsweise mittels des Antriebsmittels 49 oder mittels erneuten Erfassens des Drahtes durch den Zugschlitten 23, wenn dieser noch nicht vollständig in die Position auf der ersten Seite 9 des Drahtführungsbogens 5 (Fig. 1) zurückgefahren ist, und anschließenden Rückförderns mittels des Zugschlittens.
  • Wenn die Schlaufe die vorbestimmte Länge erreicht hat, werden die Zahnräder 37, 39 zunächst gegenläufig mittels der Zahnräder 47, 48 und der mit ihnen verbundenen Motoren angetrieben, bis eine ausreichende Verklemmung innerhalb der Verdrilleinheit 25 erlangt ist. In diesem verklemmten Zustand werden die Zahnräder 37, 39 sodann gleichläufig angetrieben, und der Draht wird innerhalb der Vorrichtung 1 vorzugsweise mittels eines Schneidkörpers, beispielsweise mittels einer oder mehrerer Schneidkanten an den Zahnrädern, getrennt. die Verdrilleinheit 25 führt im Anschluss an das Trennen eine Verdrillbewegung um die Achse X aus. Nach der gewünschten Anzahl Umdrehungen wird die Öffnung 7 erneut freigegeben und die Vorrichtung 1 von dem Verdrillungsbereich entfernt, um beispielsweise eine nächste Verdrilloperation durchzuführen.
  • Wie sich aus den vorstehenden Beschreibungen ergibt, erfolgt der gesamte Vorgang des Schlaufenbildens und Verdrillens automatisiert, was eine signifikante Arbeitserleichterung für Bediener darstellt.

Claims (17)

  1. Vorrichtung (1) zum automatischen Verdrillen von Metalldrähten, insbesondere zum Verbinden benachbarter, vorzugsweise sich überkreuzender Strukturelemente, mit einer Drahtzuführung zum Zuführen von Draht, vorzugsweise Endlosdraht, in die Vorrichtung,
    einem Drahtführungsbogen (5), welcher eine selektiv freigeb- und verschließbare Öffnung (7) aufweist und dazu eingerichtet ist, den zugeführten Draht in der geschlossenen Position entlang des Drahtführungsbogens von einer ersten Seite (9) des Drahtführungsbogens zu einer, bezogen auf die Öffnung gegenüberliegenden, zweiten Seite (11) des Drahtführungsbogens zu führen, und
    einer Verdrilleinheit (25), die dazu eingerichtet ist, den zugeführten Draht auf beiden Seiten des Drahtführungsbogens zu erfassen und mittels einer Rotationsbewegung zu verdrillen, gekennzeichnet durch einen Zugschlitten (23), welcher dazu eingerichtet ist, den zugeführten Draht auf der ersten Seite (9) des Drahtführungsbogens zu erfassen und bei geschlossenem Drahtführungsbogen entlang des Drahtführungsbogens zu der zweiten Seite des Drahtführungsbogens hin zu ziehen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    wobei der Drahtführungsbogen (5) zangenartig ausgebildet ist und die selektiv freigeb- und verschließbare Öffnung (7) proximal an der Vorrichtung (1) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    wobei die Verdrilleinheit (25) ein erstes Drahtdurchführungsloch (43) und ein zweites Drahtdurchführungsloch (45) aufweist, und wobei die Drahtzuführung dazu eingerichtet ist, den zugeführten Draht durch das erste Drahtdurchführungsloch durchzuführen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    wobei der Zugschlitten (23) dazu eingerichtet ist, den zu der zweiten Seite (11) des Drahtführungsbogens hingezogenen Draht derart durch das zweite Drahtdurchführungsloch (45) durchzuführen, dass der Draht eine Schlaufe von dem ersten zu dem zweiten Drahtdurchführungsloch bildet.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
    mit einer Klemmeinrichtung (41, 46), die vorzugsweise auf der ersten oder zweiten Seite des Drahtführungsbogens angeordnet ist, und die zum Festhalten des durch das erste Drahtdurchführungsloch durchgeführten Drahts eingerichtet ist, oder zum Festhalten des durch das zweite Drahtdurchführungsloch durchgeführten Drahts eingerichtet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    mit einem Antriebsmittel (31. 49) zur Drahtförderung,
    wobei das Antriebsmittel dazu eingerichtet ist, den durch das zweite Drahtdurchführungsloch (45) durchgeführten, von der Klemmeinrichtung (46) festgehaltenen Draht zu fördern, um die gebildete Schlaufe auf ein vorbestimmtes Maß zu verkürzen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    wobei das Antriebsmittel (49) der Drahtzuführung zugeordnet und dazu eingerichtet ist, den Draht wahlweise in Zuführungsrichtung oder entgegen der Zuführungsrichtung zu fördern.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    wobei das Antriebsmittel (33) ein Antriebsglied aufweist, welches motorisch antreibbar ist und mit dem Zugschlitten derart gekoppelt ist, dass der Zugschlitten wahlweise von der ersten Seite des Drahtführungsbogens zu der zweiten Seite des Drahtführungsbogens hin und von der zweiten Seite des Drahtführungsbogens zu der ersten Seite des Drahtführungsbogens hin verfahrbar ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8,
    wobei die Verdrilleinheit zwei koaxial angeordnete Zahnräder (37, 39) aufweist, durch welche sich das erste und zweite Drahtdurchführungsloch jeweils vollständig hindurch erstrecken, und
    wobei die beiden Zahnräder sowohl gegenläufig als auch gleichläufig antreibbar sind.
  10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    mit einem Schneidkörper, der zum Trennen des Drahts innerhalb der Vorrichtung angeordnet und dazu eingerichtet ist, den Draht auf der ersten Seite des Drahtführungsbogens und/oder auf der zweiten Seite des Drahtführungsbogens zu trennen.
  11. Verfahren zum automatischen Verdrillen eines Metalldrahts zum Verbinden zweier oder mehrerer benachbarter, vorzugsweise sich überkreuzender Strukturelemente, umfassend die Schritte:
    Bereitstellen von zwei benachbarten, vorzugsweise sich überkreuzenden Strukturelementen,
    - Zuführen des Drahtes in eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    - Durchführen eines Kreuzungsbereichs der Strukturelemente durch die freigegebene Öffnung des Drahtführungsbogens der Vorrichtung,
    - Schließen der Öffnung des Drahtführungsbogens, so dass der Kreuzungsbereich der Strukturelemente von dem Drahtführungsbogen eingeschlossen ist,
    - Erfassen des zugeführten Drahtes mittels des Zugschlittens
    - Ziehen des zugeführten Drahtes mittels des Zugschlittens bei geschlossenem Drahtführungsbogen entlang des Drahtführungsbogens von der ersten Seite des Drahtführungsbogens zu der bezogen auf die Öffnung gegenüberliegenden zweiten Seite des Drahtführungsbogens,
    - Erfassen des zugeführten Drahtes auf beiden Seiten des Drahtführungsbogens mittels der einer Verdrilleinheit, und
    - Verdrillen des erfassten Drahtes mittels einer Rotationsbewegung der Verdrilleinheit.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Erfassen des zugeführten Drahtes mittels der Verdrilleinheit einen oder beide der Schritte umfasst:
    - Durchführen des zugeführten Drahtes durch ein erstes Drahtdurchführungsloch der Verdrilleinheit, vorzugsweise mittels der Drahtzuführung der Vorrichtung,
    - Durchführen des zu der zweiten Seite des Drahtführungsbogens hingezogenen Drahtes durch ein zweites Drahtdurchführungsloch der Verdrilleinheit derart, dass der Draht eine Schlaufe von dem ersten zu dem zweiten Drahtdurchführungsloch um die Strukturelemente herum bildet.
  13. Verfahren nach Anspruch 12,
    umfassend:
    - Festhalten des durch das erste Drahtdurchführungsloch durchgeführten Drahtes oder des durch das zweite Drahtdurchführungsloch durchgeführten Drahtes mittels einer Klemmeinrichtung der Vorrichtung.
  14. Verfahren nach Anspruch 13,
    umfassend:
    - Fördern des durch das zweite Drahtdurchführungsloch durchgeführten, von der Klemmeinrichtung festgehaltenen Drahtes derart, dass die gebildete Schlaufe auf ein vorbestimmtes Maß zu verkürzt wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
    wobei der Schritt des Erfassens des zugeführten Drahtes auf beiden Seiten des Drahtführungsbogens mittels der Verdrilleinheit umfasst:
    - ein gegenläufiges Antreiben von zwei koaxial angeordneten Zahnrädern, durch welche sich das erste und zweite Drahtdurchführungsloch jeweils vollständig hindurch erstrecken, derart, dass der durchgeführte Draht geklemmt wird, und
    wobei der Schritt des Verdrillens des erfassten Drahtes mittels einer Rotationsbewegung der Verdrilleinheit umfasst:
    - ein gleichläufiges Antreiben der beiden Zahnräder mit geklemmtem Draht.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16,
    umfassend den Schritt:
    - Trennen des Drahtes auf der ersten und/oder auf der zweiten Seite des Drahtführungsbogens mittels eines Schneidkörpers innerhalb der Vorrichtung vor dem Schritt des Verdrillens.
  17. Verwendung einer Vorrichtung (1) zum automatischen Verdrillen von Metalldrähten, insbesondere zum Verbinden benachbarter, vorzugsweise sich überkreuzender Strukturelemente, zur Herstellung eines Bewehrungskorbes für ein Turmelement einer Windenergieanlage, wobei die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist,wobei der Bewehrungskorb als erste Strukturelemente eine Vielzahl von ersten und zweiten Spannlitzen aufweist, welche einander überkreuzend angeordnet sind.
EP13741751.5A 2012-09-19 2013-07-25 Vorrichtung und verfahren zum automatischen verdrillen von metalldrähten, insbesondere zum verbinden benachbarter, vorzugweise sich überkreuzender strukturelemente Active EP2897744B1 (de)

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