Армированная колюще-режущая лента из композиционных материалов – патент Украины №102841

Патент Украины №102841 – Армированная колюще-режущая лента из композиционных материалов

Патент Украины: №102841
Автор: Ткаченко Юрий Владимирович
Раздел МПК: B21F 25/00 – Колючая проволока, сетки, ограждения, ткани из проволоки
Раздел МПК: E04H 17/04 – Изгороди, ограды, загоны для скота, характеризующиеся использованием проволоки особого назначения, например, колючей проволоки
Опубликовано: 27.08.2013, бюл. № 16

Изобретение относится к метизному производству, а именно, к производству колюще-режущих лент, используемых в качестве барьера безопасности. Лента содержит центральный участок и большое количество противоположных пар элементов, целостно сформированных с ней. Пары элементов расположены вдоль ленты равномерно. Каждый элемент в паре состоит из основания и противоположно направленных зубцов, выполненных с внешних боков элемента, а остриями каждого из зубцов являются углы, образованные между внешней стороной и боками элемента. Между боками элементов, расположенных рядом пар элементов, образовано внутреннее пространство, которое снаружи ограничено остриями зубцов этих элементов.

Лента изготовлена из композиционного материала, который предотвращает коррозию армирующей проволоки, например, из пластика или стеклоткани, пропитанной эпоксидной смолой. Во внутрь центрального утолщенного участка дополнительно влита при формовании ленты, например, экструзией, металлическая проволока любого сечения из обычной стали. Технические преимущества изобретения: абсолютная устойчивость к коррозии и воздействиям окружающей среды, увеличение ресурса эксплуатации, уменьшение общего веса, расширение технико-функциональных характеристик центрального участка, обеспечение эстетичного вида; безотходность производства; упрощение технологии изготовления, снижение себестоимости изделия, надежность присоединения армирующей проволоки к основе ленты.

Изобретение относится к метизному производству, а именно, к производству колюще-режущих лент, используемых в качестве барьеров безопасности, предназначенных для предотвращения неправомерного проникновения на режимные объекты, и может быть использовано при изготовлении защитных армированных колюще-режущих лент любых конструкций и назначения.

Известна колючая проволока, состоящая из стальной ленты, в которой пробиты, вдоль ее оси симметрии, перфорационные пазы, в которых закреплены звездчатые шипы, вставленные в пазы ленты под углом, который ориентирован в противоположную сторону от других, а со стороны других углов ленту огибают вокруг шипа, завальцовывают и, в промежутке между пазами, закручивают вокруг ее продольной оси [см. авторское свидетельство СССР № 519256 из класса B21F 25/00 опубликовано 25.06.1976 года].

К основным недостаткам известной колючей проволоки следует отнести сложность изготовления изделия, а из-за этого – ее высокую стоимость и ненадежность крепления шипов в ленте – их можно без труда разогнуть и снять с ленты, нарушив защитные свойства барьера безопасности.

Известна также колючая проволока, которая состоит из основы, изготовленной из атмосферостойкой стали и шипов, имеющих целостную конструкцию с основой, которые расположены симметрично с двух сторон от основы и повернуты вокруг оси основы относительно друг друга на одинаковый угол, не более 90°, при этом каждый шип может быть выполнен в форме пирамиды или стрелы [см. патент Российской Федерации № 2197355 из класса B21F 25/00, опубликован 27.01.2003 года].

Недостатком этой известной колючей проволоки является технологическая сложность её изготовления, которая обусловлена необходимостью выполнения шипов со сложной пространственной конструкцией и ориентацией относительно друг друга и относительно основы.

Известна также колюще-режущая лента, содержащая центральный участок и большое количество противоположных пар элементов, целостно сформированных с ней, причем пары элементов расположены вдоль центрального участка ленты равномерно, а также каждый элемент в паре состоит из основы и противоположно направленных зубцов, выполненных с внешних сторон элемента, а остриями каждого из зубцов являются углы, образованные между внешней стороной и боками элемента, при этом между боками элементов, расположенных рядом пар элементов, образовано внутреннее широкое пространство, который извне ограничено остриями зубцов этих элементов [см. патент Украины № 41834 из класса B21F 25/00, опубликован 24.04.2001].

Недостатком известной колюще-режущей ленты является ее низкие технико-функциональные свойства.

Во-первых, известную ленту очень легко повредить (например, ее можно перекусить любым подручным инструментом, даже обычными бытовыми ножницами), поскольку изготавливается она из тонколистового металла. Во-вторых, известная лента не обладает достаточными пружинными свойствами и имеет небольшую толщину, из-за чего легко и не обратимо деформируется вследствие механического воздействия. Итак, из известной колюще-режущего ленты невозможно создать надежное барьерное ограждение.

Наиболее близкой по своей сути и достигаемому эффекту, принимаемой за прототип, является армированная колюще-режущая лента, содержащая центральный участок и большое количество противоположных пар элементов, целостно соединенных с ней, причем пары элементов расположены вдоль центрального участка ленты равномерно, а также каждый элемент в паре состоит из основы и противоположно направленных зубцов, выполненных с внешних боков элемента, а остриями каждого из зубцов являются углы, образованные между внешней стороной и боками элемента, при этом между боками элементов, расположенных рядом пар элементов, образовано внутренее широкое пространство, снаружи ограниченное остриями зубцов этих элементов, а центральный участок ленты армирован центральной упругой проволокой из высокоуглеродистой стали, преимущественно круглого сечения, закрепленного и удерживаемого на ленте ее завальцованными кромками центрального участка.

Основным недостатком известной армированной колюще-режущей ленты является то, что она изготавливается полностью из металла, в частности, из металлической ленты и металлической проволоки. Известно, что металл подвергается воздействию коррозии, поэтому при производстве известной колючей ленты для полного сохранения ее технико-функциональных свойств в течение длительного срока эксплуатации необходимо использовать или оцинкованный металл, или нержавеющий, то есть весьма дорогостоящие материалы. В противном случае, при использовании низкокачественного, так называемого "черного" металла, известная колючая лента уже через год становится не пригодной для дальнейшего использования. Армирование такой ленты также должно выполняться исключительно качественной, оцинкованной стальной высокоуглеродистой канатной или пружинной проволокой.

Вторым существенным недостатком известной армированной колюще-режущей ленты является то, что соединение ее основной части с армирующей проволокой происходит путем завальцовки последней внутрь центрального участка ленты. Данный тип соединения недостаточно надежен: при локальном перегибе ленты, например, при сооружении барьера – достаточно частая, необходимая и обычная операция, – кромки центрального участка неизбежно разогнутся, высвобождая армирующую проволоку, из-за чего лента автоматически теряет свои защитные свойства, именно те, ради которых ее армировали. Кроме того, завальцовка – это дополнительная операция, усложняющая производство, что в итоге, опять же, увеличивает себестоимость продукции.

Также к существенным недостаткам известной колюще-режущей ленты следует отнести наличие больших отходов металла из-за нерациональности раскроя металла при штамповке колючих элементов данной ленты.

Таким образом, учитывая вышеуказанные факты, армированная колюще-режущая лента, изготовленная на основе известного технического решения, имеет высокую себестоимость (использование дорогостоящего металла), имеет короткий срок эксплуатационной пригодности (быстрая естественная коррозия металла), имеет отходы (нерациональная технология), и потому, в итоге, является довольно дорогостоящей, из-за чего, особенно учитывая потребность в большом количестве погонных метров для постройки барьеров безопасности, становится непривлекательной для большинства потенциальных потребителей.

В основу изобретения поставлена задача увеличить ресурс эксплуатации и снизить себестоимость изготовления армированной колюще-режущей ленты за счет улучшения ее технико-функциональных характестик путем изменения материала для изготовления ленты и типа соединения армирующей проволоки с центральным участком ленты.

Решение поставленной задачи достигается тем, что армированная колюще-режущая лента, содержащая центральный участок и большое количество противоположных пар элементов, целостно сформированы с ней, причем пары элементов расположены вдоль центрального участка ленты равномерно, а также каждый элемент в паре состоит из основы и противоположно направленных зубцов, выполненных с внешних боков элемента, а остриями каждого из зубцов являются углы, образованные между внешней стороной и боками элемента, при этом между боками элементов, расположенных рядом пар элементов, образовано внутреннее широкое пространство, внешне ограниченное остриями зубцов этих элементов, а центральный участок ленты армированный, согласно предложения, лента полностью изготовлена из пластика или любого композиционного материала, например, стеклоткани пропитанной эпоксидной смолой, причем центральный участок ленты выполнен утолщенным и выполняет функцию армирующей проволоки. Для придания еще более упругих свойств, во внутрь центрального утолщенного участка может быть дополнительно влита при формировании ленты, например, экструзией, металлическая проволока любого сечения из обычной стали.

Предложенная армированная колюще-режущая лента из пластика имеет улучшенные техникофункциональные характеристики: она не подвергается коррозии под воздействием атмосферных осадков, является технологичной в производстве (безотходная технология – удаленные частицы возвращаются в технологический процесс), достаточно упругой, имеет неограниченный срок эксплуатации и меньший вес, по сравнению с аналогичными изделиями из стали.

Утолщенный центральный участок ленты не требует дополнительного армирования, так как сам выполняет его функцию. Итак, предложенная армированная колюще-режущая лента изготавливается всего из одного вида материала, существенно упрощает ее производство.

При этом современные пластики имеют практически неограниченные эксплуатационные характеристики, поэтому для производства предложенной армированной колюще-режущей ленты существует возможность выбрать пластик с оптимальным набором таких характеристик, соответствующих назначению и конкретным условиям использования (в большинстве случаев используют жесткий высокопрочный огнеупорный пластик). На заказ как материал может быть использован любой композиционный материал, например, стеклоткань пропитанная эпоксидной смолой.

Кроме того, предложенная армированная колюще-режущая лента из пластика имеет более эстетический вид благодаря возможности по желанию заказчика изменить цвет пластика, в агрессивный или в маскирующий.

В случае дополнительного армирования центрального участка металлической проволокой, исчезает операция завальцовки проволоки – она вливается вместе с пластиковой лентой в единую конструкцию при ее изготовлении. Целостное соединение основы ленты с армирующей металлической проволокой устраняет риск развития коррозии на поверхности последней, поэтому можно использовать проволоку из стали обыкновенного качества (т. н. "черной стали"), которая гораздо дешевле оцинкованной или нержавеющей стали. Это помогает существенно снизить себестоимость готовой продукции. К тому же, такой тип соединения (влитие) не выдвигает требований к конфигурации армирующей проволоки – его сечение может быть любым (круглым или прямоугольным), а толщина ограничивается только толщиной центрального участка пластиковой ленты.

Таким образом, вся совокупность существенных признаков предложенного технического решения относительно армированной колюще-режущей ленты из композиционных материалов обеспечивает достижение технического результата.

Дальнейшая сущность предложенного изобретения поясняется вместе с иллюстративным материалом, на котором изображено следующее:

  • фиг. 1 – общий вид в плане армированной колюще-режущей ленты из композиционного материала;
  • фиг. 2 – то же самое, с дополнительной армирующей металлической проволокой в центральном участке.

Предложенная армированная колюще-режущая лента выполнена, соответственно, из пластиковой (например, из высокопрочного огнеупорного пластика) ленты, состоящей из центрального участка 1 и большого количества противоположных пар элементов 2, целостно сформированных с участком 1. Пары элементов 2 расположены вдоль участка 1 равномерно. Расстояние между парами элементов 2, расположенных рядом, равна примерно 30 мм. Каждый элемент в паре элементов 2 состоит из зубцов 3 и основы 4. Остриями каждого из зубцов 3 являются углы, которые являются сопряжением основы 4 с зубцом 3. Между каждой парой элементов 2, по обе стороны от центрального участка 1 образуется внутреннее широкое пространство 5, ограниченное извне остриями зубцов 3. Центральный участок 1 выполнен утолщенным, например, круглым, и может быть армирован влитой в него металлической проволокой 6.

Предложенная армированная колюще-режущая лента из композиционных материалов работает следующим образом. При попытке преодолеть заграждения, изготовленное из данной армированной колюще-режущей ленты, зубцы 3 элементов 2 удерживают нарушителя, не нанося ему серьезных ранений и увечий, а внутреннее широкое пространство 5 между парами элементов 2 повышает удерживающий эффект ленты относительно фрагментов одежды и тела нарушителя, попавших в пространство 5 и удерживается с помощью направленных навстречу друг другу зубцов 3 расположенных рядом пар элементов 2, ограничивающих размер пространства 5. При попытке освободиться от цепляюще-травмирующего острия одного зубца 3, нарушитель попадает на острие зубца 3 элемента 2 расположенной рядом пары элементов 2, направленного навстречу первому зубцу 3, так как расстояние между осью симметрии расположенных рядом пар элементов 2 выбрано оптимальным для этой цели, и равно, например, 30 мм. Это повышает удерживающий эффект сразу несколькими расположенными рядом парами элементов 2.

Наличие утолщенного армирующего центрального участка 1 без проволоки 6 или с ней не позволяет перерезать колюще-режущую ленту без использования специальных устройств, а также прижать ее к почве, что позволяет создавать надежный барьер безопасности для охраняемых объектов и придерживаться при этом принципов гуманности – не причинить серьезных ранений и увечий нарушителю зубцами 3 ленты.

Существенное отличие предложенного технического решения от ранее известных аналогичных решений, заключается в том, что колюще-режущая лента выполнена из композиционного материала, а ее центральный участок утолщен или дополнительно армирован влитой в него металлической проволокой.

Указанные отличия, в совокупности, позволяют увеличить ресурс эксплуатации без временных ограничений и улучшают технико-функциональные свойства такой колюще-режущей ленты и одновременно упрощают технологии изготовления и позволяют снизить ее себестоимость. Ни одна из известных колючих лент не может одновременно обладать указанными свойствами, поскольку вообще они не производятся из композиционных материалов и не имеют такого неразъемного соединения с армирующей проволокой, которое бы полностью защищало ее от коррозии.

Предложенное техническое решение проверено на практике. Предложенная армированная колюще-режущая лента из композитных материалов не содержит никаких элементов или узлов, которые невозможно было бы воспроизвести на современном этапе развития науки и техники, в частности, при производстве колюще-режущих лент, следовательно, является приемлемой для промышленного применения, имеет технические и другие преимущества перед известными аналогами, что подтверждает возможность достижения технического результата заявляемым объектом. В известных источниках патентной и другой научно-технической информации не обнаружено подобных армированных колюще-режущих лент из композиционных материалов с указанной в предложении совокупностью существенных признаков, поэтому предложенное техническое решение считается таковым, что может получить правовую защиту.

К техническим преимуществам предложенного технического решения, по сравнению с прототипом, можно отнести следующее:

  • абсолютная стойкость к коррозии и воздействиям окружающей среды за счет использования для основы пластика или композиционного материала;
  • увеличение ресурса эксплуатации (ресурс эксплуатации практически не ограничен) по той же причине;

  • уменьшение общего веса изделия по этой же причине;
  • расширение технико-функциональных характеристик центрального участка за счет выполнения его утолщенным;
  • обеспечение эстетического вида изделия, а значит и расширение сферы его применения благодаря возможности легко изменять цвет пластика;
  • безотходность производства за счет возврата непосредственно в технологический процесс вырезанных фрагментов пластика.

Если центральный участок дополнительно армирован, то технические преимущества:

  • упрощение технологии изготовления за счет исключения дополнительной операции завальцовки армирующей проволоки;
  • снижение себестоимости изделия за счет обеспечения возможности использовать для армирования сравнительно дешевую проволоку, например, из черной стали;
  • обеспечение возможности использовать для армирования ленты проволоки любого сечения и толщины за счет соединения мастичной основы ленты с проволокой в единую конструкцию путем литья;
  • повышение надежности соединения армирующей проволоки к основанию колючей ленты по этой же причине;
  • отсутствие специальных требований к материалу изготовления крепежного оборудования для сооружения из армированной колюще-режущей ленты барьеров безопасности благодаря инертности пластика.

Социальный эффект от внедрения изобретения, по сравнению с использованием прототипа, получают за счет соблюдения принципов гуманности в отношении нарушителей и повышения эстетичности барьеров безопасности режимных объектов.

Экономический эффект от внедрения изобретения, по сравнению с использованием прототипа, получают за счет снижения себестоимости изделия, повышение привлекательности, из-за чего – увеличение объемов продаж.

После описания вышеупомянутой армированной колюще-режущей ленты из композиционных материалов специалистам в данной области техники должно быть очевидным, что все вышеописанное является лишь иллюстративным, а не ограничительным, будучи представленным данным примером. Многочисленные возможные варианты выполнения предложенной армированной колюще-режущей ленты из композиционных материалов, в частности, характеристики и марки композита или пластика, марки стали армирующей проволоки, ее размеры и формы сечения могут изменяться и, разумеется, находятся в пределах объема одного из обычных и естественных подходов в данной области знаний и рассматриваются таковыми, что находятся в пределах объема данного технического решения.

Квинтэссенцией предложенного технического решения является то, что основа ленты выполнена из пластика или другого композитного материала, а ее центральный участок армирован или утолщением или влитой в него металлической проволокой, и именно это обстоятельство позволяет приобрести предложенной ленте перечисленные и другие преимущества. Изготовление, изменение и использование лишь отдельных элементов ленты, естественно, ограничивает спектр преимуществ, перечисленных выше, и не могут считаться новыми техническими решениями в данной области знаний, поскольку иное подобное описанному, выполнение армированной колюще-режущей ленты из композиционных материалов уже не требует какого-либо творческого подхода от конструкторов и инженеров, а потому не может считаться результатами их творческой деятельности или новыми объектами интеллектуальной собственности, пригодными к защите охранными документами.

Формула изобретения

  1. Армированная колюще-режущая лента, содержащая центральный участок и большое количество противоположных пар элементов, которые целостно сформированы с ней, причем пары элементов расположены вдоль центрального участка ленты равномерно, а также каждый элемент в паре состоит из основы и противоположно направленных зубцов, выполненных с внешних боков элемента, а остриями каждого из зубцов являются углы, образованные между внешней стороной и боками элемента, при этом между боками элементов, расположенных рядом пар элементов, образовано внутреннее пространство, которое снаружи ограничено остриями зубцов этих элементов, а центральный участок ленты выполнен армированным, отличающимся тем, что центральный участок ленты выполнен утолщенным, имеет снаружи круглую форму в сечении и армирован влитой в него проволокой с упругой стали любого сечения, причем лента изготовлена из композиционного материала, что предотвращает коррозию армирующей проволоки.
  2. Армированная колюще-режущая лента по п. 1, отличающаяся тем, что лента изготовлена из пластика или стеклоткани, пропитанной эпоксидной смолой.