Способ изготовления колюче-режущей ленты – патент Украины №95130

Патент Украины №95130 – Способ изготовления колюче-режущей ленты

Патент Украины: №95130
Автор: Ткаченко Юрий Владимирович
Раздел МПК: B21F 25/00 – Колючая проволока, сетки, ограждения, ткани из проволоки
Опубликовано: 11.07.2011, бюл. №13/2011

  1. Способ изготовления колюще-режущей ленты, который состоит в том, что из сплошной широкой металлической полосы изготовляют одновременно несколько колюще-режущих лент путем пробивания парного количества овальных отверстий за шириной заготовки на некотором расстоянии от оси симметрии каждой будущей колюще-режущей ленты, и прорезки в шахматном порядке перемычек между краями сопредельных за длиной овальных отверстий для образования большого количества противоположных пар элементов. Каждый элемент состоит из основы и противоположно направленных шипов, расположенных из внешних сторон элемента, а остриями каждого из шипов есть углы, которые образованы между внешней стороной и сторонами элемента, причем при прорезке перемычек образовывается внешняя кромка элемента одной колюще-режущей ленты и одновременно автоматически образовывается кромка центрального участка сопредельной колюще-режущей ленты. Способ отличается тем, что пробивание овальных отверстий и прорезка перемычек между ними осуществляют в три этапа, на первом из которых происходит пробивания овальных парных отверстий по ширине заготовки в два ряда. На втором, после продвижения заготовки на один шаг, прорезка части парных перемычек между сопредельными по длине ленты овальными отверстиями. На третьем, после продвижения заготовки еще на полтора шага, прорезка парных перемычек, которые остались, за другой линией расположения (шахматный порядок) в заготовке.
  2. Штамп для реализации способа по п. 1, состоит из матрицы и пуансона, который содержит несколько пар пробивных элементов, каждый из которых состоит с двух последовательных, овальных в разрезе, пальчиковых пробивных элементов для пробивания овальных отверстий в заготовке. И прямоугольные в разрезе, пробивные элементы для прорезки перемычек между сопредельными овальными отверстиями в полоске. Который отличается тем, что в штампе первыми расположены в два ряда пары овальных в разрезе пальчиковых пробивных элементов, за которыми на расстоянии одного шага передвижения заготовки расположенный первый ряд части прямоугольных в разрезе пробивных элементов для прорезки части парных перемычек между сопредельными по длине заготовки овальными отверстиями, по которым на расстоянии еще полутора шага передвижения заготовки, расположен в шахматном порядке относительно первого ряда второй ряд части прямоугольных в разрезе пробивных элементов для прорезки оставшихся в заготовке перемычек.
  3. Изобретение принадлежит к метизному производству, а именно к приспособлениям и технологиям, которые применяются при производстве колюще-режущих лент, колючей проволоки егоза и других видов колючей проволоки которые используют как барьеры безопасности и предназначенные для предотвращения неправомерного проникновения на режимные объекты.

Для изготовления колюще-режущих лент чаще всего используют штампы. Традиционно, заготовку, которая представляет собой сплошную металлическую полосу, пошагово продвигают под штамп, фигурные пуансоны которого просекают в полоске элементы, чаще овальные, с противоположно направленными шипами.

Такой способ изготовления колюще-режущей ленты является наиболее распространенным в мире. Так, например, известный способ изготовления колюще-режущей ленты, который состоит в том, что в заготовке в виде сплошной узкой металлической полоски, на некотором расстоянии от оси ее симметрии, с обеих сторон равномерно пробивают симметричные внешние открытые карманы, перемычки между которыми образовывают большое количество противоположных пар элементов. Каждый из которых состоит из основы и противоположно направленных шипов, расположенных из внешних сторон элемента, а остриями каждого из шипов есть углы, которые образованы между внешней стороной и сторонами элемента. Для пробивания симметричных внешних открытых карманов используют штамп, который состоит из матрицы и пуансона. Пуансон содержит пальчиковые пробивные инструменты овальной формы, которые расположены в пуансоне по одной линии, перпендикулярной направлению пошагового передвижения заготовки под штамп. Такой штамп обеспечивает изготовление колюще-режущей ленты за один полный цикл его срабатывания, [см. патент Украины № 41834 из класса B21F 25/00 опубликован 24.04.2001 года].

Основной недостаток известного способа изготовления колюще-режущей ленты заключается в том, что при его применении получают лишь одно изделие (одну колюще-режущую ленту), что не рационально. Ведь мощность штампа обычно позволяет изготавливать одновременно несколько лент, но исходная заготовка (узкая сплошная лента) по своей ширине позволяет изготавливать лишь одну ленту. Для того, чтобы возросла производительность известного способа надо применять как исходную заготовку широкую металлическую полосу, с которой можно было бы одновременно изготавливать несколько колючих лент.

Основной недостаток известного штампа заключается в том, что он содержит всего лишь одну пару пробивных пуансонов, то есть пригодный для изготовления одной колюще-режущей ленты, которая, как было уже сказано, не рационально. Для того, чтобы выросшая производительность известного штампа его надо было бы оснастить большим количеством пар пуансонов в поперечном направлении.

С этой стороны наиболее близкий по своей сути и эффекту, и который принимается за прототип, есть способ изготовления колюще-режущей ленты, состоящий в том, что из сплошной широкой металлической полоски изготавливают одновременно несколько колюще-режущих лент путем одновременного пробивания парного количества овальных отверстий по ширине заготовки в несколько рядов по длине заготовки на некотором расстоянии от оси симметрии каждой будущей колюще-режущей ленты. И одновременной прорезки в шахматном порядке перемычек между краями сопредельных по длине овальных отверстий для образования большого количества противоположных пар элементов, каждый из которых состоит из основы и противоположно направленных шипов, расположенных с внешних сторон элемента, а остриями каждого из шипов являются углы, которые образованы между внешней стороной и сторонами элемента. Причем при прорезке перемычек образовывается внешняя кромка элемента одной колюще-режущей ленты и одновременно автоматически образовывается кромка центрального участка сопредельной колюще-режущей ленты. Для реализации указанного способа используется штамп, который состоит из матрицы и пуансона и который содержит несколько пар пробивных элементов, каждый из которых состоит с двух овальных пальчиковых пробивных элементов для пробивания овальных отверстий в полоске. Между ними расположены прямоугольные пробивные элементы для прорезки перемычек между общими овальными отверстиями в полоске, причем все пары пробивных элементов расположены в одной плоскости, перпендикулярной направлению пошагового передвижения заготовки под штамп. Такой штамп позволяет из одной сплошной широкой металлической полосы изготовлять одновременно несколько колюче-режущих лент путем одновременного пробивания парного количества овальных отверстий по всей ширине заготовки. В несколько рядов по длине заготовки, на некотором расстоянии от оси симметрии каждой будущей колюще-режущей ленты, и одновременной прорезки в шахматном порядке перемычек между краями сопредельных по длине овальных отверстий для образования большого количества противоположных пар режущих элементов ленты. Этот штамп наиболее близок по своей сути и достигаемому эффекту, а потому и принимается за прототип [см. международную заявку № WO00/01501 в классе В 21 F 25/00 опубликованную 13.01.2000 года].

Основным недостатком известного способа изготовления колюще-режущей ленты есть то, что операции пробивания значительного количества овальных отверстий и прорезка большого количества перемычек осуществляются одновременно в одном месте по ширине заготовки. Это приводит к чрезмерной нагрузке на заготовку, которая слишком деформируется (или вообще, будет иметь локальные надрывы металла или полностью разорвется. В обоих случаях – такое повреждение целостности колюще-режущей ленты – это недопустимый ее брак), и следовательно нуждается во введении способа обязательной операции выравнивания колюще-режущих лент в плоскости для плотного наматывания их на бобины.

Основным недостатком известного штампа есть слишком сложная его конструкция, поскольку в нем между пуансонами для пробивания отверстий расположены пуансоны для прорезки перемычек, и все пары таких сложных пуансонов находятся без промежутка друг от друга в одной зоне по ширине штампа. Такой штамп сделать довольно сложно, из-за чего он автоматически становится ценным технологическим оборудованием, которые, в свою очередь, отражается в худшую сторону на себестоимости изделия (колюще-режущей ленты). Кроме того, случайный изгиб (пространственное деформирование) нескольких колюще-режущих лент в зоне нахождения большого количества пуансонов, во время пробивания овальных отверстий и прорезки перемычек может привести к заклиниванию штампа из-за набивания в его матрице деформированных колюще-режущих лент, или совсем вывести со строя штамп из-за поломки пуансонов.

В основу изобретения поставлена задача повышения технологичности одновременного изготовления нескольких колюще-режущих лент и упрощение конструкции штампа с одновременным снижением как его стоимости, так и вероятности получения брака, а также одновременным снижением себестоимости изделий путем разделения в пространстве и времени операций пробивания овальных отверстий и прорезки перемычек между ними за счет изменения конструкции штампа, в частности последовательным размещением в нем рабочих элементов – пуансонов для каждой технологической операции в разных плоскостях (зонах) по всей длине штампа.

Поставленная задача решается тем, что способ изготовления колюще-режущей ленты, который состоит в том, что из сплошной широкой металлической полосы изготавливают одновременно несколько колюще-режущих лент путем пробивания парного количества овальных отверстий по ширине заготовки на некотором расстоянии от оси симметрии каждой будущей колюще-режущей ленты. И прорезка перемычек в шахматном порядке между краями сопредельных за длиной овальных отверстий для образования большого количества противоположных пар элементов, каждый из которых состоит из основания и противоположно направленных шипов, расположенных из внешних сторон элемента. Остриями каждого из шипов являются углы, которые образованы между внешней стороной и сторонами элемента, причем при прорезке перемычек образовывается внешняя кромка элемента одной колюще-режущей ленты и одновременно автоматически образовывается кромка центрального участка сопредельной колюще-режущей ленты. Согласно изобретению, пробивание овальных отверстий и прорезку перемычек между ними осуществляют в три этапа, на первом из которых происходит пробивания овальных парных отверстий по ширине заготовки в два ряда. На втором, после продвижения заготовки на один шаг, прорезка части парных перемычек между общими за длиной ленты овальными отверстиями, на третьем, после продвижения заготовки еще на полтора шага, – прорезка оставшихся парных перемычек, по другой линии расположения (шахматный порядок) в заготовке.

Поставленная задача решается также и тем, что штамп для изготовления колюще-режущей ленты, который состоит из матрицы и пуансона, который содержит несколько пар пробивных элементов, каждый из которых состоит с двух последовательных, овальных в разрезе, пальчиковых пробивных элементов для пробивания овальных отверстий в заготовке. И прямоугольные в разрезе пробивные элементы для прорезки перемычек между сопредельными овальными отверстиями в полоске. Согласно изобретению, в штампе первыми расположены в два ряда пары овальных в разрезе пальчиковых пробивных элементов, по которым на расстоянии одного шага передвижения заготовки расположены первый ряд части прямоугольных в разрезе пробивных элементов для прорезки половины парных перемычек между общими по длине заготовки овальными отверстиями, по которым на расстоянии еще полутора шага передвижения заготовки расположен в шахматном порядке относительно первого ряда второй ряд прямоугольных в разрезе пробивных элементов для прорезки перемычек, которые остались в заготовке. Пошаговое преобразование сплошной широкой металлической полосы (заготовки) в несколько колюче-режущих лент в разное время и разных зонах ни сколько не увеличивает общее время изготовления изделия (колюще-режущая лента все равно полностью изготавливается за один цикл срабатывания штампа) и не увеличивает габаритов оборудования, однако позволяет устранить все недостатки, отказаться от отдельной операции выравнивания колюще-режущих лент перед наматыванием их на бобины.

Предложенное расположение пуансонов и матрицы штампа максимально упрощает его конструктивно, исключает возможность чрезмерной деформации или скручивания колюще-режущих лент непосредственно под штампом, то есть обеспечивает предотвращение нарушения непрерывности технологического процесса и избежание оснований для поломки пуансонов. Существенное упрощение конструкции штампа позволяет снизить его стоимость, а вследствие этого, и себестоимость изделий, которые получают с его помощью. Понятно, что в штампе размеры, овальность пробивных элементов (пуансонов) может меняться в зависимости от размеров колюще-режущей ленты и формы ее резальных элементов, расстояния между ними и т.п.


Дальнейшая суть предложенного технического решения объясняется совместно с иллюстративным материалом, на котором изображенная последовательность технологического процесса изготовления несколько колюще-режущих лент с одной сплошной широкой ленты, а именно:

  • фиг. 1 – подача сплошной широкой полосы (заготовки) в зону работы штампа;
  • фиг. 2 – первый этап – пробивание овальных парных отверстий по ширине заготовки в два ряда;
  • фиг. 3 – второй этап – прорезка половины парных перемычек между общими овальными отверстиями по длине заготовки;
  • фиг. 4 – третий этап – прорезка парных перемычек, которые остались, по другой линии расположения (шахматный порядок) в заготовке (окончательное разделение заготовки на отдельные колюще-режущие ленты);
  • фиг. 5 – выход нескольких готовых колюще-режущих лент из зоны работы штампа;
  • фиг. 6 – общий вид матрицы и пуансона предложенного штампа в процессе изготовления нескольких колюще-режущих лент с одной широкой заготовки. Одинарными стрелками показано направление передвижения заготовки вдоль рабочей зоны штампа, двойной – направление перемещения пуансона штампа. Римскими цифрами на фиг. 6 указаны этапы преобразования сплошной заготовки в несколько колюще-режущих лент, а под римскими цифрами – изменение заготовки на соответствующих этапах.

Предложенный способ одновременного изготовления многих колюще-режущих лент состоит в следующем. Сплошную широкую полосу – заготовку 1 – подают в зону работы штампа. На первом этапе в заготовке 1 пробивают овальные парные отверстия 2 за всей шириной заготовки 1 в два ряда. После пробивания указанных овальных отверстий 2 заготовку 1 продвигают дальше в штамп на один шаг, который равняется ширине элементов 3 колюще-режущих лент 4. На втором этапе происходит прорезка части парных перемычек 5 между общими овальными отверстиями 2 по длине заготовки 1. Неразрезанная часть перемычек 5 предотвращает чрезмерное деформирование заготовки. При прорезке перемычек 5 на втором этапе, на первой позиции снова происходит пробивание овальных отверстий 2 в сплошной части заготовке 1, которая при передвижении попала под штамп. После прорезки части перемычек 5 заготовку 1 продвигают дальше в штамп еще на один такой же шаг. На третьем этапе происходит прорезка парных перемычек 6, которые остались, на другой линии расположения (шахматный порядок) в заготовке 1. На этом этапе происходит окончательное разделение заготовки 1 на отдельные колюще-режущие ленты, которые, при дальнейшем пошаговом продвижении заготовки 1, выходят из зоны работы штампа и наматываются на бобины (не показанные из-за общеизвестности). Одновременно с этим, на каждом этапе происходит повторение операций пробивания отверстий 2 и перемычек 5.

Итак, пошаговое изготовление нескольких колюче-режущих лент 4 с последовательным разделением заготовки 1 в пространстве позволяет снять нагрузку на заготовку 1. Предложенный штамп содержит матрицу 7 и пуансон 8. Пуансон 8 содержит несколько парных последовательно расположенных и разных по форме пробивных элементов. Первыми поочередно расположены поперек штампа в два ряда последовательно овальные в разрезе пробивные элементы 9 для пробивания овальных отверстий 2 в заготовке 1. Расстояние между рядами овальных в разрезе пробивных элементов 9 определяется размером кармана 10 колюще-режущей ленты 4. На расстоянии одного шага передвижения заготовки 1 вне овальных в разрезе пробивных элементов 9 расположенных поперек штампа первая часть прямоугольных в разрезе пробивных элементов 11 для прорезки части парных перемычек 5 между сопредельными за длиной заготовки 1 овальными отверстиями 2, по которым на расстоянии еще полутора шагов передвижения заготовки 1 расположена в шахматном порядке вторая часть прямоугольных в разрезе пробивных элементов 12 для прорезки тех перемычек 6, которые остались для окончательного разделения заготовки 1 на отдельные и конструктивно полностью сформированные колюще-режущие ленты 4. Нижние (рабочие) торцы пробивных элементов 9, 11 и 12 могут быть как плоскими, так и выгнутыми вглубь пуансонов – это значение не имеет, поскольку не влияет на технологию изготовления колюче-режущей ленты 4. Все пальчиковые пробивные элементы 9, 11 и 12 имеют простейшую конструкцию, разнесены в разные плоскости по длине штампа, что упрощает его конструкцию и повышает ремонтопригодность.

Если исходная заготовка 1 оказалась шире суммарной ширины нескольких колюще-режущих лент 4, ее или обрезают по ширине до определенного размера (для этого штамп может быть наделен дополнительными отрезными пуансонами, которые не показаны из-за общеизвестности), или изготовляют из крайних участков колюще-режущей ленты с редкими непарными элементами (как в прототипе).

Существенное отличие заявляемых объектов, от ранее известных, заключается в том, что операции пробивания отверстий и прорезка перемычек разнесены во времени и пространстве из-за разнесения в разные плоскости пробивных элементов штампа. Указанное отличие позволяет принципиально изменить технологию изготовления нескольких колюще-режущих лент с одной сплошной заготовки, в частности исключить деформирование колюще-режущих лент под штампом, упростить изготовление последнего. Ни один из известных способов производства колюче-режущих проводов не могут иметь отмеченные свойства, поскольку все операции выполняются одновременно по всей рабочей площади или вовсе, позволяют изготавливать лишь одну колюще-режущую ленту.

Ни один из известных штампов для производства колюще-режущих лент не может иметь отмеченные свойства, поскольку все его пробивные элементы расположены вместе в одной плоскости по ширине штампа.

Предложенное техническое решение проверено на практике. Способ и штамп не содержат никаких элементов или операций, которые невозможно было бы воссоздать на современном этапе развития науки и техники, в частности производства колюще-режущих лент. А значит, приемлемо для промышленного применения, имеет определенные преимущества перед известными способами и штампами из-за предложенных изменений действия пуансонами на заготовку, которая подтверждает достижение технического результата объекта, который заявляется. В известных источниках информации не выявлены подобные способы и штампов для производства колюще-режущих лент с указанными в предложении существенными признаками, а потому, полагается таким, который может получить правовую защиту.

К основным техническим преимуществам предложенного технического решения, в сравнении с прототипами, можно отнести следующее:

  • отсутствие деформирования колюще-режущих лент под штампом за счет того, что окончательное разделение заготовки на отдельные полосы происходит на выходе ее из штампа;
  • нет необходимости в дополнительной промежуточной операции выравнивания колюще-режущих лент за счет отсутствия чрезмерного деформирования последних;
  • непрерывность технологии изготовления колюще-режущих лент из-за исключения вероятности попадания лент в отверстия матрицы штампа;
  • упрощение конструкции штампа из-за разнесения в пространстве пуансонов.

Социальный эффект от использования предложенных способа и штампа для изготовления колюще-режущих лент, в сравнении с использованием прототипов, получают за счет увеличения количества и надежности защиты режимных объектов вследствие удешевления колюще-режущих лент, из-за снижения стоимости штампа, что делает их широкодоступными.

Экономический эффект от внедрения изобретения, в сравнении с использованием известных технических решений, получают за счет снижения стоимости колюще-режущих лент и штампов для их изготовления.

После описания вышеупомянутых технологии и штампа для изготовления колюще-режущей ленты, специалистам в данной области знаний должно быть очевидно, что все вышеописанное является лишь иллюстративным, а не ограничительным, будучи представленным данным примером. Многочисленные возможные модификации и другие варианты реализации предложенного способа, в частности количество полученных колюще-режущих лент, использование кромок заготовки и т.п., могут меняться в разном соотношении. А также штамп может меняться конструктивно, в частности количество пуансонов, их конструкция, расстояние между ними, использование кромок заготовки или ее обрезание, что разумеется, находится в пределах объема одного из обычных и естественных подходов в данной области знаний и рассматриваются такими, что находятся в пределах объема данного технического решения.

Квинтэссенцией предложенного технического решения есть то, что операции преобразования сплошной широкой заготовки на отдельные колюще-режущие ленты происходят поэтапно в разное время благодаря предложенным конструктивным изменениям штампа, и именно это обстоятельство позволяет приобрести предложенной технологии перечисленные и другие преимущества. Изменение и использования лишь отдельных этапов технологии изготовления колюще-режущих лент, и лишь отдельных конструктивных элементов штампа, естественно, ограничивает спектр вышеперечисленных преимуществ, и не могут полагаться новыми техническими решениями в данной области знаний, поскольку другой подобный описанному способ и штамп уже не будет требовать никакого творческого подхода от конструкторов и инженеров, а потому и не могут считаться результатами их творческой деятельности или новыми объектами интеллектуальной собственности, которые требуют защиты охранными документами.