Штамп для виготовлення колюче-ріжучої стрічки – патент України №45934

Патент України №45934 – Штамп для виготовлення колюче-ріжучої стрічки

Патент України: №45934
Автор: Ткаченко Юрій Володимирович
Розділ МПК: B21F 25/00 – Колючий дріт, сітки, огородження, тканини із дроту
Опубліковане: 25.11.2009, бюл. № 22/2009

Штамп для виготовлення колючо-різальної стрічки, що складається з матриці і пуансона, який містить декілька пар пробивних елементів, кожний з яких складається з двох послідовних овальних у перерізі пальчикових пробивних елементів для пробивання овальних отворів у заготовці та прямокутних у перерізі пробивних елементів для прорізання перемичок між спільними овальними отворами у смужці, який відрізняється тим, що у штампі першими розташовані у два рядки пари овальних у перерізі пальчикових пробивних елементів, за якими на відстані одного кроку пересування заготовки розташований перший рядок половини прямокутних у перерізі пробивних елементів для прорізання половини парних перемичок між спільними за довжиною заготовки овальними отворами, за якими на відстані ще півтора кроків пересування заготовки розташований у шаховому порядку відносно першого рядка другий рядок другої половини прямокутних у перерізі пробивних елементів для прорізання перемичок, що залишилися у заготовці.

Корисна модель належить до метизного виробництва, а саме, до пристосувань, що використовуються для виробництва колючо-різальних стрічок, які застосовують у якості бар'єрів безпеки і призначені для запобігання неправомірного проникнення на режимні об'єкти.
Для виготовлення колючо-різальних стрічок найчастіше використовують штампи. Заготовку, що являє собою суцільну металеву смугу, покроково просувають під штамп, фігурні пуансони якого просікають у смужці елементи, частіше овальні, з протилежно спрямованими зубцями. Такий спосіб виготовлення колючо-різальної стрічки являється найбільш поширеним у світі.

Так, наприклад, відомий спосіб виготовлення колючо-різальної стрічки, який полягає у тому, що у заготовці у вигляді суцільній вузькій металевій смужці, на деякій відстані від осі її симетрії, з обох боків рівномірно пробивають симетричні зовнішні відкрити кишені, перемички між якими утворюють велику кількість протилежних пар елементів, кожний з яких складається з основи та протилежно направлених зубців, розташованих із зовнішніх боків елемента, а вістрями кожного з зубців є кути, що утворені між зовнішньою стороною та боками елемента. Для пробивання симетричних зовнішніх відкритих кишень використовують штамп, який складається з матриці і пуансона, що містить пальчикові пробивні інструменти овальної форми, які розташовані у штампі за однією лінією, перпендикулярною напряму покрокового пересування заготовки під штамп. Такий штамп забезпечує виготовлення колючо-різальної стрічки за один повний цикл його спрацювання [див. патент України №41834 з класу B21F 25/00 опублікований 24.04.2001 року].

Основний недолік відомого штампу полягає в тому, що він містить всього лише одну пару пробивних пуансонів. Отже, при його застосуванні отримують лише один виріб (одну колючорізальну стрічку), що не раціонально. Адже потужність приводу штампу звичайно дозволяє виготовлювати одночасно декілька колючо-різальних стрічок, але наявність лише однієї пари пуансонів дозволяє виготовлювати лише одну стрічку. Для того, щоб зросла продуктивність відомого штампу його треба було б оснастити більшою кількістю пар пуансонів та застосовувати у якості вихідної заготовки широку смужку, з якою можна одночасно виготовлювати декілька колючих стрічок.

З цього боку, найбільш близьким за своєю суттю та ефекту, і який приймається за прототип, є штамп для виготовлення колючо-різальної стрічки, що складається з матриці і пуансону, який містить декілька пар пробивних елементів, кожний з яких складається з двох овальних пальчикових пробивних елементів для пробивання овальних отворів у смужці, між якими розташовані прямокутні пробивні елементи для прорізання перемичок між спільними овальними отворами у смужці, причому всі пари пробивних елементів розташовані у одній площині, перпендикулярній напряму покрокового пересування заготовки під штамп. Такий штамп дозволяє із однієї суцільної широкої металевій смуги виготовляти одночасно декілька колючорізальних стрічок шляхом одночасного пробивання парної кількості овальних отворів за шириною заготовки у декілька рядків за довжиною заготовки на деякій відстані від осі симетрії кожної майбутньої колючо-різальної стрічки, та одночасного прорізання у шаховому порядку перемичок між краями суміжних за довжиною овальних отворів для утворення великої кількості протилежних пар різальних елементів стрічки. Кожний з таких елементів складається з основи та протилежно направлених зубців, розташованих із зовнішніх боків елементу, а вістрями кожного з зубців є кути, що утворені між зовнішньою стороною та боками елемента, при чому при прорізанні перемичок утворюється зовнішня крайка елементу однієї колючо-різальноїстрічки та одночасно автоматично утворюється крайка центральної ділянки суміжної колючо-різальної стрічки [див. міжнародну заявку №WO00/01501 з класу В21F 25/00 опубліковану 13.01.2000 року].

Основним недоліком відомого штампу є те, що операції пробивання значної кількості овальних отворів та прорізання великої кількості перемичок здійснюються ним одночасно у одній зоні за шириною заготовки. Це, з одного боку, призводить до надмірного навантаження на заготовку, яка від того занадто деформується або, в загалі, буде мати локальні надриви металу чи повністю розірватися. Таке пошкодження суцільності колючорізальної проволоки – це неприпустимий її брак. Надмірне деформування вирубаних колючо-різальних елементів потребує введення до технології обов'язкової операції їх вирівнювання у площині для подальшого щільного намотування на бобини. З другого боку, такий штамп має занадто складну конструкцію, оскільки в ньому між пуансонами для пробивання отворів розташовані пуансони для прорізання перемичок, та всі пари таких складних пуансонів знаходяться без будь-якої відстані один від другого у одній зоні за шириною штампу. Такий штамп зробити досить складно,через що він автоматично становиться коштовним технологічним обладнанням, що, у свою чергу,відбивається у гірший бік на собівартості виробу (колючо-різальної стрічки). Крім того, випадковий вигін (просторове деформування) декількох колючо-різальних стрічок в зоні знаходження великої кількості пуансонів, під час пробивання овальних отворів та руйнування перемичок може призвести до заклинювання штампу через наштовхання у його матриці деформованих колючо-різальних стрічок, або зовсім вивести зі строю штамп через поламання пуансонів.

В основу корисної моделі поставлене завдання спрощення конструкції штампу з одночасним зниженням його вартості та підвищення технологічності одночасного виготовлення декількох колючо-різальних стрічок з одночасним зниженням ймовірності отримання браку шляхом розділення у просторі і часі операцій пробивання овальних отворів та прорізання перемичок між ними за рахунок зміни конструкції штампу, зокрема, послідовним розміщенням в ньому пуансонів для кожної технологічної операції у різних зонах за довжиною штампу.

Рішення поставленої задачі досягається тим, що штамп для виготовлення колючо-різальної стрічки, що складається з матриці і пуансону, який містить декілька пар пробивних елементів, кожний з яких складається з двох послідовних овальних у перерізі пальчикових пробивних елементів для пробивання овальних отворів у заготовці, та прямокутні у перерізі пробивні елементи для прорізання перемичок між спільними овальними отворами у смужці, згідно пропозиції, у штампі першими розташовані у два рядки пари овальних у перетині пальчикових пробивних елементів, заякими на відстані одного кроку пересування заготовки розташований перший рядок половини прямокутних у перетині пробивних елементів для прорізання половини парних перемичок між спільними за довжиною заготовки овальними отворами, за якими на відстані ще півтора кроків пересування заготовки розташований у шаховому порядку відносно першого рядка другий рядок другої половина прямокутних у перетині пробивних елементів для прорізання перемичок, що залишилися. Зрозуміло, що розміри, овальність пробивних елементів може змінюватися у залежності від розмірів колючо-різальної стрічки та форми її різальних елементів, відстані між ними.

Запропонована конструкція пуансонів і матриці штампу максимально їх спрощує конструктивно та дозволяє здійснювати виробництво колючо-різальної стрічки послідовно у три етапи, на першому з яких відбувається пробивання овальних парних отворів за шириною заготовки у два рядки, на другому, після просування заготовки на один крок, – прорізання половини парних перемичок між спільними овальними отворами за довжиною заготовки, на третьому, після просування заготовки ще на крок, – прорізання парних перемичок, що залишилися, за іншою лінією розташування шаховий порядок) у заготовці.

Покрокове перетворення суцільної широкої заготовки у декілька колючо-різальних стрічок у різний час та різних зонах не скільки не збільшує загальний час виготовлення виробу (колючо-різальна стрічка все-однак повністю виготовлюється за один цикл спрацювання штампу) і не збільшує габаритів обладнання, але й дозволяє усунути всі недоліки, що притаманні прототипу, зокрема, виключити можливість деформуватися чи скручуватися колючо-різальним стрічкам безпосередньо під штампом, тобто запобігти порушення безперервності технологічного процесу, відмовитися від окремої операції вирівнювання колючорізальних стрічок перед намотуванням їх на бобіни, суттєво спростити виготовлення штампу, та саме так знизити його вартість.

Подальша сутність запропонованого технічного рішення пояснюється спільно з ілюстративним матеріалом, на якому зображений загальний вигляд матриці і пуансона штампа та процес виготовлення декілька колючо-різальних стрічок з однієї широкої заготовки. Одинарними стрілками показаний напрям пересування заготовки вздовж робочої зони штампа, подвійною – напрям переміщення пуансона штампа. Римськими цифрами вказані етапи перетворення суцільної заготовки на декілька колючо-різальних стрічок, а під римськими цифрами – зміна заготовки за відповідними етапами. Запропонований штамп містить матрицю 1 і пуансон 2. Пуансон 1 містить декілька парних послідовно розташованих та різних за формою пробивних елементів. Першими по черзі розташовані у поперек штампа у два рядки послідовно овальні у перетині пробивні елементи 3 для пробивання овальних отворів 4 у заготовці 5. Відстань між рядками овальних у перетині пробивних елементів 3 визначається розміром кишені 6 колючо-різальної стрічки 7. На відстані одного кроку пересування заготовки 5 поза овальними у перетині пробивними елементами 3 розташована упоперек штампа перша половина прямокутних у перетині пробивних елементів 8 для прорізання половини парних перемичок 9 між спільними за довжиною заготовки 5 овальними отворами 4, за якими на відстані ще півтора кроків пересування заготовки 5 розташована у шаховому порядку друга половина прямокутних у перетині пробивних елементів 10 для прорізання перемичок 9, що залишилися для остаточного розділення заготовки 5 на окремі та конструктивно повністю сформовані колючо-різальні стрічки 7. Нижні (робочі) торці пробивних елементів 3, 8 і 10 можуть бути як плоскими, так і вигнутими всередину пуансонів – це значення не має, оскільки не вливає на технологію виготовлення колючо-різальної стрічки 7. Якщо вихідна заготовка 5 опинилася ширше засумарну ширину декількох колючо-різальних стрічок 7, її або обрізають за шириною до певного розміру, або виготовлюють з крайніх ділянок колючо-різальні стрічки з рідкими непарними елементами (як за прототипом). Для цього штамп може бути наділений додатковими відрізними пуансонами, які не показані через загальновідомість.

Запропонований штамп працює у такий спосіб. Суцільну широку заготовку 5 подають у зону роботи штампа. Далі, на першому етапі пробивають овальні парні отвори 4 за всією шириною заготовки 5 у два рядки. Для цього використовуються пальчикові овальні у перетині пробивні елементи 3 найпростішої конструкції. У матриці 1 штампа, природно, виконані відповідні овальні отвори 11. Після пробивання отворів 4 заготовку 5 просувають далі у штамп на один крок, який дорівнюється довжині кишень 6 колючо-різальних стрічок 7. На другому етапі відбувається прорізання половини парних перемичок 9 між спільними овальними отворами 4 за довжиною заготовки 5. Для цього використовують звичайні пальчикові прямокутні у перетині пробивні елементи 8 найпростішої конструкції. У матриці 1 штампу, природно, виконані відповідні прямокутні отвори 12. При прорізанні перемичок 9 на першій позиції знов відбувається пробивання отворів 4. Після прорізання половини перемичок 9 заготовку 5 просувають далі у штамп ще на один такий же ж крок. На третьому етапі відбувається прорізання парних перемичок 9, що залишилися, за іншою лінією розташування (шаховий порядок) у заготовці 5 за допомогою конструктивно таких же ж пальчикових прямокутних у перетині пробивних елементів 10. На цьому етапі відбувається остаточне розділення заготовки 5 на окремі колючо-різальні стрічки 7, які, при подальшому покроковому просуванні заготовки 5, вихо дять із зони роботи штампа та намотуються на бобини (не показані через загальновідомість). Одночасно з цим, на кожному етапі відбувається повтор операцій пробивання отворів 4 та перемичок 9 пробивними елементами 8. Отже, покрокове виготовлення декількох колючо-різальних стрічок 7 з послідовним розділенням заготовки 5 у просторі дозволяє зняти навантаження на заготовку 5, рознести пробивні елементи 3, 8 і 10 штампа за його довжиною та саме так, з одного боку, спростити його конструкцію, з іншого – знизити ймовірність надмірного деформування колючо-різальних стрічок 7. Суттєва відмінність об'єкта, що заявляється, від раніш відомих, полягає в тому, що пуансони штампа для пробивання отворів та прорізання перемичок рознесені у просторі за його довжиною. Вказана відмінність дозволяє принципово змінити технологію виготовлення декількох колючо-різальних стрічок з однієї суцільної заготовки, зокрема, виключити надмірне деформування колючо-різальних стрічок під штампом, спростити виготовлення останнього. Жодний з відомих штампів для виробництва колючо-різальних стрічок не можуть володіти відзначеними властивостями, оскільки обов'язково всі операції переробки заготовки роблять в одному місці, або, взагалі дозволяють виготовлювати лише одну колючо-різальну стрічку.

Запропоноване технічне рішення перевірене на практиці. Штамп не містить будь-яких елементів, які неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема, виробництва колючо-різальних стрічок, отже, прийнятне для промислового застосування, має певні переваги перед відомими штампами через запропоновані зміни впливу пуансонами на заготовку, що підтверджує досягнення технічного результату об'єкта, що заявляється, в відомих джерелах інформації не виявлено подібних штампів для виробництва колючо-різальних стрічок із зазначеними у пропозиції суттєвими ознаками, а тому, вважається таким, що може отримати правовий захист. До основних технічних переваг запропонованого технічного рішення, у порівнянні з прототипом, можна віднести наступне:

  • відсутність деформування колючо-різальних стрічок під штампом за рахунок того, що остаточне розділення заготовки на окремі смуги відбувається на виході її із штампа;
  • немає необхідності у додатковій проміжній операції вирівнювання колючо-різальних стрічок за рахунок відсутності надмірного деформування останніх;
  • безперервність технології виготовлення колючо-різальних стрічок через виключення ймовірності потрапляння стрічок у отвори матриці штампа;
  • спрощення конструкції штампа через рознесення у просторі пуансонів і матриць.

Соціальний ефект від використання запропонованого штампу для виготовлення колючо-різальних стрічок, у порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок збільшення кількості і надійності захисту режимних об'єктів внаслідок здешевлення колючо-різальних стрічок, через зниження вартості штампа, що дозволяє їх придбати будь-кому.

Економічний ефект від впровадження корисної моделі, у порівнянні з використанням відомих технічних рішень, отримують за рахунок зниження вартості колючо-різальних стрічок і штампів для їх виготовлення. Після опису вищезазначеного штампу для виготовлення колючо-різальної стрічки, фахівцям в даній області знань повинно бути, наявно, що всевищеописане є лише ілюстративним, а не обмежувальним, будучи представленим даним прикладом. Численні можливі модифікації і інші варіантиреалізації запропонованого штампа, зокрема, кількість пуансонів, їх конструкція, відстань між ними, використання крайок заготовки чи її обрізання, тощо, можуть змінюватися у різному співвідношенні, а також штамп може в цілому змінюватися конструктивно і, зрозуміло, знаходяться в межах об'єму одного із звичайних і природних підходів в даній області знань і розглядаються такими, що знаходяться в межах об'єму даного технічного рішення.

Квінтесенцією запропонованого технічного рішення є те, що, завдяки новому штампу, операції перетворення суцільної широкої заготовки на окремі колючо-різальні стрічки відбуваються поетапно у різний час і саме ця обставина дозволяє надбати пропозиції перелічені і інші переваги. Зміна і використання лише окремих елементів штампа для виготовлення колючо-різальних стрічок, природно, обмежує спектр переваг, перерахованих вище, і не може вважатися новими технічними рішеннями в даній області знань, оскільки інший, подібний описаному штампу вже не вимагатиме будь-якого творчого підходу від конструкторів і інженерів, а тому і не може вважатися результатами їх творчої діяльності або новими об'єктами інтелектуальної власності, відповідними до захисту охоронними документами.