Штамп для виготовлення колюче-ріжучої стрічки - патент Росії №91015

Патент России №91015 – Штамп для изготовления колюче-режущей ленты

Патент Росії: №91015
Автор: Ткаченко Юрій Володимирович
Розділ МПК: B21F 25/00 – Колючий дріт, сітки, огородження, тканини із дроту
Опубліковане: 27.01.2010

Використання: в оснащенні, яке призначене для виробництва колючо-ріжучих стрічок, застосовуваних для виготовлення армованого колючого дроту Єгоза, та в якості бар'єрів безпеки й призначених для запобігання неправомірного проникнення на режимні об'єкти. Сутність: штамп складається з матриці й пуансона, що містить декілька пар пробивних елементів, розташованих по ширині штампу, кожний з яких складається із двох послідовних овальних у перерізі пальчикових пробивних елементів для пробивання овальних отворів у заготовці, і прямокутних у перерізі пробивних елементів для перерізання перемичок між суміжними овальними отворами в заготовці. У штампі першими розташовані у два ряди по ширині штампу пари овальних у перерізі пальчикових пробивних елементів. За ними на відстані одного кроку пересування заготовки розташований перший ряд половини прямокутних у перерізі пробивних елементів для перерізання половини парних перемичок між суміжними по довжині заготовки овальними отворами. За ними на відстані ще півтора кроку пересування заготовки розташований у шаховому порядку щодо першого ряду другий ряд другої половини прямокутних у перерізі пробивних елементів для перерізання перемичок, що залишилися. Технічні переваги: відсутність надмірної деформації колючо-ріжучих стрічок під штампом; відсутність додаткової проміжної операції вирівнювання колючо-ріжучих стрічок; безперервність технології виготовлення колючо-ріжучих стрічок; спрощення конструкції штампу.

Корисна модель відноситься до виробництва металевих виробів, а точніше, до оснащення, призначеного для виробництва колючо-ріжучих стрічок, застосовуваних у якості бар'єрів безпеки й призначених для запобігання неправомірному проникненню на режимні об'єкти.

Для виготовлення колючо-ріжучих стрічок найчастіше використовують штампи. Заготовку, що представляє собою суцільну металеву смугу, покроково просувають під штамп, фігурні пуансони якого, просікають у смужці елементи, частіше овальні, із протилежно спрямованими зубцями. Такий спосіб виготовлення колючо-різальної стрічки є найпоширенішим у світі.

Так, наприклад, відомий спосіб виготовлення колючо-ріжучої стрічки, що полягає в тому, що в заготовці у вигляді суцільної вузької металевої смуги, на деякій відстані від осі її симетрії, по обидва боки рівномірно пробивають симетричні зовнішні відкриті кишені, перемички між якими утворюють велику кількість протилежних пар елементів, кожний з яких складається з основи та протилежно спрямованих зубців, розташованих на зовнішніх боках елемента, а вістрями кожного із зубців є кути, утворені між зовнішньої та бічними сторонами елемента. Для пробивання симетричних зовнішніх відкритих кишень використовують штамп, який складається з матриці та пуансона, виконаного у вигляді пальчикових пробивних інструментів овальної форми, які розташовані в штампі на одній лінії, перпендикулярної напрямку покрокового пересування заготовки під штамп. Такий штамп забезпечує виготовлення колючо-ріжучої стрічки за один повний цикл його спрацьовування. [см. патент України №41834 по класу B21F 25/00 опублікований 24.04.2001 року].

Основний недолік відомого штампу полягає в тому, що він містить усього лише одну пару пробивних пуансонів. Отже, при його застосуванні одержують лише один виріб (одну колючо-ріжучу стрічку), що не раціонально. Адже потужність приводу штампу звичайно дозволяє виготовляти одночасно декілька колючо-ріжучих стрічок, але наявність лише однієї пари пуансонів дозволяє виготовляти лише одну стрічку. Для того, щоб зросла продуктивність відомого штампу його потрібно було б оснастити більшою кількістю пар пуансонів і застосовувати в якості вихідної заготовки широку смугу, з якої можна одночасно виготовлялося б декілька колючо-ріжучих стрічок.

Із цього погляду, найбільш близьким по своїй сутності, та ефекту що досягається, прийнятим за прототип, є штамп для виготовлення колючо-ріжучої стрічки, який складається з матриці й пуансона, що містить декілька пар пробивних елементів, кожен з яких складається із двох овальних пальчикових пробивних елементів для пробивання овальних отворів у смузі, між якими розташовані прямокутні пробивні елементи для перерізання перемичок між суміжними овальними отворами в смузі, причому все пари пробивних елементів розташовані в одній площині, перпендикулярної напрямку покрокового переміщення заготовки під штамп. Такий штамп дозволяє з однієї суцільної широкої металевої смуги виготовляти одночасно декілька колючо-ріжучих стрічок шляхом одночасного пробивання парної кількості овальних отворів по ширині заготовки в кілька рядів по довжині заготовки на деякій відстані від осі симетрії кожної майбутньої колючо-ріжучої стрічки, і одночасного перерізання в шаховому порядку перемичок між краями суміжних по довжині овальних отворів для утвору великої кількості протилежних пар ріжучих елементів стрічки. Кожний з таких елементів складається з основи й протилежно спрямованих зубців, розташованих на зовнішніх боках елемента, а вістрями кожного із зубців є кути, утворені між зовнішньою стороною й бічними сторонами елемента, причому при перерізанні перемичок утворюється зовнішня крайка елемента однієї колючо-ріжучої стрічки й одночасно автоматично утворюється крайка центральної ділянки суміжної колючо-ріжучої стрічки [див. міжнародну заявку № O00/01501 по класу В21F 25/00 опубліковану 13.01.2000 року].

Основним недоліком відомого штампу є те, що операції пробивання значної кількості овальних отворів і перерізання великої кількості перемичок здійснюються одночасно в одній зоні по ширині заготовки. Це, з одного боку, приводить до надлишкового навантаження на заготовку, яка від цього надмірно деформується або, взагалі, буде мати локальні надриви металу або навіть повністю розірватися. Таке ушкодження цілісності колючо-ріжучої стрічки – це неприпустимий її брак. Надмірна деформація вже готових колючо-ріжучих стрічок потребує уведення до технологічного процесу обов'язкової операції їх вирівнювання в площині для наступного щільного намотування на бобіни. З іншого боку, такий штамп має занадто складну конструкцію, оскільки в ньому між пуансонами для пробивання отворів розташовані пуансони для перерізання перемичок, і все пари таких складних пуансонів перебувають близькому відстані один від іншого в одній зоні по ширині штампу. Такий штамп виготовити досить складно, через що він автоматично стає дорогим технологічним устаткуванням, що, у свою чергу, відбивається в гіршу сторону на собівартості виробу (колючо-ріжучої стрічки). Крім того, випадковий вигиб (просторова деформація) декількох колючо-ріжучих стрічок у зоні знаходження великої кількості пуансонів, під час пробивання овальних отворів і руйнування перемичок може привести до заклинювання штампу через попадання в його матрицю деформованих колючо-ріжучих стрічок, або зовсім вивести з ладу штамп через поламку пуансонів.

В основу корисної моделі поставлене завдання спрощення конструкції штампу з одночасним зниженням його вартості й підвищення технологічності одночасного виготовлення декількох колючо-ріжучих стрічок з одночасним зниженням імовірності одержання браку шляхом поділу в просторі й часу операцій пробивання овальних отворів і перерізання перемичок між ними за рахунок зміни конструкції штампу, зокрема, послідовним розміщенням у ньому пуансонів для кожної технологічної операції в різних зонах по довжині штампу.

Рішення поставленого завдання досягається тим, що штамп для виготовлення колючо-ріжучої стрічки, що полягає з матриці й пуансона, що містить декілька пар пробивних елементів, розташованих по ширині штампу, кожний з яких складається із двох послідовних овальних у перерізі пальчикових пробивних елементів для пробивання овальних отворів у заготовці, і прямокутних у перерізі пробивних елементів для перерізання перемичок між суміжними овальними отворами в заготовці, згідно із пропозицією, у штампі першими розташовані у два ряди по ширині штампу пари овальних у перерізі пальчикових пробивних елементів, за якими на відстані одного кроку пересування заготовки розташований перший ряд половини прямокутних у перерізі пробивних елементів для перерізання половини парних перемичок між суміжними по довжині заготовки овальними отворами, за якими на відстані ще півтора кроку пересування заготовки розташований у шаховому порядку щодо першого ряду другий ряд другої половини прямокутних у перерізі пробивних елементів для перерізання перемичок, що залишилися.

Зрозуміло, що розміри й овальність пробивних елементів можуть змінюватися залежно від розмірів колючо-ріжучої стрічки й форми її ріжучих елементів, відстані між ними.

Запропонована конструкція пуансонів і матриці штампу максимально спрощує їх конструктивно й дозволяє здійснювати виготовлення колючо-ріжучої стрічки послідовно в три етапи, на першому з яких відбувається пробивання овальних парних отворів по ширині заготовки у два ряди, на другому, після просування заготовки на один крок, – перерізання половини парних перемичок між суміжними овальними отворами по довжині заготовки, на третьому, після просування заготовки ще на півтора кроку, – перерізання парних перемичок, що залишилися, по іншій лінії розташування (шаховий порядок) у заготовці.

Покрокове перетворення суцільної широкої заготовки в декілька колючо-ріжучих стрічок у різний час і в різних зонах ні скільки не збільшує загальний час виготовлення виробу (колючо-ріжуча стрічка однаково повністю виготовляється за один цикл спрацьовування штампу) і не збільшує габаритів устаткування, однак дозволяє усунути всі недоліки, властиві прототипу, зокрема, виключити можливість деформуватися або скручуватися колючо-ріжучим стрічкам безпосередньо під штампом, тобто запобігти порушенню безперервності технологічного процесу, відмовитися від окремої операції вирівнювання колючо-ріжучих стрічок перед намотуванням їх на бобіни, суттєво спростити виготовлення штампу, і саме так знизити його вартість.

Подальша сутність запропонованого технічного рішення пояснюється разом з ілюстративним матеріалом, на якому зображені загальний вид матриці й пуансона штампу й процес виготовлення декілька колючо-ріжучих стрічок з однієї широкої заготовки. Одинарними стрілками показаний напрямок пересування заготовки вздовж робочої зони штампу, подвійний – напрямок переміщення пуансона штампу. Римськими цифрами зазначені етапи перетворення суцільної заготовки на декілька колючо-ріжучих стрічок, а під римськими цифрами – зміна (трансформація) заготовки на відповідних етапах.

Запропонований штамп містить матрицю 1 і пуансон 2. Пуансон 1 містить декілька парних послідовно розташованих і різних за формою пробивних елементів. Першими по черзі розташовані поперек штампу у два ряди, послідовно овальні в перерізі пробивні елементи 3 для пробивання овальних отворів 4 у заготовці 5. Відстань між рядами овальних у перерізі пробивних елементів 3 визначається розміром кишень 6 колючо-ріжучої стрічки 7. На відстані одного кроку пересування заготовки 5 за овальними в перерізі пробивними елементами 3 розташована поперек штампу перша половина прямокутних у перерізі пробивних елементів 8 для перерізання половини парних перемичок 9 між суміжними по довжині заготовки 5 овальними отворами 4, за якими на відстані ще півтора кроку пересування заготовки 5 розташована в шаховому порядку друга половина прямокутних у перерізі пробивних елементів 10 для перерізання перемичок, що залишилися, 9 для остаточного поділу заготовки 5 на окремі й конструктивно повністю сформовані колючо-ріжучі стрічки 7. Нижні (робочі) торці пробивних елементів 3, 8 і 10 можуть бути як плоскими, так і ввігнутими усередину пуансонів – це значення не має, оскільки не вливає на технологію виготовлення колючо-ріжучої стрічки 7.

Якщо вихідна заготовка 5 виявилася ширше сумарної ширини декількох колючо-ріжучих стрічок 7, її або обрізають по ширині до певного розміру, або виготовляють із крайніх ділянок колючо-ріжучі стрічки з непарними елементами ( як по прототипу). Для цього штамп може бути постачений додатковими відрізними пуансонами, які не показані зважаючи на загальновідомість.

Запропонований штамп працює в такий спосіб.

Суцільну широку заготовку 5 подають у зону роботи штампу. Далі, на першому етапі пробивають овальні парні отвори 4 по всій ширині заготовки 5 у два ряди. Для цього використовуються пальчикові овальні в перерізі пробивні елементи 3 самої найпростішої конструкції. У матриці 1 штампу виконані відповідні овальні отвори 11. Після пробивання отворів 4 заготовку 5 просувають далі в штамп на один крок, який визначається довжиною кишень 6 колючо-ріжучих стрічок 7. На другому етапі відбувається перерізання половини парних перемичок 9 між суміжними овальними отворами 4 по довжині заготовки 5. Для цього використовують звичайні пальчикові прямокутні в перерізі пробивні елементи 8 найпростішої конструкції. У матриці 1 штампу виконані відповідні прямокутні отвори 12. При перерізанні перемичок 9 на першій позиції знову відбувається пробивання отворів 4. Після перерізання половини перемичок 9 заготовку 5 просувають далі в штамп ще на один такий самий крок. На третьому етапі відбувається перерізання тих парних перемичок 9 що залишилися, але по іншій лінії розташування (шаховий порядок) у заготовці 5 за допомогою конструктивно таких самих пальчикових прямокутних у перерізі пробивних елементів 10. На цьому етапі відбувається остаточний поділ заготовки 5 на окремі колючо-ріжучі стрічки 7, які, при наступному покроковому просуванні заготовки 5, виходять із зони роботи штампу й намотуються на бобіни (не показані у виді загальновідомості). Одночасно із цим, на кожному етапі відбувається повтор операцій пробивання отворів 4 і перерізання перемичок 9 пробивними елементами 8.

Таким чином, покрокове виготовлення декількох колючо-ріжучих стрічок 7 з послідовним поділом заготовки 5 у просторі дозволяє зняти навантаження на заготовку 5, рознести пробивні елементи 3, 8 і 10 штампу по його довжині й саме так, з одного боку, спростити його конструкцію, з іншого боку – знизити ймовірність надмірної деформації колючо-ріжучих стрічок 7.

Істотна відмінність об'єкта, що заявляється, від раніше відомих, полягає в тому, що пуансони штампу для пробивання отворів і перерізання перемичок рознесені в просторі по його довжині. Зазначена відмінність дозволяє принципово змінити технологію виготовлення декількох колючо-ріжучих стрічок з однієї суцільної заготовки, зокрема, виключити надмірну деформацію колючо-ріжучих стрічок під штампом, спростити виготовлення останнього. Жоден з відомих штампів для виробництва колючо-ріжучих стрічок не можуть мати відзначені властивості, оскільки обов'язково всі операції переробки заготовки виконуються в одному місці, або, взагалі дозволяють виготовляти лише одну колючо-ріжучу стрічку.

Запропоноване технічне рішення перевірене на практиці. Штамп не містить ніяких елементів, які неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки й техніки, зокрема, виробництва колючо-ріжучих стрічок, отже, прийнятний для промислового застосування, має певні переваги перед відомими штампами через запропоновані зміни впливу пуансонами на заготовку, що підтверджує досягнення технічного результату об'єктом, що заявляється, у відомих джерелах інформації не виявлено подібних штампів для виробництва колючо-ріжучих стрічок з відзначеними в пропозиції істотними ознаками, а тому, уважається таким, що може одержати правовий захист.

До основних технічних переваг запропонованого технічного рішення, у порівнянні із прототипом, можна віднести наступне:

  • відсутність надмірної деформації колючо-ріжучих стрічок під штампом за рахунок того, що остаточний поділ заготовки на окремі смуги відбувається на виході її зі штампу;
  • немає необхідності в додатковій проміжній операції вирівнювання колючо-ріжучих стрічок за рахунок відсутності надлишкової деформації останніх;
  • безперервність технології виготовлення колючо-ріжучих стрічок через виключення ймовірності влучення стрічок в отвори матриці штампу;
  • спрощення конструкції штампу через рознесення в просторі пуансонів і матриць.

Соціальний ефект від використання запропонованого штампу для виготовлення колючо-ріжучих стрічок, у порівнянні з використанням прототипу, одержують за рахунок збільшення кількості й надійності захисту режимних об'єктів як результату здешевлення колючо-ріжучих стрічок через зниження вартості штампу, що робить їхніми доступними для придбання будь кому.

Економічний ефект від упровадження корисної моделі, у порівнянні з використанням відомих технічних рішень, одержують за рахунок зниження вартості колючо-ріжучих стрічок і штампів для їхнього виготовлення.

Після опису вищезгаданого штампу для виготовлення колючо-ріжучої стрічки, фахівцям у даній галузі знань повинно бути очевидним, що все вищеописане є лише ілюстративним, а не обмежувальним, будучи представленим даним прикладом. Численні можливі модифікації й інші варіанти реалізації, запропонованого штампу, зокрема, кількість пуансонів, їх конструкція, відстань між ними, використання крайок заготовки або їх обрізання й таке інше, можуть змінюватися в різному співвідношенні, а також штамп може в цілому змінюватися конструктивно. Такі модифікації зрозуміло, перебувають у межах обсягу одного зі звичайних і природніх підходів у даній галузі знань і розглядаються, що перебувають у межах обсягу даного технічного рішення.

Квінтесенцією запропонованого технічного рішення є те, що, завдяки новому штампу, операції перетворення суцільної широкої заготовки на окремі колючо-ріжучі стрічки здійснюються поетапно в різний час і саме ця обставина дозволяє придбати пропозиції перераховані й інші переваги. Зміна й використання лише окремих елементів штампу для виготовлення колючо-ріжучих стрічок, природно, обмежує спектр переваг, перерахованих вище, і не може вважатися новими технічними рішеннями в даній галузі знань, оскільки інший, подібний описаному штампу вже не вимагає якого-небудь творчого підходу від конструкторів і інженерів, а тому й не може уважатися результатами їх творчої діяльності або новими об'єктами інтелектуальної власності, що підлягають захисту охоронними документами.

Формула корисної моделі

Штамп для виготовлення колючо-ріжучої стрічки полягає з матриці й пуансона, що містить декілька пар пробивних елементів, розташованих по ширині штампу, кожен з яких складається із двох послідовних овальних у перерізі пальчикових пробивних елементів для пробивання овальних отворів у заготовці, і прямокутних у перерізі пробивних елементів для перерізання перемичок між суміжними овальними отворами в заготовці, відрізняється тим, що в штампі першими розташовані у два ряди по ширині штампу пари овальних у перерізі пальчикових пробивних елементів, за якими на відстані одного кроку пересування заготовки розташований перший ряд половини прямокутних у перерізі пробивних елементів для перерізання половини парних перемичок між суміжними по довжині заготовки овальними отворами, за якими на відстані ще півтора кроку пересування заготовки розташований у шаховому порядку щодо першого ряду другий ряд другої половини прямокутних у перерізі пробивних елементів для перерізання перемичок, що залишилися.