Штамп для изготовления колюче-режущей ленты – патент Украины №45934
Патент Украины: №45934
Автор: Ткаченко Юрий Владимирович
Раздел МПК: B21F 25/00 – Колючая проволока, сетки, ограждения, ткани из проволоки
Опубликовано: 25.11.2009, бюл. № 22/2009
Штамп для изготовления колюще-режущей ленты которая представляет собой основной поражающий элемент колючей проволоки Егоза, состоящий из матрицы и пуансона, содержащего несколько пар пробивных элементов, каждый из которых состоит из двух последовательных овальных в разрезе пальчиковых пробивных элементов для пробивания овальных отверстий в заготовке, и прямоугольных в разрезе пробивных элементов для прорезки перемычек между общими овальными отверстиями в полоске. Отличающийся тем, что в штампе первыми расположены в два ряда пары овальных в разрезе пальчиковых пробивных элементов, за которыми на расстоянии одного шага передвижения заготовки расположены первый ряд прямоугольных в разрезе пробивных элементов для прорезки половины парных перемычек между общими по длине заготовки овальными отверстиями. На расстоянии еще полутора шагов передвижения заготовки расположен в шахматном порядке относительно первого ряда второй ряд прямоугольных в разрезе пробивных элементов для прорезки перемычек, оставшихся в заготовке.
Полезная модель принадлежит к метизному производству, а именно, к приспособлениям, которые используются для производства колюще-режущих лент и колючей проволоки егоза, которые применяют в качестве барьеров безопасности предназначенных для предотвращения неправомерного проникновения на режимные объекты.
Для изготовления колюще-режущих лент чаще всего используют штампы. 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, известен способ изготовления колюще-режущей ленты, состоящий 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 основания 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. Штамп содержит пальчиковые пробивные инструменты овальной формы, которые расположены в нем по одной линии, перпендикулярной напрямую пошагового продвижения 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 штампа заключается в том, что он содержит всего лишь одну пару пробивных пуансонов. А значит, при его применении получают лишь одно изделие (одну колюче-режущую ленту), что не рационально. Ведь мощность привода штампа обычно позволяет изготавливать одновременно несколько колюще-режущих лент, но наличие лишь одной пары пуансонов позволяет изготавливать лишь одну ленту. Для того, чтобы возросла производительность известного штампа его необходимо было бы оснастить большим количеством пар пуансонов и применять в качестве исходной заготовки широкую полоску, с которой можно одновременно изготавливать несколько колючих лент.
С этой стороны, наиболее близким по своей сути и эффекту, и который принимается за прототип, является штамп для изготовления колюще-режущей ленты, состоящий из матрицы и пуансона и содержащий несколько пар пробивных элементов, каждый из которых состоит с двух овальных пальчиковых пробивных элементов для пробивания овальных отверстий в полоске, между которыми расположенные 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 ширине заготовки и 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. Каждый из таких элементов состоит с основания и противоположно направленных шипов, расположенных из 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 колюче-режущей ленты и одновременно автоматически образовывается кромка центрального участка сопредельной колюще-режущей ленты [см. международную заявку №WO00/01501 из класса В21F 25/00 опубликованную 13.01.2000 года].
Основным недостатком известного штампа является то, что операции пробивания значительного количества овальных отверстий и прорезка большого количества перемычек осуществляются им одновременно в одной зоне за шириной заготовки. Это, с одной стороны, приводит к чрезмерной нагрузке на заготовку, которая от того чрезмерно деформируется или, вообще, будет иметь локальные надрывы металла или полностью разорваться. Такое повреждение целостности колюче-режущей проволоки – это недопустимый ее брак. Чрезмерное деформирование вырубленных колюще-режущих элементов нуждается в добавлении к технологии обязательной операции их выравнивания в плоскости для дальнейшего плотного наматывания на бобины. С другой стороны, такой штамп имеет слишком сложную конструкцию, поскольку в нем между пуансонами для пробивания отверстий расположенные пуансоны для прорезки перемычек, и все пары таких сложных пуансонов находятся безо всякого расстояния один от второго в одной зоне за шириной штампу. Такой штамп сделать довольно сложно, из-за чего он автоматически становиться дорогостоящим технологическим оборудованием, что в свою очередь, отражается в худшую сторону на себестоимости изделия (колюще-режущей ленты). Кроме того, случайный выгон (пространственное деформирование) нескольких колюще-режущих лент в зоне нахождения большого количества пуансонов, во время пробивания овальных отверстий и прорезки перемычек может привести к заклиниванию штампу из-за набивания в его матрицу деформированных колюще-режущих лент, или полному выхода штампа из строя из-за поломки пуансонов.
В основание полезной модели поставлена задача упрощения конструкции штампа с одновременным снижением его стоимости и повышение технологичности одновременного изготовления нескольких колюще-режущих лент с одновременным снижением вероятности получения брака путем разделения в пространстве и времени операций пробивания овальных отверстий и прорезка перемычек между ними за счет изменения конструкции штампа, в частности, последовательным размещением в нем пуансонов для каждой технологической операции в разных зонах по длине штампа.
Решение поставленной задачи достигается тем, что штамп для изготовления колюще-режущей ленты состоит из матрицы и пуансона, и 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 смежными овальными отверстиями в полоске. Согласно предложению, в штампе первыми расположены в два ряда пары овальных в сечении пальчиковых пробивных элементов, за которыми на расстоянии одного шага передвижения заготовки расположен первый ряд половины прямоугольных в сечении пробивных элементов для прорезки половины парных перемычек между общими по длине заготовки овальными отверстиями, за которыми на расстоянии еще полутора шагов продвижения заготовки расположен в шахматном порядке относительно первого ряда второй ряд второй половины прямоугольных в сечении пробивных элементов для прорезки оставшихся перемычек. Понятно, что размеры, овальность пробивных элементов могут изменяться в зависимости от размеров колюще-режущей ленты и формы ее режущих элементов, расстояния между ними.
Предложенная конструкция пуансонов и матрицы штампа максимально упрощает их конструктивно и позволяет осуществлять производство колюще-режущей ленты последовательно в три этапа, на первом из которых происходит пробивание овальных парных отверстий по ширине заготовки в два ряда, на втором, после продвижения заготовки на один шаг – прорезка половины парных перемычек между общими овальными отверстиями по длине заготовки, на третьем, после продвижения заготовки еще на шаг, – прорезка оставшихся парных перемычек на другой линии расположения (шахматный порядок) в заготовке.
Пошаговое преобразование сплошной широкой заготовки в несколько колюще-режущих лент в различное время и различных зонах нисколько не увеличивает общее время изготовления изделия (колюще-режущая лента все равно полностью изготавливается за один цикл срабатывания штампа), не увеличивает габаритов оборудования, и позволяет устранить все недостатки, которые присущи прототипу, в частности, исключается возможность деформации или скручивания колюще-режущих лент непосредственно под штампом. То есть предотвращается нарушение непрерывности технологического процесса. Появляется возможность отказаться от отдельной операции выравнивания колюче-режущих лент перед наматыванием их на бобины, существенно упростить изготовления штампа, и именно таким образом снизить его стоимость.
Дальнейшая сущность предложенного технического решения объясняется совместно с иллюстративным материалом, на котором изображен общий вид матрицы и пуансона штампа, процесс изготовления нескольких колюще-режущих лент с одной широкой заготовки. Одинарными стрелками показанное направление продвижения заготовки вдоль рабочей зоны штампа, двойной – направление перемещения пуансона штампа. Римскими цифрами указаны этапы преобразования сплошной заготовки в несколько колюще-режущих лент, а под римскими цифрами – изменение заготовки за соответствующими этапами. Предложенный штамп содержит матрицу 1 и пуансон 2. Пуансон 1 содержит несколько парных последовательно расположенных и разных по форме пробивных элементов. Первыми поочередно расположены поперек штампа в два ряда последовательно овальные в сечении пробивные элементы 3 для пробивания овальных отверстий 4 в заготовке 5. Расстояние между рядами овальных в сечении пробивных элементов 3 определяется размером выемки 6 колюще-режущей ленты 7. На расстоянии одного шага передвижения заготовки 5 вне овальных в сечении пробивных элементов 3 расположена поперек штампа первая половина прямоугольных в сечении пробивных элементов 8 для прорезки половины парных перемычек 9 между общими по длине заготовки 5 овальными отверстиями 4, по которым на расстоянии еще полутора шагов передвижения заготовки 5 расположена в шахматном порядке вторая половина прямоугольных в сечении пробивных элементов 10 для прорезки оставшихся перемычек 9, для окончательного разделения заготовки 5 на отдельные и конструктивно полностью сформированные колюще-режущие ленты 7. Нижние (рабочие) торцы пробивных элементов 3, 8 и 10 могут быть как плоскими, так и выгнутыми вглубь пуансонов – это значения не имеет, поскольку не влияет на технологию изготовления колюще-режущей ленты 7. Если исходная заготовка 5 оказалась шире суммарной ширины нескольких колюще-режущих лент 7, ее или обрезают по ширине до определенного размера, или изготавливают из крайних участков колюще-режущие ленты с редкими непарными элементами (как в прототипе). Для этого штамп может быть наделен дополнительными отрезными пуансонами, которые не показаны из-за их общеизвестности.
Предложенный штамп работает таким образом. Сплошную широкую заготовку 5 подают в зону работы штампа. Далее, на первом этапе пробивают овальные парные отверстия 4 по всей ширине заготовки 5 в два ряда. Для этого используются пальчиковые овальные в сечении пробивные элементы 3 простейшей конструкции. В матрице 1 штампа, естественно, выполнены соответствующие овальные отверстия 11. После пробивания отверстий 4 заготовку 5 продвигают дальше в штамп на один шаг, который равняется длине карманов 6 колюще-режущих лент 7. На втором этапе происходит прорезка половины парных перемычек 9 между общими овальными отверстиями 4 за длиной заготовки 5. Для этого используют обычные пальчиковые прямоугольные в сечении пробивные элементы 8 простейшей конструкции. В матрице 1 штампа, естественно, выполнены соответствующие прямоугольные отверстия 12. При прорезке перемычек 9 на первой позиции снова происходит пробивания отверстий 4. После прорезки половины перемычек 9 заготовку 5 продвигают дальше в штамп еще на один такой же шаг. На третьем этапе происходит прорезка оставшихся парных перемычек 9 по другой линии расположения (шахматный порядок) в заготовке 5 с помощью конструктивно таких же пальчиковых прямоугольных в сечении пробивных элементов 10. На этом этапе происходит окончательное разделение заготовки 5 на отдельные колюще-режущие ленты 7, которые, при дальнейшем пошаговом продвижении заготовки 5, выходят из зоны работы штампа и наматываются на бобины (не показанные ввиду их общеизвестности). Одновременно с этим, на каждом этапе происходит повтор операций пробивания отверстий 4 и перемычек 9 пробивными элементами 8. Итак, пошаговое изготовление нескольких колюще-режущих лент 7 с последовательным разделением заготовки 5 в просторные позволяет снять нагрузку с заготовки 5, разнести пробивные элементы 3, 8 и 10 штампа за него длиной и именно так, с одной стороны, упростить его конструкцию, с другой – снизить вероятность чрезмерного деформирования колюще-режущих лент 7. Существенное отличие заявляемого объекта, от ранее известных, заключается в том, что пуансоны штампа для пробивания отверстий и прорезки перемычек разнесены в пространстве по его длине. Указанное отличие позволяет принципиально изменить технологию изготовления нескольких колюще-режущих лент с одной сплошной заготовки, в частности, исключить чрезмерное деформирование колюще-режущих лент под штампом, упростить изготовление последнего. Ни один из известных штампов для производства колюще-режущих лент не обладает отмеченными свойствами, поскольку все операции переработки заготовки делаются в одном месте, или вовсе, позволяет изготавливать лишь одну колюще-режущую ленту.
Предложенное техническое решение проверено на практике. Штамп не содержит никаких элементов, которые невозможно было бы воссоздать на современном этапе развития науки и техники, в частности, производства колюще-режущих лент, а следовательно, приемлемо для промышленного применения, имеет определенные преимущества перед известными штампами ввиду предложенных изменений действия пуансонами на заготовку, что подтверждает достижение технического результата заявляемого объекта. В известных источниках информации не выявлены подобные штампы 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 прототипом, 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 возможности попадания лент в отверстия матрицы штампа;
- упрощение конструкции штампа из-за разнесения пуансонов и матриц в пространстве.
Социальный эффект от использования предложенного штампа для изготовления колюще-режущих лент, в сравнении с использованием прототипа, получают за счет увеличения количества и надежности защиты режимных объектов вследствие удешевления колюще-режущих лент, ввиду снижения стоимости штампа, что позволяет приобрести его практически кому угодно.
Экономический эффект от внедрения полезной модели, в сравнении с использованием известных технических решений, получают за счет снижения стоимости колюще-режущих лент и штампов для их изготовления. После описания вышеупомянутого штампа для изготовления колюще-режущей ленты, специалистам в данной области знаний должно быть, очевидно, что все вышеописанное является лишь иллюстративным, а не ограничительным, и представлено данным примером. Многочисленные возможности модификации и другие варианты реализации предложенного штампа, в частности, количество пуансонов, их конструкция, расстояние между ними, использование кромок заготовки или ее обрезание, и т.п., могут меняться в различном соотношении. Также сам штамп может в целом изменяться конструктивно. Это является обычным и естественным подходом в данной области знаний и рассматривается как таковое, что находится в пределах объема данного технического решения.
Квинтэссенцией предложенного технического решения есть то, что, благодаря новому штампу, операции преобразования сплошной широкой заготовки на отдельные колюще-режущие ленты происходят поэтапно в разное время и именно это обстоятельство позволяет получить перечисленные выше и другие преимущества. Изменение и использования лишь отдельных элементов штампа для изготовления колюще-режущих лент, естественно, ограничивает спектр , вышеперечисленных преимуществ, и не могут полагаться новыми техническими решениями в данной области знаний, поскольку другие, подобные описанному штампу уже не будет требовать никакого творческого подхода от конструкторов и инженеров, а потому и не могут полагаться результатами их творческой деятельности или новыми объектами интеллектуальной собственности, требующих соответствующей защиты охранными документами.