Армована колючо-різальна стрічка з композиційних матеріалів – патент Росії №2475326
Патент Росії: №2475326
Автор: Ткаченко Юрій Володимирович
Розділ МПК: B21F 25/00 – Колючий дріт, сітки, огородження, тканини із дроту
Опубліковане: 20.02.2013
Винахід відноситься до машинобудування і може бути використаний для виготовлення захисних армованих колючо-ріжучих стрічок будь-якої конструкції і призначення. Стрічка містить центральну ділянку та велику кількість протилежних пар елементів, цілісно сформованих з нею. Пари елементів розташовані вздовж центральної ділянки стрічки рівномірно. Кожен елемент в парі складається з основи й протилежно спрямованих зубців, виконаних із зовнішніх боків елемента. Вістрями кожного з зубців є кути, утворені між зовнішньою стороною та боками елемента. Між боками елементів, розташованих поруч пар елементів, утворений внутрішній широкий простір, зовні обмежений вістрями зубців цих елементів. Стрічка повністю виготовлена з пластику або будь-якого іншого композиційного матеріалу, наприклад, склотканини, просоченої епоксидною смолою. Центральна ділянка стрічки виконана потовщеною і виконує функцію армуючого елемента. Для підвищення пружності, у всередину центрального стовщеного дільниці додатково влитий під час формування стрічки, наприклад, екструзією, металевий дріт будь-якого перетину зі сталі. Забезпечується стійкість до корозії, збільшується ресурс експлуатації, зменшується вага, забезпечується естетичність виробу і безвідходність виробництва.
Винахід відноситься до метизного виробництва, а точніше до виробництва колючо-ріжучих стрічок, які використовують як бар'єр безпеки, що призначений для запобігання неправомірного проникнення на режимні об'єкти, і може бути використаний при виготовленні захисних армованих колючо-ріжучих стрічок будь-якої конструкції і призначення.
Відомий колючий дріт, що складається із сталевої стрічки, в якій пробиті, уздовж її осі симетрії, перфораційні пази, в яких закріплені зірчасті шипи, що вставлені у пази стрічки під кутом до поздовжньої її осі, потім стрічку огинають навколо шипа, завальцьовують і, у проміжку між пазами, закручують навколо її поздовжньої осі [див. авторське свідоцтво СРСР № 519256 по класу B21F 25/00 опубліковане 25.06.1976 року].
До основних недоліків відомого колючого дроту слід віднести складність його виготовлення через численні маніпуляцій із зірчастими шипами, подальшого скручування стрічки навколо її поздовжньої осі. Крім того, кріплення шипів до стрічки можна вважати ненадійним – їх можна без особливих зусиль розігнути і зняти з стрічки, тим самим, погіршивши захисні властивості бар'єру безпеки.
Відомий також колючий дріт, що складається з основи, виготовленої з атмосферостійкою сталі, та шипів, що мають цілісну конструкцію з основою, які розміщені симетрично з двох сторін від основи і повернені навколо осі основи один відносно одного на однаковий кут, не більше ніж 90 °. При цьому кожен шип може бути виконаний у формі піраміди або стріли [див. патент Російської Федерації № 2917355 по класу B21F 25/00, опублікований 27.01.2003 року].
Недоліком цього колючого дроту є технологічна складність його виготовлення, через наявність шипів із складною просторовою конфігурацією та орієнтацією один відносно одного і одночасно відносно основи.
Відома також колючо-ріжуча стрічка, яка містить центральну ділянку і велику кількість протилежних пар елементів, цілісно сформованих з нею, причому пари елементів розташовані уздовж центральної ділянки стрічки рівномірно, а також кожен елемент у парі складається з основи та протилежно спрямованих зубців, виконаних із зовнішніх боків елементу, а вістрями кожного з зубців є кути, що утворені між зовнішньою стороною та боками елементу, при цьому між боками елементів, розташованих поруч пар елементів, утворено внутрішній широкий простір, який ззовні обмежений вістрями зубців цих елементів [див. патент України № 41834 по класу B21F 25/00, опублікований 24.04.2001 року].
Недоліком відомої колючо-ріжучої стрічки є її низькі техніко-функціональні властивості. По-перше, відому стрічку дуже легко пошкодити (наприклад, її можна перекусити будь-яким підручним інструментом, навіть звичайними побутовими ножицями), оскільки виготовляється вона із тонколистового металу. По-друге, відома стрічка не володіє достатніми пружними властивостями і має невелику товщину, через що вона легко і незворотньо деформується внаслідок механічної дії (її можна просто зім’яти притиснути до землі, відкривши вільний прохід). Отже, з відомої колючо-ріжучої стрічки неможливо звести надійного бар'єрного загородження.
Найбільш близькою за своєю суттю та ефектом, що досягається, і яка приймається за прототип, є армована колючо-ріжуча стрічка, що містить центральну ділянку та велику кількість протилежних пар елементів, які цілісно сформовані з нею, причому пари елементів розташовані уздовж центральної ділянки стрічки рівномірно, а також кожен елемент у парі складається з основи та протилежно спрямованих зубців, виконаних із зовнішніх боків елементу, а вістрями кожного з зубців є кути, що утворені між зовнішньою стороною та боками елементу, при цьому між боками елементів, розташованих поряд пар елементів, утворено внутрішній широкий простір, який зовні обмежений вістрями зубців цих елементів, а центральна ділянка стрічки армована центральним пружним дротом із високовуглецевої сталі, переважно круглого перерізу, який закріплений та утримується на стрічці завальцованими крайками її центральної ділянки.
Основним недоліком відомої армованої колючо-ріжучої стрічки є те, що вона виготовляється повністю з металу, зокрема з металевої стрічки із металевого дроту. Відомо, що метал під впливом атмосферних опадів легко і швидко кородує корозії, тому при виготовленні відомої колючо-ріжучої стрічки для повного збереження її техніко-функціональних властивостей протягом тривалого терміну експлуатації необхідно використовувати або оцинкований метал, або нержавіючий, тобто досить коштовні матеріали. В іншому випадку, при використанні низькоякісного або низкоувуглецевий, так званого «чорного» металу, відома колючо-ріжуча стрічка вже через рік стає не придатною для подальшого використання. Армування такої стрічки також має виконуватися виключно якісним, оцинкованим сталевий високовуглецевий неіржавіючий або пружинним дротом з тієї ж причини – корозії.
Другим істотним недоліком відомої армованої колючо-ріжучої стрічки є те, що з'єднання її основної частини з армуючим дротом відбувається шляхом завальцовки останньої в середину центральної ділянки стрічки. Даний тип з'єднання є недостатньо надійним: при локальному перегині стрічки, наприклад, під час спорудження бар'єру – досить часто використовувана, необхідна і звичайна операція, – кромки центральної ділянки неминуче розігнуться, вивільняючи армирующую дріт, через що стрічка автоматично втрачає свої пружні захисні властивості , саме ті, заради яких її армували. Крім того, завальцювання – це додаткова операція, що ускладнює виробництво, що, у підсумку, збільшує собівартість продукції.
Також до істотних недоліків відомої колючо-ріжучої стрічки слід віднести наявність великих відходів металу через нераціональність його розкрою при штампуванні колючих елементів даної колючо-ріжучої стрічки.
Таким чином, внаслідок вищезазначених недоліків, армована колючо-ріжуча стрічка, виготовлена на основі відомого технічного рішення, має високу собівартість (додаткова операція армування), має досить короткий термін експлуатаційної придатності (швидка природна корозія металу), має відходи (нераціональна технологія викрійки), і тому є відносно коштовною, через що, особливо враховуючи потребу у великій кількості погонних метрів такої стрічки для спорудження бар'єрів безпеки, стає комерційно непривабливою для більшості потенційних споживачів такої продукції.
В основу винаходу поставлено задачу збільшення ресурсу експлуатації, спрощення технології виготовлення і зниження собівартості армованої колючо-ріжучої стрічки за рахунок поліпшення її техніко-експлуатаційних характеристик шляхом зміни матеріалу для виготовлення стрічки і типу з'єднання армуючого дроту з його центральною ділянкою.
Рішення поставленої задачі досягається тим, що армована колючо-ріжуча стрічка, яка містить центральну ділянку та велику кількість протилежних пар елементів, цілісно сформованих з нею, причому пари елементів розташовані вздовж центральної ділянки стрічки рівномірно, а також кожен елемент в парі складається з основи й протилежно спрямованих зубців, виконаних із зовнішніх боків елемента, а вістрями кожного з зубців є кути, які утворені між зовнішньою стороною та боками елементу, при цьому між боками елементів, розташованих поруч пар елементів, утворено внутрішній широкий простір, зовні обмежений вістрями зубців цих елементів, а центральна ділянка стрічки армована, згідно пропозиції, стрічка повністю виготовлена з пластику або будь-якого іншого композиційного матеріалу, наприклад склотканини, просоченої епоксидною смолою, причому центральна ділянка стрічки виконана потовщеною і виконує функцію армуючого елемента. Для додання ще більш пружних властивостей всередину центральної потовщеної ділянки стрічки може бути додатково влитий під час формування стрічки, наприклад, екструзією, металевий дріт будь-якого перерізу зі звичайної сталі.
Запропонована армована колючо-ріжуча стрічка з пластику має поліпшені техніко-експлуатаційні характеристики: вона не піддається корозії під впливом атмосферних опадів, є технологічною у виробництві (безвідходна технологія – дистанційна частина пластику при формуванні пар елементів повертається в технологічний процес в якості вихідної сировини), є достатньо пружною, має необмежений термін експлуатації і набагато меншу вагу, в порівнянні з аналогічними виробами із сталі.
Потовщена центральна ділянка стрічки не потребує додаткового армування, оскільки сама виконує його функцію. Отже, запропонована армована колючо-ріжуча стрічка виготовляється всього з одного виду матеріалу з використанням традиційно використовуваного для переробки пластмас обладнання, що істотно спрощує її виробництво.
При цьому сучасні пластики мають практично необмежені в часі експлуатаційними показниками. Для виробництва запропонованої армованої колючо-ріжучої стрічки можна вибрати пластик з оптимальним набором характеристик, що відповідають призначенню та умовам використання виробу (в більшості випадків використовують жорсткий високоміцний вогнетривкий пластик). За бажанням замовника в якості матеріалу може бути використаний будь композиційний матеріал, наприклад, склотканина, просякнута епоксидною смолою.
Крім того, запропонована армована колючо-ріжуча стрічка з пластику має більш естетичний вигляд завдяки можливості за бажанням замовника змінити колір пластику, наприклад, в агресивний або маскуючий.
У разі додаткового армування центральної ділянки металевим дротом, зникає операція завальцювання дроту – він вливається разом з пластиковою стрічкою у єдину конструкцію під час її виготовлення. Цілісне з'єднання основи стрічки з армуючим металевим дротом усуває ризик розвитку корозії на поверхні останньої, завдяки чому можна використовувати дріт з низьковуглецевої сталі звичайної якості (т.зв. «чорної» сталі), яка є набагато дешевшою за оцинковану або нержавіючу сталі. Це дозволяє істотно знизити собівартість готової продукції. До того ж, такий тип з'єднання (влиття) не висуває вимог до конфігурації перерізу армуючого дроту – його переріз може бути будь-яким (круглим, прямокутним або довільним), а розмір перерізу дроту обмежується лише товщиною центральної ділянки пластикової стрічки.
Таким чином, уся сукупність істотних ознак запропонованого технічного рішення щодо армованої колючо-ріжучої стрічки з композиційних матеріалів забезпечує досягнення бажаного технічного результату.
Подальша сутність запропонованого технічного рішення пояснюється разом з ілюстративним матеріалом, на якому зображено наступне:
- фіг.1 – загальний вигляд в плані армованої колючо-ріжучої стрічки з композиційного матеріалу;
- фіг.2 – те ж саме, з додатковим армуючим металевим дротом у центральній ділянці стрічки.
Запропонована армована колючо-ріжуча стрічка виконана, відповідно, з пластикової (наприклад, з високоміцного вогнетривкого пластику) стрічки, що містить центральну ділянку 1 і велика кількість протилежних пар елементів 2, цілісно сформованих з центральною ділянкою 1. Пари елементів 2 розташовані уздовж центральної ділянки 1 стрічки рівномірно і симетрично. Відстань між парами елементів 2, розташованих поруч, становить приблизно 30 мм. Кожен елемент в парі елементів 2 складається з зубців 3 та основи 4. Вістрями кожного з зубців 3 є кути, які є сполученням основи 4 з зубцем 3. Між кожною парою елементів 2, з обох сторін від центральної ділянки 1 утворено внутрішній широкий простір 5, обмежений ззовні вістрями зубців 3. Центральна ділянка 1 виконана потовщеною, наприклад, круглою, і може бути армована влитим в неї металевим дротом 6.
Запропонована армована колючо-ріжуча стрічка з композиційних матеріалів працює таким чином.
При спробі подолати загородження, виготовлене з даної армованої колючо-ріжучої стрічки, зубці 3 пар елементів 2 утримують порушника, не завдаючи йому серйозних поранень і каліцтв, а внутрішній широкий простір 5 між суміжними парами елементів 2 підвищує утримуючий ефект стрічки щодо фрагментів одягу і тіла порушника , що потрапили в простір 5, і утримуються за допомогою направлених назустріч один одному зубців 3 розташованих поруч пар елементів 2, що обмежують розмір простору 5. При спробі звільнитися від чіпляючо-травмуючого вістря одного зубця 3, порушник потрапляє на вістрі зубця 3 елемента 2 розташованої поруч пари елементів 2, спрямованого назустріч першому зубцю 3, так як відстань між осями симетрії розташованих поруч пар елементів 2 вибрана оптимальною для цієї мети і становить, наприклад, 30 мм. Це підвищує утримуючий ефект відразу декількома розташованими поруч парами елементів 2.
Наявність потовщеної армуючої центральної ділянки 1 без дроту 6 або з ним не дозволяє перерізати колючо-ріжучу стрічку без використання спеціальних пристосувань, а також притиснути її до ґрунту, що дозволяє створювати надійний бар'єр безпеки для об'єктів, що охороняються і дотримуватися при цьому принципів гуманності, – не завдавати серйозних поранень і каліцтв порушнику зубцями 3 стрічки.
Істотна відмінність запропонованого технічного рішення від раніше відомих аналогічних рішень полягає в тому, що колючо-ріжуча стрічка виконана з композиційного матеріалу, а її центральна ділянка потовщена або додатково армована влитим в нього металевим дротом. Зазначені відмінності, в сукупності, дозволяють ресурс експлуатації збільшити до повного природного руйнування матеріалу і підвищити техніко-експлуатаційні властивості такої колючо-ріжучої стрічки і, одночасно, спростити технологію її виготовлення, знизити її собівартість. Жодна з відомих колючо-ріжучих стрічок не може одночасно володіти зазначеними властивостями, оскільки вони взагалі не виготовляються з композиційних матеріалів і не мають такого нероз'ємного з'єднання з армуючої дротом, до того ж, повністю захищає його від корозії.
Запропоноване технічне рішення перевірене на практиці. Запропонована армована колючо-ріжуча стрічка з композитних матеріалів не містить жодних елементів або вузлів, які неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема, при виробництві колючо-ріжучих стрічок, отже, є прийнятною для промислового застосування, має технічні та інші переваги перед відомими аналогами, що підтверджує можливість досягнення технічного результату об'єктом щозаявляється. У відомих джерелах патентної та іншої науково-технічної інформації не виявлено подібних армованих колючо-ріжучих стрічок з композиційних матеріалів із вказаною в пропозиції сукупністю суттєвих ознак, тому запропоноване технічне рішення вважається таким, що може отримати правовий захист.
До технічних переваг запропонованого технічного рішення, у порівнянні з прототипом, можна віднести наступне:
- Абсолютна стійкість до корозії за рахунок використання для основи стрічки чистого пластику або композиційного матеріалу;
- Збільшення ресурсу експлуатації (ресурс експлуатації практично нічим не обмежений) з тієї ж причини;
- Зменшення загальної ваги виробу з цієї ж причини;
- Розширення техніко-функціональних характеристик центральної ділянки стрічки за рахунок виконання її потовщеною;
- Забезпечення естетичності виробу завдяки можливості легко змінювати колір пластика;
- Розширення області застосування з тієї ж причини;
- Безвідходність виробництва за рахунок повернення безпосередньо в технологічний процес вирізаних фрагментів пластика.
Якщо центральна ділянка додатково армована, то технічні переваги, порівняно з прототипом, наступні:
- Спрощення технології виготовлення за рахунок виключення окремої додаткової операції завальцовки армуючого дроту;
- Зниження собівартості виробу за рахунок забезпечення можливості використовувати для армування порівняно дешевий дріт, наприклад, зі звичайної низьковуглецевої сталі;
- Можливість використання для армування стрічки дроту будь-якого перерізу і товщини за рахунок з'єднання пластикової основи стрічки з дротом в єдину конструкцію шляхом лиття;
- Підвищення надійності з'єднання армуючого дроту з основою стрічки з цієї ж причини;
- Відсутність будь-яких спеціальних вимог до кріплення для спорудження з армованої колючо-ріжучої стрічки бар'єрів безпеки завдяки інертності пластика.
Соціальний ефект від впровадження винаходу, порівняно з використанням прототипу, одержують за рахунок притримування принципів гуманності стосовно порушників та підвищення естетичності бар'єрів безпеки режимних об'єктів.
Економічний ефект від впровадження винаходу, порівняно з використанням прототипу, одержують за рахунок зниження собівартості виробу, підвищення привабливості, збільшення обсягів продажу.
Після опису вищезгаданої армованої колючо-ріжучої стрічки з композиційних матеріалів фахівцям у даній галузі техніки повинно бути наочним, що все вищеописане є лише ілюстративним, а не обмежувальним, будучи представленим даним прикладом. Численні можливі варіанти виконання запропонованої армованої колючо-ріжучої стрічки з композиційних матеріалів, зокрема, характеристики і марки композиту або пластику, марки стали армуючого дроту, його розміри і форма перерізу, можуть змінюватися і, зрозуміло, знаходяться в межах обсягу одного зі звичайних і природних підходів у цій галузі знань і розглядаються такими, що знаходяться в межах об'єму даного технічного рішення.
Квінтесенцією запропонованого технічного рішення є те, що основа стрічки виконана з пластика або з іншого композитного матеріалу, а її центральна ділянка армована або потовщенням, або влитим в неї металевим дротом, і саме ці обставини дозволяють надбати запропонованій стрічці перераховані й інші переваги. Виготовлення, зміна і використання лише окремих елементів запропонованої стрічки, природно, обмежує спектр переваг, перерахованих вище, і не можуть вважатися новими технічними рішеннями в даній галузі знань, оскільки інше, подібне описаному, виконання запропонованої армованої колючо-ріжучої стрічки з композиційних матеріалів вже не потребує будь-якого творчого підходу від конструкторів і інженерів, а тому не може вважатися результатами їх творчої діяльності або новими об'єктами інтелектуальної власності, придатними до захисту охоронними документами.
Формула винаходу
- Армована колючо-ріжуча стрічка, що містить центральну ділянку і за одне ціле сформовані з ним протилежні пари елементів, причому пари елементів розташовані вздовж центральної ділянки стрічки рівномірно, кожен елемент в парі складається з основи й протилежно спрямованих і виконаних із зовнішніх боків елемента зубців з вістрями у вигляді кутів, утворених між зовнішньою стороною та боками елемента, при цьому між боками елементів розташованих поруч пар елементів утворено внутрішній простір, зовні обмежений вістрями зубців цих елементів, а центральна ділянка стрічки виконана армованою, що відрізняється тим, що вона виготовлена з пластику або іншого композиційного матеріалу, наприклад склотканини, просоченої епоксидною смолою, причому центральна ділянка стрічки виконана потовщеною для виконання функції армуючого елемента.
- Стрічка за п.1, що відрізняється тим, що всередину центральної стовщеної дільниці додатково влитий під час формування стрічки, наприклад, екструзією, металевий дріт будь-якого перерізу зі сталі.