ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к метизного производству, а точнее, к производству колюще-режущих лент, используемых в качестве барьеров безопасности, предназначенных для предотвращения не- правомерного проникновения на режимные объекты, и может быть использовано при изготовлении защитных армированных колюще- режущих лент любой конструкции и назначения.

Предшествующий уровень техники

Известна колючая проволока, состоящая из стальной ленты, в которой пробиты, вдоль ее оси симметрии, перфорационные пазы, в которых закреплены звездчатые шипы, вставленные в пазы ленты под углом к продольной ее оси, затем ленту огибают вокруг шипа, завальцовывают и, в промежутке между пазами, закручивают вдоль ее продольной оси [см. авторское свидетельство СССР Ns 519256 по классу B2 F 25/00 опубликованное 25.06.1976 года].

К основным недостаткам известной колючей проволоки сле- дуют отнести сложность ее изготовления из-за многочисленных ма- нипуляций со звездчатыми шипами, последующего скручивания ленты вокруг ее продольной оси. Кроме того, крепление шипов к ленте можно считать ненадежным - их можно без особых усилий разогнуть и снять с ленты, тем самым, ухудшив защитные свойства барьера безопасности.

Известна также колючая проволока, состоящая из основы, из- готовленной из атмосферостойкой стали, и шипов, имеющих цело- стную конструкцию с основой, которые размещены симметрично с двух сторон от основы и повернуты вокруг оси основы относительно друг друга на одинаковый угол, не более чем 90°. При этом каждый шип может быть выполнен в форме пирамиды или стрелы [см. па- тент Российской Федерации Ns 2917355 по классу B21F 25/00, опуб- ликованный 27.01.2003 года].

Недостатком этой колючей проволоки является технологиче- ская сложность ее изготовления, из-за наличия шипов сложной про- странственной конфигурации и ориентации относительно друг друга и одновременно относительно основы.

Известная также колюще-режущая лента, содержащая цен- тральный участок и большое количество противоположных пар эле- ментов, целостно сформированных с ней, причем пары элементов расположены вдоль центрального участка ленты равномерно, а также каждый элемент в паре состоит из основы и противоположно направленных зубцов, выполненных с внешних боков элемента, а остриями каждого из зубцов являются углы, образованные между внешней стороной и боками элемента, при этом между боками эле- ментов, расположенных рядом пар элементов, образовано внутрен- нее широкое пространство, которое извне ограничено остриями зубцов этих элементов [см. патент Украины NQ 41834 по классу B21F 25/00, опубликованный 24.04.2001 года].

Недостатком известной колюще-режущей ленты являются ее низкие технико-функциональные свойства. Во-первых, известную ленту очень легко повредить (например, ее можно перекусить лю- бым подручным инструментом, даже обычными бытовыми ножни- цами), поскольку изготовляется она из тонколистового металла. Во- вторых, известная лента не обладает достаточными упругими свой- ствами и имеет небольшую толщину, из-за чего она легко и необра- тимо деформируется в результате механического воздействия (ее можно просто сминая прижать к земле, открыв свободный проход). Следовательно, из известной колюще-режущей ленты невозможно возвести надежного барьерного заграждения.

Наиболее близкой по своей сущности и достигаемому эффек- ту, принимаемой за прототип, является армированная колюще- режущая лента, содержащая центральный участок и большое коли- з чество противоположных пар элементов, целостно сформирован- ных с ней, причем пары элементов расположены вдоль центрально- го участка ленты равномерно, а также каждый элемент в паре со- стоит из основы и противоположно направленных зубцов, выпол- ненных с внешних боков элемента, а остриями каждого из зубцов являются углы, образованные между внешней стороной и боками элемента, при этом между боками элементов, расположенных ря- дом пар элементов, образовано внутреннее широкое пространство, внешне ограниченное остриями зубцов этих элементов, а централь- ный участок ленты армирован центральной упругой проволокой из высокоуглеродистой стали, преимущественно круглого сечения, за- крепленного и удерживаемого на ленте завальцованными кромками ее центрального участка.

Основным недостатком известной армированной колюще- режущей ленты является то, что она изготавливается полностью из металла, в частности, из металлической ленты и металлической проволоки. Известно, что металл под влиянием атмосферных осад- ков легко и быстра корродирует коррозии, поэтому при изготовлении известной колюще-режущей ленты для полного сохранения ее тех- нико-функциональных свойств в течение длительного срока экс- плуатации необходимо использовать либо оцинкованный металл либо нержавеющий, то есть достаточно дорогостоящие материалы. В противном случае, при использовании низкокачественного или низкоуглеродистого, так называемого «черного» металла, известная колюще-режущая лента уже через год становится не пригодной для дальнейшего использования. Армирование такой ленты также должно выполняться исключительно качественным, оцинкованным стальной высокоуглеродистой нержавеющей или пружинной прово- локой по той же причине - коррозии.

Вторым существенным недостатком известной армированной колюще-режущей ленты является то, что соединение ее основной части с армирующей проволокой происходят путем завальцовки по- следней в середину центрального участка ленты. Данный тип со- единения является недостаточно надежным: при локальном переги- бе ленты, например, во время сооружения барьера - достаточно часто используемая, необходимая и обычная операция, - кромки центрального участка неизбежно разогнутся, высвобождая арми- рующую проволоку, из-за чего лента автоматически теряет свои уп- ругие защитные свойства, именно те, ради которых ее армировали. Кроме того, завальцовка - это дополнительная операция, услож- няющая производство, что, в итоге, увеличивает себестоимость продукции.

Также к существенным недостаткам известной колюще- режущей ленты следуют отнести наличие больших отходов металла из-за нерационального его раскроя при штамповке колючих элемен- тов данной колюще-режущей ленты.

Таким образом, вследствие вышеупомянутых недостатков, ар- мированная колюще-режущая лента, изготовленная на основе из- вестного технического решения, имеет высокую себестоимость (до- полнительная операция армирования), имеет довольно короткий срок эксплуатационной пригодности (быстрая естественная корро- зия металла), имеет отходы (нерациональная технология выкройки), и поэтому является относительно дорогостоящей, из-за чего, осо- бенно учитывая потребность в большом количестве погонных мет- ров такой ленты для сооружения барьеров безопасности, стано- виться коммерчески непривлекательной для большинства потенци- альных потребителей такой продукции.

Решаемая задача

В основу изобретения поставлена задача увеличения ресурса эксплуатации, упрощение технологии изготовления и снижение се- бестоимости армированной колюще-режущей ленты за счет улуч- шения ее технико-эксплуатационных характеристик путем измене- ния материала для изготовления ленты и типа соединения арми- рующей проволоки с ее центральным участком. Сущность изобретения

Решение поставленной задачи достигается тем, что армиро- ванная колюще-режущая лента, содержащая центральный участок и большое количество противоположных пар элементов, целостно сформированных с ней, причем пары элементов расположены вдоль центрального участка ленты равномерно, а также каждый элемент в паре состоит из основы и противоположно направленных зубцов, выполненных с внешних боков элемента, а остриями каждо- го из зубцов являются углы, образованные между внешней стороной и боками элемента, при этом между боками элементов, располо- женных рядом пар элементов, образовано внутреннее широкое про- странство, внешне ограниченное остриями зубцов этих элементов, а центральный участок ленты армированный, согласно предложения, лента полностью изготовлена из пластика или любого другого ком- позиционного материала, например, стеклоткани пропитанной эпок- сидной смолой, причем центральный участок ленты выполнен утолщенным и выполняет функцию армирующего элемента. Для придания еще более упругих свойств, во внутрь центрального утол- щенного участка ленты может быть дополнительно влита во время формирования ленты, например, экструзией, металлическая прово- лока любого сечения из обычной стали.

Предложенная армированная колюще-режущая лента из пла- стика имеет улучшенные технико-эксплуатационные характеристи- ки: она не поддается коррозии под воздействием атмосферных осадков, является технологичной в производстве (безотходная тех- нология - удаленная часть пластика при формировании пар эле- ментов возвращается в технологический процесс в качестве исход- ного сырья), является достаточно упругой, имеет неограниченный срок эксплуатации и гораздо меньший вес, в сравнении с аналогич- ными изделиями из стали.

Утолщенный центральный участок ленты не нуждается в до- полнительном армировании, поскольку сам выполняет его функцию. Следовательно предложенная армированная колюще-режущая лен- та изготовляется всего из одного вида материала с использованием традиционно используемого для переработки пластмасс оборудо- вания, что существенно упрощает ее производство.

При этом современные пластики обладают практически неог- раниченными во времени эксплуатационными показателями. Для производства предложенной армированной колюще-режущей ленты можно выбрать пластик с оптимальным набором характеристик, от- вечающих назначению и конкретным условиям использования изде- лия (в большинстве случаев используют жесткий высокопрочный ог- неупорный пластик). По желанию заказчика в качестве материала может быть использован любой композиционный материал, напри- мер, стеклоткань пропитанная эпоксидной смолой.

Кроме того, предложенная армированная колюще-режущая лента из пластика имеет более эстетический вид благодаря воз- можности по желанию заказчика изменить цвет пластика, например, в агрессивный или в маскирующий.

В случае дополнительного армирования центрального участка металлической проволокой, исчезает операция завальцовки прово- локи - она вливается вместе с пластиковой лентой в единственную конструкцию в процессе ее изготовления. Целостное соединение основы ленты с армирующей металлической проволокой устраняет риск развития коррозии на поверхности последней, благодаря чему можно использовать проволоку из низкоуглеродистой стали обычно- го качества (т.н. «черной» стали), которая гораздо дешевле оцинко- ванной или нержавеющей стали. Это позволяет существенно сни- зить себестоимость готовой продукции. К тому же, такой тип соеди- нения (влитие) не выдвигает требований к конфигурации сечения армирующей проволоки - ее сечение может быть любым (круглым, прямоугольным или произвольным), а размер сечения проволоки ограничивается лишь толщиной центрального участка пластиковой ленты.

Таким образом, вся совокупность существенных признаков предложенного технического решения относительно армированной колюще-режущей ленты из композиционных материалов обеспечи- вает достижение желаемого технического результата.

Перечень фигур иллюстративных материалов

Фигура 1 - общий вид в плане армированной колюще- режущей ленты из композиционного материала;

Фигура 2 - то же самое, с дополнительной армирующей ме- таллической проволокой в центральном участке ленты.

Описание предпочтительного варианта изобретения

Предложенная армированная колюще-режущая лента выпол- нена, соответственно, из пластиковой (например, из высокопрочного огнеупорного пластика) ленты, содержащей центральный участок 1 и большое количество противоположных пар элементов 2, целостно сформированных с центральным участком 1. Пары элементов 2 расположены вдоль центрального участка 1 ленты равномерно и симметрично. Расстояние между парами элементов 2, расположен- ных рядом, составляет примерно 30 мм Каждый элемент в паре элементов 2 состоит из зубцов 3 и основы 4. Остриями каждого из зубцов 3 являются углы, которые являются сопряжением основы 4 с зубцом 3. Между каждой парой элементов 2, с обеих сторон от цен- трального участка 1 образовано внутреннее широкое пространство ю 5, ограниченное извне остриями зубцов 3. Центральный участок 1 выполнен утолщенным, например, круглым, и может быть армиро- ван влитой в него металлической проболокой 6.

Предложенная армированная колюще-режущая лента из ком- позиционных материалов работает следующим образом.

При попытке преодолеть заграждение, изготовленное из дан- ной армированной колюще-режущей ленты, зубцы 3 пар элементов 2 удерживают нарушителя, не нанося ему серьезных ранений и уве- чий, а внутреннее широкое пространство 5 между смежными парами элементов 2 повышает удерживающий эффект ленты относительно фрагментов одежды и тела нарушителя, попавших в пространство 5 и удерживаются с помощью встречнонаправленных зубцов 3 распо- ложенных рядом пар элементов 2, ограничивающих размер про- странства 5. При попытке освободиться от цепляюще- травмирующего острия одного зубца 3, нарушитель попадает на острие зубца 3 элемента 2 расположенной рядом пары элементов 2, направленного навстречу первому зубцу 3, так как расстояние меж- ду осью симметрии расположенных рядом пар элементов 2 выбрано оптимальным для этой цели, и составляет, например, 30 мм Это по- вышает удерживающий эффект сразу несколькими расположенны- ми рядом парами элементов 2.

Наличие утолщенного армирующего центрального участка 1 без проволоки 6 или с ней не позволяет перерезать колюще- режущую ленту без использования специальных приспособлений, а также прижать ее к грунту, что позволяет создавать надежный барь- ер безопасности для охраняемых объектов и придерживаться при этом принципов гуманности, - не причинять серьезных ранений и увечий нарушителю зубцами 3 ленты.

Существенное отличие предложенного технического решения от раньше известных аналогичных решений, заключается в том, что колюще-режущая лента выполнена из композиционного материала, а ее центральный участок утолщен или дополнительно армирован влитой в него металлической проволокой. Указанные отличия, в со- вокупности, позволяют ресурс эксплуатации увеличить до полного естественного разрушения материала и повысить технико- эксплуатационные свойства такой колюще-режущей ленты и, одно- временно, упростить технологию ее изготовления, снизить ее себе- стоимость. Ни одна из известных колюще-режущих лент не может одновременно обладать указанными свойствами, поскольку они во- обще не изготовляются из композиционных материалов и не имеют такого неразъемного соединения с армирующей проволокой, к тому же, полностью защищающего ее от коррозии.

Предложенное техническое решение проверено на практике. Предложенная армированная колюще-режущая лента из композит- ных материалов не содержит никаких элементов или узлов, которые невозможно было бы воспроизвести на современном этапе разви- тия науки и техники, в частности, при производстве колюще- режущих лент, следовательно является приемлемой для промыш- ленного применения, имеет технические и иные преимущества пе- ред известными аналогами, что подтверждает возможность дости- жения технического результата заявляемым объектом. В известных источниках патентной и другой научно-технической информации не обнаружено подобных армированных колюще-режущих лент из ком- позиционных материалов с указанной в предложении совокупностью существенных признаков, поэтому предложенное техническое ре- шение считается таковым, что может получить правовую защиту.

Технические преимущества изобретения

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

- абсолютная стойкость к коррозии за счет использования для основы ленты чистого пластика или композиционного материала;

- увеличение ресурса эксплуатации (ресурс эксплуатации прак- тически ничем не ограничен) по той же причине;

- уменьшение общего веса изделия по этой же причине;

- расширение технико-функциональных характеристик централь- ного участка ленты за счет выполнения его утолщенным;

- обеспечение эстетичности изделия благодаря возможности легко изменять цвет пластика;

- расширение области применения по той же причине;

- безотходность производства за счет возврата непосредственно в технологический процесс вырезанных фрагментов пластика;

Если центральный участок дополнительно армирован, то техни- ческие преимущества, по сравнению с прототипом, следующие:

- упрощение технологии изготовления за счет исключения от- дельной дополнительной операции завальцовки армирующей про- волоки;

- снижение себестоимости изделия за счет обеспечения возмож- ности использовать для армирования сравнительно дешевую про- волоку, например, из обычной низкоуглеродистой стали;

- возможность использования для армирования ленты проволоки любого сечения и толщины за счет соединения пластиковой основы ленты с проволокой в единую конструкцию путем литья;

- повышение надежности соединения армирующей проволоки с основой ленты по этой же причине;

- отсутствие каких-либо специальных требований к крепежу для сооружения из армированной колюще-режущей ленты барьеров безопасности благодаря инертности пластику. Социальный эффект от внедрения изобретения, в сравнении с использованием прототипа, получают за счет придерживания прин- ципов гуманности в отношении нарушителей и повышения эстетич- ности барьеров безопасности режимных объектов.

Экономический эффект от внедрения изобретения, в сравне- нии с использованием прототипа, получают за счет снижения себе- стоимости изделия, повышения привлекательности, увеличения объемов продаж.

После описания вышеупомянутой армированной колюще- режущей ленты из композиционных материалов специалистам в данной области техники должно быть очевидным, что все вышеопи- санное является лишь иллюстративным, а не ограничительным, бу- дучи представленным данным примером. Многочисленные возмож- ные варианты выполнения предложенной армированной колюще- режущей ленты из композиционных материалов, в частности, харак- теристики и марки композита или пластика, марки стали армирую- щей проволоки, его размеры и форма сечения, могут изменяться и, понятно, находятся в пределах объема одного из обычных и естест- венных подходов в данной области знаний и рассматриваются тако- выми, что находятся в пределах объема данного технического ре- шения.

Квинтэссенцией предложенного технического решения являет- ся то, что основа лента выполнена из пластика или из другого ком- позитного материала, а ее центральный участок армирован или утолщением или влитым в него металлической проволокой, и имен- но эти обстоятельства позволяют приобрести предложенной ленте перечисленные и иные преимущества. Изготовление, изменение и использование лишь отдельных элементов предложенной ленты, естественно, ограничивает спектр преимуществ, перечисленных выше, и не могут считаться новыми техническими решениями в данной области знаний, поскольку другое, подобно описанному, вы- полнение предложенной армированной колюще-режущей ленты из композиционных материалов уже не требует какого-либо творческо- го подхода от конструкторов и инженеров, а потому не может счи- таться результатами их творческой деятельности или новыми объ- ектами интеллектуальной собственности, пригодными к защите ох- ранными документами.