В изобретении описан способ связывания или стягивания предметов, в частности рулонов листовой стали, при осуществлении которого предмет, в частности рулон листовой стали, оборачивают обвязочной лентой из композиционного материала, состоящего из непрерывных волокон и термопластичного полимерного материала, имеющей ширину от 10 до 50 мм и толщину от 100 до 300 мкм, с перекрытием концов обвязочной ленты, и в зоне перекрытия концов к расположенным друг над другом концам обвязочной ленты подводят тепло, размягчая термопластичный полимерный материал, после чего к размягченному участку по его поверхности прикладывают давление, вдавливая концы обвязочной ленты друг в друга.

[0001] Обвязочная лента (1) для стягивания или связывания рулонов листового металла, отличающаяся тем, что она выполнена из непрерывных волокон (2) и полимерной матрицы (3), причем непрерывные волокна (2) уложены в один или несколько расположенных друг над другом слоев и ориентированы, по существу, параллельно друг другу, полимерная матрица (3) выполнена из термопластичного полимерного материала, а обвязочная лента (1) имеет ширину от 10 до 50 мм при толщине от 100 до 400 мкм.

[0002] Обвязочная лента (1) по п.1, отличающаяся тем, что она имеет ширину от 25 до 40 мм.

[0003] Обвязочная лента (1) по п.1, отличающаяся тем, что она имеет ширину 30 мм.

[0004] Обвязочная лента (1) по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что она имеет толщину от 200 до 350 мкм.

[0005] Обвязочная лента по п.1, отличающаяся тем, что волокна представляют собой стеклянные, и/или арамидные, и/или углеродные, и/или металлические, и/или натуральные волокна.

[0006] Обвязочная лента по п.1 или 2, отличающаяся тем, что термопластичным полимерным материалом, образующим матрицу (3), является полиолефин и/или полиамид.

[0007] Способ связывания или стягивания рулонов свернутого листового металла с помощью обвязочной ленты по одному из предыдущих пунктов, при осуществлении которого предмет, в частности рулон листовой стали, оборачивают обвязочной лентой из композиционного материала, состоящего из непрерывных волокон и термопластичного полимерного материала, имеющей ширину от 10 до 50 мм и толщину от 100 до 300 мкм, с перекрытием концов обвязочной ленты, и в зоне перекрытия концов к расположенным друг над другом концам обвязочной ленты подводят тепло, размягчая термопластичный полимерный материал, после чего к размягченному участку по его поверхности прикладывают давление, вдавливая концы обвязочной ленты друг в друга.

[0008] Способ по п.7, отличающийся тем, что для соединения обвязочной ленты ее концы (1a, 1b) нагревают до температуры 100-500 °C, предпочтительно до 150-450 °C, более предпочтительно до 250-400 °C, в частности до 350 °C.

[0009] Способ по п.7 или 8, отличающийся тем, что температура нагрева соответствует температуре размягчения применяемого полимерного материала.

[0010] Способ по одному из пп.7-9, отличающийся тем, что размягченные концы обвязочной ленты прижимают друг к другу давлением от 0,1 до 10 Н/мм2, предпочтительно 1 Н/мм2.

[0011] Способ по одному из пп.7-10, отличающийся тем, что обвязочную ленту перед нагреванием натягивают посредством соответствующих натяжных приспособлений, а после нагрева концов обвязочной ленты, их вдавливания друг в друга и остывания места соединения участки ленты, выступающие за пределы места соединения, обрезают.

[0012] Способ по одному из пп.7-11, отличающийся тем, что на перекрывающиеся концы (1a, 1b) обвязочной ленты в зоне каждого свободного конца (1a, 1b) воздействуют теплом и давлением таким образом, чтобы не оставлять выступающих концов, причем концы обвязочной ленты между участками соединения натягивают относительно друг друга.

[0013] Способ по одному из пп.7-12, отличающийся тем, что концы (1a, 1b) обвязочной ленты притягивают с помощью действующих на них фрикционных роликов или сцепляемых с ними тяговых элементов.

[0014] Устройство для осуществления способа по одному из пп.7-13 с применением обвязочной ленты по одному из пп.1-6, отличающееся тем, что оно содержит нагреватель (17), обеспечивающий подвод тепла к концам (1a, 1b) обвязочной ленты, и прижимное приспособление (14) для приложения давления, установленные с возможностью приложения давления к нагретым участкам обвязочной ленты по их поверхности.

[0015] Устройство по п.14, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит натяжное приспособление (13, 16), посредством которого концы обвязочной ленты натягиваются относительно друг друга.

[0016] Устройство по п.14 или 15, отличающееся тем, что оно содержит два натяжных приспособления (13, 16), расположенных на расстоянии друг от друга по длине прокладываемой обвязочной ленты, причем между натяжными приспособлениями (13, 16) установлены одно или несколько прижимных приспособлений (14) и нагревателей (17) с возможностью воздействия теплом и давлением на концы (1a, 1b) обвязочной ленты между натяжными приспособлениями (13, 16).

[0017] Устройство по п.15, отличающееся тем, что оно содержит натяжное приспособление (13, 16), выполненное с возможностью воздействия на концы обвязочной ленты таким образом, чтобы натягивать обвязочную ленту, причем в зоне свободных концов (1a, 1b) обвязочной ленты имеется по одному нагревателю (17) и по одному прижимному приспособлению (14) с обеспечением прижатия свободных концов (1a, 1b) к расположенной под ними обвязочной ленте и образованием на расстоянии друг от друга двух участков соединения без выступающих концов.

[0018] Устройство по одному из пп.14-17, отличающееся тем, что с прижимным приспособлением (14) для приложения прижимающего усилия соединен один нагреватель (17).

[0019] Устройство по одному из пп.14-18, отличающееся тем, что нагреватель (17) соединен с прижимным приспособлением (14) посредством штампа (18), причем с нагревателем (17) посредством соответствующей линии (19) управления и питания соединен блок (15) управления.

[0020] Устройство по одному из пп.14-19, отличающееся тем, что оно содержит нагреватели (17) и прижимные приспособления (14), расположенные друг против друга по толщине обвязочной ленты или ее концов, с возможностью нагревания и обжатия обвязочной ленты в зоне планируемого соединения с обеих сторон.

[0021] Устройство по одному из пп.14-20, отличающееся тем, что оно содержит несколько взаимодействующих друг с другом нагревателей (17) и прижимных приспособлений (14) с возможностью выполнения соединений в нескольких местах в зоне перекрытия концов (1a, 1b) обвязочной ленты.

[0022] Устройство по одному из пп.14-21, отличающееся тем, что оно является переносным прибором.

[0023] Устройство по одному из пп.14-22, отличающееся тем, что оно стационарно установлено на устройстве для намотки полос листового металла в рулоны.

[0024] Устройство по одному из пп.14-23, отличающееся тем, что оно снабжено двумя парами натяжных роликов, установленными на расстоянии друг от друга в осевом направлении у приемной щели для концов (1a, 1b) обвязочной ленты, причем в зоне между двумя парами натяжных роликов предусмотрена опорная пластина (20), ограничивающая щель с одной стороны, напротив опорной пластины расположено прижимное приспособление (14) нагревателя (17), а опорная пластина (20) и/или прижимное приспособление (14) установлены с возможностью подачи друг к другу или перестановки относительно друг друга.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для связывания рулонов листовой стали и предназначенной для этого обвязочной ленте.

Уровень техники

На предприятиях черной металлургии горячекатаную полосу после литья из слябов в конце процесса прокатки сматывают в большие рулоны. При производстве холоднокатаного тонкого листа за этим процессом горячей прокатки следует процесс холодной прокатки до толщины стальной полосы обычно от 0,3 до 3 мм. Этот тонкокатаный стальной лист обычно после процесса холодной прокатки сматывают в рулон, после чего направляют в процесс нанесения покрытия, в частности для защиты от коррозии. При этом рулоны листовой стали снова разматывают и пропускают через установку для нанесения покрытия, например установку горячего цинкования, установку электролитического цинкования, установку фосфатирования и т.п.

После нанесения покрытия на стальную полосу ее снова сворачивают в рулон.

Для того чтобы эти рулоны листовой стали при транспортировании или хранении на сталеплавильном заводе, например при перемещении от прокатного стана на линию нанесения покрытия или при хранении перед отгрузкой заказчику или же у заказчика, случайно не размотались или чтобы свободный конец полосы не выступал из самого рулона, обычно такие рулоны листовой стали стягивают обвязочными лентами, которые должны предупреждать отгибание концов рулона.

В черной металлургии для этого с учетом большого веса рулонов используются так называемые стальные обвязочные ленты. Стальные обвязочные ленты (фиг. 20) обычно имеют ширину 25,4 мм при толщине 0,8 мм. Чтобы обеспечить связывание, стальные обвязочные ленты в конце каждого процесса и после сворачивания стального листа в рулон, оборачивают вокруг рулона, натягивают с помощью соответствующей машины, а затем в зоне перекрытия устанавливают замок (фиг. 20). При этом замок может быть выполнен в виде так называемого замыкателя, т.е. стальной пластины, накладываемой в радиальном направлении на зону соединения, а затем напрессовываемой на нее, причем производится так называемая усадка, при которой по типу соединения заклепками материалы замка и обоих концов обвязочной ленты запрессовываются друг в друга и смещаются по отношению друг к другу или образуют своего рода зубчатое зацепление.

Другая возможность состоит в том, чтобы соединять концы обвязочной ленты точечной сваркой или выполнять беззамковое соединение по типу упрощенного соединения заклепками.

Стальные обвязочные ленты имеют предел прочности при растяжении около 1000 МПа.

Эти стальные обвязочные ленты имеют несколько существенных недостатков. Во-первых, стальные обвязочные ленты вследствие действующего в них натяжения при вскрытии склонны к отдаче или отскоку, причем уже лишь из-за собственного веса и упругих восстанавливающих усилий стальные обвязочные ленты создают значительную опасность. Кроме того, они имеют сравнительно острые боковые кромки, что часто приводит к порезам. Известен случай, когда рабочий, занятый вскрытием рулонов из-за отдачи стальной ленты лишился зрения. Таким образом, можно подытожить, что стальная обвязочная лента неудовлетворительна с точки зрения травматизма на производстве и безопасности труда.

Во-вторых, стальная обвязочная лента, а здесь, в частности, замок, вызывает появление на свернутом в рулон листе так называемых вмятин от ленты, когда лента или замок вдавливается в стальную полосу. Это не только повреждает первый виток рулона листовой стали - такие вмятины от обвязочной ленты часто распространяются внутрь рулона на глубину 15-20 мм. Это означает, что, например, для тонкого листа повреждаются первые 15-25 витков или до 200 м длины полосы рулона. Однако для перерабатывающего предприятия, в частности, использующего обшивочную жесть, это недопустимо. Поэтому принято перед переработкой, например на кузнечном прессе, обрезать первые витки, поврежденные вмятинами от обвязочной ленты, и возвращать их поставщику.

Не говоря уже о том, что отправка материала производителем на перерабатывающее предприятие и его возврат обратно производителю приносит чистые убытки, это означает весьма значительные дополнительные затраты для перерабатывающего предприятия, так как нельзя с уверенностью сказать, сколько метров нового рулона фактически повреждено. Поэтому необходимо сначала установить повреждение, определить, где следует обрезать свернутую стальную полосу, и выполнить собственно обрезку. При годовом расходе 100000 т сырья и материалов (транспортируемой массы) для изготовления конечного продукта выбраковывется 10%, т.е. около 10000 т/год, лома вследствие этих вмятин от обвязочной ленты.

В принципе, считается, что чем тоньше тонколистовой прокат, тем больше опасность его повреждения вмятинами от обвязочной ленты.

Из публикации DE 4007560 С2 известен замок для обвязочных лент из термопластичного полимерного материала (однако не для рулонов) и способ его изготовления, причем этот замок должен обеспечивать прочность на отрыв концов ленты от замка. Соединение внахлестку концов ленты выполняется сваркой трением. Меры по повышению сопротивления отрыву соединенных внахлестку частей предусматриваются на противоположных сторонах сварного соединения, причем это может быть соединение точечной сваркой за пределами собственно соединения сваркой трения, или на концах сварного соединения устанавливаются скобы из проволоки или ленты, или в направлении движения обвязочной ленты относительно обвязываемого предмета под углом отгибается средний участок. К среднему участку примыкают параллельные направлению движения опережающая и отстающая детали или соединяемые внахлестку надрезы обвязочной ленты сваренных в термопластичном состоянии внутренних и наружных поверхностей перед затвердеванием пластмассы слегка разводятся, причем отверждение термопластичного полимерного материала происходит с образованием ячеистого промежуточного слоя с высокой прочностью на отрыв.

Проведенные фирмой-заявителем эксперименты показали, что ленты из термопластичного полимерного материала, известные из упаковочной промышленности, не пригодны в качестве обвязочных лент для рулонов листовой стали даже в случае принятия указанных выше мер, так как их предел прочности при разрыве далеко недостаточен. Указанные меры по повышению прочности на отрыв, в свою очередь, сами ведут к появлению вмятин от обвязочных лент.

В публикации US 4661185 А описаны способ и устройство для связывания соединяемых внахлестку зон охватывающей объект ленточной петли из термопластичного полимерного материала. После подачи ленты и образования петли ее верхняя часть отводится назад, а остальная часть ленты плотно натягивается, чтобы затянуть петлю.

Из публикации DE 1010230 В известно изделие из искусственного шелка, в частности, в виде ленты, представляющее собой, по существу, полотно из волокнистого материала, подобного шелку, которое служит в качестве основы и образовано прочной смесью прочеса из вискозного штапельного волокна и пластифицированного ацетатного штапельного волокна.

Из публикации DE 4018659 С2 известно устройство для сварки трением замка гибкой обвязочной ленты из термопластичного полимерного материала с двумя взаимодействующими и дополняющими друг друга захватами для ленты, между которыми располагаются и зажимаются два соединяемых внахлестку участка обвязочной ленты, причем каждый захват имеет сплошную поверхность и причем один из захватов соединен с приводом для перемещения во время сварки трением, причем поверхности захватов в продольном направлении ленты волнообразно искривлены и состоят из одного выпукло и одного вогнуто искривленного участка, причем ограниченные щелью концы двух соединяемых внахлестку участков ленты прилегают к выпукло искривленному участку поверхности захватов, а захват, присоединенный к приводу для перемещения при сварке трением, может горизонтально перемещаться в поперечном направлении обвязочной ленты.

Такое устройство также не позволяет выполнить соединение обычной полимерной ленты, которая отвечала бы предъявляемым требованиям.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в разработке способа связывания рулонов листовой стали, который был бы простым, быстрым и надежным в осуществлении, обеспечивал соединение с высокой несущей способностью и не создавал вмятин от обвязочной ленты. Эта задача согласно изобретению решается в способе, охарактеризованном в п.7 формулы изобретения.

Другой задачей изобретения является создание устройства для осуществления этого способа. Эта задача согласно изобретению решается в устройстве, охарактеризованном в п.14 формулы изобретения.

Еще одна задача изобретения состоит в создании обвязочной ленты, в частности, для рулонов листовой стали (или другого листового металла), которая при достаточной прочности основного материала на растяжение и на разрыв обеспечивала бы надежное соединение и при этом не оставляла бы вмятин ни своим основным материалом, ни в зоне соединения. Эта задача согласно изобретению решается в обвязочной ленте, охарактеризованной в п.1 формулы изобретения.

Предпочтительные частные варианты осуществления изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Предлагаемая в изобретении обвязочная лента выполнена из высокопрочного композиционного материала, который выполнен из непрерывных волокон, ориентированных, по существу, параллельно друг другу и заключенных в матрицу из термопластичного полимерного материала.

Было установлено, что такая лента имеет достаточный предел прочности при растяжении, если ее ширина составляет 30 мм, а толщина 200 мкм.

Волокна высокопрочного композиционного материала могут представлять собой, например, стеклянное волокно, углеродное волокно, арамидное волокно (волокно из ароматического полиамида) и все прочие известные виды волокон для композиционных материалов. Предпочтительным является стекловолокно.

Матрица выполнена из термопластичного полимерного материала, причем возможны все распространенные термопласты, например полиолефины или полиамиды. В предпочтительном варианте матрица выполнена из полиамида.

Высокопрочный композиционный материал, из которого выполнена обвязочная лента, изготавливается в виде очень широких больших полотен или листов, используемых обычно для того, чтобы путем их намотки изготавливать, например, баки для самолетов и космических кораблей. Известно также термопластичное формование таких крупных полотен, например, глубокой вытяжкой, чтобы получать из них особо легкие, высокопрочные детали. Эти полотна используются, в частности, также в кузовостроении.

Предлагаемый в изобретении способ предусматривает получение узких лент или полос из высокопрочного композиционного материала, оборачивание ими рулона листовой стали, нагревание перекрывающихся участков и их вдавливание друг в друга высоким давлением. В отличие от соединения сваркой трением, которая повредила бы волокнистый нетканый материал, в частности его волокна, и к тому же вызвала бы неблагоприятное распределение матрицы, в предлагаемом в изобретении способе толщина ленты в зоне соединения незначительно превышает 200 мкм, однако при этом матрицы перекрывающихся участков ленты плавно переходят друг в друга, а плотность упаковки волокон в этой чувствительной зоне становится особенно высокой. Эта особенно высокая плотность упаковки позволяет волокнам располагаться очень плотно друг к другу, что обеспечивает очень хорошее распределение между волокнами усилий среза, возникающих при растягивающей нагрузке. Кроме того, обнаружилось, что такое соединение даже при непосредственном нагружении не вызывает образования вмятин.

Предлагаемая в изобретении обвязочная лента, обернутая вокруг рулона и закрепленная в соответствии с предлагаемым в изобретении способом, обладает достаточной прочностью, столь высокой, что позволяет отказаться от использования нескольких обвязочных лент, как это делалось прежде, благодаря чему при сопоставимой цене обвязочных лент не возникают добавочные расходы.

Предлагаемое в изобретении устройство захватывает концы ленты либо в него эти концы вводят, после чего с помощью соответствующего нагревателя к перекрывающимся концам ленты с одной или обеих сторон подводят нагретый штапм и сваривают соединяемые участки ленты, вдавливая их друг в друга давлением, составляющим по меньшей мере 1 бар.

Преимущество предлагаемого в изобретении способа состоит в том, что он позволяет просто, быстро и надежно создать высокопрочное соединение обвязочной ленты, которое к тому же является в зоне соединения столь тонким, что, несмотря на очень высокую прочность ленты при растяжении, вмятины на этом участке не образуются.

Предлагаемая в изобретении обвязочная лента имеет то преимущество, что она выполнена особенно тонкой и уже поэтому не оставляет вмятин на рулоне, однако ее прочность на растяжение и срез настолько высока, что она полностью отвечает предъявляемым к ней требованиям. Далее преимуществом высокопрочного композиционного материала является то, что в зоне соединения при высоких растягивающих усилиях не может произойти внезапного разрыва, а происходит только постепенное медленное вытягивание отдельных волокон, в результате чего поврежденный материал все еще сохраняет остаточную прочность, настолько высокую, что делает развертывание рулона невозможным.

Далее преимуществом используемого в изобретении материала является то, что этот материал особенно легок, не имеет острых металлических кромок и что при вскрытии рулона лента не находится в таком напряженном состоянии, чтобы "выстреливать" при разрезании. Это значительно снижает опасность травматизма по сравнению с обычными стальными обвязочными лентами.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется примерами со ссылкой на чертежи, где показаны:

на фиг. 1 - схема рулона с обернутой вокруг него обвязочной лентой, рядом с которым расположено предлагаемое в изобретении устройство;

на фиг. 2 - фрагмент фиг. 1, на котором показан схематичный вид устройства в разрезе;

на фиг. 3 - принцип функционирования предлагаемого в изобретении устройства в сильно схематизированном представлении;

на фиг. 4 - первая операция при ручной обвязке рулона;

на фиг. 5 - вторая операция при ручной обвязке рулона с использованием предлагаемого в изобретении устройства как переносного прибора;

на фиг. 6 - вид сверху предлагаемой в изобретении обвязочной ленты в сильно схематизированном представлении;

на фиг. 7 - вид в продольном разрезе предлагаемой в изобретении обвязочной ленты в сильно схематизированном представлении;

на фиг. 8а - вид зоны перекрытия и крепления обвязочной ленты в сильно схематизированном представлении;

на фиг. 8б - вид зоны, показанной на фиг. 8а, после испытания на растяжение;

на фиг. 9 - диаграмма "напряжения-деформация" стальной обвязочной ленты;

на фиг. 10 - диаграмма "напряжения-деформация" обычной полимерной упаковочной ленты;

на фиг. 11 - диаграмма "напряжения-деформация" другой полимерной упаковочной ленты;

на фиг. 12 - диаграмма "напряжения-деформация" предлагаемой в изобретении ленты;

на фиг. 13 - таблица с данными, представленными на фиг. 9;

на фиг. 14 - таблица с данными, представленными на фиг. 10;

на фиг. 15 - таблица с данными, представленными на фиг. 11;

на фиг. 16 - таблица с данными, представленными на фиг. 12;

на фиг. 17 - таблица усредненных по сечению показателей для предлагаемой в изобретении обвязочной ленты;

на фиг. 18 - таблица усредненных по сечению показателей для предлагаемой в изобретении полимерной ленты;

на фиг. 19 - таблица усредненных показателей по сечению для предлагаемой в изобретении обвязочной ленты;

на фиг. 20 - зона замыкания стальной обвязочной ленты.

Осуществление изобретения

Предлагаемая в изобретении обвязочная лента 1 (фиг. 6-8б) состоит, по существу, из непрерывных волокон 2, уложенных в один или несколько слоев в полимерной матрице 3. При этом волокна могут быть представлены любыми распространенными волокнами, используемыми в композиционных материалах. В частности, это может быть стеклянное волокно, углеродное волокно, арамидное волокно (волокно из ароматического полиамида) или же натуральное волокно. Матрица 3 состоит из полимерного материала, предпочтительно из термопластичного полимерного материала, например полиолефина или полиамида.

Обвязочная лента 1 имеет относительно плоскую форму и ширину, например 10-50 мм, в частности 25-40 мм, предпочтительно 30 мм при толщине 150-400 мкм, предпочтительно 200-350 мкм. Для соединения обвязочной ленты (фиг. 8а) ее соответствующие концы 1a, 1b прижимают друг к другу и нагревают до температуры 150-500 °С, предпочтительно 200-400 °С, в частности 350 °С, причем эта температура нагрева зависит от используемого полимерного материала. Нагрев приводит к тому, что полимерный материал становится пластичным, и теперь его можно деформировать, или выполнять следующую операцию. После достаточного размягчения полимерного материала концы ленты к зоне перекрытия концов ленты прикладывают давление. Давление может составлять от 0,1 до 10 Н/мм ² , предпочтительно 1 Н/мм ² .

Как показано на фиг. 8а в сильно схематизированном представлении, под действием этого давления волокна 2 в зоне соединения вдавливаются друг в друга, причем общая высота, или толщина, обвязочной ленты существенно не изменяется, но число волокон на единицу площади в зоне соединения увеличивается. Благодаря большому числу волокон в зоне соединения они при возникновении растягивающих нагрузок и, следовательно, усилий сдвига хорошо опираются друг на друга, причем расстояние между волокнами очень мало, что обеспечивает хорошую передачу усилий от отдельных волокон через матрицу, так как занимаемые матрицей области относительно невелики.

В случае превышения предела прочности на растяжение обвязочной ленты (фиг. 8b) внезапного разрыва в зоне соединения не происходит, а отмечается постепенное расхождение концов ленты, причем отдельные волокна вытягиваются из зоны соединения или из соответствующих концов ленты, обеспечивая определенную остаточную прочность ленты.

Предлагаемая в изобретении обвязочная лента при испытаниях на растяжение (фиг. 12) обнаруживает хорошее сопротивление удлинению. Для обвязочной ленты важно, чтобы она не слишком сильно растягивалась после оборачивания рулона, что без проблем обеспечивается предлагаемой в изобретении лентой. Относительное удлинение этой ленты сравнимо с относительным удлинением стальной обвязочной ленты. Среди трех кривых, показанных на фиг. 12, крайняя слева кривая характеризует обвязочную ленту в замкнутом состоянии, причем разрыв ленты в этом случае происходит в зоне сравнительно хорошо выполненного соединения.

Средняя кривая показывает разрыв обвязочной ленты в зоне сплошного материала без соединения, а правая кривая - разрыв в зоне намеренно плохо выполненного соединения. Соответствующие значения приведены в таблице на фиг. 16, а в таблице на фиг. 19 представлены значения относительной прочности в Н/мм ² .

В сравнительных опытах проверялся предел прочности при растяжении обычной стальной обвязочной ленты (фиг. 9) и обычной полимерной ленты (фиг. 10), а также широко применяющейся в упаковках общего назначения полимерной ленты (фиг. 11).

Показанные на фиг. 9 значения прочности при растяжении для стали воспроизведены в качестве результатов опытов на фиг. 13, причем на фиг. 17 приведены относительные значения в Н/мм ² . На фиг. 17 представлены различные механизмы замыкания ленты и указаны соответствующие им значения прочности при растяжении. Очевидно, что наилучшая стальная обвязка все же хуже, чем обвязка предлагаемой в изобретении лентой, причем основные материалы этих обвязочных лент имеют примерно одинаковую прочность при растяжении. Сравнение фиг. 13 и 16 показывает, что прочность при растяжении стали в случае ее использования в стальной обвязочной ленте при обычных размерах, естественно, выше, чем у применяемого в изобретении материала, однако в стальной ленте заложен потенциал, который ни в каком случае не потребуется использовать. Прочность при растяжении предлагаемой в изобретении обвязочной ленты совершенно достаточна для достижения желаемой цели.

Обычная же полимерная лента, показанная на фиг. 10, имеет сопротивление удлинению, которое для указанной цели является нежелательным и неподходящим. Помимо этого, приведенные на фиг. 18 и 14 значения прочности при растяжении абсолютно недостаточны для этой цели или для использования ленты в качестве обвязочной. Дополнительно к этим неудовлетворительным механическим свойствам такая обвязочная лента оставляет вмятины в рулоне.

Кроме того, была испытана обычная, сама по себе известная, упаковочная лента шириной 15 мм и толщиной 0,8 мм. Такие ленты, как правило, соединяются сваркой трением или снабжаются замками, причем их обычно используют для упаковки почтовых отправлений, а иногда в строительстве, например, для обвязки поддонов с кирпичом или аналогичных материалов.

Испытание на растяжение по фиг. 11 показывает, что эта лента имеет слишком большое относительное удлинение, чтобы обеспечить нужную обвязку, и предел прочности при растяжении, далеко не отвечающий требованиям. Результат испытаний представлен на фиг. 15.

Остается констатировать, что предлагаемая в изобретении обвязочная лента ни в каком отношении не сравнима с обычными полимерными или стальными лентами. При очень малой толщине она имеет прочность при растяжении, приближающуюся к прочности стали, причем возможно простое соединение концов ленты путем нагрева и последующего сжатия. Эта лента даже при намеренно завышенных нагрузках непосредственно на нее и при обычном обращении со стальными рулонами во время транспортирования и хранения не оставляет вмятин на стали. Преимуществом является также то, что эту обвязочную ленту пользователь может резать, не подвергая себя серьезной опасности, так как из-за малого веса она не имеет такой отдачи, как стальная лента. К тому же кромки ленты не так остры, и она не создает большой опасности порезов.

Предлагаемое в изобретении устройство 10 (фиг. 1-5) имеет следующую принципиальную конструкцию (фиг. 2). В корпусе 11 размещен блок 12 автоматического управления, оказывающий управляющие воздействия на устройство 13 для создания усилий, прижимное приспособление 14 для перемещения нагревательного элемента и блок 15 управления нагревом. Кроме того, с устройством 13 для создания усилий соединен натяжной ролик 16 с соответствующим приводом от двигателя (на схеме не показан). С прижимным приспособлением 14, предназначенным для приложения прижимающего усилия, соединен нагревательный элемент или нагреватель 17, который связан с приспособлением 14 посредством штампа 18. Блок 15 управления нагревом соответствующей линией 19 управления и питания соединен с нагревательным элементом 17. Помимо этого предлагаемое в изобретении устройство 10 снабжено опорной пластиной 20.

Для получения предусмотренного изобретением сварного соединения двух концов обвязочной ленты соответствующую ленту 1 (фиг. 1) оборачивают вокруг рулона S листовой стали. Концы 1a, 1b ленты с противоположных сторон или диаметрально противоположно вводят в прибор 10, причем они образуют зону 1c перекрытия (нахлеста). В зоне 1c перекрытия с одной стороны перекрывающихся концов 1a и 1b ленты плоско-параллельно им расположена опорная пластина 20. Напротив пластины установлен натяжной ролик 16, а рядом с ним также напротив пластины 20 - нагревательный элемент с соответствующим приспособлением для приложения прижимающего усилия.

Предлагаемой в изобретении лентой можно вручную обвязывать также обычные упаковки, которые необходимо предохранять от слишком больших растягивающих нагрузок (фиг. 4).

Предлагаемый в изобретении способ предусматривает после перекрытия концов 1a и 1b обвязочной ленты их относительное перемещение для натяжения ленты. С этой целью натяжной ролик 16 посредством устройства 13 для создания усилия устанавливают на конец 1a ленты и приводят ролик в движение, обеспечивая перемещение конца 1a относительно конца 1b таким образом, чтобы зона перекрытия увеличивалась, т.е. происходило натяжение обвязочной ленты 1. После создания достаточного натяжения ленты блок 12 автоматического управления включает прижимное приспособление 14 и/или нагревательный элемент 17, чтобы штамп 18 установил нагревательный элемент 17 на концы 1a и 1b обвязочной ленты.

При этом сначала можно нагревательным элементом 17 разогреть обвязочную ленту, а затем инициировать рабочий ход штампа или подающего приспособления 18, чтобы прижать друг к другу концы 1a, 1b ленты при размягченной матрице. Другая возможность состоит в том, чтобы установить нагревательный элемент 17 на концы ленты, потом разогреть их, одновременно создавая давление, или сначала разогреть, а после этого прижать друг к другу концы ленты. При этом предлагаемое в изобретении устройство может быть установлено в устройстве для обвязки рулонов в конце прокатного стана или линии нанесения покрытий.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения (фиг. 5) устройство 10 выполнено как переносной прибор и может использоваться при упаковке пакетов, как показано на фиг. 4, или при ручной обвязке рулонов.

Еще в одном предпочтительном варианте устройство 10 имеет приемную щель или щель для концов 1a, 1b ленты (на схеме не показаны). При этом к приемной щели или щели имеется доступ сбоку или в корпусе устройства 10 предусмотрены осевые отверстия, чтобы концы 1a, 1b ленты можно было с противоположных сторон вводить в щель.

Помимо этого устройство 10 снабжено двумя парами натяжных роликов, установленными на расстоянии друг от друга в осевом направлении у щели, причем натяжные ролики каждой пары установлены по обе стороны щели друг против друга. В зоне между двумя парами натяжных роликов находится опорная пластина 20, ограничивающая щель с одной стороны. Напротив этой пластины расположено прижимное приспособление 14 с нагревательным элементом 17, причем опорная пластина 20 и/или прижимное приспособление 14 установлены с возможностью подачи или поджатия друг к другу.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения сама опорная пластина 20 выполнена как прижимное приспособление 14 со вторым нагревательным элементом 17, причем оба прижимных приспособления 14 установлены с возможностью перемещения навстречу друг другу и поджатия друг к другу.

Предлагаемый в изобретении способ при использовании этого устройства предусматривает, что концы 1a, 1b обвязочной ленты можно ввести в устройство сбоку или через осевые относительно щели отверстия в корпусе устройства 10 настолько, чтобы они перекрывали обе пары роликов. Чтобы создать относительное натяжение концов ленты, пары роликов приводятся во вращение во встречном направлении. Благодаря этому концы ленты смещаются относительно друг друга так, чтобы происходило натяжение обвязочной ленты. По достижении достаточного натяжения нагревательный элемент или элементы нагреваются настолько, чтобы температура в зоне между опорной пластиной 20 и прижимным приспособлением 14 или между двумя прижимными приспособлениями 14 и двумя нагревательными элементами 17 была достаточной. После этого одно или оба прижимных приспособления создают необходимое давление на концы 1a, 1b обвязочной ленты.

Преимуществом предлагаемого в изобретении устройства является то, что оно позволяет просто, быстро и надежно выполнить соединение концов обвязочной ленты.

Преимуществом предлагаемого в изобретении способа является то, что соединение выполняется значительно проще и быстрее, чем в случае применения обычных способов, к тому же не требуется установка замков, которые, с одной стороны, в смысле прочности представляли бы собой зону ослабления обвязочной ленты, а с другой стороны, дополнительно увеличивали бы вмятины, и без того оставляемые обычными обвязочными лентами.

Предлагаемые в изобретении способ, устройство и обвязочная лента могут, разумеется, использоваться и для рулонов из проката других металлов, в частности алюминия или меди, а также для связывания в пакеты или пучки стальных или других труб, связывания в пакеты металлических или полимерных пластин, панелей, плит и т.д.