CZ2399A3

CZ2399A3 - Profilový třmen a způsob jeho výroby

Info

Publication number: CZ2399A3
Application number: CZ9923A
Authority: CZ
Inventors: Hans-Jürgen Dr. Kreipe; Claus Dieter Weisheit
Original assignee: Rasmussen Gmbh; Asea Brown Boveri Ag
Priority date: 1998-01-07
Filing date: 1999-01-05
Publication date: 1999-07-14
Also published as: KR19990066872A; DE19800283C1; DE59807852D1; US6383315B1; CN1226648A; EP0928921A1; EP0928921B1; JPH11280971A; CN2365436Y

Description

Profilový třmen a způsob jeho výroby

Oblast techniky

Vynález se týká profilového třmenu z oceli pro spojení konstrukčních dílu, opatřených na svých spojovaných koncích přírubami nebo podobně, přičemž profilový třmen má alespoň částečné kuželové, dovnitř přehnuté boční stěny a místa svarových spojů. Vynález se také týká způsobu výroby profilového třmenu.

Dosavadní stav techniky

Známé profilové třmeny a spony tohoto druhu, které jsou známé z DE 30 38 491 C2, US-PS 3 498 649, US-PS 3 694 773, FR 1016 629a z prospektu vydaného majitelem patentu NORMA

Kegelflanschverbindungen, 1979 a 1988 a NORMA Profilschelle mit Kegelflansch, listopad 1996, jsou vyrobeny z feritických nebo čistě austenitických ocelí pouze tvářením za studená a následným svařováním. Tyto oceli však nemají dostatečnou odolnost proti vysokým teplotám nebo mají příliš vysoký koeficient tepelné roztažnosti od 18.10^-® až 22.10~θ m/m°C (pro austenitické žárovzdorné oceli), což vede ke ztrátám upínací síly při zahřátí a tím ke vzniku netěsností v místě spojení konstrukčních dílů. Pro skříně turbodmychadel například velkých zážehových motorů nebo plynových turbin se v současné době používají feritické lité materiály, které mají na základě své materiálové struktury v rozsahu od 20°C do 600°C koeficienty tepelné roztažnosti, které se s rostoucí teplotou mění od 10.10“⁶ až 14.10^-6 m/m°C. Známé profilové třmeny z feritických nebo čistě austenitických ocelí proto nejsou vhodné pro spojování dílů skříní takových turbodmychadel nebo jiných konstrukčních dílů s přírubami na spojovaných koncích, které se při provozu zahřívají na teplotu až 750°C, pro příliš vysoký koeficient tepelné roztažnosti, protože spojovací místa se při růstu teploty stávají netěsnými. Netěsná spojovací místa například u turbodmychadel zážehových motorů nebo plynových turbin vedou k výraznému poklesu výkonu těchto zařízení.

Kromě toho představují netěsné, popřípadě uvolňující se spoje bezpečnostní riziko, protože takto vytvořená turbodmychadla se mohou po uvolnění spojů skříně roztrhnout, což by mohlo způsobit poranění obsluhy.

Úkolem vynálezu je vyřešit profilový třmen uvedeného druhu a způsob výroby tohoto třmenu, který by umožňoval použití feritických perlitických litinových materiálů pro konstrukční prvky, kterými proudí horké plyny a který by splňoval v teplotním rozsahu do 750°C požadavky na těsnost a stabillitu spojení.

Podstata vynálezu

Tento úkol je vyřešen profilovým třmenem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je vytvořen z martensitické oceli, která má při okolní teplotě od 20°C do 750°C koeficient tepelné roztažnosti o nejméně 0,3.10^_6m/m°c menší než feritická litina.

Martensitické ocel má výhodu spočívající v tom, že má vysokou tvrdost i při velmi vysokých teplotách, které se vyskytují v místech spojení jednotlivých dílů zařízení, kterým za provozu proudí plyny o vysokých teplotách, například částí skříní turbodmychadel, takže třmeny nebo spony mohou odolávat také velmi značným zatížením, které se mohou vyskytovat v místech spojů jednotlivých částí zařízení, bez deformací. Volbou materiálu s koeficientem tepelné roztažnosti podle vynálezu se profilový třmen protahuje o něco méně než konstrukční litinové prvky z feritické slitiny, spojené navzájem spojovacím třmenem. Spínací síla vyvozovaná profilovým třmenem nebo sponou na příruby nebo podobné části konstrukčních dílů se tak zvyšuje s narůstající teplotou v místě spoje, takže spojení konstrukčních dílů a těsnost spoje je zajištěna nejen zmenšenou deformovatelnostx profilového třmenu, ale také tím, že při zvyšování teploty se také zvětšuje hodnota spínací síly. Při použití profilového třmenu pro spojování konstrukčních dílů, kterými proudí horké látky, zejména dílů skříně turbodmychadla nebo jeho připojovacích nátrubků, se nejen odstraní nebezpečí provozních závad a poruch, uvedených v předchozí části, ale je také možné odstranit nutnost používání dříve obvyklého sešroubovávání spojovacích přírub nebo svěrných prstenců, opatřených větším počtem otvorů pro vložení skupiny šroubů.

Ocel ve výhodném provedení vynálezu, zajištujícím dosažení požadovaných vlastností, sestává kromě železa jako hlavní složky z dalších složek v hmotnostních množstvích: do 0,45 % C, do 2,0 % Si, do 2,0 % Mn, do 0,04 % P, do 0,04 % S, 15 až 20 % Cr, od 1 do 8 % Ni, do 2,5 % Mo, do 0,5 % V, do 0,1 % Al, do 0,1 % Co, do 0,4 % Cu, do 0,4 % Pb do 0,1 % Se, do 0,1 % Te, do 0,5 % Ti, do 0,1 % W, do 0,05 % Zr, do 0,01 % O, do 0,01 % N, do 0,1 % Bi, do 0,001 % B a do 0,05 % Nb.

V dalším výhodném provedení vynálezu se doporučuje, aby pro ocel byla nejvyšší hodnota C na 0,4 %, Si na 0,5 %, Mn na 0,8% aMona2,0%a nejmenší hodnota Ni byla 1,0 %, Mo 0,3 % a V 0,25 %.

Potom může výhodné provedení vynálezu spočívat v tom, že profilový třmen obsahuje nejméně jeden spínací pás s koncovými úseky přehnutými zpět do tvaru smyček a přivařenými na spínací pás, každou ze smyček je prosunut čep a čepy dvou sousedních smyček jsou spolu spojeny upínacím šroubem s hlavou, jehož dřík je prosunut štěrbinami ve smyčkách, na vnitřní straně každého spínacího pásu je přivařen nejméně jeden prstencový segment s přibližně kloboučkovým tvarem axiálního průřezu, jehož boční stěny jsou opatřeny výztuhami, přičemž jeden ze dvou sousedních čepů má přibližně kapkovitý profil se dvěma stěnovými úseky svírajícími spolu pravý úhel, z nichž jeden stěnový úsek probíhá přibližně radiálně směrem ven od obvodu třmenu a druhý stěnový úsek probíhá v obvodovém směru třmenu a tvar první smyčky obklopující tento čep je přizpůsoben kapkovitému tvaru průřezu čepu a hlava upínacího šroubu je opřena o stranu smyčky, vybíhající radiálně ven od obvodu třmenu. Takový profilový třmen je schopen díky svému konstrukčnímu vytvoření zachycovat velké axiální síly, které se mohou vyskytnout u profilových třmenů o průměru až 500 mm nebo i více, na druhé straně je však díky dělenému konstrukčnímu vytvořeni profilovaných prstencových segmentů a jeho spojení v obvodovém směru spínacím pásem dostatečně ohebný, aby se jeho průměr mohl přesně přizpůsobit průměru spojovaných přírub nebo podobných částí spojovaných konstrukčních dílů. Podepření hlavy spínacích šroubů na přivrácené straně smyčky, přizpůsobené svým tvarem kapkovitému tvaru průřezu čepu má výhodu spočívající v tom, že štěrbina vytvořená v této smyčce, mající menší šířku rovnou přibližné tloušťce dříku spínacího šroubu, je užší než by byla při upravení štěrbiny na prosouvání hlavy šroubu touto štěrbinou, takže smyčka je schopna odolávat větším tahovým silám. Přitom je současně zajištěno, že hlava spínacího šroubu je plošně podepřena na přibližně radiální straně smyčky, aniž by ji zatěžovala svými hranami.

Alternativní výhodné provedení profilového třmenu podle vynálezu může spočívat v tom, že tento třmen obsahuje nejméně jeden prstencový segment s koncovými úseky přehnutými zpět do tvaru smyček a přivařenými na prstencový segment, každou ze smyček je prosunut čep a čepy dvou sousedních smyček jsou spolu spojeny upínacím šroubem s hlavou, jehož dřík je prosunut štěrbinami ve smyčkách, každý prstencový segment má v axiálním průřezu přibližně kloboučkový tvar a jeho boční stěny jsou opatřeny výztuhami, přičemž první čep ze dvou sousedních čepů má přibližně kapkovitý profil se dvěma stěnovými úseky svírajícími spolu pravý úhel, z nichž jeden stěnový úsek probíhá přibližně radiálně směrem ven od obvodu třmenu a druhý stěnový úsek probíhá v obvodovém směru třmenu a tvar první smyčky, obklopující tento čep, je přizpůsoben kapkovitému tvaru průřezu čepu a hlava upínacího šroubu je opřena o stranu smyčky, vybíhající radiálně ven od obvodu třmenu. U tohoto provedení vynálezu je možno se obejít bez samostatných prstencových segmentů, jestliže je možno vyvozovat na spojované konstrukční díly o něco menšími spojovacími silami.

V ještě jiném výhodném provedení jsou výztuhy tvořeny plechy přivařenými na boční stěny. Tyto plechy zajišťují velmi vysokou ohybovou tuhost bočních stěn.

Mezi hlavou upínacího šroubu a opěrnou plochou smyčky je umístěna podložka s větším průměrem než má hlava upínacího šroubu. Taková podložka ve formě podložkového prstence nejen usnadňuje dotahování upínacího šroubu, ale snižuje také měrný tlak na jednotku plochy mezi hlavou upínacího šroubu a opěrnou plochou první smyčky.

Podstata vynálezu u způsobu výroby profilového třmenu spočívá v tom, že materiál pro profilový třmen ve formě pásu se předem zušlechťuje a po tvarování a svaření se místa svarů indukčně popustí pro homogenizaci struktury. Tímto zušlechťováním se dosáhnou optimální technologické vlastnosti oceli. Indukčním popouštěním, prováděným zejména po kontrolované ochlazování svarových spojů, se snižuje nebo dokonce odstraňuje nebezpečí vzniku trhlinek v oblasti svarů.

Indukční popouštění se může provádět krátkodobým žíháním dosahovaným kývavým pohybem plamene, při kterém se teplota pohybuje kolem Acl teploty po dobu kratší než 5 minut. Tím se dosahuje vytvoření optimální struktury materiálu v oblasti svarových spojů.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 boční pohled na první příkladné provedení profilového spojovacího třmenu podle vynálezu, obr. 2 příčný řez profilovým třmenem, vedený rovinou II-II z obr. 1, obr. 3 stejný příčný řez jako v příkladu z obr. 2, zobrazený v poněkud zvětšeném měřítku a v upnutém stavu profilového třmenu, kterým jsou spolu spojeny dvě příruby jen částečně zobrazených částí skříně turbodmychadla, a obr. 4 příčný řez profilovým třmenem, odpovídající řezu z obr. 3, ale znázorňující druhé příkladné provedení profilového třmenu podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Profilový třmen podle obr. l až 3 sestává ze dvou přibližně půlkruhových upínacích pásů i, čtyř čepů 2, A, dvou upínacích šroubů 4. s hlavou, dvou podložek 5, dvou přibližně půlkruhových prstencových segmentů 6 a ztužujících prvků, rozmístěných po obvodu třmenu po obou stranách prstencových segmentů 6 a vytvořených ve formě plechů 8.

Každý ze spínacích pásů 1 je ukončen na obou koncích ve tvaru smyčky 9, 10 vytvořené zpětným přehybem koncové části zvnějšku na spínací pás 1 a přivařením přehnutého koncového úseku bradavkovým svarem 11. Každou smyčkou 9, 10 je prosunut vždy jeden čep 2, 3. Čepy 2, 3 v sousedních smyčkách 9, 10 mají vždy jednu drážku probíhající po délce větší části příslušného čepu 2, 2, kterou prochází svým dříkem jeden z upínacích šroubů 4, spojující čepy 2, 2 procházející sousedními smyčkami 3, 10, přičemž první čep 2 je opatřen radiální dírou bez závitu a druhý čep 3 je opatřen radiální dírou s vnitřním závitem, kterou prochází závitový dřík upínacího šroubu 4. Jeden čep 2 ^2e dvou sousedních čepů 2, 3. má přibližné kapkovitý tvar svého příčného průřezu a jeho dva úseky obvodových stran, stýkající se ve vrcholu v podstatě kapkovitého průřezu, jsou přibližně na sebe kolmé a z nichž vždy jedna strana probíhá v radiálním směru ven od obvodu třmenu a druhá strana probíhá v obvodovém směru třmenu. Tvar smyčky 9 obklopující první čep 2 je přizpůsoben tvaru průřezu prvního čepu 2 a hlava upínacího šroubu 4. je opřena přes podložku 5 o stranu smyčky 9 vystupující nad obvod třmenu. Hlava upínacího šroubu 4 je tak podepřena plošně přes podložku 5 na přivrácené straně první smyčky 9 a přes ni na čepu 2. Štěrbina vytvořená v první smyčce 9 může mít přitom menší šířku, odpovídající přibližně průměru dříku upínacího šroubu 4., než v případě, že by hlava upínacího šroubu 4. musela být prosunuta štěrbinou první smyčky 9. a byla podepřena přímo na prvním čepu 2. První smyčka 9 proto odolává velké upínací síle, která je stejná jako u druhé smyčky 10.

Na vnitřní straně každého upínacího pásu 1 je v přivařen pomocí řady bodových svarů 12, rozmístěných po obvodu, prstencový segment 6 s přibližně kloboučkovým axiálním průřezem. Boční stěny 13 prstencového segmentu 6 jsou na svých volných okrajích opatřeny přírubami 14 probíhajícími v obvodovém směru a axiálně ve dvou vzájemně opačných směrech, takže příčný průřez prstencového segmentu 6, vedený rovinou rovnoběžnou s jeho osou, má přibližně tvar kloboučku s okrajovou obrubou. Těmito přírubami 14 se zvětšuje tuhost bočních stěn 13.

Boční stěny 13 jsou dále opatřeny dalším ztužením tvořeným plechy 8. Plechy 8 jsou přivařeny na jedné straně k bočním přírubám 14 bočních stěn 13 a na druhé strany k vnitřní ploše upínacího pásu i pomocí svařovacího drátu.

Při tomto konstrukčním vytvoření zvyšují plechy 8. přídavně tuhost bočních stěn 13 proti axiálnímu prohýbáni při vyšších axiálních zatíženích spojovacích míst obou konstrukčních dílů

15. 16, spojených profilovou sponou a tvořených v tomto příkladu díly skříně turbodmychadla vznětového motoru nebo plynové turbiny, vyrobené z feritických slévárenských materiálů a vystavené teplotám až do 750°C. Díly 15, 16 skříně mají vždy jednu koncovou přírubu 17, 18 s komole kuželovou plochou boční stranou, odvrácenou v sestaveném stavu od komole kuželové boční plochy sousední příruby 18. 17, zatímco k sobě přivrácené styčné plochy obou koncových přírub 3/7, 18 jsou k sobě přiloženy a utěsněny vlnitě obíhajícím kovovým těsněním 19, které je v příkladu provedení schematicky znázorněno jako těsnicí ο-kroužek, sklon bočních stěn 13 prstencových segmentů 6 odpovídá sklonu komole kuželových stran koncových přírub 17, 18. Vnitřní průměr D (obr. 1) prstencového segmentu 6 je i v upnutém stavu profilové spony o něco větší než je vnější průměr koncových přírub 17, 18. Také vnitřní průměr d bočních přírub 14 je v upnutém stavu profilových spon o něco větší než vnější průměr spojených dílů 15, 16 skříně v axiálním směru za koncovými přírubami 17, 18.

Profilový třmen je však vhodný nejen pro spojení obou dílů skříně turbodmychadla, ale také pro spojování jiných konstrukčních prvků, například trub opatřených koncovými spojovacími přírubami, odpovídajícími tělesnému vytvoření koncových přírub 17, 18 z příkladného provedení vynálezu, zejména takových konstrukčních dílců, kterými protékají velmi horké látky (kapaliny, plyny a páry) s teplotami až do 750°C.

Ocel použitá pro výrobu upínacího pásu 1 a také prstencových segmentů 6 je martensitickou ocelí, která má při okolní teplotě od 20°C do 75O°C koeficient tepelné roztažnosti o nejméně 0,3.10⁶m/m°C menší než má feritická litina. Profilová spona se tedy roztahuje až do teploty kolem 750°C méně než oba konstrukční díly 15, 16, které spojuje, a představuje proto až do této teploty pevné a spolehlivé spojení obou těchto konstrukčních dílů 17., 18.

Upínací pás 1 mají tloušťku kolem 3 mm a šířku kolem 30 mm. Plech prstencového segmentu 6. a plechy 8 mají rovněž tloušťku kolem 3 mm. Průměr D se může pohybovat v rozsahu od 350 mm do 550 mm. Plechy 8. probíhají v obvodovém směru po oblouku majícím středový úhel kolem 15°.

V další části bude popsán způsob výroby profilové spony, vytvořené a svařené podle vynálezu z martensitické oceli pro speciální použití při teplotách mezi 20°C do 750°C pomocí příkladu provedení upínacího pásu 1 a prstencového segmentu 6 z materiálu obsahujícího jako základní složku železo, přičemž z tohoto materiálu jsou vyrobeny také plechy 8 a materiál obsahuje další složky v hmotnostních poměrech uvedených v následující tabulce:

Prvek	Hmot.%	1.alternativa	2.alternativa	3.alternativa
C	< 0,45	0,15-0,25	0,20-0,35	< 0,12
Si	< 2,0	0,2 - 0,8	< 1,4	< 1,6
Mn	< 2,0	0,4 - 1,0	0,4 - 1,0	< 1,2
P	< 0,04	< 0,025	< 0,035	< 0,04
S	< 0,04	R 0,015	5 0,020	< 0,03
Cr	15-20	15,5 - 16,0	16,5 - 18,0	16-1
Ni	< 1	2,0 - 2,5	1,0 - 1,5	4,0 - 8,0
Mo	< 2,5	0,3 - 0,8	1,0 - 1,5	1,5 - 2,5
V	< 0,5	< 0,5	0,10 - 0,15	< 0,5
Al	< 0,1	< 0,1	< 0,1	< 0,1
Co	< 0,1	< 0,1	< 0,1	< 0,1
Cu	< 0,4	< 0,4	< 0,4	< 0,4
Pb	< 0,4	< 0,4	< 0,4	< 0,4
Se	< 0,1	< 0,1	< 0,1	< 0,1
Te	< 0,1	< 0,1	< 0,1	< 0,1
Ti	< 0,5	< 0,5	< 0,5	< 0,5
W	< 0,1	< 0,1	< 0,1	< 0,1
Zr	< 0,5	< 0,5	< 0,5	< 0,5
°2	< 0,1	< 0,1	< 0,1	< 0,1
N	< 0,1	< 0,1	< 0,1	< 0,1
Bi	< 0,1	< o,i	< 0,1	<0,1
B	< 0,001	< 0,001	< 0,001	< 0,001
Nb	< 0,05	<0,05	< 0,05	£ 0,05

Tato směs se roztaví ve vysoké peci, odlije a potom válcuje do tvaru pásu. Širokopásmovým válcovacím zařízením pro válcování za tepla se pás dále válcuje, rozdělí se (rozřezáním na úzké pásy), zušlechťuje se a na hranách se zaoblí. Mezi jednotlivými válcovacími stolicemi se materiál vždy žíhá. Po předběžném zušlechtění prochází úzký pás egalizační stanicí, to znamená mírným tvářením za studená se válcuje na konečný rozměr.

Z vyhlazeného úzkého pásu se pomocí několika lisovacích a ohýbacích operací vyrobí spínací pás 1 a prstencové segmenty 6 profilového třmenu. Stejně se vyseknou a vylisují z úzkého egalizovaného ocelového pásu plechy V další výrobní operaci se uzavřou na spínacím pásu 1 pomocí bradavkových svarů li obě smyčky 9, 10 a spínací pásy l se uloží v udržovací skříni. V této skříni se spínací pásy 1 udržují na teplotě mírně nad bodem počátku přeměny martensitu při 200°C až 350°C až do indukčního popouštění.

Krátkodobým kývavým žíháním po dobu kratší než 5 minut, při kterém teplota kolísá kolem Acl teploty (mezní linie mezi feritickou a austenitickou oblastí diagramu železo-uhlík), se přebytek uhlíku, vyloučený při svařování, vyloučí na jemné karbidy. Tyto jemné karbidy působí proti snížení přípustného tahového namáhání také při vysokých teplotách a zvyšují pevnost materiálu za vyšších teplot.

Na příkladu vzorku namáhaného tahem ze tepla a majícím složení podle 1. alternativy předchozí tabulky jsou v následující tabulce uvedeny meze protažení pro různé teploty vzorku tepelně zušlechťovaného v peci ve srovnání se vzorkem zušlechťovaným indukčně s kývavý žíháním.

Zkušební teplota	Vzorek zušlechtěný v peci na 1200 N/mm²	Vzorek zušlechtěný indukčně na 1200 N/mm²s kývavým žíháním
500°C	430 N/mm²	550 N/mm²
600°C	305 N/mm²	410 N/mm²
650°C	170 N/mm²	230 N/mm²
700°C	90 N/mm²	125N/mm²
750°C	60N/mm²	70N/mm²

Prstencové segmenty 6 se profilují z úzkých ocelových pásů a stáčejí se na požadovaný průměr. V další svařovací operaci se předtvarované svařené a popuštěné spínací pásy 1 s prstencovými segmenty 6 a plechy 8 spojí se spínacími pásy X a prstencovými segmenty 6. Po svařovací operaci následuje další popouštěcí zpracování pro zamezení tvorby trhlinek a zjemnění struktury svarů.

Čepy 2, 3. vyrobené samostatně z oceli se zasunou vždy do příslušné smyčky 9., 10 a radiálním zatlačením kratších úseků 20 okrajů smyček <), 10 přes oba konce čepů 2, 3 se zajistí jejich axiální upevnění v obou smyčkách 9, 10. V další fázi výroby se mohou 2asounout do obou čepů 2, 2 upínací šrouby 4.

V příkladném provedení profilového třmenu podle obr. 4 mohou odpadnout spínací pásy 1. Místo toho jsou prstencové segmenty 6a na svých koncích rovněž opatřeny smyčkami 9, 10. do kterých jsou stejně jako v prvním příkladném provedení zasunuty čepy 2, 3. Kromě toho v tomto příkladu odpadají také boční příruby 14 na volných okrajích bočních stěn 13a. které se vyskytovaly v prvním příkladném provedení. Vyztužení jsou opět vytvořena ve formě plechů 8a, probíhajících z vnější strany podél prstencových segmentů 6a a přivařených k jejich vnějším obvodovým plochám. Plechy 8a jsou uloženy v rovinách kolmých na obvodový směr prstencových segmentů 6a. V obvodovém směru těchto prstencových segmentů 6a je rozmístěna skupina plechů 8a. Vyztužení může být místo plechy 8a vytvořeno vroubkováním, které je vytlačeno z materiálu pásu radiálně ve směru ven a které probíhá stejně jako plechy 8a napříč prstencových segmentů 6.

Výroba profilového třmenu podle obr. 4 probíhá v podstatě podobně jako u profilového třmenu podle obr. l až 3, přičemž prstencové segmenty 6a se vyrobí stejně jako spínací pásy 1 prvního příkladného provedení a svaří se s plechy 8a. Po přivaření se opět provádí úprava popouštěním pro odstranění tvorby trhlinek a pro zjemnění struktury svarů.

Další modifikace příkladných provedení mohou například spočívat v tom, že se pouze jeden spínací pás i vytvoří s více než dvěma prstencovými segmenty 6 nebo místo dvou prstencových segmentů 6a použije jen jeden prstencový segment 6a s jen jedním uzávěrem, tvořenými dvěma čepy 2, 3, dvěma smyčkami 9, 10 a jedním upínacím šroubem 4, proti kterému je na spínacím pásu vytvořeno ohebné místo, ve kterém jsou boční stěny 13a přerušeny.

Profilové třmeny podle vynálezu mají využití zejména u turbodmychadel a výfukových soustav, kde oproti současně používaným přírubových spojům přinášejí značné úspory materiálu a potřeby času při montáži, což vede k výraznému snížení ceny těchto zařízení.

Claims

1. Profilový třmen z oceli pro spojení konstrukčních dílů (15, 16), opatřených na svých spojovaných koncích přírubami (17, 18) nebo podobně, přičemž profilový třmen má alespoň částečně kuželové, dovnitř přehnuté boční stěny (13, 13a) a místa (11, 12) svarových spojů, vyznačuj ící se t í m , že ocel je martensitická a při okolní teplotě od 20°C do 750°C má koeficient tepelné ro2tažnosti o nejméně 0,3,io^_6m/m°c menší než feritická litina.

2. Profilový třmen podle nároku 1, vyznačuj ící se t i m , že ocel sestává kromě železa jako hlavní složky z dalších složek v hmotnostních množstvích: do 0,45 % C, do 2,0 % Si, do 2,0 % Mn, do 0,04 % P, do 0,04 % S, 15 až 20 % Cr, od 1 do 8 % Ni, do 2,5 % Mo, do 0,5 % V, do 0,1 % Al, do 0,1 % Co, do 0,4 % Cu, do 0,4 % Pb, do 0,1 % Se, do 0,1 % Te, do 0,5 % Ti, do 0,1 % W, do 0,05 % Zr, do 0,01 % O, do 0,01 % N, do 0,1 % Bi, do 0,001 % B, do 0,05 % Nb.

3. Profilový třmen podle nároku 2, vyznačuj ící se t í m , že pro ocel je nejvyšší hodnota C na 0,4 %, Si na 0,5 %, Mn na 0,8 % a Mo ha 2,0 % a nejmenší hodnota Ni je 1,0 %, Mo 0,3 % a V 0,25 %.

4. Profilový třmen podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně jeden spínací pás (1) s koncovými úseky přehnutými zpět do tvaru smyček (9, 10) a přivařenými na spínací pás (1), každou ze smyček (9, 10) je prosunut čep (2, 3) a čepy (2, 3) dvou sousedních smyček (9, 10) jsou spolu spojeny upínacím šroubem (4) s hlavou, jehož dřík je prosunut štěrbinami ve smyčkách (9, 10), na vnitřní straně každého spínacího pásu (l) je přivařen nejméně jeden prstencový segment (6) s přibližně kloboučkovým tvarem axiálního průřezu, jehož boční stěny (13) jsou opatřeny výztuhami (8), přičemž jeden ze dvou sousedních čepů (2, 3) má přibližně kapkovitý profil se dvěma stěnovými úseky svírajícími spolu pravý úhel, z nichž jeden stěnový úsek probíhá přibližně radiálně směrem ven od obvodu třmenu a druhý stěnový úsek probíhá v obvodovém směru třmenu a tvar první smyčky (9) obklopující tento čep (2) je přizpůsoben kapkovitému tvaru průřezu čepu (2) a hlava upínacího šroubu (4) je opřena o stranu smyčky (9), vybíhající radiálně ven od obvodu třmenu.

5. Profilový třmen podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně jeden prstencový segment (6a) s koncovými úseky přehnutými zpět do tvaru smyček (9, 10) a přivařenými na prstencový segment (6a), každou ze smyček (9, 10) je prosunut čep (2, 3) a čepy (2, 3) dvou sousedních smyček (9, 10) jsou spolu spojeny upínacím šroubem (4) s hlavou, jehož dřík je prosunut štěrbinami ve smyčkách (9, 10), každý prstencový segment (6a) má v axiálním průřezu přibližně kloboučkový tvar a jeho boční stěny (13a) jsou opatřeny výztuhami (8a), přičemž první 'čep (2) ze dvou sousedních čepů (2, 3) má přibližně kapkovitý profil se dvěma stěnovými úseky svírajícími spolu pravý úhel, z nichž jeden stěnový úsek probíhá přibližně radiálně směrem ven od obvodu třmenu a druhý stěnový úsek probíhá v obvodovém směru třmenu a tvar první smyčky (9), obklopující tento čep (2), je přizpůsoben kapkovitému tvaru průřezu čepu (2) a hlava upínacího šroubu (4) je opřena o stranu smyčky (9), vybíhající radiálně ven od obvodu třmenu.

6. Profilový třmen podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že výztuhy (8, 8a) jsou tvořeny plechy přivařenými na boční stěny (13, 13a).

7. Profilový třmen podle nároků 4 až 6, vyznačující se tím, že mezi hlavou upínacího šroubu (4) a opěrnou plochou smyčky (9) je umístěna podložka (5) s větším průměrem než má hlava upínacího šroubu (4).

8. Způsob výroby profilového třmenu podle nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že materiál pro profilový třmen ve formě pásu se předem zušlechťuje a po tvarování a svaření se místa svarů indukčně popustí pro homogenizaci struktury.

9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že indukční popouštění se provádí krátkodobým kývavým žíháním po dobu do 5 minut.

10. Způsob podle nároku 9, vyznačující tím, že kývavé žíhání se provádí kolem Acl teploty.