DE2649809B2 - Formation of a predetermined breaking point for a container under internal pressure - Google Patents
Formation of a predetermined breaking point for a container under internal pressureInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Ausbildung einer Sollbruchstelle zum Druckabbau, die in der Wand eines unter Innendruck stehenden Behälters angeordnet ist und in einem Verformungsbereich der Behälterwand Sollbruchzonen aufweist, die bei Dehnung infolge starken Innendruckes aufreißen.The invention relates to the formation of a predetermined breaking point for pressure reduction, which is in the wall of a below Internal pressure standing container is arranged and has predetermined breaking zones in a deformation area of the container wall, which when stretched as a result of strong Tear open internal pressure.
Bekannte Vorrichtungen zum Druckabbau bestehen beispielsweise aus Sicherheitsventilen, Reißmembranen, Scherstöpseln oder scharfkantigen Elementen, die durch Scheiben hindurchgetrieben werden. Ein Problem bei allKnown devices for reducing pressure consist, for example, of safety valves, tear membranes, Shear plugs or sharp-edged elements that are driven through discs. A problem with all diesen Vorrichtungen besteht darin, daß es schwierig ist, niedrige Herstellungskosten, genaues öffnen bei einem vorgegebenen Druck, ausreichende Dichtheit gegenüber dem Innendruck und ausreichende Festigkeit ϊ gegenüber äußeren Einwirkungen miteinander zu kombinieren.These devices are that it is difficult, low manufacturing cost, accurate opening at a specified pressure, sufficient tightness against the internal pressure and sufficient strength ϊ to be combined with one another against external influences.
Sicherheitsventile, die dann öffnen, wenn die Kraft auf das Ventil die Gegenkraft einer Feder überschreitet, sind zwar hinsichtlich der öffnungscharakteristikSafety valves that open when the force on the valve exceeds the counterforce of a spring, are in terms of the opening characteristics
in genügend genau, doch sind die Herstellungskosten hoch und die Teile störanfällig. Auch wird die Dichtheit solcher Ventile durch korrosive Bestandteile, wie sie in elektrochemischen Elementen enthalten sind, beeinträchtigtaccurate enough, but the manufacturing cost is high and the parts are prone to failure. The tightness of such valves is also affected by corrosive components, as described in electrochemical elements are included
π In der Behälterwand angeordnete Sollbruchstellen der eingangs erläuterten Gattung sind zwar weniger kompliziert als ein Sicherheitsventil. Dafür bereitet es aber Schwierigkeiten, die Sollbruchstellen so auszubilden, daß sie bei einem möglichst genau vorgegebenenπ predetermined breaking points arranged in the container wall of the type explained at the beginning are less complicated than a safety valve. It prepares for that but difficulties in training the predetermined breaking points so that they are given as precisely as possible
Sollbruchstellen gemäß der eingangs erläuterten Gattung sind durch die FR-PS 21 43134 bekannt geworden. Die Figuren 1 und 2 dieser Druckschrift weisen im Behälterboden eine Reihe fortlaufenderPredetermined breaking points according to the type explained at the beginning are known from FR-PS 21 43134 become. Figures 1 and 2 of this publication show a series of continuous lines in the bottom of the container Kerben auf. In den Figuren 3 und 4 werden unterschiedliche Positionierungsmöglichkeiten für die Kerben gezeigt, in Figur 5 unterschiedliche Ausbildungen für die einzelnen Kerben. Änderungen in der Materialbeschaffenheit im Kerbenbereich sind in derNotches on. In Figures 3 and 4 different positioning options for the Notches shown in Figure 5 different designs for the individual notches. Changes in the Material properties in the notch area are in the
JO Praxis unausweichlich; nicht nur die Wandstärke, sondern auch die Festigkeitskennwerte, die von der Zusammensetzung und von der mechanischen und thermischen Vorgeschichte des Werkstoffes abhängen, ändern sich von Fall zu Fall. Eine genaue VorhersageJO practice inevitable; not only the wall thickness, but also the strength parameters that depend on the composition and the mechanical and depend on the thermal history of the material, change from case to case. An accurate prediction des Berstdruckes ist daher bei der bekannten Anordnung nicht möglich. Versucht man eine Kostenersparnis durch verminderte Anforderungen hinsichtlich des genauen Öffnungszeitpunktes zu erreichen, muß man den Behälter für eine höhere Festigkeit auslegen, damitthe bursting pressure is therefore not possible with the known arrangement. If you try a cost saving to achieve through reduced requirements with regard to the exact opening time, one must design the container for greater strength so that
•to er den weniger genau vorhersehbaren Drücken mit Sicherheit wiederstehen kann. Schließlich ist es nachteilig, daß bei niedrigen Berstdrücken die Wand im Kerbenbereich so dünn sein muß, daß man sie zusätzlich gegen äußere Stöße und gegen Korrosion schützen• to he with the less precisely foreseeable pressures Security can withstand. Finally, it is disadvantageous that at low bursting pressures the wall in The notch area must be so thin that it is additionally protected against external impacts and corrosion '> muß, was wiederum die Kosten erhöht.'> must, which in turn increases costs.
Hiervon ausgehend liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die bekannte Sollbruchstelle dahingehend zu verbessern, daß sie wesentlich präziser dem gewünschten Birstdruck anpaßbar ist und daß derStarting from this, the object of the present invention is to find the known predetermined breaking point to the effect that it can be adapted to the desired burst pressure much more precisely and that the
V) tatsächliche Berstdruck mit größerer Genaugikeit als bei den bekannten Sollbruchstellen vorherzusagen ist. Die Sollbruchstelle soll dabei kostengünstig in der Herstellung bleiben und sich auf einfacher Weise mit der Behälterwand integrieren lassen. V) the actual burst pressure can be predicted with greater accuracy than with the known predetermined breaking points. The predetermined breaking point should remain inexpensive to manufacture and can be easily integrated with the container wall.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sollbruchzone höchstens geringfügig verformt ist und daß die Sollbruchzone zwischen zwei benachbarten verformten Bereichen der Behälterwand vorgesehen ist Dabei wird unter Sollbruchstelle die gesamte Ausbildung mitsamt den verformten Bereichen, unter Sollbruchzone hingegen nur die aufbrechende Wandzone verstanden.According to the invention, this object is achieved in that the predetermined breaking zone is at most slightly deformed and that the predetermined breaking zone is provided between two adjacent deformed areas of the container wall. The predetermined breaking point is the entire Training together with the deformed areas, whereas the predetermined breaking zone only refers to the breaking wall zone.
Hierdurch ergibt sich folgende vorteilhafte Wirkung: Die verformten Wandbereiche verfügen über eine hohe Dehnungsreserve und stellen der Verformung über einen großen Dehnungsbereich keine nennenswert zunehmenden Reaktionskräfte entgegen. Das heißt, ab einem gewissen Mindestdruck innerhalb des BehältersThis results in the following advantageous effect: The deformed wall areas have a high Expansion reserve and do not represent any significant deformation over a large expansion range counteracting increasing reaction forces. That means, from a certain minimum pressure inside the container
weiten sich die verformten Bereiche auf und dieses Aufweiten vollzieht sich in einem Druckbereich, in dem der Druck nur noch geringfügig 2unimmt. Während der Aufweitung nimmt jedoch die Zugspannung in der Sollbruchzone zwischen den Verformungsbereichen stark zu. Denn die Sollbruchzone ist kaum verformt und verfügt deshalb auch kaum über eine Dehnungsreserve. Durch Wandstärkenbemessung ist es nun leicht möglich, die Bruchspannung an den gewünschten Berstdruck anzupassen. ι«expand the deformed areas and this expansion takes place in a pressure area in which the pressure only decreases slightly. During the expansion, however, the tensile stress in the The predetermined breaking zone between the deformation areas increases significantly. Because the predetermined breaking zone is hardly deformed and therefore hardly has any expansion reserve. By measuring the wall thickness it is now easily possible adjust the breaking stress to the desired bursting pressure. ι «
Schließlich ergibt sich noch der für viele Anwendungsfälle bedeutsame Vorteil, daß wegen der in den aufgeweiteten Verformungsbereichen gespeicherten Rückfederungskraft die Sollbruchzone nach dem Ablassen des Oberdruckes wieder zusammengedrückt wird. Dadurch erhält man zwar kaum einen luftdichten Verschluß, aber feste oder flüssige Stoffe können praktisch nicht mehr aus dem Behälter entweichen, so lange sich im Inneren kein erneuter Überdruck bildet, der den zusammengezogenen Spalt wieder aufdrücktFinally, there is also the significant advantage for many applications that because of the in the widened deformation areas stored resilience force the predetermined breaking zone after Relief of the upper pressure is compressed again. As a result, you hardly get an airtight one Closure, but solid or liquid substances can practically no longer escape from the container, so long no new overpressure builds up inside, which pushes open the narrowed gap again
Die verformten Bereiche werden Tweckmäßigerweise ais kanaiartige Vertiefungen ausgebildet. Sie lassen sich dadurch auf kostengünstige Weise mit einer Formpresse herstellen.The deformed areas are typically formed as channel-like depressions. You let thereby produce in a cost-effective way with a compression molding press.
Weiterhin ist es günstig, in die unverformte Sollbruchzone eine Kerbe zu legen, die in die benachbarten Enden der verformten Bereiche hineinreicht. Hierdurch ist das Aufreißen der Kerbe genauer festzulegen. Zweckmäßige Einzelheiten zur Ausbildung der Kerbe finden sich in den Unteransprüchen 4 bis 6.Furthermore, it is advantageous to place a notch in the undeformed predetermined breaking zone, which into the extends into adjacent ends of the deformed areas. This makes tearing open the notch more accurate to be determined. Appropriate details for the formation of the notch can be found in subclaims 4 to 6.
Soll das Aufreißen der Sollbruchzone bereits bei einem relativ niedrigen Innendruck erfolgen, empfiehlt es sich, die Sollbruchzone oder die angrenzenden Enden der verformten Bereiche zu glühen.If the breaking zone is to be torn open at a relatively low internal pressure, we recommend it is to glow the predetermined breaking zone or the adjacent ends of the deformed areas.
Die Ansprüche 8 bis 10 betreffen besonders zweckmäßige Ausbildungen der verformten Bereiche.Claims 8 to 10 relate to particularly expedient designs of the deformed areas.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben; dabei zeigtThe invention is described in more detail below on the basis of exemplary embodiments; thereby shows
F i g. 1 eine Draufsicht auf den Boden eines Behälters mit einer erfindungsgemäßen Sollbruchstelle;F i g. 1 is a plan view of the bottom of a container with a predetermined breaking point according to the invention;
F i g. 2 eine perspektivische Ansicht von F i g. 1 bei einem Schnitt längs der Linie 2-2 von F i g. 1;F i g. 2 is a perspective view of FIG. 1 in a section along the line 2-2 of FIG. 1;
F i g. 3a eine vergrößerte Teilansicht längs der Linie 3-3 von F i g. 1;F i g. 3a is an enlarged partial view taken along the line 3-3 of FIG. 1;
F i g. 3b eine vergrößerte Teilansicht ähnlich F i g. 3a, jedoch mit einer zusätzlichen Verstärkung gegen Rißfortpflanzung;F i g. 3b is an enlarged partial view similar to FIG. 3a, but with an additional reinforcement against Crack propagation;
Fig.4 einen Ausschnitt aus dem Behälterboden mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer arideren Form;4 shows a section from the container bottom the device according to the invention in a different form;
F i g. 5 eine perspektivische Ansicht eines Behälters, bei dem die erfindungsgemäße Vorrichtung in die zylindrische Seitenwand integriert ist;F i g. 5 is a perspective view of a container in which the device according to the invention is in FIG cylindrical side wall is integrated;
Fig.6 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles undFig. 6 is a perspective view of another Embodiment and
F i g. 7 den Verlauf der Verlagerung der zentrischen Scheibe bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 in Abhängigkeit vom Behälterinnendruck.F i g. 7 shows the course of the displacement of the centric Disk in the embodiment according to FIG. 1 depending on the internal pressure of the tank.
Fig. 1 zeigt den Boden eines Behälters 10, der gepreßt und/oder tiefgezogen wurde, und der gewölbte, £>o teilringförmig umlaufende Kanäle 11 und 12 aufweist, die eine zentrale Scheibe 19 umgeben. Die Enden 61 β bis 61 d und 62a bis 62d sowie die Seitenränder 63a bis 63/) der Kanäle sind vorzugsweise gewölbt; dadurch können diese Kanäle durch Zieh- und Prägeverfahren hergestellt werden, ohne daß es zur Bildung schwacher Stellen kommt, die der Korrosion oder der mechanischen Beanspruchung nicht gewachsen sind. Es können1 shows the bottom of a container 10 which has been pressed and / or deep-drawn and which has curved, partially annular channels 11 and 12 which surround a central disk 19. The ends 61 β to 61 d and 62a to 62d and the side edges 63a to 63 /) of the channels are preferably curved; As a result, these channels can be produced by drawing and embossing processes without the formation of weak spots which cannot withstand corrosion or mechanical stress. It can aber auch durchaus andere Formen fur diese Kanäle verwendet werden. Die durch die Kanäle Il und 12 deformierten Flächen können unter Druck ruachgeben, indem sie eine Biegebeanspruchung erleiden. Es spielt dabei kaum eine Rolle, ob die Kanäle, so wie in der Zeichnung dargestellt, in das Behälterinnere gewölbt oder stattdessen nach außen gewölbt sind; wesentlich ist, daß sie unter Innendruck nach außen nachgeben können. Die Sollbruchzonen 13 und 14 zwischen den Enden der Kanäle 11 und 12 sind diejenigen Stellen, an denen der Druckausgleich erfolgt Denn bei innerem Überdruck werden die Sollbruchzonen auf Dehnung beansprucht, und zwar über ihre Bruchfestigkeit hinaus, während die Kanäle noch ausreichend Dehnungsreserve haben. Kerben 15 und 16 verlaufen bogenförmig über die Sollbruchzonen und ein Stück nach unten in die Enden der benachbarten Kanäle hinein, da dort die Übergangszone von den hochbeanspruchten, undeformierten Sollbruchzonen zu den niederbeanspruchten, volldefonrierten Bereichen der Kanäle liegt Die Kerben sind entweder eingeritzt c,sr eingepreßt Sie sind sehr schmal gehauen, bieten aber dennoch genügend Ventiüerungsquerschnittbut also other shapes for these channels be used. The surfaces deformed by the channels II and 12 can give way under pressure, by being subjected to bending stress. It hardly matters whether the channels, as in the Drawing shown, are curved into the interior of the container or instead curved outward; essential is that they can yield to the outside under internal pressure. The predetermined breaking zones 13 and 14 between the Ends of the channels 11 and 12 are those places at where the pressure equalization takes place Because with internal overpressure, the predetermined breaking zones are stretched stressed beyond their breaking strength, while the channels still have sufficient expansion reserve. Notches 15 and 16 extend in an arc shape the predetermined breaking zones and a little down into the ends of the adjacent channels, since there the Transition zone from the highly stressed, undeformed predetermined breaking zones to the less stressed, The notches are either incised c, sr pressed into them are carved very narrow, but still offer enough ventilation cross-section
Steigt der Druck in dem Behälter 10 über den zulässigen Höchstwert hinaus an, so tritt die Hauptbeanspruchi.ng in den Kerben 15 und 16der Sollbruchzonen 13 und 14 auf und nicht in den anschließenden Flächen wie etwa der äußeren Ringfläche 65. Die Tiefe der Kerben richtet sich nach der vorherbestimmbaren Spannungsbeanspruchung. Eine Kerbentiefe von etwa der Hälfte der ursprünglichen Wandstärke ist im Normalfall ausreichend.If the pressure in the container 10 rises above the maximum permissible value, the main stress occurs in the notches 15 and 16 of the predetermined breaking zones 13 and 14 on and not in the adjoining surfaces such as the outer annular surface 65. The depth of the Notches are based on the voltage stress that can be determined in advance. A notch depth of about half of the original wall thickness is normally sufficient.
Sind die Kerben durch Kaltpressen in das Metali eingebracht worden, so ist das Bodenmaterial der Kerbe hart. Durch einen einfachen Glühvorgang wird jedoch seine Verformbarkeit wieder hergestellt und seine mechanischen und chemischen Eigenschaften werden stabilisiert Die Kerben mit den anschließenden Zonen können durch Wärmeeinwirkung geglüht verden, indem die Umgebung der Kerben 15 und 16 während etwa einer Sekunde rotglühend gemacht wird. Es wurde festgestellt, daß durch Glühen des Metalles in der gewünschten Bruchzone eine genauere Kontrolle des Aufplatzmomentes möglich ist, da hierdurch die Folgen der Kaltverformung des Metallbehälters rückgängig gemacht werden. Außerdem bewirkt das Glühen des Kerbbereiches, der ja den schwächsten Teil des Behälters darstellt und des daran anschließenden Gebietes, das einer Verformungsbeanspruchung unterzogen wurde, eine Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion und Angriff der im Behälter befindlichen Elemente sowie gegen mechanische Verletzungen.If the notches have been made in the metal by cold pressing, the bottom material is the notch hard. However, a simple annealing process restores its deformability and its mechanical and chemical properties are stabilized The notches with the subsequent zones can be heat annealed by surrounding the notches 15 and 16 during is made red-hot for about a second. It was found that by annealing the metal in the desired fracture zone a more precise control of the bursting moment is possible, as this has the consequences the cold deformation of the metal container can be reversed. In addition, the glow of the Notch area, which represents the weakest part of the container and the adjoining one Area subjected to deformation stress, an increase in resistance against corrosion and attack of the elements in the container as well as against mechanical injuries.
In den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 bis 4 umschließen die Kanäle 11 und 12 eine zentrale Scheibe 19. Steigt der Drude im Behälter über den zulässigen Betriebsdruck an, so wird diese Scheibe 19 nach außen gedruckt. Dies bewirkt wiederum, daß die Kanäle 11 undIn the embodiments according to FIGS. 1 to 4, the channels 11 and 12 enclose a central disk 19. If the pressure in the container rises above the permissible operating pressure, this disk 19 moves outwards printed. This in turn causes the channels 11 and
12 einer Biegebeanspruchung und die Sollbruchzonen12 a bending stress and the predetermined breaking zones
13 und 14 einer Zugbeanspruchung unterworfen werden. F i g. 2 zeigt die Verformung der Kanäle 11 und 12 sowie der Scheibe 19 aufgrund dieser Beanspruchung durch die gestrichelte Konturlinie 20. Die Druckkraft innerhalb des Behälters wird durch mehrere kleine Pfeile angedeutet. Die gestrichelte Linie 20 zeigt, daß die Kanäle teilweise — aber nicht ganz — aufgeweitet werden, ehe die Kerben aufplatzen. Ist der Berstdruck erreicht, so werden die Kerben entsprechend der13 and 14 are subjected to tensile stress. F i g. 2 shows the deformation of the channels 11 and 12 and the disk 19 due to this stress by the dashed contour line 20. The compressive force within the container is indicated by several small ones Arrows indicated. The dashed line 20 shows that the channels partially - but not entirely - widened before the notches burst. Once the bursting pressure has been reached, the notches are made according to
gestrichelten Linie 21 in Fig. 2 etwa 35 bis 50% gegenüber dem Ursprungszustand aufgeweitet und auseinandergerissen oder -gezogen, wodurch eine kleine Öffnung entsteht; diese Verformung tritt bei einem Behälter aus Flußstahl oder Schmiedeeisen auf. Es wird angestrebt, daß die Kerben bereits aufbrechen, während die verformten Teile des Behälterbodens noch über Dehnungsreserven verfügen. Denn dadurch können die aufgesprengten öffnungen weiter ausgedehnt werden, sofern der Behälterdruck noch nicht nachläßt. Allerdings ist das weitere Aufreißen der öffnungen auf den Bereich der Sollbruchzonen beschränkt, da die Enden der Kanäle nur unter geringer Zugspannung stehend aufgrund der inzwischen stattgefundenen Aufweitung. Die von der gebrochenen Sollbruchzone ausgehende Spannungsbeanspruchung kann also nicht zu einem Weiterreißen in die Kanalzonen führen, da diese ihre Festigkeit nahezu beiue'naiien haben, selbst wenn die Wölbung durch die Aufweitung völlig flachgedrückt wurde. Die Begrenzung des Einreißens auf die gewählten Öffnungsbereiche wird wesentlich durch die größere Wandstärke im Kanalquerschnitt unterstützt. So erzeugt die in Fig. 3a gezeigte Kerbe 16 eine begrenzte öffnung, selbst wenn der Innendruck nach dem Aufplatzen der Kerbe so hoch bleibt, daß die gewölbten Kanäle total aufgeweitet werden. Der Werkstoff im Bereich der Kanäle ist zweckmäßigerweise von solcher Dicke, daß die Aufweitung ohne Biegebrüche vonstatten gehen kann. Bei homogen starren Werkstoffen einschließlich solcher, die für eine Verstärkung ungeeignet sind, muß man die Zugspannung an den Enden des aufgeplatzten Spaltes vermindern, damit es zu keinem weiteren Einreißen kommt. Diesbezügliche Maßnahmen sind in F i g. 3b dargestellt, wo die Enden dei Kerbe 35 unterhalb des tiefsten Niveaus der übrigen Kanalzone verlaufen. Die verdünnten Wandteile 38, 39 unterhalb der Kerbe werden beim Aufweiten des Kanals zusammengepreßt und wirken dadurch der Zugspannung entgegen, die sonst ein Weiterreißen des Spaltes verursachen könnte. Allgemein muß also eine unterschiedliche Zugbeanspruchung innerhalb der Sollbruchzone einerseits und dem gewünschten Ende des Spaltes andererseits herbeigeführt werden, damit es tatsächlich nur in dem gewünschten Bereich zu einem Aufplatzen des Werkstoffes kommt.Broken line 21 in Fig. 2 about 35 to 50% compared to the original state and torn or pulled apart, creating a small opening; this deformation occurs a container made of mild steel or wrought iron. The aim is to break the notches already, while the deformed parts of the container bottom still have expansion reserves. Because through it the blown openings can be expanded further, provided that the container pressure is not yet subsides. However, the further tearing open of the openings is in the area of the predetermined breaking zones limited, since the ends of the channels are only under low tensile stress due to what has taken place in the meantime Widening. The stress stress emanating from the broken predetermined breaking zone can therefore not lead to further tearing in the canal zones, since these are almost too strong beiue'naiien have, even if the bulge by the Expansion was completely flattened. The limitation of tearing to the selected opening areas is significantly supported by the greater wall thickness in the duct cross-section. Thus, the in Fig. 3a The notch 16 shown has a limited opening, even if the internal pressure is so high after the notch has burst remains that the arched channels are totally widened. The material in the area of the channels is expediently of such a thickness that the expansion takes place without bending fractures can. In the case of homogeneously rigid materials including those that are unsuitable for reinforcement are, you have to reduce the tensile stress at the ends of the ruptured gap so that it does not lead to any further tearing is coming. Measures relating to this are shown in FIG. 3b shows where the ends of the notch 35 run below the lowest level of the remaining canal zone. The thinned wall parts 38, 39 below the notch are compressed when the channel is widened and thereby act Against tensile stress, which could otherwise cause the gap to tear further. So in general there must be a different tensile stress within the predetermined breaking zone on the one hand and the desired end of the On the other hand, the gap can be brought about so that it actually only becomes one in the desired area The material bursts open.
Durch die elastische Rückfederung der Kanäle nach dem Abbau des inneren Überdruckes zieht sich die öffnung wieder zusammen, so daß die Materialien im Behälter, wie Elektrodenwerkstoffe, Depolarisator und Elektrolyt, nicht meWr entweichen können und auch keine Fremdstoffe von außen in den Behälter eindringen können. Dies ist besonders bedeutsam bei elektrochemischen Zellen mit Substanzen, die mit der umgebenden Atmosphäre nicht verträglich sind.Due to the elastic resilience of the channels after the internal overpressure has been reduced, the opening again so that the materials in the container, such as electrode materials, depolarizer and Electrolyte, not meWr can and also escape no foreign matter can enter the container from the outside. This is particularly important in electrochemical Cells with substances that are incompatible with the surrounding atmosphere.
F i g. 2 zeigt den Behälter 5 mit der erfindunsgemäßen Druckentspannungsöffnung in seiner Verwendung als typische elektrochemische Zelle, die ja in vielen Anwendungsfällen eine starke Innendruckzunahme aufweist.F i g. 2 shows the container 5 with the pressure relief opening according to the invention in its use as typical electrochemical cell, which in many applications has a strong increase in internal pressure having.
Fig.4 bezieht sich auf eine ähnliche Ausführungsform wie Fig.) und zeigt die Enden 32 benachbarter Kanäle 71 bzw. 72 sowie die dazwischen befindliche Sollbruchzone 73. In dieser Ausführung ist die Kerbe 30 von linsenförmiger Form, wobei sich die Breite der Kerbe mit der Annäherung an den deformierten Bereich der Kanäle 71 und 72 verringert.FIG. 4 relates to a similar embodiment as FIG.) And shows the ends 32 of adjacent ones Channels 71 and 72 as well as the predetermined breaking zone 73 located between them. In this embodiment, the notch 30 is of lenticular shape, the width of the notch increasing as the deformed area approaches of channels 71 and 72 decreased.
F i g. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ein zylindrischer Behalter 2 mit einerF i g. 5 shows a further embodiment of the invention, wherein a cylindrical container 2 with a
ίο Sollbruchstelle in Form einer in Umfangsrichtung verlaufenden Verformung 40, 41 in der Seitenwand vorliegt. Obgleich die verformten Bereiche 40 und 41 nach außen ragend dargestellt sind, hat diese Richtung wenig Bedeutung hinsichtlich der Funktion. Bei diesemίο predetermined breaking point in the form of a circumferential direction extending deformation 40, 41 is present in the side wall. Although the deformed areas 40 and 41 are shown protruding outwards, this direction has little significance in terms of function. With this one
ij Ausführungsbeispiel ist die Richtung der maßgebenden Spannung axial entsprechend den eingezeichneten Pfeilen und die Verformungen können sich aufweiten im Sinne einer Zunahme der axialen Behälterlänge. Dadurch wird die Zugspannung wiederum auf dieij embodiment is the direction of the authoritative Axial stress as indicated by the arrows and the deformations can expand in the Meaning an increase in the axial length of the container. This will turn the tension on the
><> Sollbruchzone konzentriert (42 in Fig. 5) und insbesondere auf die Kerbe 43, die bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenze der Zugbelastung aufreißt, während die Verformungen 40 und 41 noch über gewisse Dehnungsreserven verfügen, wie zuvor erläu-> <> Concentrated predetermined breaking zone (42 in FIG. 5) and in particular on the notch 43, which tears open when a predetermined limit of the tensile load is exceeded, while the deformations 40 and 41 still have certain expansion reserves, as explained above
r> tert wurde.r> tert was.
F i g. 6 zeigt eine Variante, bei der die Kanäle 51 und 52 zwar ebenfalls in der zylndrischen Seitenwand eines Behälters i verlaufen, jedoch nicht in Umfangsrichtung, sondern parallel zur Achse des Behälters. StarkerF i g. 6 shows a variant in which the channels 51 and 52 are also in the cylindrical side wall of a Container i run, but not in the circumferential direction, but parallel to the axis of the container. Stronger
in Druckanstieg weitet den Behälterumfang auf, wodurch die Kanäle 51 und 52 unter Biegebeanspruchung nachgeben, während die Sollbruchzone 53 einer hohen Zugspannung unterliegt, die zum Aufreißen der Wand innerhalb der Kerbe 54 führt.in the pressure increase expands the container circumference, whereby the channels 51 and 52 yield under bending stress, while the predetermined breaking zone 53 a high Is subject to tensile stress which ruptures the wall within the notch 54.
η F i g. 7 icigi die Verlagerung D der Scheibe 19 in Fig. 1 als Funktion des Innendruckes P. Die Einwölbung der Kanäle in die Behälterstirnwand erlaubt eine Auswärtsbewegung der Scheibe bei geringer Dehnung der Kanäle selbst. Bei dieser Auswärtsbewegung ändert sich der Innendruck nur wenig, so daß man einen Druckbereich entsprechend dem Verlauf zwischen den Punkten A und B erreicht. Kommt es dann zum Aufweiten der Kanäle, bedarf es hierzu eines wesentlich höheren Druckes; man erhält so die Druckzunahme nach dem Punkt B. Man sieht, daß die größte Bewegung der Scheibe 19 innerhalb des Druckbereichs liegt, in dem der Behälterdruck nur wenig zunimmt. Dabei wird aber die Sollbruchzone einer sehr starken Dehnung unterzogen und reißt innerhalb dieses vorherbestimmbarenη F i g. 7 icigi the displacement D of the disk 19 in Fig. 1 as a function of the internal pressure P. The convexity of the channels in the container end wall allows an outward movement of the disc with little expansion of the channels themselves reaches a pressure area corresponding to the course between points A and B. If the channels are then widened, this requires a significantly higher pressure; the pressure increase after point B is thus obtained. It can be seen that the greatest movement of the disk 19 lies within the pressure range in which the container pressure increases only slightly. In this case, however, the predetermined breaking zone is subjected to a very strong stretch and tears within this predeterminable zone
so Druckbereiches. Es ist dadurch möglich, mit ausreichender Genauigkeit den Innendruck vorherzusagen, bei dem die Kerbe aufreißt. Um das Aufreißen der Kerbe innerhalb eines vorbestimmten Druckbereiches, nämlich vorzugsweise zwischen den Punkten A und B gemäß Fig.7, sicherzustellen, kann die Breite der Kerbe variiert werden; größere Breite führt zum Aufreißen gegen das obere Ende der Kurve hin und geringere Breite führt bereits am unteren Ende der Kurve zum Aufreißen.so pressure area. It is thereby possible to predict with sufficient accuracy the internal pressure at which the notch will tear. In order to ensure that the notch is torn open within a predetermined pressure range, namely preferably between points A and B according to FIG. 7, the width of the notch can be varied; larger width leads to tearing towards the upper end of the curve and smaller width leads to tearing at the lower end of the curve.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
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