DE2649809C3 - 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 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 to combine with each other 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 opening characteristics 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
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 vorgegebenenIn the container wall arranged predetermined breaking points of the type explained at the beginning are fewer complicated than a safety valve. For this, however, it is difficult to design the predetermined breaking points so that they are given as precisely as possible
Sollbruchstellen gemäß der eingangs erläuterten Gattung sind durch die FR-PS 2i 43 134 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 2i 43 134 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 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 VorhersagePractice 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 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 schützenhe can withstand the less precisely foreseeable pressures with certainty. After all it is disadvantageous that at low bursting pressures the wall in the notch area must be so thin that it can also be used protect against external impacts and corrosion muß, was wiederum die Kosten erhöht.must, which in turn increases the cost.
Hiervon ausgehend liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die bekannte Sollbruchstelle dahingehend zu verbessern, daß sie wesentlich präziser dem gewünschten Berstdruck 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 is much more precisely adaptable to the desired bursting pressure and that the tatsächliche Berstdruck mit größerer Genaugikeit als bei den bekannten Sollbruchstellen vorherzusagen ist. Die Sollbruchstelle soll dabei kostengünstig in der Herstellung bleiben und sich auf einfache Weise mit der Behälterwand integrieren lassen.actual bursting pressure can be predicted with greater accuracy than with the known predetermined breaking points. The predetermined breaking point should remain inexpensive to manufacture and be easy to deal with Have the container wall integrated.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sollbruchzone höchstens geringfügig verformt ist und daß die Soiibruehzone zwischen zwei benachbarten verformten Bereichen der Behälterwand vorgesehen ist. Dabei wird unter Sollbruchstelle die gesamteAccording to the invention, this object is achieved in that the predetermined breaking zone is at most slightly deformed and that the resting zone is provided between two adjacent deformed areas of the container wall. The entire Ausbildung mitsamt den verformten Bereichen, unter Sollbruchzone hingegen nur die aufbrechende Wandzone verstanden.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 verfugen über eine hoheThis results in the following advantageous effect: The deformed wall areas have a high Dehnungsreserve und stellen der Verformung über einen großen Dehnungsbereich keine nennenswert zunehmenden Reaktiornkräfle entgegen. Das heißt, ab einem gewissen Mindestdruck innerhalb des BehältersExpansion reserve and do not represent any significant deformation over a large expansion range counteracting increasing reaction forces. That is, 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 zunimmt 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.expand the deformed areas and this expansion takes place in a pressure area in which the pressure only increases 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.
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 Überdruckes 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 Oberdruck 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 Release of the overpressure 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 as long as no new overpressure builds up inside, which pushes open the narrowed gap again
Die verformten Bereiche werden zweckmäßigerweise als kanaiarlige Vertiefungen ausgebildet Sie lassen sich dadurch auf kostengünstige Weise mit einer Formpresse herstellen.The deformed areas are expediently designed as channel-like depressions 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 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 Fig. 1;F i g. 2 is a perspective view of FIG. 1 at 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 line 3-3 of FIG. 1;
F i g. 3b eine vergrößerte Teilansicht ähnlich F i g. 3a, jedoch mit einer zusätzlichen Verstärkung gegen Rißfortpftanzung;F i g. 3b is an enlarged partial view similar to FIG. 3a, but with an additional reinforcement against Crack propagation;
F i g. 4 einen Ausschnitt aus dem Behälterboden mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer anderen Form;F i g. 4 shows a section from the container bottom with the device according to the invention in another Shape;
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;
F i g. 6 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeisp'.eles undF i g. 6 shows a perspective view of a further exemplary embodiment and
F i g. 7 den Verlauf der Verlagerung der zentrischen Scheibe bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. I in Abhängigkeit vom Behälterinnendruck.F i g. 7 shows the course of the displacement of the central disk in the exemplary embodiment according to FIG. I in Dependence on the internal pressure of the container.
Fig. I zeigt den Boden eines Behälters 10, der gepreßt und/oder tiefgezogen wurde, und der gewölbte, teilringförmig umlaufende Kanäle U und 12 aufweist, die eintf zentrale Scheibe 19 umgeben. Die Enden 61 a bis 6lt/un'l 62a bis 62c/sowie die Seitenränder 63a bis 63b der Kahäle sind vorzugsweise gewölbt; dadurch können diese Kanäle durch Zieh- und Prägeverfahren hergestellt »verden, ohne daß es zur Bildung schwacher Stellen kommt, die der Korrosion oder der mechanischen Beanspruchung nicht gewachsen sind. Es können aber auch durchaus andere Formen für diese Kanäle verwendet werden. Die durch die Kanäle Il und 12 deformierten Flächen können unter Druck nachgeben, 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 Dehnungsreser ve 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, volldeformierten Bereichen der Kanäle liegt Die FIG. I shows the bottom of a container 10 which has been pressed and / or deep-drawn and which has curved, partially annular circumferential channels U and 12 which surround a central disk 19. The ends 61 a un'l 62a preferably curved to 6LT / a to 62 c / as well as the side edges 63a to 63b are the Kahäle; in this way, these channels can be produced by drawing and stamping processes without the formation of weak spots which cannot cope with corrosion or mechanical stress. However, other shapes can also be used for these channels. The surfaces deformed by the channels 11 and 12 can yield under pressure by being subjected to bending stress. It hardly matters whether the channels, as shown in the drawing, are curved into the interior of the container or instead are curved outward; it is essential 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 points where the pressure equalization takes place. Because with internal overpressure, the predetermined breaking zones are stressed to stretch beyond their breaking strength, while the channels still have sufficient expansion reserve. Notches 15 and 16 run arcuately over the predetermined breaking zones and down a little into the ends of the adjacent channels, since this is where the transition zone from the highly stressed, undeformed predetermined breaking zones to the low-stressed, fully deformed areas of the channels lies
sind sehr schmal gehalten, bieten aber dennochare kept very narrow, but still offer genügend Ventilierungsquerschnitt.sufficient ventilation cross-section.
zulässigen Höchstwert hinaus an, so tritt die Hauptbeanspruchang in den Kerben 15 und 16 der 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 vorherbestimmbarenpermissible maximum 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 predeterminable Spannungsbeanspruchung. Eine Kerbi'ntiefe von etwa der Hälfte der ursprünglichen Wandstärke ist im Ncrmalfall ausreichend.Stress stress. A notch depth of about half of the original wall thickness is sufficient in normal cases.
Sind die Kerben durch Kaltpressen in das Metall 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 unter zogen wurde, eine Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion und Angriff der im Behälter befindlichen Elemente sowie gegen mechanische Verletzungen. Ip den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 bis 4 umschließen die Kanäle 11 und 12 eine zentrale Scheibe 19. Steigt der Druck im Behälter über den zulässigen Betriebsdruck an, so wird diese Scheibe 19 nach außen gedrückt. Dies bewirkt wiederum, daß die Kanäle 11 und 12 einer Biegebeanspruchung und die Sollbruchzonen 13 und 14 einer Zugbeanspruchung unterworfen werden. F i g, 2 zeigt die Verformung der Kanäle 1! 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 der If the notches have been made in the metal by cold pressing, the bottom material of the notch is hard. However, a simple annealing process restores its deformability and stabilizes its mechanical and chemical properties. The notches with the adjoining zones can be annealed by the action of heat, in that the surroundings of the notches 15 and 16 are made red-hot for about one second. It was found that by annealing the metal in the desired fracture zone, a more precise control of the bursting moment is possible, since this reverses the consequences of the cold deformation of the metal container. In addition, the annealing of the notch area, which is the weakest part of the container and the adjacent area that was subjected to deformation stress, increases the resistance to corrosion and attack on the elements in the container, as well as to mechanical damage. In 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 is pressed outward. This in turn has the effect that the channels 11 and 12 are subjected to bending stress and the predetermined breaking zones 13 and 14 are subjected to tensile stress . Fig. 2 shows the deformation of channels 1! and 12 as well as the disk 19 due to this stress by the dashed contour line 20. The compressive force within the container is indicated by several small arrows. The dashed line 20 shows that the channels are 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 F'i g. 2 etwa 35 bis 50% gegenüber dem Ursprungs/ustand aufgeweitet und auseinandcrgerissen oder -gezogen, wodurch eine kleine Öffnung entsieht; 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 stehen aufgrund der inzwischen stuttgefundenen Aufweitung. Die von der gebrochenen Sollbruchzone ausgehende Spannungsbeanspruchiing kann also nicht zu einem Weiterreißen in die Kanalzonen führen, da diese ihre Festigkeit nahezu beibehalten 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 der Kerbe 35 unterhalb des tiefsten Niveaus der übrigen Kanalzonc 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 mildMMicuMiiie Zug'ucdiibpi uuMuiig jimciiiüiu uci Suiibruchzone einerseits und dem gewünschten Ende des Spaltes andererseits herbeigeführt werden, damit es tatsächlich nur in dem gewünschten Bereich zu einem Aufplatzen des Werkstoffes kommt.dashed line 21 in FIG. 2 about 35 to 50% widened and torn or pulled apart from the original state, resulting in a small opening; this deformation occurs in a container made of mild steel or wrought iron. It is desirable that the notches already break open. while the deformed parts of the container bottom still have expansion reserves. This is because the burst openings can be expanded further as a result, provided that the container pressure has not yet decreased. However, further tearing open of the openings is limited to the area of the predetermined breaking zones, since the ends of the channels are only under low tensile stress due to the widening that has now been found. The stresses arising from the broken predetermined breaking zone can therefore not lead to further tearing in the channel zones, since these have almost retained their strength, even if the bulge was completely flattened by the widening. The limitation of the tearing to the selected opening areas is significantly supported by the greater wall thickness in the channel cross-section. Thus, the notch 16 shown in FIG. 3a produces a limited opening, even if the internal pressure remains so high after the notch has burst that the arched channels are completely widened. The material in the area of the channels is expediently of such a thickness that the expansion can take place without bending fractures. In the case of homogeneously rigid materials, including those that are unsuitable for reinforcement, the tensile stress at the ends of the cracked gap must be reduced so that no further tearing occurs. 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 duct zone. The thinned wall parts 38, 39 below the notch are pressed together when the channel is widened and thereby counteract the tensile stress which could otherwise cause the gap to tear further. In general, a mildMMicuMiiie Zug'ucdiibpi uuMuiig jimciiiüiu uci Suii fracture zone on the one hand and the desired end of the gap on the other hand must be brought about so that the material actually only bursts in the desired area.
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 mehr 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 can no longer escape and no foreign matter can penetrate the container from outside can. This is particularly important in the case of electrochemical cells with substances that interact with the surrounding area Atmosphere are not compatible.
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 aufweistF 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
F i g. 4 bezieht sich auf eine ähnliche Ausführungsform wie F i g. I 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.F i g. 4 relates to a similar embodiment as FIG. I 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 Behälter 2 mit einer 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 diesem 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 dieF i g. 5 shows a further embodiment of the invention, wherein a cylindrical container 2 with a Predetermined breaking point in the form of a deformation 40, 41 running in the circumferential direction in the side wall is present. Although the deformed areas 40 and 41 are shown protruding outward, this has a direction little importance in terms of function. In this exemplary embodiment, the direction is decisive 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
M Sollbruchzone konzentriert (42 in 1-1 g. 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 erläutert wurde.M predetermined breaking zone concentrated (42 in 1-1 g. 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 became.
Figo zeigt eine Variante, bei der die Kanäle 51 und 52 zwar ebenfalls in der zylindrischen Seitenwand eines Behaltet* 3 verlaufen, jedoch nicht in Umfangsrichtung, sondern parallel zur Achse des Behälters. Starker 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.Figo shows a variant in which the channels 51 and 52 also in the cylindrical side wall of a Keep * 3 run, but not in the circumferential direction, but parallel to the axis of the container. A sharp increase in pressure expands the container circumference, which 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.
F i g. 7 zeigt 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 denF i g. 7 shows 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 the disk to move outward with little expansion of the channels themselves a pressure area corresponding to the course between the
Aufweiten der Kanäle, bedarf es hierzu eines wesentlich höheren Druckes; man erhält so die Druckzunahme nach dem Punkt R 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 vorherbestimmbaren Druckbereiches. Es ist dadurch möglich, mit ausre'chender 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.To widen the channels, this requires a much higher pressure; the pressure increase after point R 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 pressure range. 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.
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