DK161995B - Fremgangsmaade til fremstilling af et sikkerhedsventileret lukke til forseglede beholdere. - Google Patents

Description

DK 161995 B

- i -

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af et sikkerhedsventileret lukke til forseglede beholdere.

5 Det er almindelig kendt at forsyne hermetisk forseglede beholdere med en gennembrydelig sikkerhedsventilmembran i beholderlegemet, således at membranen, hvis der i beholderen udvikles gastryk over en forudbestemt grænseværdi, springer for at tillade udslipning af gas, hvorved man undgår ukon-10 trollerbar beholdereksplosion eller ødelæggelse og mulig skade på mennesker og materiel, som undertiden er følgen. Adskillige sådanne arrangementer fra den kendte teknik omfatter: en trykfølsom sikkerhedsanordning som angivet i US

patentskrift nr. 3.617.386; et område af beholdervæggen med 15 formindsket tykkelse, og som er konstrueret til at bryde sammen som reaktion på forudbestemte omkredsspændinger, der optræder inden i beholderen, som angivet i US patentskrift nr. 4.175.166; et korsformet snit i en forseglet beholder med V-formet tværsnit, som angivet i US patentskrift nr.

20 4.256.812; og trykaflastnings-sikkerhedsmembraner, som an givet i US patentskrift nr. 4.476.200. Dannelsen af sådanne sikkerhedsventiler er tidligere sket ved hjælp af mekaniske midler, såsom stansning. Sådanne tidligere presningsmetoder har forårsaget spændingskorrosion og uens-25 artethed i metaltykkelse og metalkornstruktur, som så igen har resulteret i uensartede trykfølsomheds- og trykreaktionsegenskaber .

Den foreliggende opfindelse anerkender betydningen af en 30 sådan ensartethed i tynde sikkerhedsmembraner i potentielt eksplosive forseglede beholdere og anerkender yderligere vigtigheden af omhyggelig kontrol af dimensionerne og trykføl somhedsegenskaberne for sådanne membraner, så de kan reagere ensartet over for forudfastlagte tryk og tilvejebrin-35 ger en ny og enestående fremgangsmåde til fremstilling af sikkerhedsmembranen i lukker på hermetisk forseglede behol-

DK 161995 B

- 2 - dere på en effektiv, enkel og økonomisk måde med henblik på at tillade masseproduktion af et helt nyt produkt uden at måtte ofre ensartet reaktionsevne over for kritiske tryk og uden overvældende metalkrystallisation og bearbejdnings-5 hærdning, som kunne optræde ved stansning alene.

Skønt den udbredte brug af indbygning af iturivningslinier i beholdere ved hjælp af ætsning er gammel, som angivet i US patentskrift nr. 3.723.269, tilvejebringer den forelig-10 gende opfindelse, idet den anerkender ønskeligheden og betydningen af ensartethed i trykfølsomhed og reaktionsevne for sikkerhedsventiler til forseglede beholdere, en helt ny fremgangsmåde og et enestående produkt, der tilbyder en sådan følsomhed og reaktionsevne på en måde, der hidtil er 15 ukendt i teknikken.

Adskillige andre egenskaber ved den foreliggende opfindelse vil fremtræde for fagfolk ved læsning af den foreliggende fremlæggelse.

20

Specielt tilvejebringer den foreliggende opfindelse en fremgangsmåde til fremstilling af et sikkerhedsventileret lukke til en hermetisk forseglet beholder som anvist i krav 1.

25

Det må forstås, at adskillige ændringer kan udføres af fagfolk ved de forskellige trin i fremgangsmåden og i de forskellige dele af det herved fremlagte produkt uden at afvige fra rækkevidden eller ånden i den foreliggende opfindel-30 se. Fx kan ætsningstrinet, beholderlågsmaterialet, brudgrænserne og geometrien af sikkerhedsventilen alle ændres af en fagmand for at opnå ønskede resultater uden at afvige fra den opfindelsesmæssige rækkevidde af denne fremlæggelse.

35

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere i forbindelse med tegningen, hvor - 3 -

DK 161995 B

fig. 1 viser et rutediagram, som skematisk anskueliggør de forskellige trin, der er involveret ved udførelsen af den opfindelsesmæssige proces, fig. 2 et forstørret planbillede af en del af en materia-5 lestrimmel, der har været genstand for den opfin delsesmæssige proces ifølge fig. 1, fig. 3 et yderligere forstørret snit langs linien 3-3 i fig. 2, og fig. 4 et perspektivisk billede af et opfindelsesmæssigt 10 lukke til en hermetisk forseglet beholder, og som yderligere udviser en central åbning.

Under henvisning til fig. 1 på tegningen fødes en materialestrimmel fra en forsyningszone 3, hvor den kan være lag-15 ret i rulleform, og til en trykningszone 4. Strimlen 2 af det oprullede materiale kan være ethvert af et antal kendte materialer, der anvendes ved fremstillingen af lukker til hermetisk forseglede beholdere, og som reagerer over for de i det følgende beskrevne kontrollerede ætse- og presseform-20 ningsprocesser, og ved fremstillingen af batterilukker, såsom dem der anvendes til hermetisk forseglede batterier af knap-typen, kan der bruges en passende metallisk legering, såsom koldrullet, legeret kulstofstål (fx "C1010") med en tykkelse i området 0,20 til 1,52 mm og med fordel ca. 0,25 25 mm - 0,025 mm. Det må forstås, at der før udførelsen af ætse- og presseformningsprocessen kan foretages en passende rensning og affedtning af den metalliske legering i et velfungerende rensnings- og affedtningsbad (ikke vist).

30 I tilfælde af, at en metallisk stållegeringsstrimmel bliver brugt, som i det efterfølgende beskrevne eksempel, vil et egnet bad med et kaustsk rensemiddel være tilstrækkeligt.

I trykningszonen 4 benyttes modstående trykkeruller 6, der 35 ofte eller vedvarende er behandlet med et passende modstandsdygtigt middel eller ætsningsgrunder, som kan udvælges mellem passende kemiske materialer alt efter det mate- - 4 -

DK 161995B

riale, der skal ætses, og de efterfølgende kemikalier, der skal anvendes ved ætseprocessen, til at afdække alle de overflader af materialestrimlen, som ikke skal ætses, med en passende belægning, fx en syntetisk harpiks, der er i 5 stand til at modstå de enkelte ætsningstrin, som skal anvendes .

Den uafdækkede del af materialestrimlen, som ikke fra rullerne 6 har fået påført modstandsdygtig belægning i trykzo-10 nen 4, kan have ethvert ud af adskillige geometriske mønstre, der er dannet i henhold til den foreliggende opfindelse. Ved udførelsen i fig. 2 og 3 omfatter* det geometriske mønster med et vist mellemrum anbragte, udækkede kanalarealer i form af cirkulære buer 7 på mindre end 360° og 15 med en forudbestemt bredde, idet den resterende del af cirkelbuen er afdækket for at tilvejebringe en holde-del. Ved udførelsen i fig. 2-4 omgiver hver af de cirkulære buer 7 et udækket hul, som fastlægger et centralt område 8 på modstående overflader af materialestrimler 2 i spejlvendt, 20 over for hinanden liggende position. 1 henhold til den opfindelsesmæssige proces og igen under henvisning til fig. 1 og efter at strimlen 2 er blevet passende afdækket med en modstandsdygtig belægning på den 25 ovenfor diskuterede måde, bliver strimlen 2 fødet langs de med et vist mellemrum anbragte tomgangsruller 10 gennem en ætsningszone 12 for ætsning af de første rilleområder 7 til ensartet tilbagestående materialetykkelse og -bredde, som er i stand til at modstå et første forudbestemt middeltryk, 30 en rensezone 13, en smørezone 14 og derefter til en presseformningszone såsom en prægezone 15, hvor andre riller 7' presseformes eller formes ved at bearbejde materialet til plastisk flydning i de ætsede riller 7, hvorved de andre riller 7' har en forudbestemt tilbagestående materialetyk-35 kelse og -bredde, som er i stand til at modstå et andet forudbestemt middeltryk for rillerne 7. Det skal bemærkes, at rillerne 7' kan have et af flere forskellige tværsnit.

DK 161995 B

- 5 - I fig. 3 har rillerne 7' V-formet tværsnit på den ene side af strimlen 2 og keglestubformet tværsnit på den anden side af strimlen. Når rillerne 7 og 71 er frembragt, ledes strimlen 2 til en stanse- eller formningszone 16, hvor de 5 enkelte beholderlukker 17, såsom de i fig. 4 viste, bliver formet. Det bør forstås, at strimlen 2 efter at være passeret gennem rensezone 13 igen kan oprulles med henblik på efterfølgende behandling et andet sted. Det bør også bemærkes, at adskillige typer af kanter 20 kan dannes på 10 lukkerne 17, eller kanterne kan fjernes, hvis dette ønskes.

Ved passage gennem zonerne 12, 13 og 14 bliver strimlen 2 fødet langs passende tomgangsruller 10 som ovenfor anført.

I ætsningszonen 12 kan strimlen 2 fødes gennem et passende 15 syreætsningsbad, såsom ferriklorid, hvis materialet, der skal ætses, er en stållegering. Vægtfylden og temperaturen af ætsningsbadet og selve antallet af bade kan kontrolleres for at undgå gasbobling. Sådanne parametre, såsom fødehastigheden eller opholdstiden for strimlen i badet eller ba-20 dene, surhedsgraden af badet samt badtemperaturerne bliver også omhyggeligt kontrolleret, således at ætsningsdybden og således tykkelsen af materialet omhyggeligt bliver forudbestemt og opretholdt ensartet langs de umaskerede overflader. Når fx en stållegering på 0,25 mm bliver brugt, bliver 25 ætsningen kontrolleret med henblik på at tilvejebringe en ensartet membrantykkelse i området 0,06 til 0,09 mm og foretrukket 0,075 mm over hele det udækkede område. Presseformningen af de andre riller 7' styres til dannelse af en tilbagestående materialetykkelse på omkring 0,01 til 0,05 30 mm. Det bør forstås, at dybden af ætsningen af de første rilleområder, når der bearbejdes batteridæksler til hermetisk forseglede beholdere, med fordel bliver kontrolleret således, at den efterlader en metaltykkelse, som er i stand til at modstå et forudvalgt tryk i de forseglede beholdere, 35 hvoraf lukket udgør en del, på omkring 3,4 MPa. Tildannelsen af de andre riller 7' styres således, at det tilbageværende materiale kan modstå et tryk på omkring 2,7 MPa.

- 6 -

DK 161995 B

Når først strimlen 2 er blevet korrekt ætset i ætsezonen 12, bliver den fødet gennem rensezonen 13. Ved den opfindelsesmæssige udførelse i fig. 1 kan rensezonen 13 omfatte tre trin, nemlig et neutraliseringstrin 18, et resist-fjer-5 ner trin 19 og et vasketrin 21. Neutraliseringstrinet 18 kan omfatte et bad med en passende kaustisk eller alkalisk opløsning, såsom natriumhydroxid.

Fjernelsestrinet kan omfatte et passende surt bad, afhæn-10 gigt af den kemiske sammensætning af den modstandsdygtige belægning, der påføres trykrullerne 6 i trykkezonen 4, og vasketrinet 21 kan være et simpelt vandbad. Fra det sidste trin af rensezonen 13 kan strimlen 2 føres til en passende oliesmøringszone 14, før den bliver fødet til stansezonen 15 15 og til den zone 16, som udformer de enkelte lukker 17 af strimlen 2. Ligesom i ætsningszonen 12 kan opholdstiderne og badkoncentrationerne i rensezonen 13, trinene 18, 19 og 21 kontrolleres i overensstemmelse med de ønskede resultater.

20

Som tidligere bemærket bør det forstås, at adskillige ændringer kan udføres ved de forskellige trin i fremgangsmåden og produktet, der er anvist, uden at afvige fra opfindelsen. Fx kan andre lukker ud over dem til hermetisk for-25 segiede beholdere fremstilles, og andre beholdermaterialer ud over stållegeringer kan anvendes ved processen ifølge opfindelsen, og ætsningsbehandlingerne og kanalgeometrien kan ændres for at frembringe sikkerhedsmembraner, der vil passe til andre forudbestemte tryk for beholdere.

30 35

Claims (5)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af et sikkerhedsventileret lukke til forseglede beholdere, kendetegnet ved, at et beholderlukkeemne (2) indføres i en første rilledannende zone (12), hvor der ætses et første rilleområde 5 (7) med en ensartet forudbestemt tilbagestående materiale tykkelse, som er i stand til at modstå et første forudbestemt middeltryk, og at det ætsede emne indføres i en anden rilledannende zone (15), hvor der presseformes et andet rilleområde (7') beliggende i det førstnævnte rilleområde 10 (7) og med en ensartet forudbestemt tilbagestående materia letykkelse, som er i stand til at modstå et andet forudbestemt og mindre middeltryk.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet 15 ved, at det andet rilleområde (7') dannes ved prægning.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at det første rilleområde (7) dannes ved en serie ætsetrin omfattende trykning af et forudbestemt afdæk- 20 ningsmønster med en ætsningsgrunder og udækkede områder svarende til det første rilleområde (7), og styret ætsning af de udækkede områder til opnåelse af ensartet forudbestemt bredde og tilbagestående materialetykkelse.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at der i den første rilledannende zone (12) ætses modstående, spejlvendte riller på begge sider af emnet.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1-4, og hvor emnet består af 30 en stållegering med en tykkelse på mellem 0,20 og 1,52 mm, kendetegnet ved, at frembringelsen af det første rilleområde (7) styres således, at der opnås ensartet tilbagestående materialetykkelse på mellem 0,064 og 0,09 mm, og at frembringelsen af det andet rilleområde (7') styres 35 således, at der opnås en ensartet tilbagestående materialetykkelse på mellem 0,01 og 0,05 mm.