CH649259A5

CH649259A5 - Biaxial orientierter, im blasgiessverfahren hergestellter behaelter.

Info

Publication number: CH649259A5
Application number: CH8022/79A
Authority: CH
Inventors: Yataro Yoshino
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 1978-09-08
Filing date: 1979-09-05
Publication date: 1985-05-15
Also published as: AU4998279A; FR2435396B1; DE2936261A1; GB2031837A; IT7925508A0; NL7906151A; IT1122988B; AU537779B2; NL189077C; FR2435396A1; GB2031837B; NL189077B; CA1134762A; JPS5541319U; US4254882A

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Flaschen für Bier und andere kohlensäurehaltige Getränke werden heute ausnahmslos aus Glas hergestellt. Das beruht teils auf Tradition, teils auf der einfachen und billigen Fertigung sowie auf der hohen Innendruckfestigkeit von Glasflaschen. Druckfeste Glasflaschen haben jedoch den „ Nachteil, dass sie teurer als gewöhnliche Glasflaschen, spröder und stossempflndlicher sind. Bei Bruch infolge äusserer oder innerer Kräfte werden die Splitter explosionsartig in alle Richtungen verstreut, was eine ernste Gefahr bedeutet. Daher ist ein grosser Aufwand bei Transport und Handhabung druckfester Glasflaschen erforderlich, zumal sie auch ein grösseres Gewicht inbezug auf ihre Grösse haben.

In fast allen Fällen muss ferner, da Glasflaschen von den Verbrauchern nicht entsorgt werden können, die Rückgewinnung und Wiederbenutzung gebrauchter Flaschen organisiert werden. Das ist jedoch mit einem ausserordentlich grossen Aufwand verbunden. Darunter fallen das Sammeln, die eigentliche Rückführung, das Reinigen, das Spühlen, das Sterilisieren und das Überprüfen, ob die rückgewonnenen Druckflaschen aus Glas wieder verwendbar sind, und bei vielen Arbeitsgängen entsteht mehr oder weniger viel Glasbruch.

Wegen dieser Nachteile hat man bereits druckfeste Flaschen aus Kunstharzen herzustellen versucht, aber aus verschiedenen Gründen ohne durchschlagenden Erfolg. Da zum Beispiel Kunstharz flexibler als Glas ist, wird die Kunstharzflasche, insbesondere ihr Boden, bei Ausübung eines Drucks deformiert, sofern die Bauweise einer druckfesten Glasflasche einfach kopiert wird. Wenn eine solche Kunstharzflasche mit derselben Wanddicke wie eine druckfeste Glasflasche hergestellt wird, werden die Werkstoffkosten in unzumutbarer Weise erhöht. Ferner lassen sich Kunstharzflaschen ebenso wie Glasflaschen nicht vom Endverbraucher entsorgen, z. B. durch Verbrennen.

Schliesslich kann in vollem Umfange das Vorurteil geltend gemacht werden, dass eine druckfest Kunstharzflasche, wenn sie überhaupt herstellbar ist, unstabil ist, weil sie leichter ist als eine entsprechende Glasflasche.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Behälters der eingangs genannten Art, um die Nachteile bekannter Ausführungen zu vermeiden und um insbesondere auf konstruktive und somit materialsparende Weise eine hohe Innendruckfestigkeit zu erzielen, ohne neue Nachteile einzuschleppen wie die drastische Verringerung des Fassungsvermögens, das verschlechterte Stehvermögen, die hohen Kosten usw. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definierten Massnahmen gelöst.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des Behälters sind in den Patentansprüchen 2 bis 6 umschrieben.

Ein solcher Behälter lässt sich auch ohne beträchtliche Vergrösserung der Wanddicke mit hoher Innendruckfestigkeit und guter Standfestigkeit herstellen, indem man eine ungerade Anzahl von Füssen am Behälterboden vorsieht. Ferner lässt sich ein solcher Behälter so ausbilden, dass er dem Füllgut widersteht und beim Verbrennen nur eine geringe Wärme und keine toxischen Gase entwickelt.

Bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen schematisch:

Fig. 1 einen Druckbehälter mit der idealsten Bauweise seines Bodens im Längsschnitt ausschnittsweise (nicht erfin-dungsgemäss);

Fig. 2 einen zweiten Behälter in ähnlicher Darstellungsweise wie in Fig. 1 (nicht erfmdungsgemäss);

Fig. 3 und 4 einen erfindungsgemässen Behälter in Seitenansicht bzw. im Schnitt längs IV-TV der Fig. 5;

Fig. 5 in grösserem Massstabe eine Draufsicht auf den Boden des Behälters der Fig. 3 und 4;

Fig. 6 in grösserem Massstabe einen Schnitt längs VI-VI der Fig. 5;

Fig. 7 in kleinerem Massstabe einen zweiten erfindungsgemässen Behälter in ähnlicher Darstellung wie in Fig. 5; und

Fig. 8 in kleinerem Massstabe einen Schnitt längs VIII-VIII der Fig. 7.

Wie Fig. 1 zeigt, ist bei einem Behälter 1, der eine hohe Innendruckfestigkeit haben soll, der Boden 2 im idealsten Falle halbkugelförmig ausgebildet. Dann wirkt nämlich der Innendruck gleichmässig auf die ganze Fläche des Bodens 2 in vorbestimmten Richtungen, und zwar von seinem Mittelpunkt aus radial nach aussen. Dementsprechend können sich am Boden 2 keine örtlichen Überlastungen und Druckspitzen bilden, und so ergibt sich eine Bauweise mit sehr hoher Innendruckfestigkeit. Diese Bauweise liefert jedoch kein Stehvermögen, so dass Füsse gesondert geformt und am Behälter befestigt werden müssen, was sehr aufwendig ist.

Der Erfindung liegen Versuchsergebnisse über die Innendruckfestigkeit zugrunde, die zuerst mit dem nicht erfindungsgemässen Behälter der Fig. 2 erhalten worden sind. Dessen Boden 2 weist am gewünschten Umfangs-Endab-schnitt einen abgerundeten Vorsprung auf. Dieser Boden 2 weicht mit anderen Worten in seiner Form von der unteren Endlage des Bodens 2 der Fig. 1 inbezug auf den Mittelpunkt des Behälters ab. Wie es die strichdoppelpunktierte

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Kettenlïnie in Fig. 2 andeutet, wird der Mittelabschnitt des Bodens 2 bei Einwirkung eines Innendrucks leicht nach aussen gewölbt, aber der Behälter hat noch eine ausreichend hohe Innendruckfestigkeit.

Die anhand der Fig. 2 erläuterten Ergebnisse wurden auf einen biaxial orientierten, im Blasgiessverfahren hergestellten Behälter aus gesättigtem Polyesterharz, insbesondere aus Polyäthylenterephthalat übertragen. Letzteres weist nämlich eine überlegene Widerstandsfähigkeit gegen die verschiedensten Füllgüter, Chemikalien, gegen Stoss und gegen das Eindringen und Durchdringen von Gasen und Flüssigkeiten auf. Ferner zeigt es eine ausreichend grosse mechanische Härte und entwickelt beim Verbrennen nur eine geringe Wärme und keine toxischen Gase.

Wie die Fig. 4 und 5 erkennen lassen, sind am Boden 2 des erfindungsgemässen Behälters 1 Kehllinien 7 angeordnet. Diese sind vom Mittelpunkt 0 aus ansteigend nach aussen geneigt. Die Bodenfläche wird durch die Kehllinien 7 gleichförmig in eine ungerade Anzahl von Abschnitten mit gleichen Zentrumswinkeln unterteilt. Jeder dieser Abschnitte ist so beschaffen, dass zwei geneigte Seitenflächen 5 in Dreiecksform, welche Kehllinien 7 als Basis haben, eine Kante 6 bilden. Letztere ergibt sich aus der Verlängerung der Kehllinien 7, die einander entgegengesetzt inbezug auf den Mittelpunkt 0 in diesem Abschnitt sind. Die Kante 6 ist an ihrem Ende abgeschnitten, so dass ein Vorsprung in Form eines Dreieckpyramidenstumpfes mit einer ebenen Bodenfläche 4 entsteht, wodurch ein Fuss 3 gebildet wird. Wie die Fig. 5 zeigt, sind in einem Ausführungsbeispiel fünf Kehllinien 7, fünf Füsse 3 vorhanden, von denen jeder die Form eines Dreieckpyramidenstumpfes aufweist und der den zugeordneten Kehllinien 7 gegenüberliegt. Die Füsse 3 sind dementsprechend auch in gleichen Abständen voneinander angeordnet.

Fig. 4 lässt eine Kehllinie 7 und einen Fuss 3 erkennen, der der Kehllinie gegenüberliegt und etwa die gleiche Bauweise wie in Fig. 2 aufweist. Daher wirkt der Innendruck auf den erfindungsgemässen Behälter 1 der Fig. 3 bis 6 so ein, dass der Abschnitt von der Kehllinie 7 bis zur Kante 6 nach aussen bzw. unten gedrückt wird (Fig. 6). Nach verschiedenen Versuchsreihen anhand der Fig. 2 ist festgestellt worden, dass diese Bauweise eine ausreichend grosse Innendruckfestigkeit aufweist.

Wie Fig. 6 zeigt, werden beim Einwirken des Innendrucks auf die Kehllinie 7 die geneigten Seitenflächen 5, welche diese Kehllinie 7 als Basis haben, so verformt, dass sie sich nach aussen wölben, wie es die doppelstrichpunktierten Linien in Fig. 6 erkennen lassen.

Diese Verformung der geneigten Seitenflächen 5 führen zu einer leichten Abwärtsbewegung der Kehllinie 7. Das Ausmass dieser Abwärtsbewegung ist jedoch gering, weil es am Abschnitt der Kehllinie 7 eine Zugkraft erzeugt, die dieser Absatzbewegung entgegenwirkt. Die vorbewegten, geneigten Seitenflächen 5 nehmen diejenige Form an, welche zur Verhinderung der Abwärtsbewegung der Kehllinie 7 beiträgt.

Beim Aufnehmen des Fusses 3 am Abschnitt der Kantenlinie 6 wölben sich die geneigten Seitenflächen 5 und der Kantenlinienabschnitt 7 am Fuss unter der Einwirkung des Innendrucks nach aussen. Gleichzeitig werden sie nach unten verschoben. Da jedoch die Abwärtsbewegung der Kehllinie 7 aufgrund ihrer Bauweise behindert ist, wird auf die Flächen 5 und die Kante 6 von den Kehllinien 7 auf den beiden Seiten ein Zug ausgeübt, und zwar über die beiden geneigten Seitenflächen 5 oder direkt von den einander gegenüberliegenden Kehllinien 7. Durch diese Zugkraft wird die zur Expansion führende Verformung des Behälters unter der Einwirkung des Innendrucks behindert, solange das Ausmass nur gering ist.

Der Boden 2 des erfindungsgemässen Behälters hält sehr sicher seine stabile Form gegen den Innendruck des Behälters 1 bei, und zwar durch die dynamisch wirksame AbStützung der einzelnen Füsse 3 durch die zugeordneten Kehllinien 7.

Die Bodenfläche 4 des Fusses 3 muss nicht unbedingt eine ebene Fläche sein, wie es in den Zeichnungen dargestellt ist. Sie kann auch eine Bauweise aufweisen, bei der sie in gekrümmter Form vorsteht. Da jedoch die Bodenfläche 4 immer äusseren Stössen während der Handhabung des Behälters 1 ausgesetzt ist, ist eine ebene Bodenfläche 4 erwünscht, um auf diese Weise die Stossfestigkeit des Behälters zu ver-grössern und gleichzeitig auch seine Standfestigkeit.

In ähnlicher Weise kann die Kante 6 noch besser als Kantenfläche 6' ausgebildet sein, die die Form eines langgestreckten Dreiecks aufweist. Eine Seite der Bodenfläche 4 stellt dabei die Dreiecksbasis und der Mittelpunkt 0 den Scheitel des Dreiecks dar (Fig. 5). Das hat den Zweck, dass auf diese Weise der vom Behälter auf die Füsse 3 ausgeübte Innendruck daran gehindert wird, konzentriert auf die Kanten 6 einzuwirken, wodurch Druckspitzen gebildet werden. Wenn man diesen Abschnitt der Kante 6 eben gestaltet,

kann der Fuss 3 so verformt werden, dass er eine weicher gekrümmte Form erhält, wenn der Innendruck auf ihn einwirkt.

Es dürfte klar sein, dass jede Kante einschliesslich der Kehllinien 7, welche den Boden 2 bilden, durch eine gekrümmte Fläche mit relativ grossem Krümmungsradius gebildet wird, und nicht durch eine Abkantung, Abknickung oder dgl.

Der erfindungsgemässe Behälter weist an seinem Boden 5 Kehllinien 7 und somit also auch fünf Füsse 3 auf. Die Anzahl der Füsse kann jedoch auch drei oder sieben betragen. Kurz gesagt, jede ungerade Zahl ist in diesem Rahmen geeignet.

Da der erfindungsgemässe Behälter 1 nur etwas grössere Wanddicke aufweist als gewöhnliche biaxial orientierte, im Blasgiessverfahren hergestellte Behälter, ist das Gewicht des ganzen Behälters viel kleiner als das einer üblichen druckfesten Glasflasche mit demselben Fassungsvermögen.

Da der Behälter 1 aus gesättigtem Polyesterharz vorzugsweise aus Polyäthylenterephthalat gebildet ist, ist die Oberfläche des Behälters 1 ausserordentlich glatt.

Normalerweise ist die Bodenfläche 4 auch eine sehr glatte Oberfläche. Wenn sie jedoch zu glatt ist, besteht der Nachteil, dass die Neigung zum Schlüpfen zu gross ist. Um dieses Schlüpfen des Behälters auf einer glatten Oberfläche zu verhindern, weist der zweite Behälter der Fig. 7 und 8 eine Anzahl von beschränkten Vorsprüngen und Vertiefungen 8 auf der Bodenfläche 4 auf.

Der Reibwiderstand des Behälters 1 gegenüber einer anderen Fläche, beispielsweise einer Erdboden- oder Fussbodenfläche, auf welche der Behälter 1 gestellt wird, wird durch diese Vorsprünge und Aussparungen 8 beträchtlich vergrös-sert. Das verhindert das Schlüpfen oder Taumeln des Behälters in seiner aufrechten Stellung, mit anderen Worten, seine Standfestigkeit.

Die beschriebenen Behälter haben eine ganze Anzahl von wichtigen Vorteilen. Da der Behälter aus gesättigtem Polyesterharz insbesondere aus Polyäthylenterephthalat hergestellt ist, kann der Benutzer ihn einfach durch Verbrennen beseitigen. Der Boden 2 weist eine ausserordentlich gute Druckfestigkeit und mechanische Stabilität auf. Da die Beine 3 ausserdem in gleichen Abständen voneinander am Um-fangsrand der Behälterfläche ausgebildet sind, kann der Behälter 1 stabil in seiner aufrechten Stellung gehalten werden. Der Körper kann beispielsweise einfach zylindrisch geformt sein und ist dann von sich aus ausreichend innen- und aus-

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sendruckfest. Trotz aller dieser Vorteile lässt sich die zur Herstellung des gesamten Behälters 1 erforderliche Kunststoffmenge klein halten. Daher kann der Behälter mit niedrigeren Kosten und in leichterer Bauweise hergestellt werden.

Da der Reibungswiderstand des Bodens gegenüber einer beliebigen Grundfläche, auf die der Behälter aufrecht gestellt wird, leicht vergrössert werden kann, lässt sich der Behälter in einer stabilen Aufrechtstellung halten.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

649259 PATENTANSPRÜCHE

1. Biaxial orientierter, im Blasgiessverfahren hergestellter Behälter aus gesättigtem Polyesterharz, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfläche des Behälters gleichförmig in eine ungerade Anzahl von Abschnitten mit gleichen Zentrumswinkeln durch Kehllinien (7) unterteilt ist, die vom Mittelpunkt (0) aus ansteigend nach aussen geneigt sind,

dass jeder Zwischenabschnitt zwischen zwei anderen Kehlli-nien (7,7), die den genannten Kehllinien inbezug auf den Mittelpunkt (0) gegenüberliegen, so beschaffen ist, dass zwei geneigte Seitenflächen (5, 5), die die genannten Kehllinien auf beiden Seiten haben, Basen von einer Kante (6) sind, die sich aus der Verlängerung der genannten Kehllinien (7) ergibt, und dass die Kante (6) an ihrem Ende so ausgebildet ist, dass sie im wesentlichen in Form eines Dreieckpyramidenstumpfes mit einer mindestens angenähert flachen Bodenfläche (4) vorsteht und so einen Fuss (3) bildet.

2. Behälter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyesterharz Polyäthylenterephthalat ist.

3. Behälter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kante (6) eine Kantenfläche (6') aufweist, die mindestens angenähert die Form eines langgestreckten Dreiecks hat, dessen Scheitel der Mittelpunkt (0) und dessen Basis eine Seite der Bodenfläche (4) ist.

4. Behälter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fuss (3) mindestens angenähert die Form eines Dreieckpyramidenstumpfes hat, ohne dass sein Ende flach abgeschnitten worden ist.

5. Behälter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flache Bodenfläche (4) eben ausgebildet ist.

6. Behälter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von beschränkt erhöhten und vertieften Abschnitten (8), die das Schlüpfen verhindern und an der äusseren Oberfläche des Bodenabschnitts (2) des Körpers angeordnet sind, vorliegt.