DD283978A5 - Kunststoffflasche - Google Patents

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Kunststoffflasche für Getränke mit einem hohlen Hauptteil mit einer im wesentlichen zylindrischen Seitenwand und mit einem in die Seitenwand übergehenden Bodenteil, und zwar speziell eine durch Blasformen hergestellte Kunststoffflasche, bie der der Bodenteil derart verbessert ist, dats er eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen ein sogenanntes Auswärtsrollen besitzt, wenn die Flasche aufgrund des Einfüllens kohiensäurehaltiger Getränke mit einem erhöhten Innendruck beaufschlagt wird.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Eine Hauptschwierigkeit bei der Verwendung von Kunststoff- bzw. Plastikflaschen fü' kohlensäurehaltige Getränke ist die Festigkeit des Flaschenbodens. Aufgrund des Kohlensäure-Innendrucks, welcher über 5,3 bar betragen kann, haben Plastikflaschen die Tendenz, sich am Boden auswärts zu wölben, was dazu führt, daß eine aufgestellte Flasche zum Wackeln neigt, wenn sie auf einer flachen Überfläche steht oder sogar umkippt. Außerdem nimmt das Volumen der Flasche durch das Auswärtswölben des Bodenteils zu, was für den Verbraucher ein erkennbares Absinken des Füllstandes i'jr Folge hat, so daß dieser glauben kann, daß die Flasche nicht ordentlich gefüllt oder verschlossen wurde.

Eine vorbekannte Lösung für dieses Problem der Verformung des Bodenteils von Plastikflaschen bestand darin, den Bodenteil halbkugelförmig auszubilden und daran ein becherförmiges Bodenelement mit einer flachen Standfläche zu befestigen. Diese Lösung führt jedoch zu einem beträchtlich erhöhten Gewicht und zu deutlich höheren Kosten der Flascha.

Es wurden auch bereits verschiedene Flaschen mit einem selbsttragenden, an die Flasche angeiormten Basisteil entwickelt. Eine Möglichkeit zur Herstellung einer derartigen selbsttragenden Flasche, weche den Auswärtsrollen des Bodens widersteht, ist dabei die Erhöhung der Menge dos Kunststoffmaterials für den Bodenteil. Die Materialmenge, die für eine ausreichende Festigkeit dos Bodenteils erforderlich ist, führt dabei jedoch zu einer in der Praxis nicht akzeptablen Verteuerung der Flasche. Es wurden auch bereits andere Flaschen entwickelt, bei denen mit verschiedenen Maßnahmen versucht wird, ein Auswärtsrollen des Bodens zu verhindern. Bei einer dieser Flaschen wird in der Mitte des Bodenteils ein axialer Zylinder ausgebildet, der in das Innere der Flascho hineinragt. Ein solcher nach Innen ragender Zylinder ist jedoch bei kleinen Flaschen mit einem Volumen von 1 Liter oder weniger schwer durch Blasformen herzustellen. Andere bekannte Flaschen sind als· sogenannte blumenkelchförmige Flaschen (Petaloid-Design) ausgebildet und ebenfalls für kleine Volumina unter 1 Liter schwer herzustellen, da die kelchblattförmigen Beine bei solchen Flaschen, die einen kleinen Durchmesser haben, nur schwer durch Blasformen hergestellt werden können. Die blumenkelchförmige Ausgestaltung erfordert außerdem mehr Material, so daß die Flaschen zu schwer werdon. Außerdem ist der Dui chmesser, auf dom die Kontaktpunkte liegen, relativ klein und schränkt die Standfestigkeit dieser Flaschenein.

Bei einer anderen Flaschenform, die als sogenannte „Supa"-Flaschen bekannt sind, wird der Bodenteil ähnlich wie bei einer Champagner-Flascho mit einem nach innen gerichteten Vorsprung bzw. Konus am Flaschenboden ausgebildet, Diese sogenannten „Supa"-Flasche weist mehrere radial nach außen verlaufende Verstärkungsrippen auf, die in der Innenfläche des konischen Vorsprungs ausgebildet sind, um dessen Widerstandsfähigkeit gegen ein Auswärtsrollen e: höhen. Die Rippen werden erzeugt, indem man für diesen Bereich des Bodenteils Längsrippen spritzt, wenn die Vorfortv der Flasche durch Spritzformen hergestellt wird. Beim Blasformen bewirken die angespritzten Rippen dann eine geringer«* Streckung des Kunststoffmaterials im Bereich des Bodenteils. Aufgrund der geringeren Streckung bzw. Dehnung erhält man folglich am Bodonteil eine größere Wandstärke als ohne solche Verstärkungsrippen. In der Praxis ist das Bissformen der „Supa"-Flaschen schwierig, da das Strecken des mit Rippen versehenen Teils sehr exakt gesteuert werden muß. Außerdem ist bei Flaschen die Wandstärke im Bereich der Stützflächen schwer zu kontrollieren. Dies ist jedoch wesentlich, da Stützflächenbereiche mit geringerer Wandstärke bei erhöhtem Innendruck in der Flasche stärker kriechen als Boreiche mit höherer Wandstärke, so daß die gefüllte Flasche nicht genau senkrecht steht.

Ziel der Erfindung

Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand dar Technik liegt der Erfindung dia Aufgabe zugrunde, eine Kunststoffflasche anzugeben, insbesondere eine Fla?ehe für geringe Volumina, bei der Prozeßparameter leichter eingehalten werden können als bei der vorbekannten „Supa'^FIasche. Dabei wird gleichzeitig angestrebt, das Gewicht der Flasche zu verringern und das Kun.ststoffmaterial gleichmäßiger auf die Flaschenwandung zu verteilen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Kunststcffflasche durch einen Bodenteil gelöst, der durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:

Es ist ein nach oben konkaver innerer Wandbereich vorgesehen, welcher ein unteres Ende aufweist und oben in einem Scheitelbereich endet, der im wesentlichen zentral zu dem Bodenteil angeordnet ist; es ist ein ringförmiger, konkav gekrümmter, äußerer Wandbereich vorgesehen, welcher an seinem unteren Ende in das untere Ende des inneren Wandbereichs und an seinem oberen Ende in das untere Ende der zylindrischen Seitenwand übergeht; es sind nach oben vorspringende Rippen vorgesehen, die sich in dem Bodenteil von dem Scheitelteil radial nach außen zu dem äußeren Wandbereich erstrecken, wobei jede der Rippen im weser'Mchen über ihre gesamte Länge gleichmäßig und kontinuierlich ausgebildet ist, wobei die Rippen den inneren Wandi. jreich und den äußeien Wandbereich in in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnete, hohle Beine unterteilen, die nach unten über die Rippen hinausreichen, und wobei die in radialer Richtung außen liegenden Rippenenden in den äußeren Wandbereich übergehen; und an den tiefsten Punkten der Beine sind Stützflächen *ur Abstützung der Flasche an einer Abstellfläche vorgesehen, wobei die Stützflächen und der konkave innere Wandbereich - im senkrechten Querschnitt betrachtet - relativ zueinander derart geneigt sind, daß sich gegen das Innere der Flasche gerichtete Ecken bilden, welche die Beine aussteifen und einer Verformung des Bodenteils entgegenwirken.

Es ^;st ein Vorteil der erfindungsgemäßen Kunststoffflasche, daß ihre Stützflächen in einer Ebene liegen, die bei gefüllter und nicht gefüllter Flasche im wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Flasche verläuft.

Ferner ist es ein Vorteil der erfindungsgemäßen Kunststoffflasche, daß sie eine vergrößerte Standfestigkeit aufweist.

Weiterhin ist es ein Vorteil der erfindungsgemäßen Kunststofffl?-;ci 3, daß sie relativ leicht ist und daß folglich Materialkosten eingespart werden können.

Weiterhin ist es ein Vorteil der erfindungsgemäßen Kunststofff'asche, daß das Kunststoffmaterial gleichmäßiger verteilt ist, wodurch einerseits die Stabilität der Flasche verbessert wird und andererseits die Lagerzei*. für kohlensäurehr 'tige Getränke in der Flasche erhöht werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt die durch Blasformen hergestellte Kunststoffflasche einen in spezieller Weise ausgebildeten Bodenteil, der leichter herzustellen ist und für den weniger Material benötigt wird als bsi vorbekannten Flaschen, wodurch Gewicht und Kosten der Kunststoffflasche insgesamt vei ringert werden. Die erfindungsgemäße Flasche besitzt daoei einen Bodenteil mit einer sich konisch nach oben verjüngenden Innenwand, die in einen Scheitelteil übergeht, welcher zentral Yum Bodenteil angeordnet ist. Die konische Innenwand ist von einer konvexen, ringförmigen Außenwand umgeben, die längs eines Kreisbogens in die Innenwand übergeht, welche am tiefsten Punkt einer Flasche eine Stützfläche definiert. An ihrem oberen Ende geht die konvexe Außenwand in das untere Ende der Seitenwand der Flasche über.

Am Übergang zwischen dem kreisbogenförmigen Übergang und der konischen Innenwand wird ferner eine nach innen gerichtete scharfe Ecke gebildet, welche für die Stützfläche der Flasche eine zusätzliche Verstärkung schafft. Ausgehend vom Scheitelteil der konischen Innenwand sind ferner drei Rippen vorgesehen, welche ebenfalls in die konvexe Außenwand übergehen. Diese Rippen teilen die konkave Innenwand und die konvexe Außenwand in drei im Abstand voneinander angeordnete hohle Beine und verleihen dem Basisteil zusätzliche Festigkeit.

Ausführungsbeispiel

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht einer Kunststoffflasche mit einem Bodenteil germ<J der Erfindung; Fig. 2: eine Draufsicht auf den Boden der Flasche gemäß Fig. 1;

Fig. 3: einen vergrößerten Querschnitt durch den Flaschenboden gemäß Fig. .? längs der Linie 3-3 in dieser Figur; Fig.4: einen vergrößerten Querschnitt durch den Flaschenboden gemäß Fig, Ί längs der Linie 4-4 in dieser Figur; Fig. 5: einen vergrößerten Querschnitt durch den Flaschenboden gemäß Fig. 2 'ängs der Linie 5-5 in dieser Figur; Fig. 6: eine Draufsicht auf den Boden einer abgewandelten Ausführungsform eir^r Kunststoffflasche gemäß der Erfindung; Fig.7: einen vergrößerten Querschnitt durch den Flaschenboden gemäß Fig.6 längs der Linie 7-7 in dieser Figur; und Fig.8: einen vergrößerten Querschnitt durch den Flsschenboden gemäß Fig.6 längs der Linie 8-8 in dieser Figur.

Im einzelnen zeigt die Fig. 1 eine Flasche 10 mit einem verbesserten Bodenteil 12 gemäß der Erfindung. Die Flasche 10 besitzt eine im wesentlichen zylindrische Seitenwand 22, an deren unterem Ende der Bodenteil 12 vorgesehen ist.

Die konstiiiktiven Details des Bodenteils 12 werden nachstehend anhand von Fig.2-5 näher erläutert. Man erkennt, daß der Bodenteil 12 einen inneren Wandbereich 24 besitzt, welcher sich nach oben konisch verjüngt und in einem Scheitelteil 26 endet, der in der Mitte des Bodenteils 12 angeordnet ist. Ferner ist ein konvexer äußerer Randbereich 28 vorgesehen, der ringförmig ausgebildet ist und den inneren Wandbereich 24 umgibt und am tiefsten Teil der Flasche 10 in diesen übergeht. Das obere Ende des äußeren Wandbereichs 28 geht in das untere Ende der zylindrischen Seitenwand 22 über. Beirr \usführungsbeispiel ist der Scheitelteil 26 des inneren Wandbereichs 24 konvex ausgebildet. Im Prinzip kann der Scheitelteil i > aber jede beliebige Form haben und beispielsweise konkav oder horizontal ausgebildet sein.

Ausgehend von dem Scheitelteil 26 erstrecken sich drei konvexe Rippen 32 radial nach außen und gehen schließlich in den äußeren Seitenwandbereich 28 über. Die Rippen 32 werden insofern als „konvex" bezeichnet, als die in Längsrichtung der Rippen 32 verlaufenden Oberflächen bei Betrachtung des Bodenteils 12 von unten (Fig. 2) konvex sind (Fig.3) und nicht horizontal oder konkav verlaufen. Diese konvexen Rippen 32 unterteilen den inneren Wandbereich 24 und den äußeren Wandbereich 28 in ihrem unterhalb des Scheitelteils 26 liegenden Teil in drei im Abstand voneinander angeordnete hohle Beine 36, die nach unten über den Scheitelteil 26 hinausreichen. Die Rippen 32 verleihendem Bodenteil 12 Festigkeit und verhindern, daß sich der konische innere Wandbereich 24 aufgrund des Kohlensäuredruckes im Inneren der Flasche nach außen rollt. Im Prinzip kann im Bodenteil 12 jede beliebige Anzahl von konvexen Rippen 32 vorgesehen sein. Drei Rippen werden bevorzugt, da die Flasche in diesem Fall sicher steht, ohne auf einer unebenen Abstellfläche zu wackeln. Es kann sich jedoch als schwierig erweisen, bei einer kleinen Kunststoffflasche 10 mehr als drei konvexe Rippen 32 vorzusehen.

Am Übergang von dem konischen inneren Wandbereich 24 in den konvexen äußeren Wandbereich 28 ergibt sich ein Kreisbogen 30, welcher am tiefsten Punkt der Flasche 10 eine Stützfläche 31 definiert. Der konische innere Wandbereich 24 und die Stützfläche 31 sind dabei relativ zueinander geneigt, so daß sie an der Verbindungsstelle zwischen dem inneren Wandbereich 24 und der Stützfläche 31 e^: no nach innen gerichtete Ecke 38 bilden. Diese Ecke 38 erhöht die Festigkeit der Stützfläche 31 und steift diese aus. Zur weitoren Erhöhung der Festigkeit des Bodenteils 12 ist in der Mitte jeder der konvexen Rippen 32 ein nach oben gerichteter U-förmiger Vorsprung 34 ausgebildet. Der Vorsprung 34 reicht dabei vom Scheitelteil 26 radial nach außen, bis er in den konvexen äußeren Wandbereich 28 übergeht. Die Breite des Vorsprungs 34 nimmt dabei mit zunehmendem radialen Abstand von dem Scheitelteil zu.

In Fig.4 und 5 ist die Form der Rippon 32 und ihier Vorsprünge 34 für eine radial weiter innen gelegene Stelle und eine radial weiter außen gelegene Stelle gezeigt.

Infolge der Rippen 32, die den Bodenteil 12 in einzelne Beine 36 unterteilen, sind die Stützflächen 31 in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnet. Der Abs'.and zwischen den Beinen 36 kann dabei durch Änderung der Breite der konvexen Rippen 32 variiert werden. Bei dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Stützflächen 31 in Umfangsrichtung in großem Abstand vonainander angeordnet, derart, daß die Größe der Abstände in Umfangsrichtung etwa gleich der Länge der einzelnen Stützflächen 31 in Umfangsrichtung ist.

Die beschriebene konvexe Rippenstruktur ermöglicht es, die B ne 36 in radialer Richtung weiter außen anzubringen, als dies bei vorbekannten Flaschen, wie z. B. blumenkelchförmigen Flaschen (petaloid bottles) möglich war. Speziell führt der radiale Abstand zwischen den Beinen bei der erfindungsgemäßen Flasche zu einer erhöhten Stabilität.

Da die Beine 36 im Abstand voneinander angeordnet sind, läßt sich die Wandstärke der Beine leichter steuern. Beim Blasvorgang erfolgt nämlich ein gleichmäßigeres Kriechen des Kunststoffmaterials, so daß eine Flasche hergestellt wird, welche genauer senkrecht steht.

In Fig.6-8 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Form der Rippen, welche den konischen inneren Wandbereich und den konvexen äußeren Wandbereich in im Abstand voneinander angeordnete Beine unterteilen, gegenüber dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel modifiziert. Im einzelnen besitzt die gezeigte Flasche eine zylindrische Seitenwand 122, an deren unterem Ende sich ein Bodenteil 112 anschließt. Der Bodenteil besitzt einen nach oben gerichteten konischen inneren Wandbereich 124 mit einem Scheitelteil 126 im Zentrum des Bodenteils. Dieser Scheitelteil kann eine beliebige Form haben und muß nicht unbedingt die gezeigte konvexe Form besitzen. Ein konvexer äußerer Wandbereich 128 von ringförmiger Gestalt umgibt den inneren Wandbereich 124 und geht im tiefsten Teil der Flasche in diesen

über, während sein oberes Ende in die zylindrische Seitenwand 122 übergeht. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel wird am Übergang des inneren Wandbereichs 124 in den äußeren Wandbereich 128 ein Kreisbogen 130 ausgebildet, welcher eine Stützfläche 131 definiert. Dabei wird zwischen dem Kreisbogen 130 und dem konischen inneren Wandbereich 124 eine Ecke 138 ausgebildet. Beim betrachteten Ausführungsbeispiel sind die konvexen Rippen durch drei im wesentlichen horizontale Rippen 140 ersetzt, die sich ausgehend von dem Scheitelbild 126 radial nach außen erstrecken und schließlich in den äußeren Wandbereich 128 übergehen. Die Rippen 140 unterteilen den inneren Wandbereich 124 und den äußeren Wandbereich 128 in drei im Abstand voneinander angeordnete Beine 136. Die Rippen 140 gehen ferner teilwoise um die Außenseite der Beine 136 herum. Am Übergang der Rippen 140 in den äußeren Wandbereich 128 ist eine Krümmung mit einem kleinen Radius vorgesehen, wodurch die Festigkeit des Bodens 112 erlcuht wird. Mit anderen Worten iehen also die flachen horizontalen Rippen 140 ziemlich scharf in die im wesentlichen zylindrische Außonwand 128 über, um den Bodenteil 112 dadurch gegen eine unerwünschte Verformung zu versteifen.

Das bevorzugte Material für Kunststoffflaschen gemäß der Erfindung ist Polyethylentorephtalat (PET); grundsätzlich kann jedoch ein breiter Bereich von Kunststoffmaterialien verwendet werden, wie z. B. hochwertige Polyester, PVC, Nylon und Polypropylen. Die Flaschen werden unter Anwendung eines konventionellen zwei Schritte umfassenden Vorheiz-, Streck- und Blasformverfahrens hergestellt. Dies wird gegenüber den nur einen einzigen Schritt umfassenden Verfahren bevorzugt, da bei diesen Verfahren kleinere als die optimalen Streck- bzw. Dehnungsverhältnisse erreicht werden, was zu Flaschen führt, die zur Verwendung von kohlensäurehaltigen Getränken weniger geeignet sind.

Während des Blasformens berührt der vorgeformte Kunststoff zunächst den Scheitelteil und die Rippenstruktur und dehnt sich dann in die Beinbereiche hinein und zu den Stützflächenbereichen. Aufgrund der Tatsache, daß zunächst der Scheitelteil und die Rippenbereiche berührt werden, kühlt das Kunststoffmaterial in diesen Bereichen zuerst ab, wodurch die Dehnung in diesen Bereichen verringert wird. Der Effekt dieser Abkühlung besteht in einer größeren Wandstärke im Scheitelteil und im Bereich der Rippen, so daß sich eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen eine Rollbowegung nach außen ergibt. Das Strecken des Kunststoffmaterials vom Scheitelbereich zu den Stützflächenbereichen ermöglicht ferner das Blasformen des Kunststoffs zu kleinen kreisbogenförmigen Flächen im Bereich der Stützflächen,

Die vorstehend beschriebene Konstruktion des erfindungsgemäßen Bodenteils kann in erster Linie durch kleine Änderungen der Krümmung der Beine, des konvexen äußeren Wandbereichs und des konischen inneren Wandbereichs variiert werden. Das Herumlaufen der horizontalen Rippen um die einzelnen Beine kann ebenfalls erweitert werden, um die Abstützung im Beinbereich zu verbessern. Das Herumlaufen der Rippen führt zusammen mit dem scharfen Übergang der horizontalen Rippen in dem konvexen äußeren Wandbereich zu einem Verstärkungsrippeneffekt, der die Widerstandsfähigkeit der Flasche gegen ein Auswärtsrollen bei einem erhöhten Innendruck verbessert.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß dem Fachmann, ausgehend von den beschriebenen Ausführungsbeispielen, zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen und/oder Ergänzungen zu Gebote stehen, ohne daß er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müßte, wie er in den Ansprüchen niedergelegt ist.

Claims (7)

1. Kunststoffflasche für Getränke mit einem hohlen Hauptteil mit einer im wesentlichen zylindrischen Seitenwand und mit einem in die Seitenwand übergehenden angeformten Bodenteil, welche durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:

- es ist ein nach oben konkaver innerer Wancibereich (24) vorgesehen, welcher ein unteres Ende aufweist und oben in einem Scheitelbereich (26) endet, der im wesentlichen zentral zu dem Bodenteil (12) angeordnet ist;

- es ist ein ringförmiger, konkav gekrümmter, äußerer Wandbereich (28) vorgesehen, welcher an seinem unteren Ende in das untere Ende des inneren Wandbereichs (24) und an seinem ober in Ende in das untere Ende der zylindrischen Seitenwand (22) übergeht; es sind nach oben vorspringende Rippen (32) vorgesehen, die sich in dem Bodenteil (12) von dem Scheitelteil (26) radial nach außen zu dem äußeren Wandbereich (28) erstrecken, wobei jede der Rippen (32) im wesentlichen über ihre gesamte Länge gleichmäßig und kontinuierlich ausgebildet ist, wobei die Rippen (32) den inneren Wandbereich (24) und,den äußeren Wandbereich (28) in in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnete, hohle Beine (36) unterteilen, die nach unten über die Rippen (32) ninausreichen, und wobei die in radialer Richtung außen liegenden Rippenenden in den äußeren Wandbereich (28) übergehen;

- und an den tiefsten Punkten der Beine (36) sind Stützflächen (31) zur Abstützung der Flasche (10) an einer Abstellfläche vorgesehen, wobei die Stützflächen (31) und der konkave innere Wandbereich (24) - im senkrechten Querschnitt betrachtet - relativ zueinander derart geneigt sind, daß sich gegen das Innere der Flasche (10) gerichtete Ecken (38) bilden, welche die Beine (36) aussteifen und einer Verformung des Bodenteils (12) entgegenwirken.

2. Kunststoffflasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Rippen (32) vorgesehen sind.

3. Kunststoffflasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützflächen (31) durc. kreisbogenförmige Bereiche am Übergang des konvexen äußeren Wandbereichs (28) in den inneren Wandbereich gebildet sind.

4. Kunststoffflasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Rippen (32) mit deren radialem Abstand von dem Scheitelteil (26) nach außen zunimmt.

5. Kunststoffflasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rippen (32) nach oben vorstehende Vorsprünge (34) ausgebildet sind.

6. Kunststoffflasche nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (34) umgekohrt U-förmig ausgebildet sind.

7. Kunststoffflasche nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (34) mit zunehmendem radialen Abstand vom Scheitelteil (26) eine zunehmende Breite besitzen.