DE1160783B

DE1160783B - Duennwandiger Kunststoffbehaelter mit duennwandigem Schnappdeckel

Info

Publication number: DE1160783B
Application number: DET20735A
Authority: DE
Inventors: Alfons Thiel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1961-09-09
Filing date: 1961-09-09
Publication date: 1964-01-02
Also published as: GB965842A

Description

Dünnwandiger Kunststoffbehälter mit dünnwandigem Schnappdeckel Die Erfindung bezieht sich auf einen dünnwandigen Kunststoffbehälter mit dünnwandigem Schnappdeckel. wobei der Behälter an seinem oberen Rand nach außen umgelegt ist, und in einem Abstand unterhalb dieses Randes eine ringsum laufende Rille zur Aufnahme des Deckels aufweist, während der Deckel mit seinem ringsum laufenden Kragen über den oberen Behälterrand greift, und eine in die Rille des Behälterrandes greifende Rippe aufweist. Der dünnwandige Schnappdeckel soll dabei flüssigkeitsdicht und stapelbar ausgebildet sein.
Es sind bereits dünnwandige Kunststoflbehälter mit dünnwandigen Schnappdeckeln dieser Art bekannt, bei welchen die Rille des Behälterrandes mit merklich größerem Radius als die in sie greifende Rippe des Deckels ausgebildet ist, damit sich die Rippe des Deckels unter dem vom Deckeiboden ausgeübten radialen Druck fest und dicht in die Rille des Behälterrande. einlegt und sich deren Innenfläche möglichst weitgehend anschmiegt. Es ist auch bereits bekannt, solche dünnwandigen Kunststoflbehälter mit dünnwandigen Schnappdeckein so auszubilden, daß der Deckel oberhalb seiner Rippe einen ringsum laufenden axial federnd wirkenden Absatz aufweist.
Hierdurch soll die dort ebenfalls mit merklich kleinerem Radius als die Rille ausgebildete Deckelrippe auch in axialer Richtung innerhalb der Rille des Behälterrandes, nämlich an deren oberen Bereich, festgelegt werden.
Die bekannten dünnwandigen Kunststoffbehälter mit dünnwandigem Schnappdeckel haben sich in der Praxis auch überall dort bewährt, wo mindestens eines der beiden Teile aus verhältnismäßig nachgiebigem Material hergestellt ist. Besondere Schwierigkeiten treten aber dann auf, wenn beide Teile aus verhältnismäßig hartem Kunststoff hergestellt werden sollen, der sich vielfach beim Verarbeiten auch noch verhärtet oder versprödet und dann zum Reißen in Verarbeitungsrichtung neigt.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dünnwandige Behälter mit Schnappdeckel im Vakuum-Tiefziehverfahren aus verhältnismäßig hartem, sich beim Verarbeiten leicht versprödendem Kunststoff, vornehmlich schlagfestem Polystyrol herzustellen. Solche Behälter und Schnappdeckel weisen dann erheblich größere Festigkeit als die bekannten Behälter und Deckel auf. Die Verwendung von hartem Kunststoff, insbesondere schlagfestem Polystyrol für einen elastischen Sehnappdeckel ist aber nur dann möglich, wenn durch die Gestaltung des einen Teiles, d. h. des Behälterrandes oder des Deckels eine entsprechende Elastizität geschaffen wird, und durch die Gestaltung des anderen Teiles die Ausübung der Kräfte zwischen den beiden Teilen dieser Elasttzität angepaßt wird. Die Bedingungen sind: a) Sitzfähigkeit; d. h., der Deckel muß durch Elastizität einschnappen und in seinem Sitz festhalten; b) die Gestaltung muß so ausgeführt sein, daß in jedem Fall Flüssigkeitsdichtigkeit gewährleistet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von den bekannten Kunst stoffbehältern mit dünnwandigern Schnappdeckel aus, bei welchen neben der Ausbildung der Deckelrippe mit merklich kleinerem Radius als die entsprechende Rille des Behälterrandes noch oberhalb der Deckelrippe ein ringsum laufender axial federnd wirkender Absatz im Deckelkragen angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist die Rippe des im Vakuum-Tiefziehverfahren hergestellten Deckels mit erheblich geringerer Wandstärke als dessen oberer Kragenrand und gegebenenfalls der Deckeiboden ausgebildet.
Durch die Erfindung wird eine neuartige Dichtungswirkung dahingehend geschaffen, daß jetzt die Rippe des im Vakuum-Tiefziehverfahren hergestellten Deckels nicht mehr wie bei allen bekannten Schnappverschlüssen unter radialer Druckwirkung steht und sich dementsprechend im wesentlichen radial verformt. Durch das Zusammenwirken der geringeren Wandstärke mit der an sich bekannten axialen Federwirkung des Deckelabsatzes wird die Deckelrippe jetzt im wesentlichen in axialer Richtung verformt, wodurch die Gefahr des Reißens weitgehend herabgesetzt worden ist.
Die Wandstärkeminderung im Bereich der Deckelrippe läßt sich dabei von Fall zu Fall durch Veränderung der Arbeitsbedingungen während des Vakuum-Tiefziehverfahrens empirisch auf den gewünschten Wert einrichten. Insbesondere läßt sich dies durch die Wahl der Verarbeitungstemperatur der Kunststoff-Folie erreichen. Außer der Lösung der oben beschriebenen Aufgabe, bietet die Erfindung den Vorteil, daß sich durch die federnde Wirkung des stufenförmigen Absatzes und die durch die Wandstärkenverminderung eintretende erhöhte Nachgiebigkeit an der Berührungsfläche der Deckelrippe mit der Rille der Behälterwandung ein gleichmäßiger, ständig gleichbleibender Auflagedruck einstellt. Ferner werden durch die Erfindung auch die bei der Vakuumverformung unvermeidlichen Toleranzen durch die sich aus der Gestaltung ergebende besondere Elastizität bei der Bedeckelung von Behältern kompensierungsfähig gemacht.
In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Deckel gut stapelbar ausgebildet, indem der Absatz in einem Abstand oberhalb der Unterkante der Rippe im Deckelkragen angebracht ist, der größer als eine gegebenenfalls vorgesehene Deckelkrempe ist, während sich ein ausgerundeter Randbereich mit wesentlich größerem Radius als der Absatz unmittelbar nach oben an die Rille im Behälterrand anschließt. Hierdurch läßt sich der Deckel besonders sicher. d. h. frei von Verkeilen und Verhaken stapeln, so daß es beim maschinellen Bedeckeln von mit Ware gefüllten Behältern für Maschinenelemente besonders leicht wird, jeweils einen Deckel von einem Stapel zu nehmen, entweder den obersten oder den untersten.
Die durch die Erfindung gegebene Stapelfähigkeit zeichnet sich ferner dadurch aus, daß sich der Stapelabstand der einzelnen Deckel leicht auf ein gewünschtes Maß einrichten läßt, ohne nennenswerten Einfluß auf die grundsätzliche Funktion des Schnappdeckels. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch noch der besondere Vorteil, daß der Behälterrand oberhalb seiner Rille durch die dort angebrachte Ausrundung besonders stabil ausgebildet ist. Ein Eindrücken oder Springen der Behälterwand beim Einschnappen des Deckels wird hierdurch mit Sicherheit ausgeschlossen. Zugleich bietet diese Ausrundung eine günstige Führung beim Eindrücken bzw. Abnehmen des Deckels.
Zwischen der Deckelrippe und dem Deckelboden kann in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ein zusätzlicher, sich unterhalb der Rille dichtend gegen den konischen Wandungsteil des Behälters legende, wulstartiger Ring angeschlossen sein.
Durch diesen wulstartigen Ring läßt sich die Dichtungseigenschaft des Deckels noch wesentlich verbessern. Insbesondere lassen sich auch stärkere Abweichungen des Querschnittes des Behälterrandes von seiner vorbestimmten Form und Größe auch unter voller Sicherstellung der Dichtigkeit des Verschlusses ausgleichen. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn im Bereich dieses wulstartigen Ringes die Deckelwandung ebenfalls merklich verdünnt gegenüber dem oberen Deckelkragenrand und gegebenenfalls dem Deckelboden ausgebildet ist. An den wulstartigen Ring kann ferner nach innen, d. h. nach dem Deckelboden hin eine an sich bekannte ringsum laufende elastische Rille angeschlossen sein.
Vorteilhaft soll nach der Erfindung zwischen der Gefäßwandung und der Wandung des aufgebrachten Deckels nicht nur oberhalb, sondern auch unterhalb der Deckelrippe je ein ringförmiger Hohlraum vorgesehen sein.
Die den äußeren Abschluß des Deckelkragens bildende Deckelkrempe kann nach innen und oben gerichtete, den Behälterrand untergreifende Haftuasen unterschiedlicher Höhe tragen. Diese Haftnasen bil- den dann eine zweckmäßige Ergänzung des um den umgelegten Teil des oberen Behälterrandes gelegten Bereiches der Außenkrempe und stellen im wesentlichen eine axial wirkende Sicherung für den aufgesetzten Deckel dar.
Eine Ausfahrungsform der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch den Verbindungsbereich des Behälterrandes und des Schnappdeckels und F i g. 2 einen senkrechten Teilschnitt durch zwei aufeinandergestapelte Deckel.
Der Becher 1 ist im dargestellten Beispiel an seinem oberen Rand mit einer Lippenrolle 2 und mit einem Abstand darunter, mit einer ringsum laufenden Deckelrille 3 versehen. Zwischen der Lippenrolle 2 und der Deckelrille 3 ist eine Ausrundung 4 mit möglichst großem Radius vorgesehen, die ein möglichst bequemes und schonendes Eindrücken des Deckels ermöglicht. Die Hinterschneidungstiefe der Deckelrille 3 wird empirisch gewählt und größtmöglich festgesetzt. Die Deckelrippe 9, die im unteren Bereich des Deckelkragens angeordnet ist. hat einen wesentlich geringeren Krümmungsradius als die Deckelrille 3 des Behälters. so daß eine gute Dichtung im Bereich 5 gegeben ist, wenn der elastische Druck zwischen der Oberkante 6 des Bechers und dem Bereich 5 besteht, Ein dauernder leichter Andruck im Bereich 5 wird dadurch garantiert, daß der Deckel den stufenförmigen Absatz 7 aufweist, der in F i g. 1. in gespanntem und in Fig. 2 in ungespanntem Zustand gezeigt ist. Der stufenförmige Absatz 7 gibt dem Deckel genügend Elastizität, um einerseits einen dauernden leichten Druck im Bereich S zu erzeugen und andererseits die Materialdickenmlterâchiede auszugleichen. Die Federkraft des stufenförmigen Absatzes 7 läßt sich durch seinen Krümmungsradius einrichten, da dem Wesen des Vakuum-Tierziehverfahrens entsprechend bei kleinerem Krümmungsradius die Schwächmlg der Wandstärke stärker eintritt.
Wie die Erfahrung zeigt sind bei der Vakuumverformung verhältnismäßig große Toleranzen unumgänglich. Sie liegen bei etwa ' 1!;°!n Aus diesem Grund ist es im Rahmen der Erfindung zweckmäßig, eine zusätzliche Dichtungswulst 8 zwischen der Dekkeirippe 9 und dem Deekelboden vorzusehen. Diese Dichtungswulst liegt am konischen Becherteil 1 unterhalb der Deckeirille 3 und kann sich infolge der Dekkelrippe 9 und der Übergangsstufe 10 bequem in der Höhe dem konischen Becherl anpassen und damit die Materialdickenuntersdiiede ausgleichen.
Beim Herstellungsvertahren des Deckels ist insbesondere die Verformungstemperatur der Folie so zu wählen, daß der Deckel im Bereich 9, 10, 8 hedeutend dünner ist als im Bereich der Außenkrempe 13 und der in dieser angebrachten Nasen 14.
Eventuelle Unrundheiten oder durch Materialdickenunterschiede hervorgerufene Exzentrizität zwischen der Lippenrolle 2 und der Deckelrille 3 werden elastisch dadurch aufgefangen, daß sich an die Dichtungswulst 8 nach innen, d. h. nach dem Deckelboden hin eine elastische Rille 11 anschließt. Die Dichtuntswulst 8 und die elastische Rille 11 bilden dabei einen Ausgieichsbereich der sich ziehharmonikaartig zusammenzieht oder dehnt und damit auch bei starken Abweichungen von der Sollform des Behälterrandes einen sicheren Dichtungseingriff zwischen Deckel und Behälterrand sicherstellt. Im dargestellten Beispiel weisen der Deckel und der Behälterrand 3 ringförmige Dichtungszonen auf, nämlich die Aniagezone der Dichtungswulst 8 an den konischen Behälterteil, den Dichtungsbereich 5 der Deckelrippe 9 in der Deckelrille 3 und den Auflagebereich 12 des oberen Deckelkragenrandes auf der Oberfläche 6 der Lippenrolle 2 des Behälters.
Um die Sitzfähigkeit des Deckels, insbesondere bei harter Beanspruchung zu unterstützen, sind in die Deckeikrempe 13 mindestens sechs nach innen ragende Nasen 14 vorgesehen, die sich gegen die Lippenrolle 2 des Bechers legen. Die Lippenrolle 2 des Bechers hat unumgängliche Dickentoleranzen, d. h., der Abstand von der Fläche 6 zu den Sitzpunkten der Spitzen der Nasen 14 hat unterschiedliche Höhen.
Um dennoch dauernden druckaktiven Sitz zu erhalten sind mehrere Serien von je sechs oder mehr Nasen I in verschiedenen Höhen vorgesehen, die der Toleranz der Lippenrolle 2 angepaßt sind.
Die im vorliegenden Beispiel vorgesehenen beiden ringförmigen Hohlräume 15 und 16 zwischen dem Deckelkragen und dem Randbereich des Behälters 1 bieten zunächst den Vorteil, daß durch sie die Dichtungseigenschaften der verschiedenen Dichtungszonen weitgehend voneinander unabhängig werden. Außerdem stellen die ringförmigen Hohlräume 15 und 16 eine Art von Labyrinthwegen dar, die dem Austreten von Flüssigkeit oder sonstigem Behälterinhalt entgegenwirken.
Wie F i g. 2 zeigt, zeichnen sich die Schnappdeckel in der dargestellten Ausführungsform der Erfindung durch gute Stapelbarkeit aus. Hierzu ist der Außendurchmesser der Deckelrippe 9 größer als der Innendurchmesser am unteren Teil des stufenförmigen Absatzes 7. Der obere Deckel legt sich somit jeweils mit seiner nach außen ragenden Deckelrippe 9 auf den nach innen ragenden stufenförmigen Absatz 7 des darunterliegenden Deckels. Da sich die Anordnung des stufenförmigen Absatzes 7 in seiner Höhenlage zwischen der Deckelrippe 9 und dem oberen Rand des Deckelkragens weitgehend frei wählen läßt, kann der Stapelabstand zwischen jeweils zwei Deckeln ohne weiteres den bestehenden Anforderungen einer Verdeckelungsmaschine od. dgl. entsprechend eingerichtet werden. Vor allem ist durch die in F i g. 2 gezeigte Stapelung ein gleichmäßiger Stapelabstand 17 sichergestellt, der für ein betriebssicheres Arbeiten einer Verdeckelungsmaschine od. dgl. von wesentlicher Bedeutung ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Dünnwandiger Kunststofibehälter mit dünnwandigem Schnappdeckel, wobei der Behälter an seinem oberen Rand nach außen umgelegt ist und in einem Abstand unterhalb dieses Randes eine ringsum laufende Rippe zur Aufnahme des Dekkels aufweist, während der Deckel mit seinem ringsum laufenden Kragen über den oberen Be- hälterrand greift, und eine in die Rille des Behälterrandes greifende Rippe mit merklich kleinerem Radius als die Rille des Behälterrandes aufweist, welcher ein oberhalb von ihr im Deckelkragen angebrachter, ringsum laufender, axial federnd wirkender Absatz zugeordnet ist, da d u r c h g e -kennzeichnet, daß die Rippe (9) des im Vakuum-Tiefziehverfahren hergestellten Deckels mit erheblich geringerer Wandstärke als dessen oberer Kragenrand und gegebenenfalls der Deckelboden ausgebildet ist.
2. Kunststoflbehäiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absatz (7) in einem Abstand (17) oberhalb der Unterkante der Rippe (9) im Deckelkragen angebracht ist, der größer als eine gegebenenfalls vorgesehene Dekkelkrempe (13) ist, während sich ein ausgerundeter Randbereich (4) mit wesentlich größerem Radius als der Absatz (7) unmittelbar nach oben an die Rille (3) im Behälterrand anschließt.
3. Kunststoffbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius des Deckelkragens im Bereich des federnden Absatzes (7) etwa gleiche Größe wie der Krümmungsradius im Bereich der Deckelrippe (9) hat.
4. Kunststoffbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Deckelrippe (9) und dem Deckelboden ein zusätzlicher, sich unterhalb der Rille (3) dichtend gegen den konischen Wandungsteil (1) des Behälters legender, wulstartiger Ring (8) angeschlossen ist.
5. Kunststofibehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des wulstartigen Ringes (8) die Deckelwandung merklich verdünnt gegenüber dem oberen Deckelkragenrand und gegebenenfalls den Deckelboden ausgebildet ist.
6. Kunststofiibehälter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den wulstartigen Ring (8) nach innen, d. h. nach dem Deckelboden hin eine an sich bekannte ringsum laufende elastische Rille (11) angeschlossen ist.
7. Kunststoffbehälter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gefäßwandung und der Wandung des aufgebrachten Deckels nicht nur oberhalb sondern auch unterhalb der Deckelrippe (9) je ein ringförmiger Hohlraum (15 bzw. 16) vorgesehen ist.
8. Kunststoffbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den äußeren Abschluß des Deckelkragens hildende Deckelkrempe (13) nach innen und oben gerichtete, den Behälterrand (2) untergreifende Haftnasen (14) unterschiedlicher Höhe trägt.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 972 432, 2 985354.