DE1905456U

DE1905456U - Behaelter aus kunststoff.

Info

Publication number: DE1905456U
Application number: DES44994U
Authority: DE
Original assignee: Solvay SA
Current assignee: Solvay SA
Priority date: 1962-06-15
Filing date: 1963-05-11
Publication date: 1964-11-26

Description

Solvay & Oie.₉ Rue Prince Albert, Brüssel/Belgien

Behälter aus Kunststoff

Es wird die Priorität der belgischen Patentanmeldung Nr. 619 010 vom 15- Juni 1962 beansprucht.

Die vorliegende Erfindung betrifft Behälter aus Kunststoff, die sich nicht unter der V/irkung eines inneren Druckes verformen und die sich zur Verpackung von Flüssigkeiten, die Gase enthalten oder freisetzen, wie z„B. Mineralwässer, Biere etc., eignen.

Bis heute wird die Verpackung solcher Flüssigkeiten mittels Glasflaschen oder Büchsen oder Fässern aus Metall durchgeführt. Diese Verpackungen besitzen jedoch gewisse Unannehmlichkeiten.

So bieten die Handhabung und Lagerung der Glasflaschen gewisse, nicht zu vernachlässigende Gefahren. Außerdem ist der Preis solcher Verpackungen relativ hoch. Die metallischen Verpackungen, die nicht wieder verwendbar sind, sind im allgemeinen der Aufbewahrung von Luxusprodukten, wie Spezialbieren etc., vorbehalten, während man für die wieder verwendbaren Glasbehälter ein Kautionssystem vorsieht. Dieses Kautionssystem mißfällt jedoch der Mehrheit der Verbraucher, und außerdem hat es zur Folge, daß sich die allgemeinen Kosten erhöhen und damit der Selbstkostenpreis der verpackten Erzeugnisse.

Um diesen Nachteilen abzuhelfen, wurde bereits vorgeschlagen, solche Produkte in weniger kostspieligen Behältern aus Kunststoff zu verpacken, ohne daß es bisher jedoch gelungen ist, auf befriedigende Weise die Probleme zu lösen, die sich aus der Verwendung dieses neuen Materials ergeben. Man stellt tatsächlich fest, daß Behälter in der herkömmlichen Form, wenn sie aus Kunststoff hergestellt

sind, schlecht den Wirkungen eines inneren Druckes widerstehen. Dieser Mangel an Widerstandskraft ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß die Steifheit der Kunststoffe relativ gering ist, verglichen mit den herkömmlichen Materialien wie Glas oder Metall.

Aus wirtschaftlichen Gründen ist es dagegen nicht möglich, diesen Mangel dadurch zu "beheben, daß man die Wendungsdicke der Behälter erhöht.

Außerdem stellt sich unter der konstanten Spannung bei den Kunststoffen ein Kriecheffekt ein der Art, daß, wenn während der Einfüllung auch keinerlei Deformation stattfindet, man nicht sicher sein kann, daß sich der Behälter nicht noch nach einer bestimmten Zeit, die zwischen einigen Minuten und mehreren Wochen liegen kann, deformiert.

Man hat bereits vorgeschlagen, die Widerstandskraft der Seitenwände der Kunststoffbehälter dadurch zu erhöhen, daß man ihnen eine sphärische Form gibt (Belgische Patentschrift 574 976). Tatsächlich wird in diesem Fall die Spannung, die unter der Wirkung des inneren Druckes in der Wand induziert wird, merklich zugunsten von Zugwirkungen vermindert, und zwar um so mehr, als die Unterschiede in der Ausrichtung zwischen den verschiedenen Teilen der Umlauffläche nicht zu groß sind. In diesem Fall bieten die Kunststoffe eine genügende Widerstandskraft, und die Deformationen unter der Wirkung eines inneren Druckes sind vernachlässigbar.

Dies gilt jedoch nicht für den Boden der Behälter, der im übrigen die Stabilität des Ganzen in der vertikalen Stellung gewährleisten muß.

Die Böden solcher Behälter sind im allgemeinen flach oder konkav und besitzen daher eine vollständig andere Orientierung als die Seitenwände. Die Druckwirkung, die durch den Inhalt auf den Boden der Behälter ausgeübt wird, überträgt sich daher durch eine Biegung auf die Verbindungsstelle des Bodens mit den Seitenwänden, was eine Verformung der Behälter an dieser Stelle zur Folge hat und ihre Stabilität gefährdet.

Die Anmelderin hat nunmehr gefunden, daß es möglich ist,

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stabile Behälter aus Kunststoff zu schaffen, deren Wände und Böden in der Lage sind, ohne sich zu verformen einem inneren Druck standzuhalten.

Zu diesem Zweck genügt es, den Behältern eine "besondere Form zu gehen, welche Gegenstand der Erfindung ist.

Die besondere Form der erfindungsgemäßen Behälter wird durch folgende Merlanale gekennzeichnet:

- Die Seitenwände werden gebildet durch Teile der Umlauffläche um die vertikale Achse der Behälter, wobei die Unterschiede in der Ausrichtung zwischen diesen verschiedenen Teilen vorzugsweise unter 45 liegen.

Die Böden der Behälter sind konvex und bieten sich vor zugsweise dar in der Form von Kugelkappen, elliptischen oder ähnlichen Kalotten.

- Die Böden der Behälter sind außerdem versehen mit radialen Bogenrippen und/oder Hasen, die die Stabilität der Behälter in der vertikalen Stellung gewährleisten.

Diese Rippen und/oder Hasen können direkt während der Formung der Behälter erhalten werden, und sie können dann verschiedene Eigenschaften je nach der angewandten Formmethode aufweisen.

So sind, wenn die Behälter durch Spritzguß hergestellt werden, die Rippen und/oder lasen vollwandig und ihre Bildung beeinflußt in keiner Weise die Widerstandskraft der Seitenwände der Behälter gegen Deformation. Die Zahl und die Lage dieser Rippen und/oder Nasen können daher frei bestimmt werden nur unter Berücksichtigung der Stabilität des Ganzen.

In diesem Fall kann man dann bedenken, ob man nicht einen besseren Sitz erhält, wenn man eine ringförmige, volle Rippe am äusseren Umkreis des Bodens der Behälter vorsieht.

Im Gegensatz dazu muß im Fall einer Formung durch Extrudieren und Blasen auf verschiedene Faktoren Obacht gegeben werden. Tatsächlich sind die Rippen oder lasen hohl, da sie zu gleicher Zeit wie die Behälter aufgeblasen werden. Die Rippen oder lasen sollten daher vorzugs-

weise konisch sein und groß genug, damit während des Aufblasens das K-unststoffmaterial die Aushöhlungen der Form, die für ihre Bildung vorgesehen sind, vollständig ausfüllt. Jedoch ist ihre Größe und ihre Anzahl "begrenzt auf das notwendige Minimum, um die Widerstandskraft des Bodens gegen Deformation nicht zu sehr zu schwächen. Es muß jedoch "bemerkt werden, daß in der Ebene des "Verschlusses der Form, d.h. an der Stelle, wo das extrudierte Rohr abgequetscht wird, man volle Rippen oder Nasen unter der Bedingung erhalten kann, daß ihre Dicke der Dicke des extrudierten, abgeflachten Rohres höchstens gleich ist. Man hat daher ein Interesse daran, die Dicke der Rippen oder Nasen an dieser Stelle herabzusetzen. Da diese Rippen oder Nasen im übrigen keine Abschwächung der Widerstandskraft des Bodens gegen Deformation zur Folge haben, hat man immer Interesse daran, diese Möglichkeit auszunutzen.

Im übrigen wir die Erfindung in Einzelheiten durch die unten beschriebenen Ausführungsbeispiele erläutert. Es ist jedoch selbstverständlich, daß diese nur zur Erklärung gegeben werden und in keiner YiTeise den Umfang der Erfindung beschränken.

Weiter geben die anliegenden Zeichnungen eine vereinfachte Darstellung der nachstehend beschriebenen Ausfürhungsformen wieder.

Beispiel 1

Die Figuren 1 und 2 stellen einen Aufriß, teilweise im Schnitt und einen Grundriß einer Flasche dar, welche sich für die Verpackung von gashaltigen Getränken eignet. Der konvexe Boden 1 der Flasche setzt den inneren Druck in Belastungen in der Wand des Bodens um, die merklich auf Zugspannungen beschränkt sind. Auf diese Weise ist dieser Boden praktisch nicht deformierbar.

Um der Flasche einen stabilen Stand zu geben, ist der Boden 1 mit Rippen 2, 3,4 und 5 in einem Winkel von 90° zueinander ausgestattet, wobei die Flasche auf der Fläche der Rippen ruht.

Wenn man das Formverfahren durch Extrudieren und Blasen zur Herstellung dieses Flaschentyps verwendet, besteht

Interesse daran, zwei der Rippen, z.B. 2 und 3, in die Ebene des Verschlusses BB' der Form zu legen. In diesem Fall sind diese Rippen, die durch Abquetschen des extrudierten Rohres erhalten werden, voll und verstärken noch die Steifheit des Bodens. Die beiden anderen Rippen 4 und 5 sind hohl, denn sie werden durch Aufblasen des Rohres in der Form erhalten.

Beispiel 2

Die Figuren 3 und 4 stellen einen Aufriß und einen Grundriß eines Fasses von grosser Kapazität dar, welches ebenfalls für die Verpackung von gashaltigen Flüssigkeiten geeignet ist. Die Böden 1 sind konvex der Art, das sie einem von dem Inhalt ausgeübten inneren Druck standhalten. Die zwei Böden sind im übrigen mit 3 Rippen in 120°-Stellung ausgerüstet, so daß das Faß in stabilem Gleichgewicht in vertikaler Stellung auf dem einen oder dem anderen Boden aufgestellt werden kann.

Beispiel 3

Die Figuren 5 und 6 zeigen einen Aufriß und einen Grundriß einer Aerosolflasche, deren konvexer Boden 1 dem inneren Druck standhält. Der Boden der Flasche ist mit Nasen 2, 3, 4, 5, 6 und 7, die entlang seines Umfanges angeordnet sind, ausgestattet. Diese begrenzen eine Ebene, die der Flasche einen stabilen Sitz gibt.

Beispiel 4

Die Figuren 7 und 8 stellen einen Aufriß, teilweise im Schnitt und einen Grundriß einer Aerosolflasche dar, die durch Spritzguß erhalten worden ist.

Die Flasche ist in zwei Teilen 1 und 2 geformt, welche dann durch Verschweißen oder ¥erkleben entlang der Linie 3 zusammengesetzt sind.

Der Boden 4 des Teiles 2 ist konvex, und man hat gleichzeitig mit diesem Boden eine volle, umlaufende Rippe 5 geformt. Diese Rippe gibt der Flasche eine ausgezeichnete Stabilität und ist in keiner V/eise der Widerstandskraft des Bodens gegen Deformation abträglich.

Um die Vorteile der Erfindung noch klarer heraustreten zu lassen, wurden auch Vergleichsversuche hinsichtlich der Viii der standskraft gegen inneren Druck mit zwei Typen von Flaschen, die in Figuren 9 und 10 dargestellt sind, durchgeführt, wobei nur die in Figur 10 dargestellte Flasche der vorliegenden Erfindung entspricht. Die Kennzeichen dieser "beiden Flaschentypen werden nachstehend wiedergegeben.

Die Flasche A, die in Figur 9 dargestellt ist, besteht aus einem abgerundeten Teil 1, der nicht sphärisch ist, da das Zentrum des Krümmungshalbmessers R sich nicht auf der Achse der Flasche befindet, sowie aus einem konischen Teil 2.

Der stark konkave Boden 3 der Flasche ist durch einen abgerundeten Teil 4 an den konischen Teil 2 angesetzt und ist verstärkt durch zwei überkreuz liegende Rippen und 6, deren eine voll ist.

Die in Figur 10 dargestellt Flasche B ist identisch mit der eben beschriebenen, mit der Ausnahme, daß der Boden konvex ist. Zwei überkreuz liegende Rippen 5 und 6 gewährleisten die Stabilität der Flasche, wobei die Rippe 5 voll und die Rippe 6 hohl ist.

Fur die Flasche B entspricht den Merkmalen der Erfindung, da ihr Boden konvex ist.

Diese zwei Flaschentypen wurden während einer Dauer von 10 Tagen bei einer Raumtemperatur von 2O⁰C einem konstanten, inneren Druck von 5 kg/cm ausgesetzt.

Die nachstehende Tabelle 1 zeigt die Veränderungen der Seiten während der Versuche.

D₁: Durchmesser in mm der Flaschen im Abstand

von 2,5 cm vom Hals
D_?: Durchmesser in mm an der Verbindungsstelle

der Teile 1 und 2
D-: Durchmesser in mm an der Verbindungsstelle des Teiles 2 und der Abrundung 4 (Flasche A) bzw. des Teiles 2 und des Bodens 3 (Flasche B).

	Seitenwerte	62,9 69,3 49,8	62,9 69,3 49,8
anfänglich		sofortige Deformation	Deformation
Flasche A D₁ 63,4 D₂ 68,9 D₃ 50,5	nach 5 Tagen nach 10 Tagen	62,7 69,5 50,2
Boden	62,7 69,5 50,2	überhaupt keine
Flasche B D₁ 63,4 D₂ 68,9 D₃ 50,5
Boden

Eine Untersuchung dieser Tabelle erlaubt, folgende Schlußfolgerungen zu ziehen:

- Die Seitenwände der Flaschen widerstehen in zufriedenstellender Weise dem inneren Druck. Es ist also nicht unbedingt notwendig, ihnen eine vollständig sphärische Form zu geben.

-Die Abänderung der Form, die dem Boden der Flasche B gegeben wurde, hat keinerlei Einfluß auf die Widerstandskraft der Seitenwände gegen Deformation.

- Der Boden der Flasche A verformt sich unverzüglich trotz der Anwesenheit der Kreuzverstrebung, während der Boden der Flasche B keine Deformation zeigt, selbst nicht nach 10 Tagen.

Claims

Sciiutzansprüclie

1. Behälter aus Kunststoff, welcher gegenüber einer Deformation unter der Wirkung eines inneren Druckes widerstandsfähig ist, dadurch gekennz ei chnet, daß seine Seitenwände gebildet werden von einem oder mehreren Teilen der Umlauffläche um seine vertikale Achse, wobei die Unterschiede in der Ausrichtung zwischen den verschiedenen Teilen der Flasche geringer als 45° sind, und daß sein Boden und/ oder seine Böden konvexe Flächen darstellen, die mit radialen Rippen und/oder mit lasen ausgestattet sind, die die Stabilität des Ganzen in der vertikalen Lage gewährleisten.

2. Behälter gemäß Anspruch 1, da durch g e kennzei chnet , daß der Boden und/oder die Böden Kugelkappen oder elliptische oder ähnliche Formen darstellen.

3. Behälter gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die radialen Rippen und/oder die Nasen einheitliche Teile des Bodens oder der Böden sind.