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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Behältnis aus Kunststoff zur Aufnahme
von Getränken.
Derartige Behältnisse
sind aus dem Stand der Technik seit längerer Zeit bekannt und lösen zunehmend
Glasflaschen als Getränkebehältnisse
ab. Der Vorteil dieser Kunststoffbehältnisse selbst besteht insbesondere
in dem geringeren Gewicht, der optimalen Handhabbarkeit bezüglich Design
und teilweise in der mehrfachen Verwendbarkeit. Aus dem Stand der
Technik sind diverse Flaschen unterschiedlichster Größen sowohl
für kleine
Füllmengen im
Bereich von 200ml bis hin zu großen Füllmengen von 5 l bekannt. Diese
Behältnisse
weisen dabei die unterschiedlichsten Formen auf. Im Rahmen von Herstellungsverfahren
werden die Vorformlinge beispielsweise mittels Luftdruck zu den
Kunststoffbehältnissen
aufgeblasen bzw. expandiert. Zu diesem Zweck werden die Vorformlinge üblicherweise
in eine Form eingegeben und gegenüber dieser Form expandiert.
Zur Kosteneinsparung wird versucht, die Kunststoffbehältnisse
mit immer weniger Materialaufwand herzustellen. Dies bedeutet jedoch
andererseits, dass an die Stabilität der Flaschen im Verhältnis zu
der verwendeten Materialmenge zunehmend höhere Anforderungen zu stellen
sind.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Behältnis zu
schaffen, welches eine hohe Formstabilität aufweist. Daneben soll ein
Behältnis
geschaffen werden, welches im Rahmen des Expandiervorgangs einfacher
und kostengünstiger
herzustellen ist. Dies wird erfindungsgemäß durch in Behältnis nach
Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind
Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein
erfindungsgemäßes Behältnis aus Kunststoff
zur Aufnahme von Getränken
weist eine Mündung,
einen sich in der Längsrichtung
des Behältnisses
an die Mündung
anschließenden Wandabschnitt
und einen als Standfläche
ausgebildeten Bodenabschnitt auf, wobei der Wandabschnitt in den
Bodenabschnitt übergeht
und das Behältnis einteilig
ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß weist
der Bodenabschnitt einen in einer radialen Richtung bezüglich der
Längsrichtung
innen liegenden Anspritzpunkt und einen diesen Anspritzpunkt umgebenden
Zentralbereich auf sowie einen sich von diesem Zentralbereich zu dem
Wandabschnitt erstreckenden Übergangsabschnitt,
wobei dieser Übergangsabschnitt
in wenigstens einer, bevorzugt in mehreren und besonders bevorzugt
in jeder radialen Richtung des Behältnisses in jedem geometrischen
Teilabschnitt eine Krümmung
mit endlichem Krümmungsradius
aufweist. Die radialen Richtungen werden dabei unter Bezugnahme
auf eine Längsrichtung
des Behältnisses
verstanden.
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Mit
anderen Worten weist der Bodenabschnitt abgesehen von dem Zentralbereich
keine geradlinigen bzw. ungekrümmten
Abschnitte in der radialen Richtung auf. Zwar können unterschiedliche Krümmungen
d. h. Krümmungen
in verschiedene Richtungen ineinander übergehen und damit kann es zu
geometrischen Wendepunkten kommen an denen mathematisch gesehen
keine Krümmung
vorliegt. Es sind jedoch keine ausgedehnten geradlinig verlaufenden
Abschnitte vorgesehen. Der Vorteil einer derartigen Ausführungsform
besteht in einer höheren Stabilität und einer
leichteren Formbarkeit. Durch die Vermeidung geradlinig verlaufender
Abschnitte werden auch Kanten bzw. mathematisch gesprochen nicht
differenzierbare Stellen vermieden und damit die Formstabilität des besonders
empfindlichen Bodenabschnitts erhöht. Bevorzugt weist die Mündung ein
Außengewinde
auf.
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Anders
ausgedrückt
kann die Außenfläche oder
die Innenfläche
des Übergangsabschnitts
in einer Projektion in wenigstens einer, bevorzugt in mehreren und
besonders bevorzugt in jeder senkrecht zu der Längsrichtung stehenden Richtung
als Kurve abgebildet werden, wobei die zweite mathematische Ableitung
einer dieser Kurven darstellenden mathematischen Funktion in keinem
Abschnitt der Kurve außerhalb
des Zentralbereichs den Wert 0 aufweist. Mit anderen Worten ist
diese Kurve stets gekrümmt wobei
es jedoch denkbar ist, dass diese Kurve einzelne Wendepunkte aufweist,
in denen beispielsweise eine positive Krümmung in eine negative Krümmung übergeht.
Eine diese Kurve beschreibende mathematische Funktion würde demzufolge
in ihrer zweiten Ableitung möglicherweise
vereinzelte Nullstellen aufweisen. Punkte werden daher nicht als
Abschnitt aufgefasst, Abschnitte sind vielmehr Strecken im mathematischen
Sinn.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist der Bodenabschnitt punktsymmetrisch bezüglich des Anspritzpunktes ausgeführt. Weiterhin
weist der Zentralbereich bezüglich
des geometrischen Mittelpunkts des Bodenabschnitts einen Radius
auf, der unter 15 mm, bevorzugt unter 10 mm und besonders bevorzugt
unter 5 mm liegt. In diesem Zentralbereich ist ein geradliniger
Verlauf des Bodenabschnitts möglich.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erweitert sich der Querschnitt
des Behältnisses
ausgehend von der Mündung
hin zu dem Wandabschnitt.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Kurve
in wenigstens einer radialen Richtung außerhalb des Zentralbereichs
genau zwei Punkte auf, in welcher die zweite mathematische Ableitung
einer dieser Kurve darstellenden mathematischen Funktion den Wert
0 aufweist. Damit sind in der radialen Richtung des Behältnisses
betrachtet genau zwei Wendepunkte vorgesehen. Genauer gesagt weist
der Bodenabschnitt eine Schar von Wendepunkten auf, die in dieser
Ausführungsform
einen konstanten Abstand zu dem geometrischen Mittelpunkt der Flasche
aufweisen. In diesem Falle sind sämtliche Wendepunkte im Wesentlichen auf
einer Kreislinie um den geometrischen Mittelpunkt angeordnet. Unter
im Wesentlichen wird dabei verstanden, dass die Wendepunkte bezüglich des Radius
des Behältnisses
um nicht mehr als 10 bevorzugt um nicht mehr als 5 % gegenüber der
besagten Kreislinie verschoben sind.
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Damit
liegen sich vorteilhaft bei dieser Ausführungsform die beiden genannten
Wendepunkte bezüglich
der Längsachse
des Behältnisses
symmetrisch gegenüber.
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Bevorzugt
weist die Kurve in einer anderen radialen Richtung außerhalb
des Zentralbereichs an keiner Stelle den Wert 0 auf.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform schließt sich
der Übergangsabschnitt
unmittelbar an den Zentralbereich an. So ist es möglich, dass
ein teilweiser geradliniger Zentralbereich vorgesehen ist, an den
sich unmittelbar der gekrümmte Übergangsbereich
des Behältnisses
anschließt.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Übergangsabschnitt
einen ersten Krümmungsbereich
mit einem im Wesentlichen konstanten ersten Krümmungsradius auf. Dies bedeutet,
dass erste Krümmungsbereich
kreissegementförmig
gekrümmt
ist. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform schließt sich
an dem ersten Krümmungsbereich
innerhalb des Übergangsabschnitts
ein zweiter Krümmungsbereich
an, wobei dieser zweite Krümmungsbereich
ebenfalls einen konstanten zweiten Krümmungsradius aufweist. Besonders
vorteilhaft schließt
sich dieser zweite Krümmungsbereich
unmittelbar an den ersten Krümmungsbereich
an.
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Es
wäre jedoch
auch möglich,
den zweiten Krümmungsbereich
nicht in Form einer Kreislinie auszugestalten sondern in Form eines
so genannten Polyspline, d. h. einer Kurve, die durch ein Polynom n-ten
Grades erzeugt wird. Prinzipiell wäre es auch möglich, den
ersten Krümmungsbereich
durch ein Polyspline zu erzeugen, bevorzugt ist jedoch der erste
Krümmungsbereich
kreisförmig
ausgebildet. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform
sind der erste Krümmungsbereich
und der zweite Krümmungsbereich
in der gleichen Krümmungsrichtung gekrümmt. Besonders
vorteilhaft ist der Krümmungsradius
des zweiten Krümmungsbereichs
größer als der
Krümmungsradius
des ersten Krümmungsbereichs.
Damit geht ein stärker
gekrümmter
Bereich von innen nach außen
betrachtet in einen weniger gekrümmten
Bereich über.
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Besonders
vorteilhaft handelt es sich bei dem Bodenabschnitt um einen freigeformten
Bodenabschnitt. Dies bedeutet, dass der Formkörper, welcher diesen Bodenabschnitt
erzeugt, nicht durch Ausschneiden mit einem Rotationskörper erzeugt wird, sondern
dass über
beispielsweise CAD-Skizzen freie Formflächen ermittelt wurden, die
wiederum die Grundlage für
eine Form, in der das Behältnis
expandiert wird, bilden. Weitere Vorteile und Ausführungsformen
ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.
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Darin
zeigen:
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1 eine
Projektion eines Bodenabschnitts eines Behältnisses nach dem Stand der
Technik;
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2a eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Bodenabschnitts;
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2b eine
Seitenansicht des Bodenabschnitts eines erfindungsgemäßen Behältnisses;
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2c eine
Bodenabschnitt und einen Teil eines Wandabschnitts eines erfindungsgemäßen Behältnisses;
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3 eine
Liniendarstellung eines erfindungsgemäßen Bodenabschnitts zur Veranschaulichung
der Krümmungsverhältnisse;
und
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4 eine
Projektion zweier Krümmungslinien
für ein
erfindungsgemäßes Behältnis.
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1 zeigt
eine teilweise Darstellung einer (Projektions-) Kurve K1 eines Bodenabschnitts 24 eines
(nicht in seiner Gesamtheit gezeigten) Behältnisses nach dem Stand der
Technik. Dabei geben die jeweils radial aus der Kurve K1 herausragenden
Linien S ein Maß für die Krümmung dieser
Kurve an. Man erkennt, dass die Kurve K1 einen Bereich 25 aufweist,
in dem keine Krümmung
vorliegt, d. h. in dem die Kurve geradlinig verläuft. Durch diesen geradlinigen
Abschnitt kann es zu erhöhten
Spannungen in dem entsprechenden Bereich und auch zu Brüchen kommen.
Das Bezugszeichen B bezieht sich hier auf einen Wendepunkt, in dem
die Krümmung
der Kurve K1 sich ändert.
Das Bezugszeichen 22 bezeichnet einen ersten Krümmungsbereich
und das Bezugszeichen 26 einen zweiten Krümmungsbereich.
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2a zeigt
eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Bodenabschnitts. Der
Bodenabschnitt 4 weist in seinem Zentrum einen Anspritzpunkt 8 und
einen diesen Anspritzpunkt 8 umgebenden Zentralbereich 6 auf.
Dabei sind sowohl der Anspritzpunkt 8 als auch der Zentralbereich 6 im
Wesentlichen kreisförmig
ausgebildet. Innerhalb dieses Zentralbereiches 6 sind sowohl
gekrümmte aber
auch geradlinige Verläufe
des Bodenabschnitts möglich.
An den Zentralbereich 6 schließt sich ein in seiner Gesamtheit
mit 10 bezeichneter Übergangsabschnitt
auf, der schließlich
in den (nicht in seiner Gesamtheit gezeigten) Wandabschnitt 2 übergeht. Der
Bodenabschnitt 4 weist hügelartig gekrümmte Bereiche 3 auf,
welche letztlich auch die Standflächen für das Behältnis bilden. Zwischen diesen
hügelartig
gebildeten Bereichen 3 befinden sich jeweils Mulden bzw.
Senken 5. Die Anzahl dieser Senken 5 und der hügelartigen
gekrümmten
Bereiche kann dabei variieren.
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2b zeigt
eine Schnittdarstellung des in 2a gezeigten
Bodenabschnitts 4. In dieser Schnittdarstellung erkennt
man sowohl eine Außenkontor
des Bodenabschnitts 4 in einem hügelartig gekrümmten Bereich 3 als
auch die betreffende Außenkontor
in den jeweiligen Senken 5. In beiden Bereichen ist jedoch
der jeweilige Übergangsabschnitt 10a, 10b gekrümmt, d.
h. weist keinen geradlinigen Abschnitt auf. Auch in den Bereichen,
die zwischen der Senke 5 und dem hügelartig gekrümmten Bereich 3 liegen,
treten bevorzugt keine Krümmungen
auf. Damit ist es möglich,
unabhängig
von Wahl der radialen Richtungen R, welche sich in Umfangsrichtung um
die Längsrichtung
L erstreckten eine Kurve K zu projizieren, welche keinen geradlinigen
Abschnitt außerhalb
des Zentralbereichs 6 aufweisen. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet
den Übergangsabschnitt in
seiner Gesamtheit, die Bezugszeichen 3, 5 den
in einer bestimmten Richtung betrachteten Übergangsabschnitt. Das Bezugszeichen 7 bezieht
sich auf einen Vorsprung, den einen Unterabschnitt des hügelartig
gekrümmten
Bereichs 3 bildet und der weiterhin als Standfläche dient.
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2c zeigt
eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bodenabschnitts 4 mit
einem sich darauf anschließenden
Wandabschnitt 2. Auch hier sind wieder durch Linien sowohl
der Zentralbereich der Senkungen 5 als auch der Zentralbereich
des hügelartig
gekrümmten
Bereichs 3 gekennzeichnet. Bevorzugt weist der Bodenabschnitt
auch in einer um die Längsachse
L verlaufenden Umfangsrichtung entlang wenigstens einer Höhenlinie
h1 keinen geradlinig verlaufen Abschnitt auf. Bevorzugt ist entlang der
gesamten Längserstreckung
L1 des Bodenabschnitts 4 an keiner Höhenlinie hx ein derartig geradlinig
verlaufender Abschnitt vorhanden.
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3 zeigt
eine perspektivische Strichdarstellung zur Veranschaulichung der
Krümmungsverhältnisse.
Die Linien S geben hier wiederum ein Maß für die Krümmung des jeweiligen zu betrachtenden Abschnitts
an. Man erkennt, dass die hier herausgegriffene Krümmungskurve
K3 ebenfalls keine geradlinigen Abschnitte aufweist sondern lediglich
Wendepunkte B, in denen sich die Krümmung ändert.
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Bevorzugt
ist, wie in 3 ersichtlich, bei solchen Projektionen
des Bodenabschnitts, die nicht durch den Anspritzpunkt 8 oder
durch den Zentralbereich 6 verlaufen, im gesamten Bereich
des Bodenabschnitts 4 kein geradliniger Verlauf vorhanden. Auch
durch diese Vorgehensweise wird eine besonders günstige Stabilität des Behältnisses
erreicht. Das Bezugszeichen K3 kennzeichnet eine derartige Kurve.
Diese Kurve K3 weist zwei Wendepunkte B auf, in denen die Krümmungsrichtung
wechselt.
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4 zeigt
eine Projektion einer geometrischen Kurve K1 in dem Bereich eines
hügelartig
gekrümmten
Bereichs 3 sowie eine geometrische Kurve K2 in dem Bereich
einer Senke 3. Links bezüglich des eingezeichneten Punktes
A schließt
sich der Zentralbereich 6, der auch geradlinig verlaufen
kann an (nicht gezeigt). Zwischen dem Punkt A und dem Punkt B hat
die Krümmungskurve
K1 eine Krümmung nach
unten die im Folgenden auch als negative Krümmung bezeichnet wird.
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In
dem Punkt B wechselt die negative Krümmung in eine positive Krümmung sodass
der Punkt B im mathematischen Sinne einen Wendepunkt darstellt.
In dem Unterabschnitt 12 zwischen dem Punkt A und dem Punkt
B ändert
sich die Krümmung
stets. So nimmt sie ausgehend von dem Punkt A ihrem Betrag nach
zunächst
zu bis sie einen Maximalwert erreicht und nimmt anschließend bis
zu dem Punkt B wieder ab.
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Dieser
Krümmungsverlauf
kann durch ein Polynom n-ten Grades beschrieben werden. Zwischen
dem Punkt B und dem Punkt C schließt sich ein weiterer Unterabschnitt 13 an,
in dem die Krümmung
positiv ist und bis zu einem Maximalwert in dem Punkt C ansteigt.
Zwischen dem Punkt C und dem Punkt D schließt sich ein Unterabschnitt 14 an, in
dem die Krümmung
konstant ist bzw. einen konstanten Krümmungsradius R1 aufweist. Mit
anderen Worten liegt die Kurve K1 hier auf einer Kreislinie eines
Kreises Kr1. In dem Punkt D nimmt der Krümmungsradius schlagartig zu,
sodass zwischen dem Punkt D und dem Punkt E ein Unterabschnitt mit
konstantem Krümmungsradius
R2 vorliegt.
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Die
Kurve K2 beschreibt den Krümmungsverlauf
im Bereich einer Senke 5. Bevorzugt wird hier die Krümmung durch
einen konstanten Krümmungsradius
R3 beschrieben. Die Kurven K2 und K1 gehen in dem Punkt E ineinander über und
an diesen Punkt E schließt
sich der hier im Wesentlichen kreisförmig ausgebildete Wandabschnitt 2 an.
Bevorzugt ist, wie in 4 dargestellt, der Krümmungsradius
R1 kleiner als der Krümmungsradius
R2 und der Krümmungsradius
R3 ist größer als
der Krümmungsradius R1,
jedoch kleiner als der Krümmungsradius
R2.
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Auch
in dem Punkt A gehen die beiden Kurven K1 und K2 ineinander über. Es
wird darauf hingewiesen, dass auch die weiteren Kurven, welche in Umfangsrichtung
des Bodenabschnitts zwischen der Kurve K2 und der Kurve K1 liegen
ebenfalls an den den Punkten A und E entsprechenden Stellen in der Umfangsrichtung
des Bodenabschnitt 4 ineinander übergehen.
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Sämtliche
in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich
beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem
Stand der Technik neu sind.