DE2533876C2

DE2533876C2 - Fadenumwickelte, im wesentlichen kugelige Flasche und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2533876C2
Application number: DE2533876A
Authority: DE
Inventors: Eugene Frederick Sand Springs Okla. Jacobs
Original assignee: Fibercast Co
Current assignee: Fibercast Co
Priority date: 1974-07-31
Filing date: 1975-07-29
Publication date: 1985-04-18
Also published as: CA1018084A; DE2533876A1; US3908851A; BR7504903A

Description

1. eine Umfangswicklung aus in Kunststoff eingebetteten Fäden um den Hals (12) der Einlage (11) zu bilden, die als Verankerung zur Befestigung einer Apparatur an der Flasche geeignet ist und deren äuße·-* Umfangsfläche (16a,) mit der von der Halswicklung (16) weglaufenden Fläche der Einlage (11) einen stumpfen Winkel bildet

2. eine innere polare Wicklung (19) aus in Kunststoff eingebettete Fäden über der Einlage (11) anzubringen, die an die Halswicklung (16) angrenzt und

3. eine äußere polare Wicklung (22) aus in Kunststoff eingebetteten Fäden über der inneren Wicklung (19) anzubringen, die die Halswicklung (16) übergreift und sie daran hindert, von der Einlage (11) abzureißen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flasche Kugelform hat und die äußere Wicklung (22) an dem zu dem Hals (12) entgegengesetzten Ende der Flasche in einem von dem Rotationszentrum des Doms (14) beabstandeten Kreis angebracht wird, um das Ende der Flasche zu verstärken.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst eine Lage eines Verstärkungsmaterials (17) auf der Einlage (11) an einer solchen Stelle angebracht wird, daß sie unter der Halswicklung (16) und einem Teil der polaren Wicklungen (19,22) zu liegen kommt

Die Erfindung bezieht sich auf eine fadenumwickelte, im wesentlichen kugelige Flasche mit einer Einlage mit einem nach außen abstehenden Hals, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Bei einer derartig bekannten Flasche (US-PS 34 49 182) hat sich herausgestellt daß die Stoßstelle der Einlage mit den polaren Wicklungen zu schwach ausgebildet ist so daß es bei -siner Druckbeanspruchung an dieser Stelle immer wieder zu Brüchen kam.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine fadenumwickelte Flasche der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß ein Abreißen des Halses von der Flasche vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch gekennzeichnete Erfindung gelöst

Durch die Ausbildung einer Halswicklung mit einer Umfangsfläche, die mit der von der Halswicklung wegragenden Räche der Einlage einen stumpfen Winkel einschließt wobei die innere polare Wicklung von Fäden und Kunststoff an die Halswicklung angrenzt und eine Mulde bildet über die eine die Halswicklung übergreifende äußere polare Wicklung aus in Kunststoff eingebetteten Fäden gelegt ist wird, ähnlich wie bei einer Schweißnaht eine wesentliche Verstärkung dieses Bereiches erreicht so daß eine sichere Verbindung von Hals und Flasche gewährleistet ist

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dabei ist es bekannt zur Herstellung derartiger Flaschen Tumbler-Wickelmaschinen zu verwenden, wie dies in der US-PS 31 12 284 beschrieben ist Hierbei wird eine Einlage auf einem Dorn angeordnet woraufhin der Dorn um seine Achse und auch kopfüber zum Anbringen polarer Wicklungen auf der Einlage gedreht wird. Bei der RDtation der Einlage um die Achse des Dorns werden auf die Einlage Umfangswicklungen angebracht

Ein Ausführungsbeispie! der vorliegenden Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht eines fadenumwickelten Gefäßes, das auf dem Dorn einer Wickelmaschine gezeigt ist wobei der Dorn in Seitenansicht dargestellt ist;

F i g. 2, 3,4, 5 und 6 Detailansichten in vergrößertem Maßstab, die aufeinanderfolgende Schritte bei der Her-Ftellung des Gefäßes veranschaulichen.

Die dargestellte Flasche, die insgesamt mit 10 bezeichnet ist weist eine Einlage 11 und eine Reihe von Wicklungen auf, die nachstehend noch genauer erläutert werden. Die Einlage 11 kann jede beliebige Form haben und aus jedem gewünschten Material hergestellt sein. Die gezeigte Einlage ist geblasenes Poiyäthylen. Die Form der Einlage wird durch die gewünschte Form des Endproduktes bestimmt. Die dargestellte Flasche hat eine kugelige Form und daher wird eine kugeiförmige Einlage verwendet. Gemäß der Erfindung hat die Einlage einen abstehenden Hals 12. Der Hals 12 ist in einem Stück mit der Einlage 11 geformt und endigt an seinem freien Ende in einer Nut 13 zur Aufnahme einer Dichtung, die die Flasche mit der Vorrichtung, an die die fertige Flasche angeschlossen wird, abdichtet. Diese Vorrichtung ist hierin nicht gezeigt und kann jede ge-

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wünschte Form haben.

Die Einlage Ii wird erst auf dem Dorn der Wickelmaschine hergerichtet, der mit 14 bezeichnet ist. Der Dorn und seine Befestigung an der Einlage kann jede gewünschte Form haben. Der Dorn ist nicht Teil der Erfindung, ausgenommen daß der Flansch 15 eine Anlage für die Halswicklung bildet, wie noch erläutert wird. Nach Wunsch kann auch die Nut 13 für die Dichtung der Einlage nach außen verlängert werden, um diese Funktion zu übernahmen·, zweckmäßig ist es jedoch, den Flansch 15 des Doms dafür zu verwenden.

Die Wicklungen werden auf der Einlage in herkömmlicher Weise angebracht, nämlich als polare Wicklungen und Umfangswicklungen. Das Aufbringen dieser Wicklungen ist in der Technik bekannt Ein Beisi. 1 dafür ist in der obengenannten US-PS 31 12 23<i her-"neben, in dem sowohl die polaren Wicklungen zL· ai-'ü die Umfangswicklungen auf einer Einlage mi* >-*ι; _ einer Tumbler-Wickelmaschine angebracht den.

Die Wicklungen können s:- j^ieru gewünschten Fadenmaterial und jedem gewü.-·?· hten Kunststoffmaterial bestehen, wie der Fachmann ohne weiteres erkennt. Vorzugsweise wird das Fadenmaterial von einer Vielzahl Glasfaserlitzen gebildet Wie dem Fachir.ann bekannt kann jede Materialhülle aus einer Anzahl von Fäden bestehen, die mit ungehärtetem Kunstharz überzogen werden, oder es kann ein Band aus Fäden in einem teilweise gehärteten Kunststoff verwendet werden. Die Fasern können mit einem in Wärme aushärtenden Kunstharz, etwa Polyester, getränkt werden, so daß die Flasche nach ihrer Formung sehr rasch durch Wärmeeinwirkung gehärtet werden kann. Selbstverständlich kann auch ein anderes Kunstharz verwendet wer den. Durch das Aufbringen von polaren und Umfangswindungen kann die Flasche an allen Stellen gegen Bruch verstärkt werden, ausgenommen die Flaschenöffnung, zu der der Hals 12 gehört In vielen Fällen muß der Hals der Flasche ziemlich groß sein, um die Einführung von Apparatur in die Flasche zu ermöglichen. Der Hals stellt also einen druckempfindlichen Bereich dar, der an der übrigei Flasche derart befestigt werden muß, daß die Fadenwicklungen die in dem Halsbereich angreifenden Kräfte absorbieren.

Es hat sich herausgestellt daß die Flasche dazu neigt an der Stoßstelle der Halswicklung 16 und der polaren Wicklungen abzuscheren. Um diese Schertendenz zu überwinden, wird auf der Einlage 11 rund um den Hals 12 eine Vers.ärkungsniatte 17 angebracht Vorzugsweise wird diese Matte 17 von einigen Lagen eines nr.it Kunstharz imprägnierten Glasfasergewebes gebildet. Die Matte 17 erstreckt sich vom Hals ein Stück weit über die Halswicklung nach außen, um die Flasche in diesem Bereich zu verstärken. (Siehe F i g. 2.)

Als erste Wicklung wird die Halsumfangswicklung in der in F i g. 3 gezeigten Weise angebracht Hierzu wird der Dorn 14 um seine Achse gedreht und ein Fadenfüh-

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hin- und herbewegt in dem Raum zwischen der Einlage 11 und dem Flansch 15, um die Halswicklung 16 als eine massive Masse aus Fasern und Kunststoff rund um den Hals 12 aufzubauen. Die Bewegung des Fadenführers 18 wird derart gesteuert, daß die äußere Umfangsfläche 16a der Halswicklung in der dargestellten Weise an der Einlage 11 weiter vom Hals entfernt ist als am Flansch 15. Der Winkel der Umfangsfläche 16a bestimmt in gewissem Maß die Anzahl von polaren Wicklungen, die die Halswicklung 16 überdecken, um sie gegen eine Bewegung von der Einlage 11 weg zu sichern, wie noch genauer beschrieben wird.

Die Halswicklung 16 stellt ein Mittel zum Befestigen einer Apparatur an der Flasche dar. Nachdem die Flasche von dem Dorn 14 abgenommen ist werden in die Halswicklung 16 an der dem Flansch 15 nahen Oberfläche Locher gebohrt die jedoch in den Figuren nicht dargestellt sind. Diese Löcher sind in Abständen auf einem Kreis um die Dichtungsnut 13 angeordnet und die mit der Flasche zu verbindende Apparatur wird in diesen Löchern auf übliche Weise befestigt Die große Masse der Halswicklung 16 bietet eine feste Oberfläche, an der die Apparatur angefügt werden kann. Dadurch, daß die Halswicklung 16 unter der Dichtungsnut 13 liegt bietet sie eine feste Abstützung für diese Nut so daß eine in der Nut liegende Dichtung zwischen dem Hals 12 und der an die Flasche abgefügten Apparatur abdichtet Vorzugsweise wird die Halswicklung an Ort und Stelle um den Hals gewickelt; sie könnte jedoch auch in Teilstücken vorgefertigt und an der Einlage mittels Kunststoff angefügt werden.

Um der Flasche Festigkeit zu verleihen, wird eine erste polare (Vicklung 19 angebracht wie in F i g. 4 dargestellt Diese Wicklung wird am Hakende der Rasche an der Stelle 21 begonnen, wie in dieser I igur gezeigt Am unteren Ende der Flasche wird die Wicklung neben dem Dorn 14 angebracht und ergibt einen Wulst 20 durch das Überkreuzen mehrerer Fasern beim Auftragen. Am Halsende der Flasche entsteht durch Oberkreuzen mehrerer Fasern ein Wulst 19a und zwischen diesem und der Halswicklung 16 eine Mulde 196. Die Mulde 19£> entsteht unwillkürlich beim Auftragen einer Wicklung auf eine Einlage und hat die nützliche Funktion, dazu beizutragen, daß die zweite Wicklung die Halswicklung 16 überdeckt wie noch beschrieben wird.

Wie obenerwähnt bestimmt der Winkel der Umfangsfläche 16a der Halswicklung das Ausmaß, in dem die äußere Wicklung 22 über der Halswicklung zu liegen kommt Die Umfangsfläche 16a muß mit dem Teil der Einlage 11, der von der Halswicklung wegsteht einen stumpfen Winkel einschließen. Je größer dieser Winkel ist desto mehr kommt die äußere Wicklung über der H-?lswickIung zu liegen.

Die zweite äußere Wicklung 22 wird in der in F i g. 5 dargestellten Weise aufgebracht Die Rotationsachse des Dorns 14 und die Lage des Fadenführer:. 18 werden in der in F i g. 5 gezeigten Weise eingestellt, so daß der aufgebrachte Faden die Halswicklung 16 übergreift Der Faden neigt dazu, in die Mulde 196 zu gleiten, während er aufgebracht wird; beim fortgesetzten Auftragen der Wicklung auf die Flasche, während diese langsam gedreht wird, baut sich die Wicklung 22 in der Mulde 196 so weit auf. daß sie einen Teil der Halswicklung 16 übergreift, wie in F i & 5 dargestellt Diese übergreifende Wicklung hält die Halswicklung an Ort und Stelle fest lind verhindert, daß die Halswicklung sich von der Einlage löst wenn die Flasche unter Druck gesetzt wird.

ter einem größeren Winkel aufgetragen als die erste Wicklung, so daß die Fasern an dem vom Hals 12 entfernten Ende der Flasche in einem Abstand vom Dorn angebracht werden und einander kreuzen. Dadurch entsteht an diesem Ende der Flasche ein Ringwulst 23, der von dem Dorn beabstandet ist. Bei einer kugeligen Flaschenform neigt dieses Flaschenende dazu, sich unter Druck auszuheulen. Die auf diese Weise aufgebrachte zweite Wicklung 12 liefert die gewünschte Festigkeit, um ein Ausbeulen der Flasche zu verhindern. Außerdem trägt dieser größere Winkel auch dazu bei, daß die Fa-

sern der zweiten Wicklung über der Halswicklung 16 zu liegen kommen, und die von der polaren Wicklung ausgeübten Kräfte greifen in einer günstigen Richtung an, um zu verhindern, daß die Halswicklung von der zweiten Wicklung abschert und sich von der Einlage abhebt. Der Auftragswinkel ist nicht krkisch. Es ist nur notwendig, daß die Winkelbeziehung der äußeren Umfangsfläche der Halswicklung und der zweiten polaren Wicklung 22 so gewählt ist, daß die zweite polare Wicklung 22 sich über einem Teil der Umfangsf lache 16a der Halswicklung 16 aufbaut

Wach Wunsch kann abschließend noch über der Halswicklung 16 eine Finishwicklung 24 angebracht werden. Diese Wicklung ist eine Umfangswicklung und verleiht der Oberfläche ein glattes Aussehen. Sie dient also nur der äußeren Erscheinung.

Ferner können auch noch nach Wunsch eine oder mehrere Umfangswicklungen 15 auf dem mn tieren Teil der Flasche angebracht werden, um die Flasche an dieser Stelle abzustützen.

Aus obiger Beschreibung wird deutlich, daß die Erfindung das ihr gestellte Ziel erreicht Die Verwendung des Halses 12 verhindert ein Auslecken von Fluid in den Bereich zwischen der Einlage und den Fadenwicklungen, das zu einem Bruch der Flasche führen könnte. Die Halswicklung 16 bietet eine feste Verankerung für eine an der Flasche anzubringende Apparatur. Die polaren Wicklungen halten die Halswicklung 16 fest an ihrer Stelle, so daß sie sich nicht von der Einlage abheben kann, wenn die Flasche unter Druck gesetzt wird. Damit ist eine Flasche geschaffea die nicht, wie die bisherigen Flaschen, zu einem Bruch am Hals neigt, die direkt und fest an der Apparatur befestigt werden kann, mit der sie verwendet wird. Die allmähliche Querschnittsänderung von der dünnen Wand zu der Halswicklung, die durch die Verstärkungsmatte und die aufgebauten Teil..· der inneren und äußeren Wicklung vorgesehen ist ergibt eine verminderte Konzentration der Beanspruchung in dem zum Hals nahen Bereich der Flasche.

Gegenüber dem gezeigten und beschriebenen Beispiel sind im Rahmen der Erfindung verschiedene Änderungen in Größe. Form und Material möglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Fadenumwickelte, im wesentlichen kugelige Flasche mit einer Einlage mit einem nach außen abstehenden Hais, der der Formung einer Behälteröffnung dient, wobei angrenzend an den Hals eine innere polare Wicklung von kunstharzimprägnierten Fäden auf der Wandung der Einlage vorgesehen ist, auf der dann weitere Lagen gewickelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals (12) der Einlage (11) mit einer Halswicklung (16) versehen ist die eine Umfangsfläche (t6a) aufweist, die mit der von der Halswicklung (16) wegragenden Fläche der Einlage (11) einen stumpfen Winkel einschließt, daß die an die Halswicklung (16) angrenzende innere polare Wicklung (19) eine Mulde (196,1 bildet, über die eine die Halswicklung (16) übergreifende äußere polare Wicklung (22) aus in Kunststoff eingebetteten Fäden gelegt ist

2. Flasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß eine Verstärkungslage (17) auf der Einlage

(11) und unter der Halswicklung (16) und einem Teil der polaren Wicklungen (19,22) vorgesehen ist

3. Flasche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Flasche Kugelform hat und die äußere polare Wicklung (22) an dem zum Hals

(12) entgegengesetzten Ende der Flasche auf einem von der Mittelachse der Flasc/ie beabstandeten Kreis angebracht ist

4. Verfahren zur Herstellung einer Flasche nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem Hals (12) versehene Einlage (11) auf einen Dorn (14) einer Tumbler-Wickelmaschine angebracht wir·- und die Maschine derart betrieben wird, daß der ^orn (14) kopfüber gedreht wird und auch um seine Ac:ise gedreht wird, um