DE2622979B2 - Behaelter zum verpacken von unter druck stehenden fluessigkeiten - Google Patents
Behaelter zum verpacken von unter druck stehenden fluessigkeitenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Behälter zum Verpacken von unter Druck stehenden Flüssigkeiten, insbesondere
Bier, bestehend aus einem hohlzylindrischen Rumpf und zwei den Rumpf an seinen beiden Enden verschließenden
Bodenstücken, die im wesentlichen innerhalb des Rumpfes angeordnet sind, eine etwa kegelförmige oder
kegelstumpfförmige Gestalt mit nach außen weisender Spitze haben und einen nach außen umgebogenen Rand
von zylindrischer Form aufweisen, der am Innenumfang des Rumpfes anliegt und mit diesem insbesondere durch
Heißsiegelung verbunden ist, wobei insbesondere der Rumpf und die Bodenstücke aus einem mehrschichtigen
und vorzugsweise demselben Flachmaterial hergestellt sind.
Ein solcher Behälter für Bier oder kohlensäurehaltige Erfrischungsgetränke in einer portionierten Menge ist
bereits bekannt (GB-PS 13 61 896), wobei jedoch der Rumpf und das mit ihm verschweißte Bodenstück aus
einschichtigem thermoplastischem Kunststoff besteht. Bei entsprechend dünnwandiger Ausführung ermöglicht
die Form des Bodenstücks ein radiales Zusammendrükken des geleerten Behälters auf ein kleines Volumen. Es
hat sich jedoch gezeigt, daß bei gefülltem Behälter der mit einer radialen Komponente auf die Kegelfläche des
Bodenstücks wirkende Innendruck zu einer Beanspruchung der Verbindungsstelle zwischen dem umgebogenen
Rand des Bodenstücks und dem Rumpf führt, wobei die Tendenz besteht, daß sich der umgebogene Rand
von der Innenseite des Behälters anfangend vom Rumpf ablöst und sich abrollt. Dementsprechend besteht die
Gefahr, daß die Behälter undicht werden, und dieser Gefahr kann auch durch eine Verstärkung der
Wanddicken, die im übrigen unerwünscht ist, nur in begrenztem Maße begegnet werden.
Es ist bereits bekannt, bei in anderer Weise ausgebildeten Behältern, die insbesondere durch den Werkstoff-Fluß beim Formen oder Tiefziehen entstandene Schwachstelle im Übergangsbereich zwischen Boden und Behälterwand durch einen Versteifungsring
Es ist bereits bekannt, bei in anderer Weise ausgebildeten Behältern, die insbesondere durch den Werkstoff-Fluß beim Formen oder Tiefziehen entstandene Schwachstelle im Übergangsbereich zwischen Boden und Behälterwand durch einen Versteifungsring
ιυ zu verstärken (US-PS 34 16 703). Bei diesen Behältern
ist jedoch der Boden entweder einstückig oder durch formschlüssige Falzung mit der Behälterwand verbunden,
so daß das Problem eines Abrollens oder Umstülpens des Bodens unter dem inneren Behälter-
!■> druck nicht auftritt. Der Versteifungsring kann in eine
Rinne einzementiert sein, die zwischen dem Rand des gewölbten Bodens und der sich einstückig anschließenden
Behälterwand gebildet ist. In allen Fällen ist aber der Versteifungsring im Inneren des Behälters vorgesehen.
Die bekannte Ausbildung kann daher nur an einem Behälterende vorgesehen sein, während das zweite
Behälterende auf andere Weise verschlossen werden muß, beispielsweise durch einen Flaschenverschluß. Die
bekannte Ausbildung ist aber auch deswegen für den Erfindungsgegenstand ungeeignet, weil der bekannte
Versteifungsring mit dem Behälterinhalt in Berührung kommt, so daß geschmackliche Beeinträchtigungen des
verpackten Getränks zu befürchten sind.
Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, den eingangs beschriebenen Behälter ohne
ins Gewicht fallenden Mehraufwand so zu verbessern, daß er trotz dünnwandiger Ausführung dem Innendruck
langzeitig standhält.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
Vi daß die zwischen der Kegelfläche und dem umgebogenen
zylindrischen Rand eines jeden Bodenstücks gebildete Rinne einen starren Versteifungsring aufnimmt.
Bei dieser Ausbildung ist der Versteifungsring auf der
At) Außenseite des Behälters angeordnet, und er befindet
sich auch nicht in einer Rinne zwischen dem Bodenstück und dem Rumpf bzw. zwischen Behälterboden und
Behälterwand, vielmehr wird die den Versteifungsring aufnehmende Rinne zumindest teilweise zwischen der
4r> Kegelfläche und der zylindrischen Randfläche nur des
Bodenstücks gebildet. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß die radialen Komponenten
der auf die Kegelfläche eines jeden Bodenstücks wirkenden Kräfte in radialer Richtung durch den
W Versteifungsring auf den zylindrischen Rand des Bodenstücks übertragen werden, der dadurch in
entsprechender Weise an die Innenumfangswand des Rumpfes angedrückt wird, was einer dichten Verbindung
zwischen diesen Teilen förderlich ist. Dabei wird insbesondere vermieden, daß diese radialen Kräfte nach
Art von Biegekräften konzentriert an der Basis der Kegelfläche bzw. am benachbarten Bereich des
zylindrischen Randes angreifen und diesen von der Behälterinnenseite her abzuheben und abzurollen
mi trachten. Es ist daher ohne weiteres ersichtlich, daß der
Verstärkungsring die vorgenannte Aufgabe löst.
Zweckmäßigerweise ist der Versteifungsring in der Rinne z./ischen der Kegelfläche und dem zylindrischen
Rand ausgeformt. Dieses führt zu einer einfachen
IV1 Herstellung, bei der zugleich ein einwandfreies gegenseitiges
Anliegen der Druckflächen bzw. Kraftübertragungsflächen zwischen dem Bodenstück und dem
Versteifungsring gewährleistet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform besteht der Versteifungsring aus einem thermoplastischen Hartschaumstoff.
Die Schaumstoffüllung läßt sich problemlos anbringen und ist bei einwandfreier Funktion billig
und von geringem Gewicht.
Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung Hegt dem Versteifungsring ein im Umfangsrichtung geschlossenes
Verstärkungsband auf der Außenseite des Rumpfes gegenüber. Dieses Verstärkungsband, das gegebenenfalls
aufgeschrumpft werden kann, vermag Radialkräfte aufzunehmen, so daß die vom Behälterinnendruck
herrührenden und vom Versteifungsring übertragenen Radialkräfte nicht nur den zylindrischen Rand des
Bodenstücks an den Innenumfang des Rumpfes andrücken, sondern der Rand und der Rumpf fest
eingespannt werden, was im Interesse einer dichten Verbindung zwischen Rand und Rumpf liegt und auch
eine dünnwandige Ausbildung des Rumpfes fördert. Die Verstärkung von Kunststoff-Flaschen durch ein mittels
Wärme aufgeschrumpftes Verstärkungsband ist für sich genommen bereits bekannt (US-PS 35 42 229)
Bekannt ist im übrigen auch die für den Erfindungsgegenstand bevorzugt vorgesehene mehrschichtige Ausbildung
der Wand eines Flüssigkeitsbehälters (US-PS 34 06 891). Hiernach sind eine Außenschicht aus
Thermoplast, eine anschließende Zwischenschicht aus Aluminiumfolie, eine weitere Zwischenschicht aus
Papier bzw. Karton sowie eine anschließende Innenschicht aus Thermoplast vorgesehen. Dieser Wandaufbau
hat sich auch für den Erfindungsgegenstand bewährt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch den unten geschlossenen, füllbereiten Behälter, der nach dem Füllen mit
einem kohlensäurehaltigen Getränk mit dem oberen Bodenstück verschlossen wird,
Fig.2 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte
Ausführungsform desselben Behälters und
F i g. 3 eine Ansicht in Vergrößerung der Einzelheit II in F i g. 2.
Beim gezeigten Beispiel ist ein zylindrischer Rumpf 1 von drei Schichten gebildet, nämlich, von außen nach
innen gehend, von einer Folie 2 aus Polyäthylen hoher Dichte mit einer Dicke von 30 bis 40 μπι, von einer Folie
3 aus Aluminium mit einer Dicke von 15 bis 20 μίτι, und
von einer Folie 4 aus Polyäthylen hoher Dichte mit einer Dicke von 60 bis 80 μπι. Dieser Rumpf 1 kann
beispielsweise durch Wickeln dieses zusammengesetzten gewalzten Ausgangsmaterials und dann Heißsiegeln
längs einer Mantellinie gebildet sein.
Ein Bodenstück 5 ist aus einem Werkstoff hergestellt, der demjenigen des zylindrischen Rumpfes 1 ähnlich ist,
und ist durch Tiefziehen oder Warmverformen so gestaltet, daß der Rand 6 seiner Basis umgeschlagen ist
und einen zylindrischen Abschnitt 7 bildet, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des zylindrischen
Rumpfes 1 im wesentlichen gleich ist.
Nach diesem Umschlagen kommt die Innenfolie 4' des Bodenstückes 5 mit der die Innenwand des Rumpfes
1 bildenden Folie 4 in Berührung, und es ist möglich, diese beiden Materialien durch Heißsiegeln miteinander
zu vereinigen. Die auf diese Weise erzielte Heißsiegelnaht 8 verbindet die Bodenstücke 5 innig mit dem
Rumpf 1, und der erzielte Behälter ist vollkommen dicht.
Was die Druckfestigkeit betrifft, so bereitet die zylindrische Wand des Rumpfes 1 wenig Schwierigkeiten.
Dagegen besteht die Gefahr, daß die Bodenstücke 5 durch die auf ihren kegelstumpfförmigen Abschnitt
ausgeübten Kräfte verformt werden, was früher oder später zu einem Bruch der Heißsiegelnaht 8 führen wird.
Um diese Gefahr auszuschalten, ist die im Querschnitt dreieckigen Rille zwischen der kegelstumpfförmigen
Wand der Bodenstücke 5 und der zylindrischen Wand des Rumpfes 1 mit einem Hartschaum 9 aus
thermoplastischem Material gefüllt Der Hartschaum 9 überträgt die Innendrücke 10, die zur Zone der
ίο Heißsiegelnaht 8 parallele Komponenten haben, auf die
zylindrische Wand des Rumpfes 1, wodurch Abwickeln des Randes des umgeschlagenen zylindrischen Abschnittes
7 der Bodenstücke 5 vermieden ist Der Hartschaum 9 ist in einem Kunststoff ausgebildet der
sich gleich nach dem Einspritzen mit den Außenwänden 2' der Bodenstücke 5 und eventuell mit der die
Innenwand des zylindrischen Rumpfes 1 bildenden Folie 4 innig verbindet.
Bei dem in F i g. 1 dargestellten Beispiel geht der Hartschaum 9 über den zylindrischen Abschnitt 7 des
Bodenstückes 5 hinaus und liegt am Ende der von der Folie 4 gebildeten Innenwand des zylindrischen
Rumpfes 1 an und haftet daran.
Bei dem in F i g. 2 und 3 dargestellten Behälter ist eine geringere Menge Hartschaum 9 verwendet Der
Hartschaum 9 füllt nur den Grund der zwischen der kegelstumpfförmigen Wand des Bodenstückes 5 und
dessen zylindrischem Abschnitt 7 eingeschlossenen Rille, ohne über den umgeschlagenen Rand 6 hinauszugehen
und somit ohne an der innenliegenden Folie 4 des zylindrischen Rumpfes 1 anzuliegen. Je nach den
Merkmalen der verwendeten Materialien ist die eine oder die andere Ausführungsform vorzuziehen.
Trotz der Verstärkung durch das ringförmige Bauteil aus Hartschaum 9 besteht die bei diesem Behälter-Typ
zu überwindende größte Schwierigkeit in der Haltbarkeit der Heißsiegelnaht 8, die bei besonders hohen
Druckkräften 10 und 10' dazu neigen kann, sich zu öffnen, da sie sich gegebenenfalls unter der Wirkung der
Kraft 10' von innen heraus abwicklen kann. Während dieser fortschreitenden öffnung der Heißsiegelnaht 8
wird das Ende des zylindrischen Rumpfes 1 stark beansprucht und hat das Bestreben, sich nach außen zu
erweitern.
Es hat sich herausgestellt, daß es durch Blockieren jedes Endes des Rumpfes 1 durch Umreifen mit einem
Klebeband 12 möglich ist, den Behälter mit geringen Kosten in bedeutendem Maße zu verstärken oder,
umgekehrt, bei gleicher Druckfestigkeit die Wanddicke des zylindrischen Rumpfes 1 sowie die Größe des
ringförmigen Bauteils aus Hartschaum 9 zu verringern.
Diese Verstärkung ist in F i g. 2 und 3 dargestellt. Das benutzte Klebeband 12 hat eine Breite von 15 mm.
Das Klebeband 12 ist vorzugsweise aus in der Wärme schrumpfendem Werkstoff hergestellt, damit die beiden
Enden des Rumpfes 1 auf der Höhe jeder der Heißsiegelnähte 8 besser blockiert sind.
Bei Druckversuchen mit durch Umreifung verstärkten Behältern löste sich das Bodenstück 5 nicht mehr
w) völlig wie dies früher der Fall war; der Behälter hielt
stand, bis die Wand selbst einriß.
Eine oder mehrere Umreifungen 13 mit Klebeband gestatten es, auch den Rumpf 1 des Behälters mit
niedrigeren Kosten zu verstärken oder, umgekehrt, bei
iii gleiche·· Druckfestigkeit die Wand des zylindrischen
Rumpfes 1 dünner zu machen.
Es wurden Behälter auch unter Verwendung eines mehrschichtigen Verbundwerkstoffes hergestellt, bei-
spielsweise aus dem vierschichtigen Verbundwerkstoff mit
1 Innenschicht aus Polyäthylen als chemischer Schutz und für das Heißsiegeln der Folie,
1 Aluminiumschicht zum Abdichten und Lichtundurchlässigmachen,
1 Aluminiumschicht zum Abdichten und Lichtundurchlässigmachen,
1 Papierschicht zum Erhöhen der Steifigkeit und
1 Außenschicht aus Polyäthylen, welche das Papier undurchlässig macht und das Heißsiegeln
Rumpfes in Längsrichtung gestattet.
1 Außenschicht aus Polyäthylen, welche das Papier undurchlässig macht und das Heißsiegeln
Rumpfes in Längsrichtung gestattet.
Eines der zum Herstellen eines hitzehärtbaren Schaumstoffes verwendeten Materialien war das
Gemisch aus 50% eines höhermolekularen Polyesters aus 2,5 Mol Adipinsäure, 0,5 Mol Phtalsäure und 4 Mol
Triol, 50% eines Isocyanats und 1% einer Polyurethanverbindung. Diesem Schaumstoff kann ein inerter
Füllstoff, z. B.Talkum, Kaolin,Titanoxid, zugesetzt sein.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Behälter zum Verpacken von unter Druck stehenden Flüssigkeiten, insbesondere Bier, bestehend
aus einem hohlzylindrischen Rumpf und zwei den Rumpf an seinen beiden Enden verschließenden
Bodenstücken, die im wesentlichen innerhalb des Rumpfes angeordnet sind, eine etwa kegelförmige
oder kegelstumpfförmige Gestalt mit nach außen weisender Spitze haben und einen nach außen
umgebogenen Rand von zylindrischer Form aufweisen, der am Innenumfang des Rumpfes anliegt und
mit diesem insbesondere durch Heißsiegelung verbunden ist, wobei insbesondere der Rumpf und
die Bodenstücke aus einem mehrschichtigen und vorzugsweise demselben Flachmaterial hergestellt
sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen der Kegelfläche und dem umgebogenen
zylindrischen Rand eines jeden Bodenstücks (5) gebildete Rinne einen starren Versteifungsring (9)
aufnimmt.
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Versteifungsring (9) in der Rinne
zwischen der Kegelfläche und dem zylindrischen Rand ausgeformt ist.
3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Versteifungsring (9) aus
einem thermoplastischen Hartschaumstoff besteht.
4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Versteifungsring
(9) ein in Umfangsrichtung geschlossenes Verstärkungsband (12) auf der Außenseite des Rumpfes
gegenüberliegt.
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