DE2626848A1

DE2626848A1 - Behaelter sowie verfahren und vorrichtung zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE2626848A1
Application number: DE19762626848
Authority: DE
Inventors: Long Fei Chang
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1975-06-16
Filing date: 1976-06-15
Publication date: 1976-12-30
Also published as: US4134510A; GB1554438A; BE843007A; US4036926A; FR2314815B1; JPS52859A; FR2314815A1; JPS5631249B2

Description

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HAMBÜKG-MÜNCHEN

Z U S T E I, T. U X G S A X S CIIRIFX: 2000 HAMBUItG 30 · NEUBK WALL 41 PLEASE KKI¹LY TO: telefon (010)367428 UND 38 41 15

TELEGR. NEOKDAPATENT HAMBUHG

OWENS-ILLINOIS, INC. 8ooo München 2 · mozaktstb. 23

TELEFON (Ο89) 5 38 05 86 " * -^ TELEGR. NEGEDAPATENT MÜNCHEN

Toledo, Ohio 43666/USA

Hamburg, 11. Juni 1976

Behälter sovie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung desselben

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Flaschen
oder Behältern aus thermoplastischen Materialien zum Halten
von Strömungsmittel unter Druck, wie kohlensäurehaltige
Getränke oder dergleichen. Es sind in letzter Zeit verschiedene thermoplastische Materialien entwickelt worden,
die in der Lage sind, Kohlendioxid zu halten, und die im
Blasformverfatren zu geeigneten Behältern verblasen werden
können. Derartige Materialien sind Polyäthylenterephthalat
oder PET oder als LOPAC (eingetragenes Farenzoichen der

Monsanto Company) bekannte Harze auf Nitrilbasis oder Nitril-

der
gruppen enthaltende Monomere/in dem US-PS 3 873 66O offenbarten

Eine solche Flasche besteht im allgemeinen aus einem Schulterabschnitt mit einem Hals zur Aufnahme einer Kappe, einem . , Seitenwand- oder Hauptkörperabschnitt, sowie einer an die
Seitenwand angefügten Bodenwand. Druck haltende Flaschen haben

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-Z-

allgemein eine zylindrische Gesamtkontur, jedoch ist die vorliegende Erfindung anwendbar auf Flaschen mit einer anderen als zylindrischen Kontur. Im Interesse der Vereinfachung der Beschreibung werden hier Ausdrücke, wie "zylindrisch", "ringförmig" usw. benutzt, es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß diese Ausdrücke lediglich beschreibend und nicht ir. einem geometrischen Sinne begrenzend sind«

Eine Hauptschwierxgkext, die beim Blasformen thermoplastischer Materialien zur Bildung von Flaschen auftritt, welche in der Lage sind, COp und andere Gase unter Druck zu halten, besteht in der Schaffung einer Bodenform, die in der Lage ist, als eine Unterstützung für die Flasche zu dienen und dabei einer Verformung unter Druck ¥iderstand entgegenzusetzen.

Eine geeignete Bodenform besteht in einer einfachen, nach außen halbkreisförmigen Gestalt, jedoch ist hierbei eine getrennt aufgebrachte Außenumfangsstütze erforderlich, um die Flasche aufrecht stehen zu lassen. Eine weniger kostspielige, praktischere Form entsteht durch Umkehrung der nach außen halbkreisförmigen Gestalt in eine nach innen konkav geformte Gestalt oder "Sektboden"-Gestalt (champaign bottom shape). Der Übergangsbereich, an der Verbindung der zylindrischen Flaschenseitenwand mit dem umgekehrten, konkav geformten Boden bildet einen Sitzring, auf welchem die Flasche in Aufrechtstellung gestützt ist. Auf die Konstruktion umgekehrter, konkavförmiger Böden dieser Art ist schon viel Mühe verwandt worden, und es wurden zahlreiche verschiedene Verfahren und viele verschiedene Formen ent-

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wickelt.

Um die Kriecheigenschaften der polymeren Materialien unter Innendruck zu vermindern, wird das Material während der Flaschenbildung orientiert, was ein Verblasen bei herabgesetzter Temperatur verlangt. "Versuche zur Bildung eines konkaven Bodens durch unmittelbares Aufblasen eines Külbels in einer Blasform von der endgültigen Gestalt der Flasche sind fehlgeschlagen. Unter diesen Blasbedingungen «überbrückt¹¹ (bridges over) das Material einfach die scharfen Krümmungen, die zur Bildung eines angemessenen Sitzringos in der Form verlangt werden, und das Material streckt sich und wird dünner in dem Bereich, wo die größte Festigkeit ex*forderlich ist. Infolgedessen verformen sich Sitzringe vnter Innendruck und vermindern den Sitzringdurchmesser und verändern somit die Druckhaltungseigenschaften des konkaven Bodens,

Es ist bereits vorgeschlagen worden, zunächst einen nach außen konvexen Boden zu blasen, der dann zur Bildung des endgültigen konkaven Bodens umgekehrt wird. Die vor Bekanntwerden dieser Erfindung vorgeschlagenen Verfahren und Vorrichtungen verlangen entweder (1) die Verwendung einer getrennten Umkehrform und Wie. derer wärmung des anfänglichen Bodens oder (2) schieben einfach eine konvexe Formbacke gegen den nach außen konvex geformten Boden. Keines dieser Verfahren hat die Schwierigkeiten überwunden, die dem Erfordernis scharfer Kanten in der Über-

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gangszone und angemessener Materialdicken in dem Sitzring eigen sind.

Infolgedessen hat der Stand der Technik noch kein Verfahren und keine Vorrichtung zur Bildung eines konkaven Druckhaltebodens für einen thermoplastischen Behälter entwickelt, der in der Lage ist, Strömungsmittel unter Druck zu halten.

Die Erfindung schafft im wesentlichen eine neuartige Bodenform für einen thermoplastischen Druckhaltebehälter, sowie neuartige Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung eines solchen Behälters.

Allgemein verwendet die Erfindung eine Gesamtblasvorrichtung sowie ein Verfahren wie in dem Patent 3 599 280 von Rosenkranz offenbart. In diesem Patent wird ein thermoplastisches Külbel durch Konditionieren in der Wärme auf eine erwünschte Temperatur gebracht, bei welcher das Külbel^folasfähig ist; das Material wird beim Blasen bei einer derartigen Temperatur biaxial orientiert. Das Külbel wird auf einem Dorn gelagert, wie beispielsweise in dem Patent 3 865 530 von Seifert dargestellt) der Dorn ist während des Blasens ausziehbar,, um die Orientierung des Materials zu begünstigen und das Külbel innerhalb der Blasform genau in Stellung zu bringen.

Die Blasformen dieser früheren Patente sind derart abgewandelt, daß sie einen Formboden bieten, welcher von einer anfänglich konkaven Gestalt in eine endgültige konvexe Gestalt umkehrbar

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ist. Dies wird erreicht durch Ausbildung des Formbodens als eine Zusammensetzung von mehreren rohrförmigen Elementen, die relativ zueinander und relativ zu einer mittleren Be tätigungsstange teleskopartig beweglich sind. Der Formboden wird durch die Stirnseiten der konzentrischen Rohre und der Stange begrenzt. Die Stirnseiten sind anfänglich so angeordnet, daß sie gemeinsam eine konkave Form begrenzen, die eine Verlängerung des verbleibenden Teils der Blasform bildet, und das Külbel wird gegen diese zusammengesetzte Form aufgeblasen, um auf dem verblasenen Külbel oder der Vorform einen konvexen Bodenteil vorzusehen. Nach dem anfänglichen Blasen und während das Külbel noch genügend Restwärme enthält, um leicht erneut verformt zu werden, wird die mittlere Stange betätigt, um in die Form hinein vorzustoßen, und die Stange betätigt nacheinander die konzentrischen, teleskopartig beweglichen Hülsen in unterschiedlichem Maße und in derselben Richtung. Demzufolge wird der konvexe Boden in eine konkave Gestalt umgekehrt.

Durch Betätigung der Bodenabschnitte nacheinander wird der anfänglich konvexe Boden der geblasenen Vorform in einer Aufeinanderfolge in seine endgültige konkave Gestalt zurückgefaltet. Ferner versehen die Enden der Hülsen den geblasenen Boden mit Konturen, um UmfangsVerstärkungsrippen darauf zu bilden. Die Enden der Hülsen können ggfs. ebenso mit Nuten versehen werden, um radiale Verstärkungsrippen auf der Außenseite der Bodenwand vorzusehen.

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Als Folge hiervon entsteht ein geblasener Boden mit einem verstärkenden Stützring an der Verbindung der inneren und äußeren Ecdenvände, -welcher eine gleichmäßige ¥anddicke und einen verminderten Radius hat und zwischen steil geneigten Innen- und Außenwänden begrenzt ist, um eine maximale strukturelle Starrheit zu erreichen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine allgemeine Zusammenbauzeichnung zur Darstellung der allgemeinen Anordnung der Vorrichtung gemäß der Erfindung, die in der Lage ist, das Verfahren gemäß der Erfindung durchzuführen,

Fig. 2 einen Schnitt mit teilweise in Ansicht gezeigten Teilen, zur Darstellung der Lagerung eines Külbels oder einer Vorform auf einem Dorn,

Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht ähnlich derjenigen der Fig. 1,"zur Darstellung der-Blasform gemäß der Erfindung und des anfänglichen Aufblasens der Vorform in der Blasform in größeren Einzelheiten,

Fig. h einen vergrößerten Teilschnitt nach der Linie k-k der Fig. 3» zur Darstellung der besonderen Blasformbodenkonstruktion gemäß der Erfindung sowie der Durchführung eines einleitenden Schrittes des Verfahrens gemäß der Erfindung,

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Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht des Bodens der geblasenen Vorform von konvexer Gestalt, ausgeführt von der Vorrichtung und nach dem Verfahren der Fig. k,

Fig. 6 eine perspektivische Teilansicht der Vorrichtung bei Anordnung gemäß der Darstellung in Fig. K₉

Fig. 7 eine Darstellung ähnlich derjenigen der Fig. 4, zeigt jedoch die Endstellung der Vorrichtung und das abschließende Ausführen des Verfahrens gemäß der Erfindung zur Umformung des Bodens in eine konkave Gestalt,

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung des Behälterbodens nach der Durchführung des Verfahrensschrittes nach Fig. 7,

Fig. 9 eine Ansicht ähnlich derjenigen der Fig. K zur Darstellung einer anderen Vorrichtungsform zur Bildung des konkaven Bodens mit einem konvexen Innenteil,

Fig. 10 eine Ansicht ähnlich derjenigen der Fig. 7 Darstellung der Vorrichtung bei Anordnung zur Durchführung des Verfahrensschrittes zur Umformung des Bodens,

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Fig. 11 eine Teilansicht ähnlich derjenigen der Fig. 10 bei Darstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Bildung radialer Verstärkungsrippen in dem endgültigen konvexen Boden,

Fig. 12 eine Teilansicht eines Behälterbodens mit derartigen radialen Verstärkungsrippen, und

Fig. 13 und lh Teilschnitte von zwei Behälterbodenformen

gemäß der Erfindung.

Wie in den Zeichnungen, insbesondere in Fig. 1 gezeigt, wird eine Blasformvorrichtung der in dem Patent 3 599 280 vollständig beschriebenen Art erläutert. Es wird hinsichtlich aller Einzelheiten, deren Wiederholung hier nicht erforderlich ist, auf dieses Patent 3 599 280 verwiesen.

Die Vorrichtung enthält insbesondere einen Drehtisch 20, welcher eine senkrechte Stange 21 trägt, über der ein Lagerflansch 22 gelagert ist. Der Tisch 20 trägt eine Anzahl senkrecht verlaufender Lagerstangen 23_f von denen nur eine gezeigt ist. Diese Stange 23 wird in senkrechter Stellung von dem Flansch 22 gelagert, über dem mit Abstand ein oberer Flansch 23 angeordnet ist. Zwischen den Flanschen ist eine Blasform eingeschaltet, die allgemein bei 25 angedeutet ist.

Der Blasformeinbau 25 enthält zwei Blasformhälften vom ^MBuch"-

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Typ, die geöffnet und geschlossen werden können und ineinander greifende Scharnierhülsen 26 aufweisen, die auf der senkrechten Stange 23 gleitend gelagert sind. Die Formhälften lassen sich durch Bestatigungseinrichtungen (nicht gezeigt) öffnen und schließen, die in dem Patent 3 599 280 beschrieben sind.

Das obere freie Ende der Stange 23 trägt einen radial vorstehenden Arm 27» welcher an seinem äußeren Ende einen senkrechten Betatigungszylinder 28 lagert, dessen Kolben 29 einen Bodenformeinbau 30 trägt. Dieser Bodeneinbau 30 ist axial mit dem oben offenen Blasformhohlraum 31 ausgerichtet, welcher durch die Blasform 25 begrenzt ist. Ein unterer radialer Lagerarm 32 trägt einen zweiten Betätigungszylinder 33 mit einer nach oben vorstehenden Betätigungsstange 3^_t die von einem Blasluftzufuhrkopf 35 überlagert ist. Bei Betätigung durch den Zylinder 33 stößt der Block 35 gegen die Unterseite eines zweiten radialen unteren Armes 36 an, der von einem Dornlager 37 überlagert ist. Auf dem Lager 37 ist ein Dornblock 38 gelagert, der eine Mittelbohrung 39 enthält, durch welche ein allgemein bei kO bezeichneter Dorn vorsteht. Dieser Dorn hO fluchtet in senkrechter Richtung mit dem Formbodeneinbau und mit dem Formhohlraum 3I» wobei der Block 38 in seiner Stellung festgeklemmt ist, um das untere offene Ende des Formhohlraumes zu schließen, wenn die Formhälften geschlossen sind, während der Dorn 40 axial in den Formhohlraum 31 hinein vorsteht, wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt.

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Wie in dem Patent 3 865 530 im einzelnen erläutert, umfaßt der Dorm 40 einen unteren langgestreckten rohrförmigen Abschnitt 41, der von einem becherförmigen Element 42 überlagert ist. Sowie Luft unter Druck durch den unteren rohrförmigen Abschnitt 4i in den Dorn eintritt, bewegt sich das obere becherförmige Element 42 senkrecht, um der axialen Ausdehnung des Külbels zu folgen.

Wie am besten in Fig. 2 der Zeichnungen gezeigt, ist auf dem Dorn 4o eine erwärmte thermoplastische Vorform oder ein Külbel 45 angeordnet. Dieses Külbel 45 enthält einen unteren mit Gewinde versehenen Hals oder Fertigabschnitt 46, der gegen den Block 38 anstößt und von der Form 25 erfaßt wird, wenn die Formhälften geschlossen sind. Ein oberer rohrförmiger Abschnitt 47 des Külbels umgibt den Dorn 40 und wird von einem geschlossenen, allgemein halbkreisförmigen Külbelende 48 überlagert, aus dem der Boden des Behälters geformt wird, was im Anschluß hieran in allen Einzelheiten beschrieben wird. Dieses geschlossene Ende 48 des Külbels ist in dem Formhohlraum 31 kurz vor dem oberen offenen Ende 49 des Formhohlraumes angeordnet und fluchtet mit dem oberen Formbodeneinbau 30· Der Formbodeneinbau 30 ist am besten in den Fig. 3» ^i 7» 9 ^{und 10} erläutert. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß der Formbodeneinbau 30 einen Formbodenblock 50 enthält, dessen untere Öffnung 5I mit der Öffnung 49 des Formhohlraums 31 fluchtet. Diese Öffnung 5I ist derart mit Konturen versehen, daß sie in eine konische Oberfläche 52 übergeht, die wiederum an einer zylindrischen Bohrung 53 endet, die sich durch den

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Blocle 30 nach oben erstreckt. Eine Führungshülse 55 überlagert den Block 50 und weist eine Bohrung 56 auf, die eine Verlängerung der Bohrung 53 bildet. Die Führungshülse 55 ist wie bei 57 gezeigt mit radialen Schlitzen versehen, die einem im folgenden ausführlicher zu beschreibenden Zweck dienen. Über der Führungshülse ist ein Betätigungszylinder 60 gelagert, der einen durch Strömungsmittel betätigten Kolben umgibt, dessen Kolbenstange 62 in Fig. 3 i-ⁿ ihrer zurückgezogenen Stellung gezeigt ist und nach unten in die Bohrung der Führungshülse 55 hinein ausgezogen werden kann. Der Zylinder 60 ist mit Strömungsmitteleintritts- und -austrittseinrichtungen (nicht gezeigt) zur Betätigung des Kolbens 61 zwischen seiner dargestellten oberen zurückgezogenen Stellung und seiner unteren ausgezogenen Stellung versehen.

Der Zylinder 60 ist durch einen Lagerblockeinbau 63 an der Betätigungskolbenstange 29 des bereits beschriebenen oberen Zylinders 28 befestigt. Bei Betätigung des Zylinders 28 wird der gesamte obere Formeinbau mit dem Formblock 30» der Führungshülse 55» dem Betätigungszylinder 60 und dem Lagerblock 63 aus ihrer zurückgezogenen Stellung der Fig. 1 in ihre abgesenkte ausgezogene Stellung entsprechend Fig. 3 senkrecht betätigt.

Fig. h zeigt, daß das untere Ende der Kolbenstange 62 einen verjüngten Lagerabschnitt 6k aufweist, der von ihr vorsteht, und dieser Lagerabschnitt ist an einer mittleren Stange 65 befestigt, welche von zylindrischer Kontur ist und nach unten

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durch die Führimgshülsenbohrring $6 hindurch vorsteht, um in die Bohrung 53 öes Bodenformblockes 50 hineinzuhängen. Diese Stange 65 ist mit einem oberen radialen Schlitz 66 und einom unteren radialen Schlitz 67 versehen. In dem oberen radialen Schlitz befindet sich ein fester Keil, der allgemein bei 70 gezeigt ist, welcher radial durch die miteinander fluchtenden Schlitze 57 in der Führungshülse 55 hindurch vorsteht. Der mittlere Abschnitt des Keils 70, der mit 71 bezeichnet ist, ist von verminderter axialer Ausdehnung und fluchtet mit dem Schlitz 66 in der mittleren Stange 65· Die Stange 65 ist somit bei Betätigung des Zylindereinbaus axial beweglich; eine derartige Bewegung wird durch, die Bewegung des Keils 71 in dem Schlitz 66 ermöglicht.

Die Stange 65 wird von einer Reihe teleskopartig angeordneter Hülsen 72, 73» 7^ umgeben, die teleskopartig zwischen der Hülsenbohrung 57 und der Stange angeordnet sind} jede derartige Hülse ist mit einem radialen Schlitz 72a,^! 73^, Tka. zur Aufnahme des Keils 70 versehen; der Keil hat obere und untere Stufenflächen 75» 76, 77 zum Anstoß gegen die Kanten der Schlitze 72a, 73a bzw. 7^a.

In dem unteren Schlitz 67 der Stange 65 ist ein zweiter unterer Keil 80 angeordnet. Dieser Keil ist mit einem mittleren Abschnitt 81 versehen, der enganliegend in den Schlitz der Stange 65 hineinpaßt, und dieser Keil ist radial so bemessen, daß er in die Bohrung 53 des Formblocks 50 hineinpaßt«

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Jede der Hülsen 72, 73» 7^ ist mit einem zweiten radialen Schlitz 72b, 73t> bzw. fkh versehen, die jeweils die äußeren Abschnitte des Keils 80 aufnehmen, wobei der Keil 80 mit oberen und unteren Anschlagflächen 82, 83, 84 versehen ist, die jeweils mit den oberen und unteren Kanten der Schlitze 72b, 73t>, 74b zur Zusammenwirkung kommen·

Die Punktion des Keils 80 besteht darin, jede der Hülsen 72, 73t 74 in einer Aufeinanderfolge zu betätigen, sowie die Stange 65 durch den Zylinder 60 abgelenkt oder angehoben wird. Ein Vergleich der Fig. 4 und 7 zeigt, daß das Absenken der Stange 65 in ähnlicher Weise den Keil 80 absenkt. Die innere Hülse 72 wird in Abwärtsrichtung betätigt, wenn der untere Schlitzrand 74b von der unteren Keilanschlagfläche 82 berührt wird. Bei weiterer Bewegung wird die Hülse 73 durch Anschlag zwischen der Keilkante 83 und der Schlitzkante 73h nach unten betätigt, während derselbe Anschlag zwischen der Keilfläche 84 und der Schutzkante jhh eine senkrechte Verschiebung der äußeren Hülse 74 nach unten bewirkt.

Die Funktion des oberen Keils 70 besteht darin, als ein Anschlag für die Abwärtsverschiebung der mittleren Stange und jeder der Hülsen 72, 73» 74 zu dienen. Die Abwärtsbewegung der Stange 65 hört auf, wenn die Schlitzkante 66 die obere Anschlagfläche des mittleren Abschnitts 71 des Keils 70 berührt. Zu gleicher Zeit und in derselben Weise berühren die Keilanschlagkanten 75» 76, 77 die oberen Enden oder

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Kanten der Hülsenschlitze 72a, 73a bzw. 74a.

Somit dient der untere Keil 80 zur axialen Verschiebung der Hülsen 72, 73, 74 in axialer Richtung als Folge der Verschiebung der Hülse 6$. Der obere Keil 70 dient als Anschlag zur Einstellung der Stange 65 und der Hülsen 72, 73» 74 in ihren beiden äußersten axialen Lagen der Fig. 4 und der Fig.

Es ist ersichtlich, daß das untere Ende der Stange 65 konvex und leicht in einer Teilkugelform gerundet ist, wie bei 85 gezeigt. Die Enden der Hülsen 72, 73, 74 sind für einen im folgenden ausführlicher zu beschreibenden Zweck an ihren Außenumfängen ausgekehlt, wie bei 72c, 7^c und 75c gezeigt.

Es folgt nunmehr eine Beschreibung der Betriebsweise der Ausführungsform der Erfindung, die in den Fig. 3 bis 8 gezeigt ist} Fig. 3 zeigt, daß das Külbel 45 der Fig. 2 zur Annahme der Gestalt des Formhohlraumes 3I aufgeblasen worden ist. Die gleitende Hülse 42 des Domes 40 wird beim Verblasen des Külbels mit diesem ausgezogen. Während des Verblasens nehmen die Stange 65 und die Hülsen 72, 73, 74 ihre in Fig. 4 gezeigten Stellungen ein, d.h. bei Betätigung des Zylinders 60 zum Zurückziehen des Kolbens 6i, wodurch die Stange 65 und die Hülsen 72, 73, 74 zum Anschlag gegen die unteren Anschlagflächen des Keils 70 in Stellung gebracht werden.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, wird das Külbel geblasen und aufgeweitet, so daß es mit der kortischen Wand 52 des

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Formbodenblocks 50 i*¹ Berührung kommt, und gegen die Unter-

.3

selten der zurückgezogenen Elemente 65, 72, 73» 7^» um einen » Boden 86 von der insgesamt konvexen Gestalt gegen die Endflächen der Hülsen 72, 73» 7h zu bilden, wobei der Mittelpunkt dieses Bodens eine leicht konkave Gestalt hat, wie bei 87 gezeigt, und zwar infolge seiner Berührung mit dem abgerundeten unteren Ende der zurückgezogenen Stange 65· Es ist ferner ersichtlich, daß der Boden 86 unter dem Druck des Blasmediums in die Zwischenräume fließt, die durch die ausgekehlten Enden 72c, 73c, 7^c der Hülsen gegeben sind,um Umfangsrippen 88 zu bilden, die die Außenfläche des konvexen Bodens umschreiben.

Unmittelbar nach dem Verblasvorgang, und während der erwärmte thermoplastische geblasene Boden noch einer elastischen Verformung fähig ist, wird der Zylinder 60 betätigt, um den Kolben 61, die Kolbenstange 62 und die Stange 65 nach unten zu bewegen. Gleichzeitig wird der Dorn nach unten zurückgezogen, Wenn die .Stange 65 und der Keil 80 sich genügend bewegt haben, um die Keilfläche 82 zum Anstoß gegen die untere Kante des Schlitzes 72b zu bringen, wird die innere Hülse 72 nach unten bewegt. Eine weitere Bewegung der Stange 65 und des Keils 80 bringt, die Keilflächen 83 und 84 nacheinander in Berührung mit den Hülsenschlitzkanten 73b und 74b, um die Hülsen 73 und 74 ebenfalls nach unten zu verschieben. Die Ab wärtsverschiebung setzt sich fort, bis die oberen Kanten der Schlitze 66, 72a, 73a und 74a gegen die oberen Anschlagflächen 71, 75, 76, 77 des oberen Keils 70 anstoßen. Zu

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diesem Zeitpunkt haben die Stange 65 und die Hülse 72, 73, 74 ihre in Fig. 7 gezeigten Stellungen eingenommen, wo die Enden der Hülsen 72, 73, 74 nunmehr eine insgesamt konvexe Gestalt begrenzen. Die Verschiebung dieser Elemente verschiebt den anfänglichen konvexen Boden 86 des Behälters in die konkave Gestalt, die in Fig. 7 gezeigt und durch das Bezugszeichen 90 bezeichnet ist.

Die Anfangsbetätigung der Stange 65, an die sich die anschließende Folgebetätigung der Hülsen 72, 73, 74 anschließt, führt zu der anfänglichen Verschiebung des Mittelpunkts des konvexen Bodens 86, wobei der Boden von der Mitte aus sukzessive radial nach außen in Bewegung gesetzt wird. Infolgedessen faltet die endgültige Bewegung der am weitesten außen gelegenen Hülse 74 die Verbindung des Abschnitts 91 des Bodens, der gegen die konische Fläche 52 anliegt, und des konkaven Abschnitts des Bodens in einen scharfen ringförmigen Verbindungsabschnitt 92 von ganz kleinem Radius. Dieser ringförmige Abschnitt 92 stellt die äußerste axiale Kante der Flasche dar und bildet einen ringförmigen Lagerring von wünschenswerter Gestalt, was im Anschluß hieran ausführlicher erläutert wird.

Der gesamte Einbau der Stange 65 und die Hülsen 72, 73, werden in ihrer in Fig. 7 gezeigten Gestalt gehalten, bis

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der geblasene Behälter bis zu dem Zustand abgekühlt ist, in dem er sich selbst erhält. Zu diesem Zeitpunkt wird der obere Zylinder 28 betätigt, um den gesamten Bodenformeinbau nach oben zurückzuziehen. Jetzt kann die Form 25 geöffnet und die fertige Flasche herausgenommen werden.

In der Ausführungsform der Erfindung, die in den Fig. und 10 gezeigt ist, wird ein Formboden gebildet, der eine etwas andere Gestalt hat. In diesem Fall ist die mittlere Stange 65 anstatt mit dem konvexen unteren Ende 85, das in Verbindung mit den Ausführungsformen der Fig. 4 und 7 beschrieben wurde, mit einem konkaven freien Ende 95 versehen. Die Hülsen 72, 73, 74 sind identisch, ebenso der untere Keil 80. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die endgültige Bodenwand mit einer konkaven mittleren Eindrückung oder Delle 96 versehen ist, die von einem ringförmigen Umkehrteil umgeben wird, der den Abschnitt 96 mit der im Vorhergehenden beschriebenen konkaven Wand 90 verbindet. Dieser Abschnitt 96 kann bei einigen Anwendungsfällen bestimmte Vorteile haben, da er die Tiefe des Hochschiebens der Bodenwand in den Behälter hinein vermindert, wo ein großer Sitzring 92 für eine stabile Lagerung verlangt wird.

Es sei daran erinnert, daß das Blasen der Bodenwand 90

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gegen die freien, ausgekegelten Enden der Hülsen 72, 73, 74 Rippen 88 auf dem Umfang der Wand 90 erzeugte. In den Figuren 11 und 12 wird eine andere Abwandlung gezeigt, in welcher die Enden der Hülsen bei 72d, 73d, 74d mit radialen Schlitzen versehen sind, um radial verlaufende Rippen 89 von verstärkter Wanddicke zu bilden; diese radialen Rippen 89 arbeiten mit den Uiafangsrippen 89 zusammen, um eine gitterartige Verstärkung für die Bodenwand 90 zu schaffen.

Ein Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der · Schaffung eines verbesserten Behälters mit einer Bodenwand von verbesserten Druckhaltungseigenschaften. Eine derartige Bodenwand ist besonders in den Figuren 13 und 14 gezeigt. Der verbleibende Teil des Behälters ist ganz und gar herkömmlicher Art und enthält eine Seitenwand 100 von zylindrischer Gestalt oder irgendeiner anderen gewünschten Gestalt; diese Seitenwand wird von einer Schulter und einer Abgabeöffnung (nicht gezeigt) überlagert, die von jeder beliebigen Gestalt sein kann. Die besonders verbesserte Bodendruckwand der vorliegenden Erfindung enthält eine äußere Umfangswand 101, die vorzugsweise von konischer Gestalt ist; die Wand 100 endet in einen ümkehrabschnitt 102, der einen Sitzring innerhalb der Wand 100 bildet. Der mittlere Abschnitt 103 der Bodenwand ist von insgesamt konkaver Gestalt und kann sich nach oben zu einem mittleren konkaven Abschnitt 104

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(Fig. 13) erstrecken oder kann sich nach oben bis zu einem eingedrückten konvexen Mittelabschnitt 105 erstrecken, wie in Verbindung mit den Figuren 9 und 10 oben erläutert. Die konkav-konvexe Verbundform der Figuren 9 und 10 hat den Vorteil, daß sie das Fassungsvermögen des Behälters nicht verkleinert und wird somit in einigen Fällen bevorzugt.

Die konische Wand 101 kann als mit einem Neigungswinkel A zur Waagerechten B von 45 oder mehr definiert werden. Wahlweise kann der Neigungswinkel der Wand 101 mit Bezug auf die Seitenwand 100 des Behälters definiert werden, und dieser eingeschlossene Winkel C beträgt.wenigstens 135 Die verhältnismäßig große Steilheit des Neigungswinkels A erhöht die Starrheit dieser Wand gegenüber Durchbiegung unter dem innerhalb des Behälters erzeugten Druck. Die untere Seitenwand 101 braucht nicht konisch zu sein, jedoch sollte der Radius so groß wie möglich sein, um sich einer konischen Gestalt zu nähern.

Der Sitzringbereich 102 hat einen Krümmungsradius, der so klein wie möglich ist. Dieser Krümmungsradius kann als das. Verhältnis des Krümmungsradius D zur Wanddicke des Behälterboden definiert werden, und dieses Verhältnis sollte so klein wie möglich, vorzugsweise geringer als vier sein. Mit anderen Worten, der Krümmungsradius des Abschnitts ist nicht größer als die vierfache durchschnittliche Wand-

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dicke des Behälterbodens.

Der Neigungswinkel E des konkaven Abschnitts 103 ist ebenso so groß wie möglich, um die Biegesteifigkeit in diesem Bereich zu erhöhen. Es wird wiederum ein Neigungswinkel von wenigstens 45 bevorzugt. Schließlich beträgt der eingeschlossene Winkel F zwischen dem Neigungswinkel der äußeren Wand 101 und dem Neigungswinkel der inneren Wand 103 vorzugsweise weniger als 90°, dies wiederum zur Erhöhung der Biegesteifigkeit.

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Claims

Ansprüche :

1.,' Vorrichtung zum Blasformen eines Behälters mit einer konkaven Bodenwand, die von einer Stützfläche umgeben ist, mit einer Blasform, gekennzeichnet durch einen inneren Kohlraum mit Abschnitten zur Begrenzung eines Halses, einer Seitenwand und eines Bodens, wobei der Bodenformabschnitt einen konkaven Innenhohlraum mit einer durch ihn hindurchführenden Öffnung aufweist, eine Anzahl konzentrischer, relativ axial verschiebbarer Formelemente, die in der Öffnung angeordnet sind, wobei diese Elemente in den konkaven Innenhohlraum hinein axial ausziehbar und aus ihm zurückziehbar sind, Einrichtungen zum Ausziehen und Zurückziehen dieser Elemente, wobei diese Elemente Stirnseiten aufweisen, die in Zusammenwirkung miteinander eine konkave Verlängerung des konkaven Hohlraums bilden, wenn sie zurückgezogen sind, und einen konvexen Vorsprung in den konkaven Hohlraum hinein bilden, wenn sie ausgezogen sind.

2. Form zum Blasformen eines Behälters mit einer Seitenwand, die von einem Hals überlagert wird, der eine Abgabeöffnung umgibt, und mit einer allgemein konkaven Bodenwand, dadurch gekennzeichnet, daß der Formhohlraum der Form des

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Behälters entspricht, jedoch 'an dem Platz der Bodenwand eine offene Seite aufweist, eine Anzahl teleskopartig beweglicher Formelemente vorhanden sind, deren Stirnseiten in Zusammenwirkung miteinander die offene Seite der Form schließen, wobei diese miteinander zusammenwirkenden Stirnseiten zunächst eine konkave Oberfläche bilden, die der Form zugewendet ist und gegen die eine blasfähige Vorform aufgeblasen wird, um einen anfänglichen konvexen Boden für den geblasenen Behälter zu bilden, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um die Formelemente teleskopartig relativ zueinander und relativ zu der Form zu bewegen, so daß die Stirnseiten der Elemente durch die offene. Seite der Form hindurch vorstehen, um eine zusammengesetzte konvexe Oberfläche zu bilden, wobei die Bewegung der Formelemente den anfänglich konvexen Boden in eine endgültige konkave Gestalt durchbiegt.

3. Flasche zum Halten von Strömungsmitteln unter Druck, mit einer Seitenwand, die von einer Abgabeöffnung überlagert ist, sowie einer Bodenwand, die in einem Stück mit der Seitenwand ausgebildet ist und eine insgesamt konkave Gestalt hat, gekennzeichnet durch eine Übergangsζone, die die Seitenwand und die Bodenwand miteinander verbindet, bestehend aus einer ersten allgemein konischen Oberfläche, die als eine Verlängerung der Seitenwand ausgebildet ist und mit der Seitenv/and einen eingeschlossenen Winkel von

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wenigstens 135° bildet, einer zweiten Oberfläche, die an die erste Oberfläche durch eine bogenförmige Endlagerfläche angeschlossen ist, wobei diese Endlagerfläche einen Krümmungsradius von nicht mehr als dem Vierfachen der durchschnittlichen der Bodenwand aufweist und die zweite Oberfläche einen Neigungswinkel hat, der bei einem eingeschlossenen Winkel von nicht mehr als 90 zur ersten konischen ·Wand liegt.

4. Verfahren zum Blasformen eines Kunststoffbehälters mit einer konkaven Wand aus thermoplastischem Material durch Aufblasen eines thermoplastischen Külbels innerhalb einer Blasform zur Bildung einer geblasenen Vorform mit der Gesamtgestalt und Größe des endgültigen Behälters, mit Ausnahme der Form der genannten einen Wand, wobei diese eine Wand der Vorform allgemein konvex ist und von dem übrigen Teil der Vorform vorsteht, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

1. Berühren der Außenseite der genannten einen konvexen Vorformwand mit einer Anzahl unabhängig voneinander · axial beweglicher konzentrischer Hülsen, die eine mittlere Stange umgeben, die ebenso unabhängig axial beweglich ist,

2. Bewegen der Stange und der Hülsen, während sie mit der konvexen Wand in Berührung sind und während der

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übrige Teil der Vorform stationär gehalten wird, wobei die Stange um eine größere Entfernung als irgendeine der Hülsen bewegt wird und die Äußere der Hülsen um eine geringere Entfernung als die Innere dieser Hülsen bewegt wird,

3. Durchbiegen der einen konvexen Wand bei Durchführung des VerfahrensSchrittes .2. in eine konkave Gestalt und Verminderung des Ausmaßes des Vorsprunges der einen Wand von dem übrigen Teil des Behälters, sowie

4. Abkühlen der einen Viand in ihrer durchgebogenen, konkaven Gestalt.

5. Verfahren zum Blasformen eines Kunststoffbehälters, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

1. Einführen eines Gases unter Druck in eine aufblasbare Vorform innerhalb einer Blasform zum Aufblasen der Vorform in eine behälterartige Gestalt,

2. Berühren eines Wandabschnitts der Form mit den axialen Enden einer Anzahl konzentrischer Hülsen, die eine mittlere Stange umgeben, wobei die axialen Enden der Hülse und der Stange zur Bildung einer konkaven Gestalt zusammenarbeiten, beim Anstoß gegen welche der eine

Wandabschnitt eine konvexe Gestalt annimmt, -tes

3. getrenn/und anschließendes axiales Verschieben der

Stange und der Hülsen, während sie mit dem einen

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Wandabschnitt in Berührung sind, um den einen Wandabschnitt aus seiner anfänglich konvexen Gestalt heraus in eine endgültige, im ganzen konkave Gestalt hinein zu verformen, sowie
4. Abkühlen der einen Wand in ihrer konkaven Gestalt.

6. Verfahren zum Blasformen eines Kunststoffbehälters mit einem Hals, einer Umfangsseitenwand , einem ringförmigen Bodenstützrand und einer konkaven Bodenwand, die von dem Stützrand umgeben ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

1. Aufblasen einer Vorform innerhalb einer endgültigen Blasform in eine geblasene Gestalt allgemein entsprechend dem Behälter mit Ausnahme des Bodenstützrandes und der Bodenwand,

2. Durchführung des Schrittes nach 1. zur Bildung eines anfänglichen vorspringenden konvexen Bodens, der sowohl die Kante als auch die Bodenwand umfaßt, wobei dieser Abschnitt des konvexen Bodens entsprechend dem Platz der konkaven Bodenwand des Behälters die freien axialen Enden einer Anzahl ringförmiger, konzentrischer axial verschiebbarer Formelemente berührt, die eine mittlere, axial verschiebbare Stange umgeben,

3. Verschieben der Stange und der Formelemente teleskopartig in axialer Richtung nacheinander und in einer Richtung auf den übrigen Teil der geblasenen Form zu

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unter Aufrechterhaltung des aufgeblasenen Zustands der Vorform, um (a) den Mittelpunkt des vorspringenden konvexen Bodens einleitend durchzubiegen, (b) den übrigen Teil des konvexen Bodens in eine konkave Form durchzubiegen und (c) den Bodenstützrand an der Verbindung der konkaven Form und des übrigen Teils des anfänglich konvexen Bodens zu bilden, und 4. Abkühlen der geblasenen Form einschließlich des Randes und der Bodenwand bis zu ihrer endgültigen Gestalt.

7. Verfahren zum Blasformen eines Kunststoffbehälters aus einer thermoplastischen Vorform, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

1. Blasformen der Vorform in eine Gestalt allgemein entsprechend dem endgültigen Behälter, abgesehen von einem gewölbten konvexen Boden,

2. bei noch formfähigem Zustand und als Teil des Blasformens (a) Durchbiegen des mittleren Bereiches des gewölbten konvexen Bodens relativ zu dem verbleibenden Teil der geblasenen Form nach innen und (b) anschließendes Durchbiegen der benachbarten ringförmigen Bereiche in der Umgebung des gewölbten Bodens nach innen, bis der gewölbte konvexe Boden bis zu einer insgesamt konkaven Mitte durchgebogen ist, die von einer ringförmigen Stützfläche umgeben wird, begrenzt durch einen Teil des anfänglich gewölbten konvexen Bodens, der den

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am weitesten nach außen gelegenen durchgebogenen ringförmigen Bereich mit den in Schritt 1. gebildeten, nicht durchgebogenen konvexen Bodenfcrückenartig verbindet, sowie
3. Abkühlen der geblasenen und durchgebogenen Form.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der in Schritt 2.(a) gebildete mittlere Bereich konkav ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der in Schritt 2.(a) gebildete mittlere Bereich konvex ist.

10. Verfahren zum Blasformen eines Behälters aas einem thermoplastischen Külbel, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

1. Auflegen eines allgemein rohrförmigen Külbels mit einem geschlossenen, allgemein halbkugelförmigen Ende auf einen auslegerartig angeordneten,' axial ausziehbaren und zurückziehbaren Dorn,

2. Einschließen des so gelagerten Külbels in eine Blasform mit einem offenen Ende im Bereich des geschlossenen Endes des Külbels,

3. Schließen des offenen Endes der Blasform mittels eines getrennten Formbodens mit einer Anzahl konzentrischer,

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relativ axial verschiebbarer Bodenbegrenzungselemente, die axial mit dem Dorn fluchten,

4. gleichzeitiges Aufblasen des Külbels und axiales Ausziehen des Doms, bis das geschlossene Ende des aufgeblasenen Külbels gegen die Elemente des Doms anstößt, wobei das Ende des aufgeblasenen Külbels eine allgemein konvexe Gestalt hat,

5. axiales Verschieben der Elemente relativ zueinander und relativ zu dem Ende des aufgeblasenen Külbels beim Zurückziehen des Doms, um den Endabschnitt des aufgeblasenen Külbels in Berührung mit den Elementen in eine konkave Gestalt zu verformen,

6. Abkühlen des aufgeblasenen Külbels in die endgültige Behälterform und

7. Öffnen der Form zur Abgabe des Behälters daraus.

11. Flasche zum Halten von Strömungsmitteln unter Druck mit einer Seitenwand, die von einer Abgabeöffnung überlagert wird und durch eine Übergangszone mit einer Bodenwand verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangszone folgendes enthält:

Innere und äußere verjüngte Wände, die in einem spitzen eingeschlossenen Winkel zueinander liegen, und einen bogenförmigen Stützring, der die inneren und äußeren Wände miteinander verbindet, wobei dieser Ring einen inneren Krümmungsradius hat, der nicht größer ist als

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das Vierfache der durchschnittlichen Dicke der Innen- und Außenwände.

12. Flasche zum Halten von Strömungsmitteln unter Druck mit einer Seitenwand, die von einer Abgabeöffnung überlagert wird, gekennzeichnet durch einen allgemein konkaven Boden mit inneren und äußeren verjüngten Wänden, die in einem spitzen Winkel zueinander liegen und durch einen bogenförmigen Stützring miteinander verbunden sind, sowie einer Anzahl konzentrischer ringförruiger Verstärkungsrippen, die auf der Innenwand gebildet sind.

13. Flasche nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodeninnenwand eine bogenförmig glatte konkave Gestalt hat.

14. Flasche nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodeninnenwand eine konkav-konvexe Verbundform hat, deren Mittelabschnitt in Richtung auf den Stützring durchhängt.

15. Flasche zum Halten von Strömungsmitteln unter Druck mit einer Seitenwand, die von einer Abgabeöffnung überlagert wird, sowie einem allgemein konkaven Boden, gekennzeichnet durch innere und äußere verjüngte Wände, die in einem spitzen Winkel relativ zueinander liegen und durch

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einen Bogenförmigen Stützring miteinander verbunden sind, eine Anzahl konzentrischer ringförmiger Verstärkungsrippen, die in der Innenwand an deren Außenseite gebildet sind, sowie eine Anzahl zusätzlicher radialer Rippen, die ebenso in der Innenwand gebildet sind und die ringförmigen Rippen überschneiden.

16. Flasche zum Halten von Flüssigkeiten unter Druck mit einer Seitenwand, die von einer Abgabeöffnung überlagert wird, und mit einem allgemein konkaven Boden, gekennzeichnet durch innere und äußere verjüngte Wände des Bodens, die in einem spitzen Winkel relativ zueinander liegen und durch eineibogenförmigen Stützring miteinander verbunden sind, wobei die bogenförmigen Mittelabschnitte örtlich konvex ausgebildet sind, um die Höhe des Bodens zu vermindern, sowie eine Anzahl radialer Verstärkungsrippen des Bodens, die in der Innenwand gebildet sind und sich von ihr radial nach innen erstrecken, um die Verbindung der Innenwand und des örtlich begrenzten konvexen Mittelabschnitts zu überbrücken.

17. Verfahren zum Blasformen eines Kunststoffbehälters mit einem Hals, einer Umfangsseitenwand, einem ringförmigen Bodenstützrand und einer konkaven Bodenwand, die von dem Stützrand umgeben ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

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1. Aufblasen einer Vorform innerhalb einer endgültigen Blasform zu einer geblasenen Form allgemein entsprechend dem Behälter mit Ausnahme des Bodenstutζrandes und der Bodenwand,

2. Durchführen des Schrittes nach 1. zur Bildung eines anfänglichen vorspringenden konvexen Bodens, der sowohl den Rand als auch die Bodenwand umfaßt, wobei der Abschnitt des konvexen Bodens entsprechend dem Ort der konkaven Bodenwand des Behälters die freien axialen Enden einer Anzahl konzentrischer, teleskopartig axial verschiebbarer Formelemente berührt,

3. bei Aufrechterhaltung des aufgeblasenen Zustands der Vorform teleskopartig axiales Verschieben der Fonnelemente in Richtung auf den verbleibenden Teil der geblasenen Form zu, um den konvexen Boden zu einer konkaven Gestalt durchzubiegen und den Bodenstützrand an der Verbindung der konkaven Gestalt und des verbleibenden Teils des anfänglich konvexen Bodens zu bilden, und

4. Abkühlung der geblasenen Form einschließlich der Kante und der Bodenwand zu seiner endgültigen Gestalt.

18. Form zum Blasformen eines Behälters mit einer Seitenwand, die von einer Abgabeöffnung überlagert wird, und mit einer allgemein konkaven Bodenwand, mit Einrichtungen zur Begrenzung eines Formhohlraums entsprechend der Form

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des Behälters mit Ausnahme einer Öffnung, die mit dem Ort der Bodenwand fluchtet, gekennzeichnet durch eine Anzahl rohrförmiger teleskopartig beweglicher Formelemente mit Endflächen, die zur Bildung einer zusammengesetzten Oberfläche zum Schließen der Oberseite der Form zusamr.-snarbeiten und die Kontur des Bodens des
Behälters bestimmen, der beim Aufblasen einer Vorform in der Form gebildet wird, sowie erste Einrichtungen zum teleskopartigen Insteliungbringen der rohrförmigen Formelemente in einer ersten Stellung, in der sie die offene Seite der Form schließen, und in welcher die
zusammengesetzte Oberfläche konkav ist, so daß beim
anfänglichen Aufblasen der Vorform ein konvexer Boden auf dem Behälter gebildet wird, sowie zweite Einrichtungen zum teleskopartigen Ausziehen der rohrförmigen Elemente durch die offene Seite der Form in eins zweite und unterschiedliche Stellung, in v/elcher die zusammengesetzte Oberfläche konvex ist, so daß der anfänglich konvexe Boden des Behälters in eine endgültige
konkave Gestalt durchgebogen wird.

19. Verfahren zum Blasformen eines Behälters mit einer Seitenwand, die von einer Abgabeöffnung überlagert wird, und mit einer allgemein konkaven Bodenwand, durch Benutzung eines Formhohlraums entsprechend der Form des Behälters mit Ausnahme einer Öffnung, die mit dem

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Ort der Bodenwand fluchtet, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

Schließen der offenen Seite der Form mit einer Anzahl rohrförmigen teleskopartig beweglicher Formelemente, wobei diese Elemente Stirnseiten aufweisen, die zur Bildung einer zusammengesetzten Oberfläche zusammenarbeiten, welche die Kontur des Bodens des beim Aufblasen einer Vorform in der Form gebildeten Behälters bestimmt, teleskopartiges Instellungbringen der rohrförmigen Formelemente in einer ersten Stellung, in welcher die zusammengesetzte Oberfläche konkav ist, Aufblasen der Vorform in der Form, so daß beim anfänglichen Aufblasen der Vorform ein konvexer Boden auf dem Behälter gebildet wird, sowie teleskopartiges Ausziehen der rohrförmigen Elemente durch die offene Seite der Form in eine zweite und unterschiedliche Stellung, in welcher die zusammengesetzte Oberfläche konvex ist, wobei das teleskopartige Ausziehen der Elemente den anfänglich konvexen Boden des Behälters zu einer endgültigen konkaven Gestalt durchbiegt.

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