DE3534667A1 - Hohlkoerper, behaelter, flasche oder dergleichen sowie verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Hohlkörper, Behälter, Fla­ schen odgl. mit Wandflächen sowie Verfahren zu de­ ren Herstellung.

Hohlkörper, Behälter, Flaschen odgl. sind in unter­ schiedlichsten Ausgestaltungen und Formen allgemein bekannt und sie dienen der Aufnahme von schüttfähi­ gen Festkörpern, Flüssigkeiten und evtl. auch Ga­ sen. Für die hierbei zur Verwendung kommenden Ma­ terialien, deren Voraussetzung einzig und allein eine hinreichende Bruchfestigkeit und Stabilität ist, steht eine große Vielfalt an Möglichkeiten zur Verfügung. Neben der Wahl des Materials spielt im Hinblick auf die Festigkeit und Bruchbeständig­ keit des Hohlkörpers, Behälters odgl. auch die Form desselben eine entscheidende Rolle.

Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Schaf­ fung von Hohlkörpern, Behältern, Flaschen odgl. zur Aufgabe gemacht, deren Form so gewählt ist, daß sie ein hohes Maß an statischer Belastbarkeit aufweisen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß bei Hohlkörpern, Behältern, Flaschen odgl. we­ nigstens eine der Wandflächen zumindest teilweise die Form einer Sattelfläche besitzt. In Anlehnung an die Terminologie der Geometrie werden unter Sat­ telfläche dreidimensionale Flächen verstanden, die in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Schnit­ ten in entgegengesetzte Richtungen gekrümmt sind und die zusätzlich durch diese Schnitte verlaufen­ de Symmetrieflächen besitzen. Eine der tieferen Gründe für diesen Vorschlag ist die Erkenntnis des Erfinders, daß ein Höchstmaß an Stabilität alle Minimalflächen besitzen, das sind Flächen, die bei Vorgabe einer geschlossenen Raumkurve sich zwischen dieser erstrecken und hierbei ein Minimum an Eigenfläche aufbauen. Derartige Flächen lassen sich beispielsweise mit Hilfe von Flüssigkeiten hoher Oberflächenspannung realisieren, wenn man einen entsprechend der geschlossenen Raumkurve geformten Rahmen in eine Flüssigkeit hoher Ober­ flächenspannung, wie z.B. Seifenlösung, eintaucht, da sich dann innerhalb des Rahmens auf Grund der Oberflächenspannung und zur Erreichung einer mini­ malen Oberflächenenergie eine aus der Flüssigkeit, z. B. als Seifenhaut, bestehende Fläche minima­ ler Ausdehnung ausbildet. Der Effekt der Ausbil­ dung dieser Minimalfläche ist um so ausgeprägter, je höher die Oberflächenspannung der den Film zwischen der geschlossenen Raumkurve bildenden Flüssigkeit ist. Grundsätzlich läßt sich eine der­ artige Minimalfläche zwischen einer geschlossenen Raumkurve beliebiger Gestalt anordnen und festle­ gen. Der Erfindung liegt der weitere Gedanke zu­ grunde, daß die sich ausbildende Minimalfläche als Wandfläche von Hohlkörpern, Behältern, Fla­ schen odgl. geeignet sein muß, daß also inner­ halb derselben ein Volumen einschließbar und die Herstellung relativ einfach durchführbar sein muß. Sämtliche dieser Bedingungen erfüllt die erfindungsgemäß vorgeschlagene Form der Sat­ telfläche in besonders günstiger Weise, so daß man Körper erhält, die allein auf Grund ihrer Formung schon ein hohes Maß an statischer Belast­ barkeit mit sich bringen. Als Material für die Hohlkörper, Behälter, Flaschen können Glas, Kunststoff sowie andere vergleichbare Stoffe verwendet werden.

In einer speziellen Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Hohlkörper, Behälter, Flaschen odgl. insbesondere aus zwei oder vier einander gegenüberliegenden Wandflächen, die als Sattelflächen geformt sind, auszubilden. In vorteilhafter Weise läßt sich dann ein zur Mit­ telebene symmetrischer Aufbau erzielen. Zur Er­ reichung eines geschlossenen Behältnisses ist noch die Verbindung der Sattelflächen miteinander erforderlich, wofür in einem Ausführungsbeispiel und insbesondere bei Verwendung zweier Sattel­ flächen etwa die Form einer Halbkugel und/oder weiterer Sattelflächen vorgeschlagen wird. Bei der Halbkugelform erhält man im Ergebnis in etwa zwei Halbkugelschalen, die über zwei, ein­ ander gegenüberliegende Sattelflächen mitein­ ander verbunden sind und die an ihrem oberen Ende vorzugsweise im mittleren Bereich mit einer Öff­ nung, einem Flaschenhals odgl. versehen sind. Diese Form der Halbkugel besitzt im Gegensatz zur Verwendung weiterer Sattelflächen den Vorteil eines großen Volumens und damit einer hohen Auf­ nahmefähigkeit, sowie die Abformbarkeit mit einer Seitennaht bzw. zwei Formhälften.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Krüm­ mungsradius in beiden senkrecht aufeinanderste­ henden Symmetrieebenen gleich gewählt. Des wei­ teren ist grundsätzlich empfehlenswert, die Sat­ telfläche so zu legen, daß der Schnitt mit nach außen weisender Krümmung in horizontaler Ebene und demzufolge der senkrecht hierzu verlaufende Schnitt mit nach innen weisender Krümmung in ver­ tikaler Richtung verläuft, da sich in einem sol­ chen Fall besonders einfach solche seitlichen Flächen anformen lassen, die ein großes Volumen einschließen und die dem Hohlkörper in seiner Ge­ samtheit ein großes Fassungsvermögen verleihen.

In einer besonders bedeutungsvollen Weiterbildung der Erfindung sind die Wandflächen zumindest im Bereich der Sattelflächen verspiegelt. Man erhält dann, als Folge der spezifischen Krümmung der Sat­ telfläche, nämlich der in senkrecht aufeinander­ stehenden Richtungen konvexen oder konkaven Wöl­ bung im mittleren Bereich ein sich gegenseitiges Aufheben des Krümmungsradius und darüber hinaus die optische Eigenschaft, daß ein auf diese Wei­ se erzeugtes Spiegelbild seitenrichtig widerge­ geben wird. Insbesondere im speziellen Fall glei­ cher Krümmungsradien in den beiden senkrecht auf­ einanderstehenden Schnitten entsteht ein verzer­ rungsfreies Bild. Die seitenrichtige Widergabe des Spiegelbildes bewirkt, daß eine dem Spiegel gegen­ über befindliche Person sich so sieht, wie eine ihr gegenüberstehende Person. Aus diesem Grunde eignen sich derartige Hohlkörper, Behälter, Fla­ schen odgl. insbesondere für die Aufnahme von Kosmetika, da unter Zuhilfenahme des Spiegels dieses Hohlkörpers kosmetische Manipulationen, wie Schminken, Reinigen, Haare zupfen, Haare schneiden, föhnen und kämmen besonders an der Kopfseite und am Hinterkopf wesentlich erleich­ tert werden, da dann und im Gegensatz zu den bisherigen Spiegelbildern die menschliche Hand unwillkürlich die richtigen und auch beabsich­ tigten Bewegungen ausführt. Bei den bekannten, seitenverkehrten Spiegelbildern ergeben sich hierbei immer wieder dadurch Schwierigkeiten, daß unwillkürlich andere Handbewegungen als die gewünschten und beabsichtigten ausgeführt werden.

Aus den vorerwähnten Gründen eignet sich die Er­ findung zur Verwendung als Parfumflakon oder zur Aufnahme anderer kosmetischer Artikel, darüber hinaus aber auch zur Herstellung eines Spiegel­ schrankes, dessen Spiegelfläche vorzugsweise, jedoch ohne Einschränkung der Allgemeinheit aus zwei Sattelflächen besteht. Auch auf diesem Wege könnte man die seitenrichtige Widergabe des Spiegelbildes nutzen und verwenden.

Im folgenden werden Herstellungsverfahren für Mi­ nimalflächen, insbesondere also auch Sattelflächen, angegeben, die erfindungswesentlich sind und des­ halb ausdrücklich vorgeschlagen werden. Zwar ist grundsätzlich die Herstellung derartiger Minimal­ flächen auf numerisch gesteuerten Werkzeugmaschi­ nen denkbar, jedoch wäre dies mit einem erhebli­ chen Aufwand verbunden, weshalb die Erfindung an­ dere Herstellungsverfahren vorschlägt.

Beim einen wird zunächst entsprechend der Außen­ form der gewünschten Minimalfläche, insbesondere der Sattelfläche, ein geschlossener Rahmen herge­ stellt, wozu sich die Verwendung von Edelstahl­ draht anbietet, der entsprechend gebogen und an seinen Enden verlötet oder verschweißt wird, so daß ein geschlossener Rahmen entsteht. Daran an­ schließend wird dieser Rahmen in eine zähflüssige und aushärtbare Lösung eingetaucht und vorsichtig wieder herausgezogen, so daß sich eine aus der Lösung bestehende und aufgebauten Haut zwischen dem Rahmen und gebildet durch die Flüssigkeit der Lö­ sung entsteht. Hierbei ergibt sich eine Minimal­ fläche zwischen dem Rahmen, was durch die Ober­ flächenspannung der darin befindlichen Lösung bedingt ist, welche die Minimierung der Ober­ flächenenergie zum Ziel hat. Die Verwendung einer zähflüssigen Lösung empfiehlt sich deshalb, weil dann die Oberflächenspannung groß und demzu­ folge die Ausbildung der Minimalfläche keinerlei ernsthafte Schwierigkeiten bereitet. Nach dem Herausnehmen des Rahmens setzt der Aushärtprozeß ein, der mit zunehmender Raumtemperatur wesent­ lich rascher vonstatten geht, da diese das Ver­ flüchtigen des Lösungsmittels wesentlich unter­ stützt. Um die Einflüße der Schwerkraft zu eli­ minieren und nach unten zu weisende, sackartige Ausbildungen zu unterbinden, wird der Rahmen wäh­ rend des Aushärtprozeßes in einer taumelnden Be­ wegung gehalten und zwar so lange, bis die Aus­ härtung abgeschlossen ist. Selbstverständlich muß zu Beginn des Aushärtprozeßes dafür Sorge getragen werden, daß das überflüssige Material vom Rahmen abtropft. Die auf diese Weise herge­ stellte Sattelfläche ist exakt und stabil, muß jedoch zur weiteren Bearbeitung soweit verstärkt werden, bis eine Abformbarkeit erreicht wird. Dies kann beispielsweise durch Eintauchen in flüssiges, also niedrigschmelzendes Wachs rea­ lisiert werden. Dann erst kann die Negativform gewonnen und Positivformen in an sich bekannten Ver­ fahren hieraus hergestellt werden und die auf diese Weise erhaltenen Sattelflächen mit anderen Teilen zusammengebaut und als Wandflächen für Hohlkörper, Behälter, Flaschen odgl. eingesetzt werden. Von ent­ scheidender Bedeutung ist, daß das eben geschil­ derte Herstellungsverfahren grundsätzlich für die Herstellung aller Minimalflächen Verwendung fin­ den kann und nicht auf die im vorliegenden Fall besonders interessierenden Sattelflächen beschränkt ist.

In Weiterbildung des Herstellungsverfahrens wird vorgeschlagen, als zum Eintauchen verwendete Lö­ sung einen Leim einzusetzen, der beispielsweise ein Gemisch aus zwei Teilen Technicol-V und ein Teil Technicol R-2 Reiniger besteht.

Die Verfahren zum Gießen der Teile sind an sich bereits bekannt, jedoch empfiehlt die Erfindung insbesondere für die kleineren Formate das Ver­ fahren des Schleuderguß und für größere Formate den Sandguß oder das Wachsausschmelzverfahren.

Im folgenden wird ein weiteres, vom bisher be­ schriebenen völlig unabhängiges Verfahren zur Her­ stellung von Minimalflächen durch die Erfindung angegeben. In Abgrenzung demgegenüber eignet es sich in besonderer Weise zur Herstellung groß­ formatiger Flächen.

Es ist dadurch gekennzeichnet, daß ein geschlos­ sener Rahmen entsprechend der Außenform der ge­ wünschten Minimalfläche, insbesondere der Sattel­ fläche, in an sich bekannter Weise durch Biegen von Einzelteilen und deren anschließendem Ver­ schweißen hergestellt wird. Zusätzlich ist es sehr ratsam, Verstärkungen durch Anbringung eines äußeren Rahmens oder von Diagonalen angeschweißt werden Anschließend wird eine möglichst starke Schrumpfolie über den Rahmen und zwar so gelegt, daß diejenigen Partien, die zur Erhaltung ihrer end­ gültigen Form mehr gedehnt als geschrumpft werden müssen, genügend mit Folie versehen sind. Nachdem man die Folie gesichert hat, wird sie unter An­ wendung an sich bekannter Schrumpfgeräte und bei taumelnder Bewegung des Rahmens einem Schrumpfungs­ prozeß unterzogen, bei welchem sich die Minimal­ fläche zwischen dem Rahmen und auf Grund der Tau­ melbewegung unter Ausschaltung der Schwerkraft ein­ stellt. Zur Erreichung einer gußfähigen Schichtdik­ ke werden anschließend Beschichtungen aufgebracht, aus denen die Negativform gewonnen wird.

Da sich diese Technik, wie bereits erwähnt, grund­ sätzlich zur Herstellung jeder Minimalfläche eig­ net, also nicht auf die der Sattelflächen be­ schränkt ist, und sich darüber hinaus in besonde­ rer Weise für die Herstellung großflächiger Gebil­ de eignet, können mit dem erfindungsgemäßen Verfah­ ren insbesondere auch Bootsrümpfe, Großbehälter, usw. hergestellt werden.

Zur Beschichtung werden erfindungsgemäß zwei Al­ ternativen vorgeschlagen:

Bei der einen werden mehrere Lagen aus Beton auf­ gespritzt, zwischen denen Schichten aus Glas- und/ oder Kohlefaser und/oder Gewebe durch Einstreuen oder Auflegen hergestellt werden, wobei der Spritz­ beton aus kunstharzvergütetem Beton besteht. Das zum Herstellen der Zwischenschichten erforderliche Einstreuen kann erst dann erfolgen, wenn die Beton­ spritzschicht hinreichend widerstandsfähig und fest geworden ist. Diese Schichten werden abwechselnd so lange aufgetragen, bis die gewünschte und erforder­ liche Enddicke erreicht ist. Soweit erforderlich, werden, die zum Glätten der Oberfläche an sich be­ kannten Maßnahmen ergriffen.

In Alternative hierzu kann die Beschichtung auch dadurch vorgenommen werden, daß zuerst eine Schicht aus Epoxyharz aufgetragen oder aufgespritzt wird, anschließend Matten, insbesondere aus Tüllgar­ dine, Glas- oder Kohlefaser, aufgebracht und diese durch erneutes Auftragen von Epoxy- oder Polyesterharz abgedeckt werden.

Durch zyklisches Wiederholen dieser Arbeits­ schritte läßt sich die gewünschte Endstärke er­ reichen. Soweit erforderlich, kann zum Schluß die Oberfläche durch Schleifen und Spachteln geglättet werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgendem Beschrei­ bungsteil entnehmen, in dem in der Zeichnung dar­ gestellte Ausführungsformen näher erläutert wer­ den. Es zeigen:

Fig. 1 eine Flasche mit zwei sich gegen­ überliegenden Sattelflächen,

Fig. 2 eine Flasche bestehend aus vier Sat­ telflächen.

Fig. 3 einen Spiegelschrank mit zwei als Sattelflächen ausgebildeten Spiegeln

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Flasche, die gebildet wird aus einer vorderen Sat­ telfläche 1 und einer verdeckten und deshalb nur angedeuteten hinteren Sattelfläche 2. Beide Sat­ telflächen 1, 2 sind an der unteren Kante und überwiegend auch an der oberen Kante miteinander verbunden. Da die Sattelflächen zueinander so an­ geordnet sind, daß die Krümmung in horizontaler Ebene nach außen gerichtet ist, entstehen seitli­ che Öffnungen, welche über eine vordere Halbkugel 3 und eine hintere Halbkugel 4 verschlossen sind. Die Halbkugeln 3, 4 bewirken eine wesentliche Vergrößerung des Volumens des Gefäßes. In der Mitte der oberen Nahtstelle zwischen den beiden Sattelflächen 1, 2 ist ein Flaschenhals 5 in integrierter Weise angeformt, der seinerseits über eine Kappe 6 verschlossen ist. Grundsätz­ lich gilt, daß die als Halbkugel 3, 4 bezeich­ neten Teile im Sinne der Erfindung nicht exakte Halbkugeln sein müssen, sondern insbesondere im Bereich der Nähte hiervon abweichen können. Die Sattelflächen 1, 2 sind verspiegelt und sie können, bedingt durch die Form der Sattelflächen, ein seitenrichtiges Spiegelbild erzeugen.

Die Fig. 2 zeigt ebenfalls in perspektivischer Darstellung eine andere Ausführungsform einer Flasche, die insgesamt aus vier Sattelflächen gebildet ist. Sie besteht in Übereinstimmung mit der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform aus zwei sich gegenüberliegenden Sattelflächen 1, 2, so­ wie einem Flaschenhals 5 mit Kappe 6. Der Un­ terschied besteht darin, daß die Seitenflächen der beiden Sattelflächen 1, 2 nicht wie oben über Halbkugeln sondern über weitere Sattelflächen, nämlich eine rechte 7 und eine linke 8 verschlos­ sen werden. Wie aus der Zeichnung gut zu erkennen, erhält dann der Hohlkörper im horizontalen Quer­ schnitt etwa die Form eines X. Der Nachteil gegen­ über der in Form 1 gezeigten Ausführungsform be­ steht darin, daß das nunmehr im Inneren zur Ver­ fügung stehende Volumen in Bezug zu den Abmessun­ gen vergleichsweise gering ist. Auch hier sind die Sattelflächen 1 und 2 und evt. 7, 8, verspiegelt, so daß auch sie, wie oben bereits beschrieben, ein seitengerechtes Spiegelbild widerzugeben in der Lage sind.

Der in Fig. 3 gezeigte Hohlkörper stellt einen Spiegelschrank 9 dar, der in an sich üblicher Weise aus einem Gehäuse 10 besteht, welches an seiner Vorderseite über Spiegel 11 verschossen ist. Um den Innenraum des Spiegelschrankes zu­ gänglich zu machen, sind die Spiegel 11 über Scharniere 12 am Gehäuse 10 befestigt, so daß sie ohne weiteres aufklappbar sind. Für die Erfindung entscheidend ist die Form der Spiegel 11, die als Sattelflächen geformt sind und aus diesem Grunde ein seitenrichtiges Spiegelbild erzeugen. Hier­ durch wird eine wesentliche Erleichterung bei kosmetischen Arbeiten, wie z. B. Schminken, Rei­ nigen, Haare zupfen und schneiden, föhnen und käm­ men insbesondere an der Kopfseite und am Hinter­ kopf erreicht, da die Hand durch die seitenge­ rechte Widergabe unwillkürlich die richtigen Be­ wegungen ausführt. Bei den bisherigen, seitenver­ kehrten Spiegelbildern hingegen werden in der Regel andere als die beabsichtigten vorgenommen.

Claims (13)

1. Hohlkörper, Behälter, Flasche oder dergleichen mit Wandflächen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens eine der Wandflächen zumindest teilweise die Form einer Sattelfläche 1, 2, 7, 8 besitzt.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß insbeson­ dere zwei oder vier einander gegenüberliegende Wandflächen als Sattelflächen 1, 2, 7, 8 ge­ formt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekenn­ zeichnet durch zwei Sattel­ flächen 1, 2, die seitlich über Halbkugeln 3, 4 und/oder weitere Sattelflächen 7, 8 verbunden sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der Sattelflächen 1, 2, 7, 8 in senkrecht aufeinanderstehenden Symme­ trieebenen gleich ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch im horizontalen Schnitt nach außen weisender Krüm­ mung.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ins­ besondere im Bereich der Sattelflächen 1, 2, 7, 8 verspiegelte Wandflächen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekenn­ zeichnet durch einen Spiegel­ schrank, dessen Spiegelfläche aus vorzugsweise zwei Sattelflächen besteht.

8. Verfahren zur Herstellung der Negativform von Hohlkörpern, Behältern, Flaschen odgl., insbe­ sondere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein geschlossener Rahmen entsprechend der Außenform der gewünschten Minimalfläche, insbe­ sondere der Sattelfläche, geformt und in eine zähflüssige und aushärtbare Lösung eingetaucht wird nach dem Herausnehmen unter taumelnder Be­ wegung des Rahmens die Aushärtung abgewartet wird und anschließend z. B. durch Eintauchen in flüssiges Wachs die Schichtdicke bis zur Abformbarkeit verstärkt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Eintauchen verwendete Lösung ein Leim, z. B. ein Gemisch aus zwei Teilen Technicoll-V und ein Teil Technicoll R-2 Reiniger ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, da­ durch gekennzeichnet, daß als Gußverfahren für kleinere Formate Schleuderguß und für größere Formate Sandguß oder Wachsausschmelzverfahren angewendet wer­ den.

11. Verfahren zur Herstellung der Negativform von Hohlkörpern, Behältern, Flaschen odgl. insbe­ sondere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein geschlossener Rahmen entsprechend der Außenform der gewünschten Minimalfläche, insbe­ sondere der Sattelfläche, geformt und anschlie­ ßend von Schrumpffolie umgeben wird, die bei loser Spannung und Sicherung unter taumeln­ der Bewegung des Rahmens der an sich bekann­ ten Schrumpfung bis zum Eintritt der Minmial­ fläche unterzogen wird und dann durch Beschich­ tung die gewünschte Schichtdicke hergestellt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch Bespritzen mit kunstharzver­ gütetem Beton unter Einbringung von Glas- und/oder Kohlefasern und/oder Gewebe erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Be­ schichtung durch Auftragen von zunächst Epoxy- und dann von Epoxy- oder Polyesterharzen und Einbringen von Zwischenschichten aus Matten, insbesondere aus Tüllgardine, Glas- oder Kohle­ fasern, erfolgt.