DE60016805T2

DE60016805T2 - Verpackung

Info

Publication number: DE60016805T2
Application number: DE60016805T
Authority: DE
Inventors: Holger Frydenlundsvej 30 Thorso
Original assignee: Superfos AS
Current assignee: Berry Superfos Randers AS
Priority date: 1999-08-11
Filing date: 2000-08-10
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2020-08-11
Also published as: ATE284820T1; PL353537A1; TR200200361T2; ES2234643T3; PL202804B1; NO20020579D0; NO20020579L; WO2001012519A1; DE60016805D1; AU6427400A; US6834772B1; NO322498B1; EP1254056A1; EP1254056B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kunststoffverpackung der Bauart, die in dem einleitenden Abschnitt des Anspruch 1 bezeichnet ist, wobei ein Schnappeingriff während des Aufbringens eines Deckels auf einen Behälter bereitgestellt ist. Solch eine Verpackung ist z.B. aus dem US-Patent Nr. 5 143 219 bekannt.
Es besteht eine Notwendigkeit, eine Verpackung zu niedrigen Kosten bereitzustellen, die für den Transport von z. B. nicht entflammbaren Flüssigkeiten geeignet ist. Insbesondere besteht eine Notwendigkeit für solch eine Verpackung, welche die hohen Anforderungen erfüllen kann, die durch die UN mit Bezug auf die Dichte sowohl bei einem positiven Innendruck von 1 bar Flüssigkeitsdruck und 0,4 bar Gasdruck als auch bei einem Falltest, bei dem der Deckel der Verpackung durch einen konzentrierten äußeren Aufprall beeinträchtigt ist, erstellt wurden. Obwohl sogar für Jahre eine Vielzahl von Versuchen gemacht wurden, derartige Kunststoffverpackungen bereitzustellen (siehe z. B. US-Patent Nr. 5 163 576), wurde es soweit nichtsdestotrotz notwendig, metallische Verpackungen einzusetzen, um in der Praxis zuverlässige Eigenschaften sicherzustellen. Es wurde somit beobachtet, dass die radiale Ausdehnung der bekannten Kunststoffbehälter kombiniert mit der Tendenz von Kunststoffschichten, sich bei relativ niedrigen Innendrücken nach oben zu wölben, zur Folge haben, dass der Schnappeingriff gelöst wird, sodass die erwähnten UN- Vorschriften nicht erfüllt werden können.
Die Erfindung hat es möglich gemacht, eine Verpackung zu niedrigen Kosten bereitzustellen, die auf einfache Weise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein kann, und die die erwähnten Vorschriften erfüllt.
Dies wird erreicht, wie in Anspruch 1 ausgeführt ist, wobei während der Bildung eines Schnappeingriffs zwischen dem Deckel und dem Behälter der Verpackung zuerst eine Verdichtung und dann ein teilweises Lösen eines zwischen dem Deckel und dem Behälter eingebetteten Dichtteils bereitgestellt sind. Dies umgeht großteils die Situation, dass ein Innendruck in dem Behälter und ein äußerer Stoß verursachen können, dass der Schnappeingriff gelöst wird. Wenn der Deckel und der Behälter mit schrägen, zusammen wirkenden Eingriffsflächen ausgebildet sind, wird insbesondere eine einfache Konstruktion erhalten.
Wie in Anspruch 5 ausgeführt ist, ist das Dichtteil bevorzugt in dem Deckel angeordnet, wobei eine Beschädigung des Dichtteils während der Anwendung des Deckels aus dem Behälter zu dem größtmöglichen Ausmaß vermieden wird.
Wenn die Verpackung so ausgebildet ist, um einen ringförmigen Zwischenraum bereitzustellen, wie in Anspruch 6 dargelegt ist, wird insbesondere eine wirkungsvolle Dichtung der Verpackung erhalten.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen Deckel für einen Behälter zum Bereitstellen einer Verpackung der zuerst dargelegten Bauart. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine zweckdienliche Form für die Herstellung des Deckels.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die in der Zeichnung gezeigte Ausführungsform genauer erklärt. In der Zeichnung zeigt:
1 einen Abschnitt einer Verpackung gemäß der Erfindung in Querschnitt,
2 den in 1 gezeigten Deckel für die Verpackung,
3 den in 1 gezeigten Behälter für die Verpackung, und
4a – 4d die Herstellung des in 2 gezeigten Deckels unter Verwendung einer Form gemäß der Erfindung.
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 allgemein eine aus einem Behälter 30 mit einem angebrachten Deckel 10 bestehende Verpackung. Der Behälter 30 und der Deckel 10 erstrecken symmetrisch um eine Symmetrieachse CL. Sowohl der Behälter 30 als auch der Deckel 10 sind durch Formen aus einem Kunststoffmaterial hergestellt.
Wie zuerst erwähnt wurde, besteht eine Notwendigkeit eine Verpackung zu niedrigen Kosten bereitzustellen, die für den Transport von nicht entflammbaren Flüssigkeiten neben anderen Dingen geeignet ist. Insbesondere besteht eine Notwendigkeit für solch eine Verpackung, welche die hohen Anforderungen sowohl mit Bezug auf Dichte bei einem positiven Innendruck von 1 bar Flüssigkeitsdruck und 0,4 bar Gasdruck als auch nach einem Falltest erfüllen kann, die durch die UN gestellt werden. Obwohl für Jahre eine Vielzahl von Versuchen gemacht wurden, solche Verpackungen aus Kunststoff bereitzustellen, war es soweit nichtsdestotrotz notwendig, in der Praxis metallische Verpackungen zu verwenden, um zuverlässige Eigenschaften sicherzustellen.
Der gezeigte Behälter 30 ist durch eine zylindrische Wand ausgebildet, die an ihrem untersten Ende mit einem Boden (nicht gezeigt) für den Behälter verbunden ist. Gegenüber dem Boden weist die Wand 32 eine ringförmige, freie Kante 35 auf. Als Äußerstes weist der Deckel 10 eine Schürze 14 auf, die einen nach unten geöffneten Aufnahmekanal ausbildet. Wenn der Deckel 10 auf den Behälter 30 aufgebracht wird, wird diese freie Kante 35 bis zu einer Position in den Aufnahmekanal bewegt, in der ein Schnappeingriff zwischen dem Deckel 10 und dem Behälter 30 durch eine Schnapphandlung hergestellt ist. Der Schnappeingriff bewirkt, dass eine Eingriffsfläche 29 auf den Deckel 10 mit einer Gegeneingriffsfläche 42 auf den Behälter 30 in Eingriff kommt, was eine wirkungsvolle Befestigung des Deckels 10 auf dem Behälter 30 bereitstellt. Um ein folgendes Ausleeren der Verpackung 1 zu ermöglichen, kann der Deckel 10 mit einer getrennten Öffnung ausgebildet sein.
Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst die Verpackung 1 ebenfalls ein ringförmiges, elastisches Dichtungsteil 23. Wenn der Schnappeingriff zwischen dem Deckel 10 und dem Behälter 30 hergestellt wurde, greift das Dichtteil 23 mit der Bodenwand 19 des Aufnahmekanals des Deckels 10 mit einer bestimmten Vorspannung ein und kommt mit einer sich nach außen erstreckenden ringförmigen Rippe 31 auf der Außenseite der Wand 32 in Eingriff. Ein ringförmiger Zwischenraum 5 ist zwischen der Rippe 31 und der Schürze 14 als Äußerstes bereitgestellt, wobei der Zwischenraum ein radiales Ausmaß aufweist, das sich in eine Richtung von dem Dichtteil 23 weg verringert, wie gezeigt ist.
2 zeigt nur den Deckel 10. Es ist zu erkennen, dass der Deckel 10 einen Flächenabschnitt 12 umfasst, der mit der Schürze 14 verbunden ist. Wie erwähnt wurde, bildet die Schürze 14 den Aufnahmekanal des Deckels, der durch das Bezugszeichen 15 bezeichnet ist, wobei die Schürze 14 eine erste Seitenwand 17 umfasst, eine zweite Seitenwand 25 und die Bodenwand 19. Die erste Seitenwand 17 ist mit dem Flächenabschnitt 12 über eine ringförmige Wand 11 verbunden, und diese Verbindung wird mittels Rippen 13 versteift, die radial von der Achse CL gerichtet sind und in einem wechselseitigen Abstand um die Achse CL angeordnet sind. Die zweite Seitenwand 25 weist ein freies Seitenende mit einer Endfläche 28 auf, die sich schräg in eine Richtung nach oben zu dem Flächenabschnitt 12 erstreckt.
Der Deckel 10 hat darüber hinaus eine Eingriffseinrichtung 27, die auf der zweiten Seitenwand 25 in der Nähe der Endfläche 28 angeordnet ist. Wie gezeigt ist, besteht die Eingriffseinrichtung 27 aus einer ringförmigen Eingriffsfläche 29, die sich relativ zu der Symmetrieachse CL in einem Winkel α schräg erstreckt. Der Winkel α liegt bevorzugt zwischen ungefähr 15° und ungefähr 40°, bevorzugt um 30° relativ zu einer normalen zu der Achse CL. Eine schräge Fläche 26 verbindet die Eingriffsfläche 29 mit einer Endfläche 28.
Es ist darüber hinaus zu erkennen, dass ein ringförmiger Vorsprung 21 auf der Bodenwand 19 angeordnet ist. Eine nutenförmige Senke ist zwischen dem Vorsprung 21 und der zweiten Seitenwand 25 definiert, wie gezeigt ist, und die Senke bildet eine Fläche 20 aus, in der das Dichtteil 23 eingebettet ist. Das Dichtteil 23 ist bevorzugt aus synthetischem Gummi hergestellt.
3 zeigt einen Abschnitt des Behälters 30 gemäß der Erfindung. Zuäußerst ist an der Wand 32 ein Eingriffsabschnitt in einem kurzen Abstand unter dem freien Ende 35 angeordnet, der allgemein durch das Bezugszeichen 40 bezeichnet ist, und der ausgebildet ist, um einen festen und zuverlässigen Schnappeingriff mit dem Deckel 10 auszubilden. Der Eingriffsabschnitt 40 umfasst die oben erwähnte Rippe 31 und eine darunter liegende ringförmige Rippe 41. Die zwei Rippen 31, 41 sind durch radialgerichtete Rippen 44 zwischenverbunden, die in einem wechselseitigen Abstand um die Achse CL angeordnet sind. Die obere Rippe 31 weist eine äußere, ebene Endkante 37 auf, die sich bevorzugt in einem Winkel von ungefähr 5° relativ zu der Achse CL erstreckt, und einen oberen Vorsprung 39, der auf der Fläche 38 angeordnet ist, welche die obere Seite der Rippe 31 definiert. Dieser Winkel kann z.B. ausgewählt sein, zwischen ungefähr 3° und ungefähr 15° zu liegen. Die Funktion des Vorsprungs 39 wird im Folgenden besser erklärt.
Wie zu sehen ist, ist die Rippe 41 auf der Unterseite mit einer ebenen ringförmigen Eingriffsfläche 42 ausgebildet, die sich relativ zu der Symmetrieachse CL in einen Winkel α schräg erstreckt, d. h. parallel mit der Eingriffsfläche 29 auf dem Deckel 10. Die Eingriffsfläche 29 weist bevorzugt solch eine Form und Abmessung auf, dass sie mit der Eingriffsfläche 42 über ihren gesamten Bereich in Eingriff sein kann, sobald der Schnappeingriff hergestellt wurde.
Es wird wahrgenommen werden, dass durch das Aufbringen des Deckels 10 auf den Behälter 30 die zweite Seitenwand 25 elastisch, radial nach außen verformt wird, während die geneigte Fläche 26 entlang der Rippen 31, 41 und 44 bewegt wird. Währenddessen wird eine Verdichtung des Dichtteils 23 bereitgestellt. Wenn die zweite Seitenwand 25 sich dann zurück zu dem Anfangsabschnitt biegt, ist in dem Augenblick der Schnappeingriff hergestellt, wenn die geneigte Fläche 26 sich hinter die Rippe 41 auf dem Behälter 30 bewegt, während das Lösen des Dichtteils gleichzeitig wegen der Form der Eingriffsfläche 29, 42 stattfindet, wenn sich der Deckel folgend während der kurzen Bewegung der Eingriffsfläche 29 auf der Eingriffsfläche 42 ein wenig nach oben bewegt. In dieser Position ist das Dichtteil 23 sowohl mit der Eingriffsfläche 20 auf dem Deckel 10 als auch der Fläche 38 auf der Rippe 31 in Eingriff, wie aus 1 ersichtlich ist, und der Vorsprung 39 wird darüber hinaus eine lokalisierte, ringförmige Verformung des Dichtteils 23 bereitstellen. Diese Verformung bewirkt, dass ein Teil des Dichtteils 23 zwischen der Endkante 37 der Rippe 31 in den Ringzwischenraum 5 gedrückt wird. Da der Ringzwischenraum 5 keilförmig ausgebildet ist, wird bevorzugt wegen des schrägen Ausmaßes der Endkante 37 relativ zur vertikalen Achse CL eine zusätzliche Verdichtung des Teils des Materials des Dichtteils 23 erhalten, das in den Ringzwischenraum 5 gedrückt wird, was in einem Anwachsen der Dichteigenschaften der Verpackung resultiert.
Es wird wahrgenommen werden, dass die zusammenarbeitenden, ringförmigen Eingriffsflächen 29, 42 bevorzugt eben sind; jedoch wird nicht verhindert, dass die Eingriffsflächen sich nach oben wölben.
4a zeigt einen Abschnitt einer Form zur Verwendung in der Herstellung des Deckels für die oben beschriebene Verpackung. Die Form umfasst ein weibliches Formteil 100, ein männliches Formteil 110 und einen Ausstoßring 120, der das männliche Formteil 110 umgibt. Diese Formteile definieren zusammen eine Formhöhle für den Deckel 10, in den Kunststoffformmaterial mittels nicht gezeigter Vorrichtungen eingespritzt wird. Der Ausstoßring 120 weist einen Oberflächenabschnitt 122 auf, der während des Formens eine Formfläche für die schräge Endfläche 28 des Deckels ausbildet. Das männliche Formteil 110 weist darüber hinaus eine Aussparung 112 zum Bereitstellen der Eingriffsfläche 29 des Deckels 10 auf.
4b – 4d zeigen wie der geformte Deckel aus dem männlichen Formteil 110 herausgedrückt wird. Das weibliche Formteil 100 wird zuerst entfernt, wie aus 4b ersichtlich ist, gefolgt davon, dass der Ausstoßring 120 vertikal in der Richtung des Pfeils P nach oben bewegt wird, wie aus 4c ersichtlich ist, sodass der Oberflächenabschnitt 122 sich entlang der schrägen Endfläche 28 bewegt. Diese nach oben gerichtete Bewegung des Ausstoßrings 120 führt zu dem Entstehen einer nach außen gerichteten Kraft auf den fertiggestellten Deckel 10, und bewirkt, dass die zweite Endwand 25 der Schürze nach außen nachgibt, sodass die Eingriffsfläche 29 die Aussparung 112 freigibt, sodass der Deckel dann durch eine fortgesetzte Bewegung des Ausstoßrings 120 nach oben aus dem männlichen Formteil 110 gedrückt wird.
Beispiel:
Eine Verpackung der oben beschriebenen Bauart mit Bezug auf die Zeichnung wurde hergestellt. Der Behälter weist einen Durchmesser von 30 cm und eine Höhe von dem Boden zu der freien Kante 35 von 40 cm auf. Die Wandstärke des Behälters war 0,2 cm und die Stärke des Deckels war 0,2 cm. Die Verpackung wurde aus HDPE hergestellt, und ein von der National Starch & Chemical AB, of Sweden hergestelltes DUROTAK H2036E, wurde ausgewählt. Die Rippen 31 und 41 weisen eine Dicke von 0,1 bzw. 0,2 cm auf, und der Winkel α von der Fläche 29 und 42 wurde ausgewählt 22° zu betragen.
Durch die Anwendung eines inneren positiven Luftdrucks von 0,4 Bar und einem inneren Flüssigkeitsdruck von 1 Bar wurde eine ausreichende Dichte beobachtet, um den UN Standard Nr. 1H2/Y/100/- zu erfüllen. Ähnlich war die Verpackung in der Lage, dem in dem gleichen Standard beschriebenen Falltest zu widerstehen.

Claims

Verpackung aus einem Kunststoffmaterial, bestehend aus einem Behälter und einem Deckel, wobei – der Behälter (30) einen mit einer sich um eine Achse (CL) erstreckenden, zylindrischen Wand (32) verbundenen Boden hat, wobei die Wand (32) gegenüber von dem Boden ein freies Ende (35) aufweist, das eine Öffnung definiert, die Zutritt zu dem Inneren des Behälters (30) gestattet, und die Wand (32) bei ihrem freien Ende (35) auf der Außenseite einen ringförmigen Eingreifabschnitt (40) aufweist, – der Deckel (10) einen im wesentlichen scheibenförmigen Flächenabschnitt (12) mit einer Randschürze (14) umfasst, die einen ringförmigen Aufnahmekanal (15) ausbildet, und sich um die Achse (CL) erstreckt, um das freie Ende (35) aufzunehmen, und der Aufnahmekanal (15) durch eine erste Seitenwand (17), eine zweite Seitenwand (25) und eine Bodenwand (19) definiert ist, wobei die erste Seitenwand (17) mit dem scheibenförmigen Flächenabschnitt (12) verbunden ist, und die zweite Seitenwand (25) eine Eingreifeinrichtung (27) umfasst, die angepasst ist, mit dem Eingriffabschnitt (40) einen Schnappeingriff auszubilden, – der Eingreifabschnitt (40) und die Eingreifeinrichtung (27) komplementäre Eingreifflächen (42, 29) umfassen, die angepasst sind, miteinander einzugreifen, um den Schnappeingriff einzuführen, – zwischen dem Eingreifabschnitt (40) und der Bodenwand (19) ein ringförmiges, elastisches Dichtteil (23) angeordnet ist, das sich um den gesamten Aufnahmekanal (15) erstreckt, und das, sobald der Schnappeingriff eingeführt wurde, mit einer ersten ringförmigen Fläche (20), die in dem Aufnahmekanal (15) angeordnet ist, und einer zweiten ringförmigen Fläche (38), die auf dem Behälter (30) bei dessen freiem Ende (35) angeordnet ist, in Eingriff ist, dadurch gekennzeichnet, dass – der Eingreifabschnitt (40) und die Eingreifeinrichtung (27) so ausgebildet ist, dass ein axiales Zusammendrücken des Dichtteils (23) durch das Anwenden des Deckels (10) bereit gestellt ist, wobei das Zusammendrücken teilweise entlastet wird, wenn die Eingreifflächen (29, 42) miteinander in Eingriff sind.
Verpackung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die zusammenarbeitenden Eingreifflächen (29, 42) gegenseitig parallel und eben sind, und – die Eingreifflächen (29, 42) sich schräg relativ zu einer Normalen der Achse (CL) erstrecken.
Verpackung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – die Eingreifflächen (29, 42) sich schräg in einem Winkel α von zwischen ungefähr 15° und ungefähr 40° relativ zu einer Normalen zu der Achse (CL) erstrecken.
Verpackung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die erste Fläche (20) oder die zweite Fläche (38) einen ringförmigen Vorsprung hat, der angepasst ist, ein weiteres örtliches Zusammendrücken des Dichtteils (23) zu erzeugen, wenn die Eingreifflächen (29, 42) miteinander in Eingriff sind.
Verpackung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass – die erste in dem Aufnahmekanal (15) angeordnete Fläche (20) eine ringförmige Nut definiert, – das Dichtteil (23) durch Kleben oder auf eine andere Weise in der Nut gesichert ist, und – die zweite Fläche (38) den ringförmigen Vorsprung (39) hat, der angepasst ist, das zusätzliche, örtliche Zusammendrücken des Dichtteils (23) zu erzeugen.
Verpackung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass – der Eingreifabschnitt (40) radial nach außen von der Achse (CL) und in Erweiterung des ringförmigen Vorsprungs (39) eine Kante (37) hat, die gegenüber der zweiten Seitenwand (25) des Aufnahmekanals (15) angeordnet ist, und – die Endkante (37) und die zweite Seitenwand (25) zwischen sich einen ringförmigen Zwischenraum (5) definieren, dessen radiales Ausmaß in einer Richtung weg von dem Dichtteil (23) verringert ist.
Verpackung gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass – das Dichtteil (23) durch Kleben an der ersten Fläche (20) gesichert ist.
Deckel für eine Verpackung der in Anspruch 2 definierten Bauart, wobei der Deckel (10) einen im wesentlichen scheibenförmigen Flächenabschnitt (12) mit einer Randschürze (14) umfasst, die einen ringförmigen Aufnahmekanal (15) ausbildet, und sich um die Achse (CL) erstreckt, und angepasst ist, das freie Ende (35) des Behälters (30) aufzunehmen, wobei der Aufnahmekanal (14) durch eine erste Seitenwand (17), eine zweite Seitenwand (25) und eine Bodenwand (19) definiert ist, und die erste Seitenwand (17) mit dem scheibenförmigen Flächenabschnitt (12) verbunden ist, wobei die zweite Seitenwand (25) eine Eingreifeinrichtung (27) umfasst, die angepasst ist, auf dem Behälter (30) einen Schnappeingriff mit dem Eingreifabschnitt (40) auszubilden, dadurch gekennzeichnet, dass – die Eingreifeinrichtung (27) eine Eingreiffläche (29) umfasst, die sich relativ zu der Achse (CL) schräg in einem Winkel α von zwischen ungefähr 20° und ungefähr 40° relativ zu einer Normalen zu der Achse (CL) erstreckt, und – eine ringförmige Dichteinrichtung (23) durch Kleben oder auf eine andere Weise in dem Aufnahmekanal (15) gesichert ist.
Deckel gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass – das freie Ende der zweiten Seitenwand (25) eine geneigte Endfläche (28) umfasst, die sich ungefähr parallel zu der Eingreiffläche (19) auf dem Deckel (10) erstreckt.
Form zum Herstellen eines Deckels gemäß Anspruch 9, wobei der Deckel (10) unter Verwendung eines weiblichen Formteils (100), eines männlichen Formteils (110) und eines Ausstoßrings (120) hergestellt wird, die zusammen eine Formhöhle für den Deckel (10) definieren, wobei der Ausstoßring (120) angepasst ist, in eine Richtung von der Achse (CL) bewegt zu werden, um einen Deckel zu entlassen, der gerade von dem männlichen Formteil (110) geformt wurde, dadurch gekennzeichnet, dass – der Ausstoßring (120) eine Formfläche für die geneigte Endfläche (28) auf dem Deckel (10) definiert.