DE60101556T2

DE60101556T2 - Durch umlaufende nuten verstärkter kunststoffbehälter mit nicht-zylindrischem körper

Info

Publication number: DE60101556T2
Application number: DE60101556T
Authority: DE
Inventors: Michel Boukobza
Original assignee: Sidel SA
Current assignee: Sidel SA
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2001-01-26
Publication date: 2004-09-23
Anticipated expiration: 2021-01-27
Also published as: EP1257474A1; CA2396557A1; FR2804939B1; EP1257474B1; JP2003522681A; AU3192601A; ATE256599T1; FR2804939A1; MXPA02007650A; BR0108174B1; AU775623B2; ES2215122T3; WO2001058766A1; US6581794B2; DE60101556D1; KR20020086477A; US20030010743A1; BR0108174A

Description

Aufgabe der Erfindung sind Verbesserungen für Behälter aus Kunststoff, deren nicht drehzylindrischer Körper mittels Verstärkungsmitteln verstärkt ist, die aus Vertiefungen bestehen. Sie findet bei jeder Art von Behälter Anwendung, dessen Körper zumindest eine Wand mit einem im Wesentlichen flachen Relief aufweist, wie es bei Flakons der Fall ist. Sie betrifft auch und insbesondere Flaschen, deren Körper eine im Großen und Ganzen vierseitige Form mit abgerundeten Ecken aufweist, und die dazu bestimmt sind, einen so genannten kohlensäurefreien Inhalt aufzunehmen, das heißt einen ohne Innendruck.
In der Gesamtheit des Textes der vorliegenden Anmeldung sind Begriffe betreffs einer räumlichen Position eines Behälters oder verschiedener Teile eines Behälters relativ zueinander so zu verstehen, als wenn der Behälter aufrecht ist, das heißt entlang seiner Längsachse vertikal orientiert ist, mit dem Boden unten und dem Hals oben. Dies gilt insbesondere, aber nicht ausschließlich, für die Begriffe über, unter, unten, oben, oberer, unterer, Höhe, vertikal, horizontal, etc.
Es ist bekannt, dass Kunststoffbehälter immer leichter werden, wodurch sich Probleme dabei ergeben, eine gute mechanische Festigkeit dieser Behälter sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung zu erhalten.
Insbesondere wenn sie nach ihrer Öffnung in die Hand genommen werden, neigen sie dazu nachzugeben, was die Gefahr birgt, das Ausstoßen ihres Inhalts zur Folge zu haben, insbesondere wenn dieser flüssig ist.
Wenn die Behälter geschlossen sind, treten Druckkräfte auf, wenn sie während ihrer Lagerung oder ihrem Transport übereinander gestapelt werden. Wenn ihre Wände nicht hinreichend starr sind, folgt daraus dann die Tendenz zu einer Zunahme des Querschnitts des Körpers jedes Behälters, während er andere trägt: dies beruht auf dem Umstand, dass der über einem Behälter ausgeübte Druck eine Senkung seiner Schultern bewirkt, die eine Erhöhung des Innendrucks des Behälters zur Folge hat, der sich dann auf die Innenwände auswirkt. Wenn die Behälter nebeneinander gestellt werden, besteht daher das Risiko, dass die zwischen zwei Behältern ausgeübten Belastungen übermäßig werden, was zu einer wechselseitigen Schädigung zum Beispiel durch Eindrückungen führen kann.
Diese Nachteile wurden teilweise behoben, indem Behälter mit einer Folge von Verstärkungsvertiefungen auf der Peripherie ihrer Körper hergestellt wurden, siehe zum Beispiel die FR 1 397 037 A. Auch wenn sich diese Lösung im Ganzen als befriedigend für Behälter mit einem Körper von zylindrischem Querschnitt herausgestellt hat, sowohl wenn sie nach der Öffnung manipuliert werden, als auch wenn sie gestapelt werden, ist sie es dennoch nicht ganz so für Behälter, deren Körper zumindest einen Wandteil mit einem im Wesentlichen ebenen Relief aufweisen, wie beispielsweise die Behälter, deren Körper einen im Großen und Ganzen vierseitigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken besitzen, insbesondere wenn sie gestapelt werden: Man fördert in diesem Fall manchmal eine erhebliche Zunahme ihres Querschnitts durch eine nach außen gerichtete Deformation der ebenen Wandteile, die zwischen den zwei aufeinander folgenden Vertiefungen liegen.
Die Phänomene sind umso markanter, je höher das Innenvolumen der Behälter ist (mehrere Liter) und/oder je erheblicher der durch ihren Inhalt ausgeübte hydrostatische Druck ist. Wenn nämlich aufgrund eines hydrostatischen Drucks oder dergleichen Kräfte, die darauf zielen, den Querschnitt der Wände eines Behälters zu erhöhen, vorhanden sind, haben sie die Tendenz, eher in der Mitte der ebenen oder im Wesentlichen ebenen Bereiche als an ihren Rändern einzuwirken. Dies erklärt die nach außen gerichteten Deformationen der zwischen zwei aufeinander folgenden Vertiefungen liegenden Wandteile, die sich so an diesen bekannten Behältern beobachten lassen.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beheben.
Erfindungsgemäß ist ein Behälter aus Kunststoff, der einen entlang einer Längsachse ausgerichteten Körper mit einer nicht rotationszylindrischen, diese Achse umgebenden Wand aufweist, wobei die Wand mittels peripherer Vertiefungen verstärkt ist, die entlang zu den zur Längsachse im Wesentlichen senkrechten Ebenen ausgerichtet sind, wobei zumindest ein Teil der Wand ein im Wesentlichen ebenes Relief aufweist und von mehreren Vertiefungen durchzogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite jeder Vertiefung, die den ein im Wesentlichen ebenes Relief aufweisenden Wandteil durchzieht, variabel ist, wobei die Variation der Breite jeder Vertiefung dergestalt ist, dass sie an ihrer Mündung in den Wandteil weniger breit ist als in der Mitte ihres Durchgangs.
Es zeigt sich, dass diese besondere Struktur es gestattet, nennenswerte nach außen gerichtete Deformationen von im Wesentlichen ebenen Wandteilen, die zwischen zwei aufeinander folgenden Vertiefungen liegen, zu vermeiden.
Gemäß eines weiteren Merkmals weist die Projektion des Bodens einer Vertiefung, die einen ein im Wesentlichen ebenes Relief aufweisenden Wandteil durchzieht, auf einer Ebene von im Wesentlichen senkrechter Orientierung zu der Längsachse zumindest entlang des Durchgangs durch diesen Teil ein gekrümmtes Profil mit einer von der Wand nach außen gewandten Konkavität auf.
Diese besondere Form verleiht den Böden der Vertiefungen eine größere Starrheit, die es gestattet, die Deformationen zu begrenzen, die sie bei der Wegnahme der Kräfte erfahren.
Gemäß einem weiteren Merkmal weisen die Wände der Vertiefungen ein gekrümmtes Profil auf.
Auf diese Weise wird es vermieden, Eckbereiche zu schaffen, die unter der Wirkung von Belastungen aufgrund von Druck, bei Stößen oder bei anderen Phänomenen brechen können.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Studium der Beschreibung der folgenden Figuren offenbar, die jeweils Folgendes veranschaulichen:
1 eine Aufrissansicht einer Ausführungsform einer Flasche mit vierseitigem Querschnitt, die einen Behältertyp bildet, auf den die vorliegende Erfindung anwendbar ist;
2 eine Eckansicht der Flasche von 1;
3 eine leicht geneigte Perspektivansicht der in den 1 und 2 dargestellten Flasche;
4 eine Schnittansicht längs der in 1 dargestellten Linie AA der Flasche;
5 eine Schnittansicht längs Linie BB der in 2 dargestellten Flasche;
6 und 7 Schnittansichten entlang der Linien CC beziehungsweise DD der in 1 dargestellten Flasche.
Die in den 1 bis 5 dargestellte Flasche mit Längsachse X umfasst einen Hals 1, einen Körper 2, einen Boden 3 und einen Zwischenteil zwischen dem Körper und dem Hals, der auch die Schulter 4 genannt wird.
In dem dargestellten Beispiel endet der Hals auf bekannte Weise in einem Gewinde 5, das die Aufschraubung eines mit einem Gewinde versehenen Verschlusses gestattet.
In dem dargestellten Beispiel weist der Flaschenkörper 2 einen Querschnitt von im Großen und Ganzen vierseitiger Form, in diesem Beispiel quadratischer Form, mit abgerundeten Ecken auf, so dass die Wand des Körpers aus Teilen in Form von im Wesentlichen ebenen Platte besteht, von denen zwei 21, 22, die in 3 sichtbar sind, miteinander durch gerundete Winkelstücke verbunden sind und von denen drei 23, 24, 25 in der gleichen 3 zu sehen sind.
Wie insbesondere in den 1 bis 3 zu sehen ist, ist die Wand mittels peripherer Vertiefungen 26, 27, 28, 29, 30 verstärkt, die im Wesentlichen entlang von Ebenen senkrecht zu der Längsachse ausgerichtet sind. Jede Vertiefung umgibt damit den Körper, indem sie die verschiedenen, im Wesentlichen ebenen Platten 21, 22 und die abgerundeten Winkelstücke 23, 24, 25 durchzieht. Daraus ergibt sich, dass die Wand in vertikaler Richtung aus einer Abfolge von Wandabschnitten 31, 32, 33, 34, 35, 36 besteht, die den oben genannten Querschnitt von im Großen und Ganzen vierseitiger Form mit abgerundeten Ecken und peripheren Vertiefungen aufweisen.
Erfindungsgemäß weisen die peripheren Vertiefungen eine Breitenvariation zumindest in ihrem Durchgang durch einen Wandteil auf, der ein im Wesentlichen ebenes Relief besitzt. In dem Fall der in den Figuren dargestellten Flasche variiert die Breite somit zumindest in ihrem Durchgang durch jede der Platten 21, 22, und die Breitenvariation jeder Vertiefung ist dergestalt, dass sie an ihren Mündungen in die Platte weniger breit als in der Mitte ihres Durchgangs ist.
So weist bei der in den 1 bis 7 dargestellten Flasche, die vier ebene Platten umfasst, jede Vertiefung zumindest vier Breitenvariationen auf.
Wenn man Bezug auf 1 nimmt, die eine Aufrissansicht der Flasche ist, stellt man zudem auf der Seite einer im Wesentlichen ebenen Platte zum Beispiel fest, dass die Vertiefung 26 eine Breite L1 in der Mitte ihres Durchgangs durch die Platte aufweist, die größer als ihre Breite L2 an jeder ihrer Mündungen in die Platte ist.
Jede der Vertiefungen weist die gleichen Eigenschaften auf, so dass die ebenen Teile der Abschnitte 31, 32, 33, 34, 35, 36, die durch die Vertiefungen begrenzt sind, dort eine kleinere Breite aufweisen, wo diejenige der Vertiefungen größer ist und umgekehrt.
Mit anderen Worten: Zwei aufeinander folgende Vertiefungen, die den im Wesentlichen ebenen Wandteil, eine Platte im Fall der in den Figuren dargestellten Flasche, durchqueren, sind durch einen Wandabschnitt getrennt, dessen Breite sich umgekehrt entwickelt wie diejenige der Vertiefungen, das heißt, dass dieser Abschnitt in seiner Mitte weniger breit als auf seinen Seiten an der Mündung der Vertiefungen ist. Mit anderen Worten: Zwei benachbarte Vertiefungen sind einander in der Mitte ihres Durchgangs durch eine Platte näher als an der Mündung in diese.
Dass diese besondere Struktur es gestattet, nennenswerte, nach außen gerichtete Deformationen von im Wesentlichen ebenen Wandteilen, die zwischen zwei aufeinander folgenden Vertiefungen liegen, zu vermeiden, erklärt sich insbesondere auf folgende Weise:

– in der Mitte des Durchgangs bieten die ebenen Bereiche, hier die Wandabschnitte 31, 32, 33, 34, 35, 36, wegen ihrer Breitenreduzierung an dieser Stelle den Beanspruchungen eine begrenzte Fläche, während die durch den Boden der Vertiefungen 26, 27, 28, 29, 30 dargebotene Fläche an dieser Stelle größer ist, so dass die Deformationskräfte von dem Boden der Vertiefungen aufgenommen werden. Dieser letztere kann sich deformieren, aber die Deformation überschreitet nicht die Ebene, die durch die ebenen Bereiche verläuft, die auf beiden Seiten der Vertiefung liegen;
– an den Ränden, also an der Mündung der Vertiefungen, dort, wo die von einem ebenen Teilbereich zwischen zwei aufeinander folgenden Vertiefungen angebotene Fläche größer ist, erklärt sich das Fehlen der Deformation teilweise einerseits dadurch, dass die Beanspruchungen, die an dieser Stelle existieren, dort geringer sind, und andererseits durch einen Vorspreizeffekt, für den die Ränder der Vertiefungen auf beiden Seiten des ebenen Teilbereichs sorgen.

In dem durch die Figuren dargestellten Beispiel weisen die aufeinander folgenden Vertiefungen einerseits alle die gleichen Breitenvariationen auf und andererseits ähnliche oder identische Abmessungen. Man beachte jedoch, dass die Gleichheit nicht notwendig ist, denn wesentlich ist, dass in der Mitte ihres Durchgangs durch einen ebenen Teil die Breite jeder Vertiefung größer und diejenige jedes ebenen Teils eines Abschnitts geringer ist.
In der durch die Figuren dargestellten Ausführungsform, insbesondere bezüglich der 2 und 3, zeigt sich, dass die Breite der Vertiefung sich fortgesetzt verringert, um einen Wert L3 anzunehmen, der kleiner als L2 in der Mitte ihres Durchgangs durch das abgerundete Winkelstück 23 ist. Man beachte jedoch, dass diese Anordnung ebenfalls nicht wesentlich ist und dass die Breite der Vertiefung konstant bleiben und den Wert L2 bei diesem Durchgang beibehalten könnte.
Man erkennt auch, dass das Profil der Wände jeder Vertiefung aus einer Abfolge von Kurven oder Sinusbögen besteht. So wird es vermieden, scharfe Ecken zu erzeugen, die ebenso Ausgangsbereiche für Brüche sind.
In 4, die eine Ansicht entlang des Schritts AA der 1 ist, bemerkt man, dass der Boden der Vertiefungen in der Mitte der Platten 21, 37 hinreichend entfernt von den durch unterbrochene Striche dargestellten Ebenen P1, P2 der Platten ist, so dass es wahrscheinlich ist, dass, wenn Kräfte darauf zielen, den Boden der Vertiefungen nach außen zu schieben, die Deformation dergestalt sein wird, dass die Böden aus den Grenzen der Ebenen P1, P2 heraustreten.
5, die eine Ansicht entlang des Schnitts BB der 2 ist, zeigt, dass die Breite der Vertiefungen am Ort der abgerundeten Ecken geringer ist. Dennoch sind an dieser Stelle die Belastungen im Allgemeinen geringer als in der Mitte, so dass die Risiken einer Zunahme des Querschnitts auf diesem Niveau quasi nicht vorhanden sind.
6, die eine Ansicht entlang des Schnitts CC der 1 ist, das heißt ein mittiger Schnitt durch den Boden einer Vertiefung 29, veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform des Profils des Bodens der Vertiefungen, die es gestattet, ihnen eine größere Starrheit zu verleihen und die Deformationen zu begrenzen, denen sie bei der Aufnahme der Kräfte unterliegen. Die Projektion des Bodens der Vertiefungen auf ihre Ebene mit im Wesentlichen senkrechter Orientierung zu der Längsachse X weist gemäß dieser Ausführungsform zumindest entlang des Durchgangs durch die Teile in Form von im Wesentlichen ebenen Platten ein gekrümmtes Profil mit einer von der Wand nach außen gewandten Konkavität auf.
7 zeigt schließlich im Schnitt DD der 1 einen mittleren Schnitt eines Wandabschnitts 33 mit dem oben genannten Querschnitt von im Großen und Ganzen vierseitiger Form mit abgerundeten Ecken und planen Teilen.
Die erfindungsgemäße Flasche kann durch so genannte Blasformverfahren erhalten werden, das heißt solche, bei denen eine Vorform aus Kunststoff, die vorab durch Einspritzung erhalten wird, mit Wärme behandelt wird, dann blasgeformt. wird oder alternativ in einer Fertigungsform gezogen und dann. blasgeformt wird.
Sie kann auch durch Extrusionblasformen eines rohrförmigen Rohlings erhalten werden.

Claims

Behälter, insbesondere Flasche, aus Kunststoff mit einem Körper (2), der entlang einer Längsachse (X) ausgerichtet ist, und mit einen nicht zylindrischen, diese Achse umgebenden Rotationswand, wobei die Wand mittels peripherer Vertiefungen (26, 27, 28, 29, 30) verstärkt ist, die entlang einer zu der Längsachse im Wesentlichen senkrechten Ebenen ausgerichtet sind, wobei zumindest ein Teil (21, 22) der Wand ein im Wesentlichen ebenes Relief aufweist und von mehreren Vertiefungen durchzogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite jeder Vertiefung, die den ein im wesentlichen ebenes Relief aufweisenden Wandteil durchzieht, variabel ist, wobei die Variation der Breite jeder Vertiefung dergestalt ist, dass sie an ihrer Mündung in den Wandteil weniger breit (L2) ist als in der Mitte (L1) ihres Durchgangs.
Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden einer Vertiefung (29), die einen ein im wesentlichen ebenes Relief (21, 22) aufweisenden Wandteil durchzieht, zumindest entlang des Durchgangs durch diesen Teil ein gekrümmtes Profil mit einer von der Wand nach aussen gewandten Konkavität aufweist.
Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil der Wände jeder Vertiefung aus einem Wechsel von Kurven oder Sinusbögen besteht.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (2) einen Querschnitt von im großen und ganzen vierseitiger Form aufweist, so dass die Wand des Körper aus Teilen in Form von im Wesentlichen ebnen Platten (21, 22) besteht, die miteinander durch gerundete Winkelstücke (23, 24, 25) verbunden sind, und wobei die peripheren Vertiefungen (26, 27, 28, 29, 30) eine Variation der Breite in ihrem Durchgang durch eine Platte (21, 22) aufweisen und die Variation der Breite jeder Vertiefung dergestalt ist, dass sie zumindest an jeder ihrer Mündungen in eine Platte weniger gross als in der Mitte ihres Durchgangs ist.
Behälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (L3) einer Vertiefung in der Mitte ihres Durchgangs durch ein gerundetes Winkelstück (23) kleiner als diejenige (L2) an ihren Mündungen in Platten ist.
Behälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (L3) einer Vertiefung in der Mitte ihres Durchgangs durch gerundeten Winkelstück (23) gleich derjenigen (L2) an ihrer Mündung in Platten ist.