DE68904243T2

DE68904243T2 - Fass aus thermoplastischem material.

Info

Publication number: DE68904243T2
Application number: DE8989201320T
Authority: DE
Inventors: Edward James Farrington; Keimpema Gerrit Jan Van
Original assignee: Koninklijke Emballage Industrie Van Leer BV
Current assignee: Greif International Holding BV
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1989-05-22
Publication date: 1993-06-09
Anticipated expiration: 2009-05-23
Also published as: ZA894019B; MX169859B; CA1316657C; NL8801370A; AU612262B2; AU3524389A; EP0343749B1; ES2036792T3; US4962862A; BR8902415A; JP2548374B2; DE68904243D1; JPH0263723A; EP0343749A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter mit einem Körper, der aus thermoplastischem Material hergestellt ist, und mit Endwänden, von denen wenigstens eine aus thermoplastischem Material hergestellt ist, wobei der Körper und die Endwand miteinander durch ebene Schweißflächen, die rechtwinklig zu der Achse des Körpers liegen, stumpf-verschweißt sind, wobei die Schweißfläche des Körpers eine Breite aufweist, die vor dem Verschweißen im wesentlichen so breit ist wie die Wanddicke des Körpers, während die Schweißfläche der Endwand eine Breite aufweist, die größer ist als die Breite der Schweißfläche des Körpers und einen äußeren Durchmesser hat, der größer ist als der äußere Durchmesser des Körpers, und wobei die Endwand einen axial und radial nach außen weisenden Flansch aufweist, der einen Greifrand bildet.
Ein derartiger Behälter ist aus der EP-A-0 210 679 bekannt. Bei diesem bekannten Behälter sind der Körper und eine oder beide Endwände miteinander durch sogenanntes Heiz-Werkzeug- Schweißen verschweißt, d. h. durch Schweißen, bei dem die miteinander zu verschweißenden Flächen mit Hilfe einer heißen Platte auf Schweißtemperatur gebracht werden, wonach das erwärmte Werkzeug, also die Platte entfernt wird, und die beiden erhitzten Schweißflächen zusammengepreßt und verschmolzen werden. Das erwärmte Werkzeug ist eine Platte, die auf beiden Seiten eben ist. Nur die Flächen des Körpers und der Endwand, die miteinander zu verschweißen sind, dürfen mit diesem Werkzeug in Berührung gebracht werden. Im Falle des Körpers stellt dies kein Problem dar, da dieser eine durchgehende zylindrische Röhre ist. Allerdings hat die Endwand eine komplexere Gestalt, insbesondere aufgrund des Umstandes, daß ein Greifrand vorhanden sein muß, die es ermöglicht, den Behälter nicht nur von Hand zu erfassen, sondern insbesondere mit einem Greifwerkzeug, welches für diesen Zweck eingerichtet ist, welches der Greifrand an zwei gegenüberliegenden Seiten greifen kann. Während der Handhabung mit einem Greifwerkzeug müssen der Greifrand und die Stelle, wo das Material von dem Greifrand zu der Endwand gelangt, steif sein. Weiterhin darf der Greifer nicht die Schweißstelle greifen. All dieses bedeutet, daß im Fall des bekannten Behälters die Schweißfläche der Endwand innerhalb der innersten Fläche des Greifrandes, gesehen in axialer Richtung, liegt. Aufgrund dieser Überlegungen hat der Übergang von einer Endwand zu dem Greifrand in der Nähe des Schweißpunktes ein großes Materialvolumen. Dieses Volumen befindet sich am Ende des Strömungsweges des flüssigen Kunststoffes in der Spritzform. Bei der bekannten Form des Greifrandes muß sich der Strom des flüssigen Kunststoffes während des Spritzgießens in einen Strom teilen, der in den Hohlraum für den Greifrand fließt und in einen Strom, der zu dem Teil gelangt, der die Schweißfläche der Endwand nach dem Absetzen des Kunststoffes bildet.
Die Fläche, welche die Schweißfläche bilden wird, ist eine Endfläche für die Fließfront. Dies und das vorhergehende Zerteilen, welches Verwirbelungen hervorruft, bewirkt Ungenauigkeiten in der Gestalt, wenn das Kunststoffmaterial sich zusammenzieht und während des Abkühlens schrumpft, und, obwohl diese Arten von Ungenauigkeiten die Bildung einer gut geschweißten Verbindung nicht verhindern, so können sie dennoch die Schweißdauer verlängern.
Dieser bekannte Behälter hat eine ausgezeichnete Qualität und erfüllt all die internationalen Festigkeits- und Sicherheitsbestimmungen, die gesetzlich vorgeschrieben sind, aber er weist eine Reihe von Nachteilen auf und, falls diese behoben werden könnten, könnte ein noch besserer Behälter hergestellt werden. Beispielsweise ist die Schweißnaht häßlich, und der untere Greifer kann von der Schweißung abgleiten und greift dann nicht mehr ordnungsgemäß die für den Greifer vorgesehene Fläche. Die Konzentrität von Deckel und Körper kann eine geringe Abweichung von etwa 1,5 mm haben, aber als Konsequenz hiervon muß die Schweißfläche der Endwand breiter sein als die Schweißfläche des Körpers, da der Körper stellenweise weiter nach innen oder weiter nach außen mit der Schweißfläche der Endwand verschmolzen werden kann.
Es ist bekannt, den Schweißrand teilweise abzufräsen, um das Aussehen zu verbessern und einen besseren Griff für den Greifer herzustellen. Falls der Schweißrand abschnittsweise weit innen liegt, dann muß ein Teil des Abschnitts der Endwand, der mit der Schweißung verbindet, weggefräst werden, was auf Kosten der Festigkeit geht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Behälter herzustellen, bei dem die Schweißnaht nicht mehr länger ein Problem darstellt und auch kein Abfräsen mehr erfordert, wobei die Schweißzeit weiter verringert werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in erster Linie dadurch gelöst, daß der Außenrand der Endwand einen sich axial erstreckenden Rand aufweist, der die Schweißfläche der Endwand an der Außenseite begrenzt und die Schweißung übergreift, und daß die axiale Dicke der Endwand an der Schweißstelle im wesentlichen gleich oder geringfügig größer ist als die radiale Dicke des sich axial erstreckenden Randes oder die Dicke der Endwand.
Der sich axial erstreckende Rand verdeckt die Sicht auf die Schweißung und nimmt sie aus dem Arbeitsbereich eines Greifers, wenn dieser den vorspringenden Rand ergreifen muß. Der Strom flüssigen Kunststoffs wird in der Nähe der Schweißfläche nicht mehr zerteilt, und sie bildet keine Endfläche mehr, gegen die der Strom fließt. Ungenauigkeiten in der Gestalt können z. T. aufgrund der Tatsache vermieden werden, daß der Randbereich der Endwand eine Materialstärke erhält, die im Bereich der Schweißung und außerhalb der Schweißung gleich der Materialstärke der Endwand selbst ist und in jedem Fall nicht größer als 20 % mehr als die Dicke der Endwand ist, wodurch die Schweißdauer weiter verringert werden kann und kürzer als die bisher erreichte Schweißdauer von 2 Minuten sein kann.
Da im Bereich der Endkante weniger Material benötigt wird (die Einsparung ist in der Größenordnung von 100 g) und aufgrund der gleichmäßigeren Verteilung der Wanddicke, ist auch die Herstellungsdauer der Endwand kürzer.
Es ist erstaunlich, daß die Verringerung von Material an dem Rand der Endwand einen Behälter bildet, der besser geeignet ist, Kräfte auszuhalten, die auftreten, wenn ein gefüllter Behälter mit den Greifern eines Hebezeuges bewegt wird, die die Greifränder ergreifen. Dies liegt wahrscheinlich an der größeren Flexibilität des Randbereiches, der dünner und daher flexibler an der Übergangsstelle von dem Greifrand zu dem Bereich der Endwand ist, der weiter innen liegt. Diese Flexibilität geht jedoch nicht zu Lasten der Qualität der Schweißnaht, sondern, im Gegenteil, die Schweißnaht kann auftretenden Verformungen folgen, vermutlich aufgrund der Tatsache, daß die Schweißnaht die gleiche oder eine bessere Qualität aufgrund der Tatsache hat, daß weniger Belastungen auf die geschweißte Naht auch wegen des Nichtvorhandenseins von Ungenauigkeiten in der Gestalt auftreten.
Bei einem Behälter, bei dem der Flansch, der den Greifrand bildet, den äußeren Rand der Endwand bildet und eine im wesentlichen V-förmig gestaltete Nut mit der Wand der Endwand, die von ihm aus weiter innen liegt, bildet, und bei dem der Flansch eine Unterseite aufweist, die zu dem Körper radial außen liegend angeordnet ist und von der Nut wegweist, wie dies bei dem bekannten Behälter der Fall ist, bildet gemäß der Erfindung der axial vorstehende Rand, welcher die Schweißung in axialer Richtung überdeckt, die Unterseite des Flansches, wobei der axiale Abstand zwischen der Unterseite und dem Boden der Nut größer ist als der axiale Abstand zwischen dem Boden und der Schweißfläche, und letzterer axialer Abstand ist der axiale Abstand von der Endwand, welcher im wesentlichen gleich oder geringfügig größer ist als die radiale Dicke des Flansches, und somit von dem axial vorstehenden Rand oder der Dicke der Endwand. Der Greifrand und der axial vorspringende Rand, welcher die Schweißung übergreift, sind dann zu einem Flansch integriert, der an der Schweißung so ist, wie es bei dem bekannten Behälter der Fall ist, aber in der axialen Richtung versetzt, so daß die Schweißung und der Boden der V-förmigen Nut dichter zusammengekommen sind. Für ein gutes Greifen der Greifer an dem Greifrand ist es notwendig, daß der Abstand zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Flächen des Greifrandes, an dessen Flächen die Greifer greifen, im wesentlichen der gleiche Abstand ist wie bei dem bekannten Behälter. Diese sind somit die Unterseite des Flansches und der Boden der Nut.
Es ist jedoch auch möglich, eine Ausführungsform zu haben, bei der die Endwand an der Stelle der Schweißung mit dem axial nach innen gerichteten Rand versehen ist, welcher die Schweißung überlappt, und bei dem der Flansch, der den Greifrand bildet, an einer anderen Stelle der Endwand vorgesehen ist, d. h. in einem axialen Abstand von der Schweißung. In diesem Fall wird die Verbesserung der Schweißung durch den Umstand erzielt, daß Ungenauigkeiten in der Gestalt vermieden werden, wobei die Schweißung auch blickgeschützt ist. In jedem Fall ist ein Abfräsen nicht mehr erforderlich.
Der Mittelbereich der Endwand befindet sich in einem axialen Abstand von der Ebene durch die Schweißstelle, der gleich ist wie bei dem bekannten Behälter. Diese Endwand hat die Gestalt einer Schüssel mit einem ebenen Boden, auseinanderlaufenden Wänden und einem Rand, der außen mit einem Flansch versehen ist. Diese Gestalt ist für die gewünschte Festigkeit des Behälters gegenüber auftretenden Belastungen, wie zum Beispiel Aufschlagbelastungen, wünschenswert.
Die Abmessungen des Greifrandes sind ebenfalls durch den Greifer, der ihn wie oben beschrieben greift, festgelegt. Der Behälter gemäß der Erfindung weicht somit wesentlich von dem bekannten Behälter, zumindest in der Ausführungsform, bei der der Greifrand an der Stelle der Schweißung angeordnet ist, dahingehend ab, als der Flansch axial nach innen versetzt ist, so daß die Schweißfläche und der Boden der V-förmigen Nut höher beieinander gelegt sind. Die Erfindung ist auch in dem Verfahren zur Herstellung der Endwand und somit in der Herstellung eines Behälters zu sehen.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Behälters, wobei diese Vorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform gekennzeichnet ist durch Mittel zum Einspannen einer Endwand, Mittel zum Einspannen eines Körpers und einer erwärmbaren Platte, die zwischen den Körper und die Endwand, die miteinander verschweißt werden sollen, gebracht werden kann, und mit der die Flächen, die miteinander verschweißt werden sollen, erwärmt werden und dann nach dem Entfernen der erwärmten Platte aufeinandergepreßt werden, wobei die Vorrichtung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Platte auf der Seite, welche der Endwand zugewandt ist, mit einer ringförmigen Rippe versehen ist, die aus der Ebene der Platte vorspringt, und deren außenliegende Fläche rechtwinklig zu der Längsachse der runden Platte angeordnet ist, und die Fläche zum Erwärmen der Schweißfläche der Endwand bildet, wobei ihr äußerer Durchmesser geringer ist als der Durchmesser des axial vorspringenden Randes des Außenrandes der Endwand des Behälters.
Die ebene erwärmte Platte wird somit durch eine Platte ersetzt, die auf der Seite, die dem Körper zugewandt ist, eben ist, so wie bei der bekannten Vorrichtung, bei der jedoch die Seite, die der Endwand zugewandt, eine Rippe aufweist, die mit ihrer außenliegenden Kante in den axial vorspringenden Rand paßt, und mit der die Schweißfläche der Endwand somit erwärmbar ist.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genauer erläutert.
Figur 1 zeigt im Querschnitt die bekannte geschweißte Verbindung eines Behälters.
Figur 2 zeigt in gleicher Weise wie Figur 1 die geschweißte Verbindung eines Behälters gemäß der Erfindung.
Figur 3 zeigt eine Abwandlung der Behältergestaltung gemäß der Erfindung.
Figur 4 zeigt schematisch im Querschnitt, wie die Vorrichtung zur Herstellung der geschweißten Verbindung arbeitet.
Figuren 5, 6 und 7 zeigen unterschiedliche Gestaltungsabwandlungen des Behälters gemäß der Erfindung.
Figur 1 zeigt einen Behälter 1, der durch Extrusion hergestellt ist und eine Endwand 2, die durch Spritzgießen hergestellt ist. Diese Endwand 2 hat an der außenliegenden Kante einen Flansch 3, der über eine V-förmige Nut 4 in den Bereich der Endwand übergeht, der nach oben geneigt ist und mit 5 bezeichnet ist, wobei die Nut 4 zusammen mit der Unterfläche 6 den Greifrand bildet.
Der Randbereich der Endwand hat eine Rippe 7 mit einer Schweißstirnfläche 8, um daran den Endrand des Körpers 1 zu schweißen. Die geschweißte Verbindung ist mit den Schweißraupen 9 angedeutet.
In dieser Zeichnung ist der Abstand zwischen dem Boden der Nut 4 und der Unterseite 6 des Flansches 3 mit "a&sub1;" bezeichnet. Der Abstand zwischen dem Boden der Nut 4 und der Schweißfläche ist mit "b&sub1;" bezeichnet. Es ist deutlich erkennbar, daß "a&sub1;" kleiner ist als "b&sub1;". Es ist ebenfalls klar erkennbar, daß der Übergang von dem Endwandbereich 5 zu dem Flansch 3 durch eine große Menge von Material oberhalb der Schweißung gebildet ist, was durch einen Kreis angedeutet ist, in dem die Teilung des Stromes durch Pfeile gezeigt ist.
Die Unterseite 6 des Flansches 3 hat eine Breite "c&sub1;" und die Schweißfläche hat eine Breite "d&sub1;", die größer ist als die Dicke des Körpers 1. Es ist deutlich erkennbar, daß die Schweißraupen weit überstehen können.
Figur 2 veranschaulicht die Ausführungsform gemäß der Erfindung. Der Körper ist wiederum mit 1 bezeichnet und die Endwand mit 2' und das Seitenteil ist mit 5' bezeichnet. Der Flansch ist mit 3' bezeichnet und bildet mit dem seitenteil 5' die V-förmige Nut 4'.
Der Flansch 3', dessen Höhe oder axiale Abmessung gleich ist wie bei dem der Fig. 1, ist jedoch hier axial versetzt und bildet so den axial vorspringenden Teil 10, der die Schweißfläche 8' übergreift. Während im Fall der bekannten Verbindung, die in der Figur 1 veranschaulicht ist, ein Teil des Vorsprungs 7 während dem Abfräsen der Schweißraupen 9 oftmals auch wegzufräsen war, ist dies bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung nicht mehr erforderlich und auch nicht mehr möglich. Die äußere Schweißraupe 9' ist vollständig sichtgeschützt.
Die Abstände, die in Figur 1 veranschaulicht sind, sind auch in Figur 2 gezeigt, es ist jedoch deutlich, daß der Abstand "a&sub2;" größer ist als "b&sub2;", und so ist durch die axiale Versetzung des Flansches die Menge des Materials an dem Übergang zwischen der Seitenwand 5' und dem Flansch verringert.
Der Abstand "c&sub2;" nun größer als "c&sub1;" so daß der Greifer eine breitere Angriffsfläche hat, die nicht durch die Schweißraupe 9' beeinträchtigt ist.
Die Breite der Schweißfläche 8' ist durch "d&sub2;" bezeichnet, und letztere ist größer als "d&sub1;", um so in der Lage zu sein, Zugeständnisse bei der Unrundheit des Körpers und bei dem für die Schweißnut benötigten Platz machen zu können.
"a&sub1;" und "a&sub2;" sind im wesentlichen gleichgeblieben.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Endwand. Der Körper ist hier ebenfalls mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet, aber die Endwand 11 mit dem geneigten Seitenwandteil 12 läuft an der geschweißten Verbindung 13 über einen kurzen waagrechten Teil 14 in einen Rand 15 aus, der über die Schweißung 13 axial vorsteht.
Die Greifkante oder der Flansch 16 sind nun auf der gleichen Höhe wie der Übergang zwischen dem waagrechten Teil 11 der Endwand und dem geneigten Teil 12.
Die Schweißung ist bei dieser Ausführungsform ebenfalls nicht mehr sichtbar. Allerdings kommt der Greifer nicht mehr mit dem Rand 15 in Eingriff sondern mit dem Flansch 16, und während des Spritzgießvorganges kann dieser Flansch 16 keine Probleme mehr hervorrufen, die für die geschweißte Verbindung von Bedeutung sind, da in diesem Bereich keine geschweißte Verbindung vorhanden ist, und das Auffüllen mit flüssigem Kunststoff ist durch den Druckwiderstand sichergestellt, dem der Strom in der Verzweigung ausgesetzt ist, die zu dem geneigten Wandbereich 12 gehört. Bei der Schweißung sind keine zusätzlichen Materialmengen vorhanden, so daß hier keine Unregelmäßigkeiten in der Gestalt auftreten.
Figur 4 zeigt schematisch die Vorrichtung zur Herstellung eines Behälters gemäß der Erfindung. In dieser Figur ist der Körper mit 1 bezeichnet und in einer Körperklemme 17 eingeklemmt. Die erwärmte Platte hat eine erwärmte Plattenoberfläche 18 zum Erwärmen der Schweißfläche des Körpers und hat auf der gegenüberliegenden Seite eine ringförmige Rippe 19, die einen rechteckigen Querschnitt aufweist und mit der Fläche 20 die Fläche bildet, die zum Erwärmen der Schweißfläche 21 der Endwand 2 dient. Die Rippe 19 hat einen äußeren Durchmesser, der kleiner ist als der innere Durchmesser des vorspringenden Randes 10, so daß die Schweißfläche 21 durch Verwenden der Fläche 20 erwärmt werden kann. Die Endwand 2 wird hier durch die Greifer 22 festgehalten, die mit der Unterkante des Flansches 3 in Eingriff kommen und durch Auflager 23 in die V-förmige Nut eingreifen.
Wenn die Schweißflächen auf Schmelztemperatur gebracht worden sind, wird die erwärmte Platte entfernt und die Schweißflächen werden aufeinandergepreßt.
Figur 5 veranschaulicht eine Ausführungsform, die an der geschweißten Verbindung 24 im wesentlichen gleich ist wie Figur 3. Lediglich der Greifrand 25 ist unterschiedlich gestaltet.
Dies trifft ebenfalls auf die Ausführungsform nach Figur 6 zu.
In der Ausführungsform nach Figur 7 bildet die Endwand einen zurückspringenden Teil 26, der mit einem Flanschrand 27 über den Endrand des Körpers greift und festgeschweißt ist.
In dieser Ausführungsform bildet die Unterseite 28 des Randes 27 eine Fläche für den Greifer 29, und die innere Fläche 30 bildet die Anlagefläche für den anderen Greifer 31. In all diesen Ausführungsformen ist der Schmelzestrom an der Schweißfläche nicht geteilt, die Schweißfläche ist nicht eine Endfläche für den Schmelzestrom, und die Schweißung ist nicht nachteilig beeinträchtigt und trägt zu dem äußeren Erscheinungsbild und zur Festigkeit bei.

Claims

1. Behälter mit einem Körper, der aus thermoplastischem Material hergestellt ist und Endwänden, von denen wenigstens eine aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist, wobei der Körper und die Endwand miteinander mit ebenen Schweißflächen, die rechtwinklig zu der Achse des Körpers liegen, stumpf-verschweißt sind, wobei die Schweißfläche des Körpers eine Breite aufweist, die vor dem Schweißen im wesentlichen gleich der Wanddicke des Körpers ist, während die Schweißfläche an der Endwand eine Breite aufweist, die größer ist als die Breite der Schweißfläche des Körpers und einen äußeren Durchmesser aufweist, der größer ist als der äußere Durchmesser des Körpers, und wobei die Endwand einen axial und radial nach außen weisenden Flansch aufweist, der einen Greifrand bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenrand der Endwand einen sich axial erstreckenden Rand aufweist, welcher die Endwand an der Außenseite begrenzt und die Schweißung übergreift, und daß die axiale Dicke der Endwand an der Schweißstelle im wesentlichen gleich oder geringfügig größer als die radiale Dicke des sich axial erstreckenden Randes oder die Dicke der Endwand ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, bei dem der Flansch, der den Greifrand bildet, den Außenrand der Endwand bildet und eine V-förmige Nut mit der Wand der Endwand bildet, die weiter innen liegt, und bei dem der Flansch eine Bodenfläche aufweist, die radial außerhalb des Körpers angeordnet ist und von der Nut wegweist, dadurch gekennzeichnet, daß der axial vorspringende Rand, der die Schweißung übergreift, in der axialen Richtung die Bodenfläche des Flansches ist, daß der axiale Abstand (a) zwischen der Bodenfläche und dem Boden der Nut größer ist als der axiale Abstand (b) zwischen dem Boden und der Schweißfläche, und daß letzterer axialer Abstand (b) der axiale Abstand von der Endwand ist, der im wesentlichen gleich oder geringfügig größer als die radiale Dicke des Flansches, und somit des axial vorspringenden Randes oder der Dicke der Endwand ist.

3. Vorrichtung zur Herstellung eines Behälters nach Anspruch 1 mit Mitteln zum Einklemmen einer Endwand, Mitteln zum Einklemmen eines Körpers und einer erwärmten Platte, die zwischen den Körper und die Endwand, die miteinander zu verschweißen sind, bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte auf der Seite, welche der Endwand zugewandt ist, mit einer ringförmigen Rippe versehen ist, die aus der Ebene der Platte vorsteht, und deren äußere Fläche, die rechtwinklig zu der Längsachse der kreisförmigen Platte angeordnet ist, die Fläche zum Erwärmen der Schweißfläche der Endwand bildet, wobei deren äußerer Durchmesser kleiner ist als der innere Durchmesser des axial vorspringenden Randes der außenliegenden Wand der Endwand des Behälters.