EP4717620A1

EP4717620A1 - Getränkebehälter für nicht-karbonisierte getränke

Info

Publication number: EP4717620A1
Application number: EP25204807.9A
Authority: EP
Inventors: Fabian OSTERHOLD; Matthias Kruse; Henrik Nagel
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2024-09-27
Filing date: 2025-09-26
Publication date: 2026-04-01
Also published as: DE102024128005A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Getränkebehälter, insbesondere Getränkeflasche, mit einem Behälterkörper (1) aus Kunststoff, welcher entlang einer axialen Richtung (x) einen ein unteres Behälterende (2) aufweisenden Bodenabschnitt (3), einen ein oberes Behälterende (4) aufweisenden Kopfabschnitt (5) mit einer Behältermündung und einen den Bodenabschnitt mit dem Kopfabschnitt verbindenden Körperabschnitt (6) mit einer im Wesentlichen zylinderförmigen Mantelfläche (7) aufweist. Erfindungsgemäß ist der Behälterkörper (1) dazu ausgebildet, sich bei einer unter einer parallel zur axialen Richtung (X) wirkenden Belastung in einem mit einer nicht-karbonisierten Flüssigkeit befüllten Zustand zu verformen, wobei bei einer Gesamtverformung von 3 mm zumindest 50 % der Gesamtverformung in einem unteren Bereich erfolgt, welcher sich ausgehend von dem unteren Behälterende (4) um maximal ein Drittel der Behälterlänge (L) erstreckt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Getränkebehälter mit einem Behälterkörper aus Kunststoff, welcher entlang einer axialen Richtung einen ein unteres Behälterende aufweisenden Bodenabschnitt, einen ein oberes Behälterende aufweisenden Kopfabschnitt mit einer Behältermündung und einen den Bodenabschnitt mit den Kopfabschnitt verbindenden Körperabschnitt mit einer im Wesentlichen zylinderförmigen Mantelfläche aufweist. Insbesondere handelt es sich um eine Getränkeflasche, welche im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Der Getränkebehälter weist dann bevorzugt eine Behälterachse auf, welche sich entlang der axialen Richtung erstreckt.
Derartige Getränkebehälter sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt und werden im Rahmen der Lebensmittelindustrie, insbesondere der Getränkeindustrie, dazu genutzt, flüssige Füllgüter, wie z. B. Getränke, aufzunehmen. Hierbei wird unterschieden zwischen karbonisierten und nicht-karbonisierten Füllgütern, wie z. B. Getränken, wobei im Falle von karbonisierten Füllgütern eine gewisse Menge an Kohlenstoffdioxid (CO₂) in gebundener Form in dem Getränk vorliegt. Das Kohlendioxid gast im geschlossenen Zustand des Getränkebehälters teilweise aus und sammelt sich im Kopfabschnitt des Behälterkörpers unmittelbar unterhalb der Behältermündung. Bei nicht-karbonisierten Getränken wie z. B. Säften oder stillem Wasser ist dies nicht der Fall, sodass entsprechend der Kopfabschnitt im Wesentlichen mit Luft bei Umgebungsdruck gefüllt ist.
Insbesondere mit Blick auf Kostenersparungen ist es ein Bestreben, die Getränkebehälter möglichst dünnwandig auszubilden, um den Einsatz der hierfür verwendeten Materialien zu reduzieren. Wenngleich die Getränkebehälter in einem befüllten Zustand grundsätzlich auch bei sehr dünnen Wandstärken eine ausreichende Stabilität aufweisen, so hat sich gezeigt, dass sich bei Getränkebehältern mit sehr dünnen Materialstärken Probleme hinsichtlich der Stapelbarkeit ergeben, sofern die Getränkebehälter mit nicht-karbonisierten Getränken befüllt sind.
Es ist üblich, die Getränkebehälter nach der Abfüllung zu Gebinden zusammenzufassen, welche dann nebeneinander und übereinander in mehreren Lagen für den Transport gestapelt werden. Hierbei wirken die oberen Lagen mit ihrem Gewicht in einer axialen Richtung und damit parallel zur Behälterachse auf die Getränkebehälter der unteren Lagen ein. Während mit karbonisiertem Füllgut befüllte Getränkebehälter durch das ausgegaste Kohlendioxid im Kopfabschnitt einen ausreichenden Behälterinnendruck aufweisen, der der axialen Krafteinwirkung entgegen wirkt, führt diese Belastung bei Getränkebehältern mit nicht-karbonisierten Getränken dazu, dass sich die Getränkebehälter in einer undefinierten Art und Weise im Kopfabschnitt verformen. Diese Verformung hat zur Folge, dass die einzelnen Gebinde unter Umständen keine definierte Auflagefläche für die oberen Lagen mehr ausbilden können und somit der Zusammenhalt der Stapelanordnung gefährdet ist. Auch können einzelne Getränkebehälter aufgrund der undefinierten Verformung beschädigt werden.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Getränkebehälter anzugeben, welcher sich trotz geringem Materialeinsatz durch eine hohe Stabilität bei einer axialen Belastung und damit durch eine optimierte Stapelbarkeit auszeichnet.
Gegenstand und Lösung dieser Aufgabe ist ein Getränkebehälter gemäß Patentanspruch 1. Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Behälterkörper dazu ausgebildet ist, sich bei einer unter einer parallel zur axialen Richtung bzw. parallel zur Behälterachse wirkenden Belastung in einem mit einer nicht-karbonisierten Flüssigkeit befüllten Zustand zu verformen, wobei bei einer Gesamtverformung von 3 mm zumindest 50 % der Gesamtverformung in einem unteren Bereich erfolgt, welcher sich ausgehend von dem unteren Behälterende um max. ein Drittel der Behälterlänge erstreckt. Unter einer Gesamtverformung wird in diesem Zusammenhang die Differenz der sich in axialer Richtung erstreckenden Behälterlänge zwischen dem nicht-verformten und dem verformten Behälterkörper verstanden. Der nicht-verformte Behälterkörper liegt hierbei insbesondere unmittelbar nach der Abfüllung vor. Die Verformung stellt sich dann erst in Folge der axialen Belastung ein. Unter der Behälterlänge wird der Abstand zwischen dem oberen und unteren Ende des Behälterkörpers verstanden, wobei das obere Ende üblicherweise durch die Behältermündung definiert wird, über die das Getränk in den Behälterkörper eingebracht und auch entnommen werden kann. Das untere Ende wird üblicherweise durch eine Standfläche definiert. Darüber hinaus kann auch die maximal aufnehmbare Kraft des Getränkebehälters erhöht werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass die maximale axiale Belastung zumindest 15 %, bevorzugt zumindest 20 %, höher ist gegenüber einem Getränkebehälter gleicher Größe jedoch ohne verformbaren unteren Bereich.
Entsprechend ist vorgesehen, dass im unteren Drittel ein definierter Verformungsbereich vorgesehen ist, über welchen sich der Behälterkörper im Zuge der axialen Belastung verformt. Entgegen den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen wird somit eine Verformung explizit zugelassen, wobei aber sowohl das Maß der Verformung als auch der Verformungsbereich am Behälterkörper festgelegt ist. Im Zuge einer axialen Belastung verformt sich der Behälterkörper im unteren Drittel, wodurch sich das Volumen des Behälterkörpers verringert. Diese Volumenreduktion hat zur Folge, dass sich der Druck der im Kopfbereich befindlichen Luft erhöht und der Getränkebehälter sich infolgedessen in seiner Form stabilisiert. Entsprechend hat die Erfindung erkannt, dass eine Verformung grundsätzlich vorteilhaft sein kann, um eine Stapelbarkeit von befüllten, dünnwandigen Getränkebehältern zu ermöglichen, wobei es allerdings wesentlich ist, diese Verformung in definierter Art und Weise in den Behälterkörper einzubringen.
Die Verformung ist dabei bevorzugt reversibel, sodass entsprechend der Behälterkörper beim Wegfall der axialen Belastung in seine ursprüngliche Form zurückgeht und sich in Folge dessen der Behälterinnendruck reduziert.
Die Erfindung bezieht sich hierbei insbesondere auf Getränkebehälter, welche ein Füllvolumen zwischen 150 und 3.000 ml aufweisen. Das Gewicht der Getränkebehälter liegt vorzugsweise zwischen 4 und 46 g. Das Volumengewicht beträgt bevorzugt zwischen 0,001 und 0,3 g/ml.
Der Kopfabschnitt ist an dem oberen Ende vorzugsweise mit einem Außengewinde ausgestaltet, welcher der Aufnahme einer Verschlusskappe dient. Diese kann in bekannter Art und Weise zum Verschließen auf das Außengewinde aufgeschraubt und zum Entnehmen in entgegengesetzter Richtung abgeschraubt werden. Ausgehend von dem oberen Ende, insbesondere unterhalb des Außengewindes, erfolgt dann üblicherweise eine Zunahme der Behälterbreite bzw. des Behälterradius im Kopfabschnitt, wobei der Behälterkörper nach Erreichen eines vorbestimmten Behälterradius, insbesondere eines maximalen Behälterradius, in den Körperabschnitt mit der zylinderförmigen Mantelfläche übergeht. Unterhalb des Außengewindes kann darüber hinaus ein radial vorstehender Neckring vorgesehen sein, wobei dann die Zunahme des Behälterradius unterhalb des Neckrings erfolgt. Üblicherweise erstreckt sich der Kopfabschnitt um max. 70 mm entlang der axialen Richtung ausgehend von dem oberen Ende.
Das untere Ende des Behälterkörpers wird üblicherweise über einen Teil des Bodenabschnittes definiert, über den der Behälterkörper senkrecht aufgestellt auf einer ebenen Fläche aufgestellt werden kann. Üblicherweise handelt es sich hierbei um einen ringförmigen Teil des Bodenabschnittes, da der Bodenabschnitt radial innenliegend ausgehend von dem unteren Ende eine nach innen in den Behälterkörper gerichtete Ausformung aufweist, über die die Stabilität des Bodenabschnittes erhöht wird. Diese Ausformung wird auch als Dome bezeichnet.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei einer Gesamtverformung von 5 mm, bevorzugt von 8 mm, zumindest 50 % der Gesamtverformung in dem unteren Bereich erfolgt. Entsprechend ist es auch bei einer vergleichsweisen großen Verformung vorgesehen, dass diese noch immer mehrheitlich im unteren Bereich und damit in definierter Art und Weise erfolgt. Hierbei ist der absolute Betrag der Gesamtverformung im Wesentlichen unabhängig von der Behältergröße, da unterschiedliche Behältervolumen nicht nur einen Unterschied in der Behälterlänge sondern auch einen Unterschied im Behälterradius zur Folge haben. Diese Radiusänderung führt dann wiederum dazu, dass sich der Behälterkörper trotz unterschiedlicher Behältervolumen bei gleichbleibender Gesamtverformung nur unwesentlich hinsichtlich ihrer Volumenänderung voneinander unterscheiden. Insofern führt die Gesamtverformung sowohl bei kleinen als auch bei großen Behältervolumen zu einer ähnlichen Druckerhöhung im Kopfabschnitt und somit gleichermaßen zu einer stabilen Ausgestaltung der Getränkebehälter im gestapelten Zustand.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung erfolgt zumindest 70 % der Gesamtverformung in dem unteren Bereich. Hierbei ist dieser Wert unabhängig von dem absoluten Maß der Gesamtverformung, sodass entsprechend die Gesamtverformung zwischen 3 und 8 mm aufweisen kann. Insbesondere beträgt die Gesamtverformung bei 3 mm, 5 mm oder 8 mm.
Für die Erfindung ist es von wesentlicher Bedeutung, dass der untere Bereich des Behälterkörpers in einer Art und Weise ausgebildet ist, welcher in definierter Art und Weise eine Verformung infolge axialer Belastung zulässt. Dies kann gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung dadurch erreicht werden, dass der Bodenabschnitt ausgehend von einem oberen Bodenende in Richtung des unteren Behälterendes einen kontinuierlich abnehmenden Behälterradius aufweist. Entsprechend definiert das obere Bodenende den Längenabschnitt des Behälterkörpers, ab welchem der Radius des Behälters über einen gewissen Bereich kontinuierlich abnimmt, wobei diese Radiusabnahme zumindest über einen Längenabschnitt von 5 mm erfolgt.
Ausgehend von einer solchen Ausgestaltung kann bei einer Gesamtverformung von 3 mm zumindest 20 % der Gesamtverformung in dem Bodenabschnitt erfolgt. Bevorzugt erfolgt zumindest 25 %, besonders zumindest 30 %, der Gesamtverformung im Bodenabschnitt. Dieser Anteil der Gesamtverformung kann auch bei einer Gesamtverformung von 5 mm und/oder 8 mm erreicht werden.
Durch die Abnahme des Behälterradius ist es möglich, am unteren Ende des Behälterkörpers eine Standfläche zu erzeugen, welche radial innenliegend von der Mantelfläche des Körperabschnittes angeordnet ist. Entsprechend kann das untere Ende des Behälterkörpers in den Bodenabschnitt hineingedrückt werden, während die Auflagefläche selbst am unteren Ende nicht bzw. nur unwesentlich beeinflusst wird. Entsprechend wird durch die Reduktion des Behälterradius an einem bestimmten Längenabschnitt eine Art Dreh- bzw. Kipppunkt geschaffen, der für eine Hebelwirkung bzw. Einklappung sorgt.
Hierdurch wird ein zentraler Bereich des Bodenabschnittes in axialer Richtung nach oben gedrückt, wodurch sich der Getränkebehälter verformt. Durch diese Verformung verringert sich das Behältervolumen in definierter Art und Weise, wobei der eingedrückte Teil des Bodenabschnittes das Füllmedium verdrängt. Folglich erhöht sich der Behälterinnendruck im Kopfbereich, wodurch der Getränkebehälter stabilisiert wird.
Es ergibt sich somit eine Ausgestaltung bei der durch eine definierte Verformung, insbesondere durch ein Einklappen, sichergestellt wird, dass das untere Behälterende und das oberen Behälterende des Behälterkörpers weiterhin im Wesentlichen in parallelen Ebenen zueinander angeordnet sind.
Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass ein Radienverhältnis zwischen dem Behälterradius am unteren Behälterende und einem mittleren Behälterradius am oberen Bodenende zwischen 0,6 und 0,8 beträgt. Der Radius am oberen Bodenende entspricht hierbei im Wesentlichen dem Radius des Körperabschnittes bzw. der Mantelfläche des Körperabschnittes, während der Radius am unteren Behälterende maßgeblich für die Stabilität des Getränkebehälters im aufgestellten Zustand ist. Je kleiner dieses Radienverhältnis, desto instabiler ist die Positionierung des Getränkebehälters auf einer ebenen Fläche, während aber zugleich die Einrollbewegung und damit die Verformung in einfacherer Art und Weise erfolgen kann. Das Radienverhältnis stellt daher einen optimierten Parameterbereich dar, in welchem einerseits eine ausreichende Stabilität und andererseits eine ausreichende Gesamtverformung ermöglicht werden. In diesem Zusammenhang ist auch anzumerken, dass sich das Maß der Gesamtverformung auch an der Höhe der zu erwartenden Belastung orientiert, so soll der Getränkebehälter sich zwar bei Einbringen einer definierten Belastung im unteren Bereich verformen. Allerdings soll diese Verformung erst unter Einwirkung einer bestimmten axialen Belastung erfolgen, um die Stabilität des Getränkebehälters nicht zu stark zu schwächen.
Besonders bevorzugt ist bei einer solchen Ausgestaltung, wenn ein Verhältnis aus dem Abstand zwischen dem unteren Ende des Behälterkörpers und dem oberen Bodenende einerseits und der Differenz zwischen dem Behälterradius am oberen Bodenende und am unteren Behälterende andererseits zwischen 0,7 und 1,2 beträgt. Dieses Verhältnis definiert dann wiederum einen Winkel, welcher sich bei einem Schnitt des Behälterkörpers mit einer entlang der Behälterachse ausgerichteten Fläche unmittelbar am oberen Bodenende in Bezug auf die axiale Richtung einstellt. Hierbei kann dann das obere Bodenende den Drehpunkt darstellen, über welchen der untere Bereich bzw. der Bodenabschnitt eingeklappt wird. Der Winkel beträgt hierbei gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung zwischen 35° und 60°, insbesondere zwischen 40° und 55°.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Bodenabschnitt einen zentralen Bereich ausbildet, welcher gegenüber dem unteren Bodenende in axialer Richtung nach oben versetzt ist. Ferner kann der zentrale Bereich des Bodenabschnittes einen inneren Kuppelbereich und einen zwischen dem Kuppelbereich und dem unteren Bodenende verlaufenden Mantelbereich aufweist. Vorzugsweise erfolgt im Zuge der axialen Belastung ausschließlich eine Verformung des Mantelbereiches, während der Kuppelbereich im Wesentlichen unbeeinflusst bleibt. Alternativ ist es auch möglich, dass anstelle eines inneren Kuppelbereichs eine im Wesentlichen gerade Kuppelfläche vorgesehen ist, welche an den Mantelbereich anschließt. Während gemäß üblicher Ausgestaltung der Kuppelbereich im unverformten Zustand in axialer Richtung zwischen dem unteren Behälterende und dem oberen Bodenende liegt, kann die axiale Belastung zu einer Gesamtverformung führen, bei der der Kuppelabschnitt oberhalb des oberen Bodenendes endet. Insbesondere ist vorgesehen, dass bei einer Gesamtverformung von 3 mm in axialer Richtung, dass obere Ende des zentralen Bereiches um zumindest 10 %, bevorzugt zumindest 20 %, höher angeordnet ist als bei einem unverformten Getränkebehälter. Das obere Ende des zentralen Bereiches bezeichnet hierbei die maximale axiale Erstreckung ausgehend von dem unteren Behälterende.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass entlang des Behälterumfangs eine Vielzahl von in Umfangsrichtung verlaufenden Stützsicken im Bodenabschnitt eingeformt ist. Bei diesen Bodensicken handelt es sich um eine Art Nuten, welche sich entlang der axialen Richtung erstrecken und welche dazu dienen, die Verformung des Bodenabschnittes in definierter Art und Weise durchzuführen. Hierbei ermöglichen diese Stützsicken einerseits ein gleichmäßiges Einklappen entlang des gesamten Umfangs. Zugleich stellen diese Stützsicken auch sicher, dass das Material des Behälterkörpers, welches in Folge des Einklappens nach innen gedrückt wird, durch eine Verformung der Stützsicken aufgenommen werden kann. Entsprechend falten sich die Stützsicken infolge der Rollbewegung ein Stück weit ein und ermöglichen bei Wegfall der Belastung durch ein Ausfalten eine reversible Bewegung zur Wiederherstellung der ursprünglichen Behälterform.
Ausgehend von einer solchen Ausgestaltung kann es sinnvoll sein, zwischen 3 und 20 Stützsicken in Umfangsrichtung hintereinander anzuordnen, wobei diese Stützsicken bevorzugt einen identischen Abstand zueinander aufweisen. Darüber hinaus können die Stützsicken auch unterschiedliche Längen aufweisen. Insbesondere ist vorgesehen, dass unmittelbar in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete Stützsicken eine unterschiedliche Länge aufweisen. Beispielsweise können sich hierbei Stützsicken mit einer ersten Länge und Stützsicken mit einer zweiten Länge abwechseln, wobei die erste Länge größer ausgebildet ist als die zweite Länge. Hierbei kann es dann auch vorgesehen sein, dass die Stützsicken mit einer ersten Länge bis hinunter zum unteren Ende des Behälterkörpers reichen, während die Stützsicken mit einer zweiten Länge auch in den zentralen Bereich, insbesondere in den Mantelteil, hineinreichen. Bevorzugt reicht ein unteres Stützsickenniveau zumindest eines Teils der Stützsicken, bevorzugt aber aller Stützsicken, zumindest bis zum unteren Behälterende. Darüber hinaus können die Stützsicken bevorzugt ein gemeinsames oberes Stützsickenniveau außerhalb des zentralen Bereiches aufweisen, welches unterhalb des oberen Bodenendes angeordnet ist.
Sofern das obere Stützsickenniveau unterhalb des Bodenendes angeordnet ist, bildet dieses obere Stützsickenniveau gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung den Längenabschnitt des Behälterkörpers, über welchen die definierte Einklappbewegung erfolgt. Entsprechend kann dann das Verhältnis aus dem Abstand zwischen dem unteren Ende des Behälterkörpers und dem oberen Stützsickenniveau einerseits und der Differenz zwischen dem Behälterradius am oberen Stützsickenniveau und am unteren Behälterende andererseits zwischen 0,8 und 1,2 betragen. Dies kann ausgehend von einer bereits zuvor erläuterten Betrachtung zu einem Winkel zwischen 35° und 60°, insbesondere zwischen 40° und 55°, führen.
Im Gegensatz zu dem Bodenabschnitt soll der Kopfabschnitt vergleichsweise steif ausgebildet sein. Ausgehend hiervon erfolgt bei einer Gesamtverformung von 3 mm max. 30 % der Gesamtverformung in einem oberen Bereich, welcher sich ausgehend von dem oberen Behälterende um max. ein Drittel der Behälterlänge erstreckt. Der obere Bereich bildet hierbei oder enthält den Kopfabschnitt des Behälterkörpers.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht ferner vor, dass die Belastung bei einer Verformung von 2 mm im oberen Drittel, insbesondere im Kopfabschnitt, zumindest 100 N, bevorzugt zumindest 120 N, bevorzugt zunächst 140 N, beträgt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht ferner vor, dass in Umfangsrichtung eine Vielzahl von entlang der axialen Richtung verlaufenden Verstärkungsstreben im Kopfabschnitt gebildet ist. Diese Verstärkungsstreben dienen dazu, eine Verformung des Kopfbereichs weitestgehend zu vermeiden. Auch die Verstärkungsstreben können grundsätzlich nach Art von Sicken ausgebildet sein, hierbei ist allerdings entscheidend, dass aufgrund der Form des Kopfbereiches mit einer im Wesentlichen konstanten Radiuszunahme sowie des verhältnismäßig langen Längenabschnittes des Kopfabschnittes diese Sicken nicht zu einer Verformung sondern vielmehr zu einer Verstärkung des Kopfbereiches führen.
Der Behälterkörper weißt bevorzugt eine mittlere Wandstärke zwischen 0,03 und 0,15 mm, bevorzugt zwischen 0,04 und 0,11 mm auf. Insbesondere betrifft diese mittlere Wandstärke den gesamten Behälterkörper.
Der Behälterkörper ist darüber hinaus bevorzugt aus Polyethylenterephthalat (PET) gebildet.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Blasform zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Getränkebehälters. Die Blasform weist insbesondere ein Bodenteil zum Ausformen des zuvor beschriebenen Bodenabschnittes auf. Hierzu bildet die Bodenform eine Art Negativ des Bodenabschnittes. Darüber hinaus sind üblicherweise auch zwei weitere, insbesondere verschwenkbar zueinander eingerichtete, Blasformteile vorgesehen, welche gemeinsam mit dem Bodenteil die Negativform des Getränkebehälters darstellen. Die Blasformteile sind hierbei im Wesentlichen zur Ausbildung des Körperabschnittes sowie des Kopfabschnittes vorgesehen. Hierbei ist zu beachten, dass der Mündungsbereich mit dem Außengewinde zur Aufnahme einer Verschlusskappe bereits fertig in den Vorformlingen ausgebildet ist, so dass die Blasformteile diesen Bereich des Kopfabschnittes nicht abbilden müssen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine seitliche Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Getränkebehälter,
Fig. 2: eine Draufsicht auf die Unterseite des Getränkebehälters,
Fig. 3: eine detaillierte Darstellung des Getränkebehälters gemäß der Fig. 1 im Bereich des Bodenabschnittes,
Fig. 4A,4B: Detailansichten der Fig. 1 im Bereich des Bodenabschnitts,
Fig. 5: den Getränkebehälter gemäß der Fig. 1 in einem verformten Zustand,
Fig. 6: eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Getränke- behälters.
Fig. 7: den Getränkebehälter in einem unverformten Zustand, und
Fig.8: den Getränkebehälter in einem verformten Zustand.

Die Fig. 1 zeigt einen Getränkebehälter, welcher als Getränkeflasche ausgebildet ist und einen Behälterkörper 1 aufweist, welcher in einem nichtgefüllten Zustand dargestellt ist.
Der Behälterkörper 1 weist entlang einer axialen Richtung X, welche parallel zur Behälterachse 10 angeordnet ist, einen Bodenabschnitt 3, einen Körperabschnitt 6 und einen Kopfabschnitt 5 auf. Der Kopfabschnitt 5 wiederum ist an einem oberen Behälterende 4 mit einer Behältermündung ausgebildet, über die ein flüssiges Füllgut, insbesondere ein Getränk in den Behälterkörper 1 eingefüllt und auch wieder entnommen werden kann. Hierbei dient der Behälterkörper 1 vornehmlich der Aufnahme von nicht-karbonisierten Flüssigkeiten bzw. nicht-karbonisierten Getränken. Dies hat zur Folge, dass ein Bereich des Kopfabschnittes 5 unmittelbar unterhalb dem oberen Behälterendes 4 im Wesentlichen mit Umgebungsluft drucklos gefüllt ist, während im Vergleich zu karbonisierten Flüssigkeiten durch Ausgasung eine gewisse Menge Kohlenstoffdioxid im Kopfabschnitt 5 vorliegt, welcher aufgrund des Druckes den Behälterkörper 1 hinsichtlich seiner Form stabilisiert. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn der Behälterkörper 1 aus einem vergleichsweise dünnen Material gebildet ist. In diesem Fall beträgt die mittlere Wandstärke des Behälterkörpers 1 zwischen 0,03 und 0,15 mm, wobei es sich bei dem Material des Behälterkörpers 1 um Polyethylenterephthalat (PET) handelt.
Der Kopfabschnitt 5 wird definiert über einen Längsabschnitt des Behälterkörpers 5, in welchem der Behälterradius zunimmt, bis dieser dann im Bereich des Körperabschnittes 6 im Wesentlichen konstant ist, sodass der Körperabschnitt 6 eine im wesentlichen zylinderförmige Mantelfläche 7 bildet. Anhand der Fig. 1 wird zwar in diesem Zusammenhang deutlich, dass der Behälterkörper 5 im Bereich des Körperabschnittes 6 einzelne Einkerbungen aufweist, wobei sich aber dennoch eine im Wesentlichen zylinderförmige Grundform ausbildet. Der Bereich, in dem der Kopfabschnitt 5 in den Körperabschnitt 6 übergeht ist in der Fig. 1 mit einem unteren Kopfende 9 dargestellt.
Unterhalb des Körperabschnittes 6 ist ein Bodenabschnitt 3 vorgesehen, welche ausgehend von einem oberen Bodenende 8 einen kontinuierlich abnehmenden Behälterradius R aufweist, sodass eine Standfläche 11 des Behälterkörpers 5, welche gemäß der Fig. 2 eine ringförmige Ausgestaltung aufweist, im Wesentlichen radial innenliegend vom Außenradius der Mantelfläche 7 angeordnet ist. Der Bodenabschnitt 3 weist darüber hinaus einen zentralen Bereich 15 auf, welcher radial innenliegend von der Standfläche 11 angeordnet und in axialer Richtung X zum unteren Bodenende 2 nach oben hin versetzt. Der zentrale Bereich 15 wird gebildet durch einen inneren Kuppelbereich 19 sowie einen zwischen dem Kuppelbereich 19 und dem unteren Bodenende 2 angeordneten Mantelbereich 18. Diese Ausgestaltung ist von wesentlicher Bedeutung im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verformungsverhalten des Behälterkörpers 5.
Demnach ist nämlich vorgesehen, dass der Behälterkörper 5 dazu ausgebildet ist, sich bei einer unter einer parallel zur axialen Richtung X wirkenden Belastungen in einem mit einer nicht-karbonisierten Flüssigkeit befüllten Zustand zu verformen, wobei bei einer Gesamtverfolgung von 3 mm zunächst 50 % der Gesamtverformung in einem unteren Bereich erfolgt, welcher sich ausgehend von dem unteren Behälterende 2 um max. ein Drittel der Behälterlänge L erstreckt. Die Behälterlänge L definiert sich hierbei über den axialen Abstand zwischen dem oberen Behälterende 4 und dem unteren Behälterende 2. Die Fig. 5 zeigt in diesem Zusammenhang den Getränkebehälter in einem verformten Zustand, wobei sich diese Verformung in Folge einer axialen Belastung im Wesentlichen auf den Bodenabschnitt 3 konzentriert, während der Körperabschnitt 6 und der Kopfabschnitt 5 nahezu unbeeinflusst bleiben.
Die Art und Weise wie sich der Getränkebehälter verformt, lässt sich besonders gut anhand der Fig. 7 und 8 veranschaulichen, wobei die Fig. 7 den Getränkebehälter in einem unverformten und die Fig. 8 in einem verformten Zustand zeigt. Es wird deutlich, dass das untere Bodenende 2 bzw. der Standboden 11 eine Art Hebelpunkt bildet, über den in Folge einer axialen Belastung der zentrale Bereich 15 in axialer Richtung nach oben hin bewegt wird. Dies führt zu einer Verringerung des Behältervolumens und damit zu einem Anstieg des Behälterinnendruckes, wodurch der Getränkebehälter stabilisiert wird.
Anhand der Fig. 8 wird deutlich, dass sich der zentrale Bereich 18 im Wesentlichen durch die Mantelbereich 18 verformt, während der Kuppelbereich 19 im Wesentlichen unbeeinflusst bleibt. Gemäß der Fig. 7 ist der Kuppelbereich 18 im unverformten Zustand in axialer Richtung zwischen dem unteren Behälterende 2 und dem oberen Bodenende 8 angeordnet, während in Folge einer axialen Belastung, welche zu einer Gesamtverformung von zumindest 3 mm führt, der Kuppelbereich 19 oberhalb des oberen Bodenendes 8 endet.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass bei einer Gesamtverformung von 5 mm, bevorzugt von 8 mm, zumindest 50 % der Gesamtverformung in dem unteren Bereich erfolgt. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung erfolgt zumindest 70 % der Gesamtverformung in dem unteren Bereich.
Um eine solche Verformung zu ermöglichen, ist der Bodenabschnitt 3 verformbar ausgebildet, wobei ein Radienverhältnis zwischen dem Behälterradius R₃ am unteren Behälterende 2 und einem mittleren Behälterradius R₁ am oberen Bodenende 8 zwischen 0,6 und 0,8 beträgt. Dies hat zur Folge, dass der Bodenabschnitt 3 infolge einer Belastung in axialer Richtung X eingerollt werden kann. Hierdurch wird das Volumen des Behälterkörpers 5 verringert und der Innendruck erhöht. Gerade bei gestapelten Behälterkörpern 5 hat dies zur Folge, dass diese sich definiert verformen und somit eine Zerstörung des Getränkebehälters als auch der Stapelanordnung vermieden werden kann.
Um diese definierte Verformung weiter zu ermöglichen, ist ferner vorgesehen, dass ein Verhältnis aus dem Abstand h₁ zwischen dem unteren Behälterende 2 und dem oberen Bodenende 8 einerseits und der Differenz zwischen dem Behälterradius R₁ am oberen Bodenende 8 und dem Behälterradius R₃ am unteren Behälterende 2 andererseits zwischen 0,7 und 1,2 beträgt. Dies hat zur Folge, dass sich im Bereich des oberen Behälterendes 8 eine Art Drehwinkel ausbildet, welcher in einfacher aber zugleich auch stabiler Art und Weise ein Einrollen des Bodenabschnittes 3 ermöglicht. Dieser ist in der Fig. 4A als ein erster Winkel α₁ eingezeichnet, wobei dieser erste Winkel α₁ als Winkel zwischen einer ersten Verbindungslinie 17a zwischen dem unteren Behälterende 2 und dem oberen Bodenende 8 sowie einer entlang der axialen Richtung X verlaufenden ersten axialen Linie 16a liegt, wobei die erste axiale Linie 16a die erste Verbindungslinie 17a in dem oberen Bodenende 8 schneidet. Der erste Winkel α₁ beträgt zwischen 35° und 45°.
Darüber hinaus zeigt die Fig. 2 auch eine Vielzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Stützsicken 13a, 13b welche in axialer Richtung X angeordnet sind und welche abwechselnd eine unterschiedliche Länge aufweisen. Hierbei erstrecken sich die Stützsicken 13a, 13b bis hinunter zum unteren Behälterende 2, wobei die Stützsicken 13a eine größere Länge aufweisen und sich somit in den zentralen Bereich 15 hineinerstrecken. Den Stützsicken 13a, 13b ist aber gemein, dass sie ein gemeinsames oberes Stützsickenniveau 12 bilden, wobei gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ein Verhältnis aus dem Abstand h₂ zwischen dem unteren Behälterende 2 und dem oberen Stützsickenniveau 12 einerseits und der Differenz zwischen dem Behälterradius R₂ am oberen Stützsickenniveau 12 und dem Behälterradius R₃ am unteren Behälterende 2 andererseits zwischen 0,8 und 1,2 beträgt. Ausgehend hiervon bildet dann bevorzugt das obere Stützsickenniveau 12 den Drehpunkt, über den der Bodenabschnitt 3 eingerollt wird. Dieser ist in der Fig. 4B als ein zweiter Winkel α₂ eingezeichnet, wobei dieser zweite Winkel α₂ als Winkel zwischen einer zweiten Verbindungslinie 17b zwischen dem unteren Behälterende 2 und dem oberen Stützsickenniveau 12 sowie einer entlang der axialen Richtung X verlaufenden zweiten axialen Linie 16b liegt, wobei die zweite axiale Linie 16b die zweite Verbindungslinie 17b in dem oberen Bodenende 8 schneidet. Der zweite Winkel α₁ beträgt zwischen 40° und 50°.
Die Stützsicken 13a, 13b sind dazu ausgebildet, sich infolge der Verformung zusammendrücken, sodass das Material des Bodenabschnittes 2 besser innerhalb des Behälterkörpers 5 aufgenommen werden kann. Bei Wegfall der Belastung kann dann nach Art einer Federung der Bodenabschnitt 3 erneut herausgestülpt werden, sodass sich im Wesentlichen die ursprüngliche Behälterform ergibt.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Belastung bei einer Verformung von 2 mm im oberen Drittel, insbesondere im Kopfabschnitt 5 zumindest 100 N, bevorzugt 120 N, beträgt. Die Fig. 5 zeigt den Behälterkörper 5 in einem belasteten Zustand, wobei deutlich wird, dass die Verformung zum größten Teil im Bodenabschnitt 2 erfolgt.
Um den Kopfabschnitt 5 besonders stabil ausgestalten zu können, weist dieser gemäß der Fig. 1 eine Vielzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Verstärkungsstreben 14 auf. Gemäß der Fig. 1 handelt es sich hierbei im Wesentlichen um linienförmige Sicken, während gemäßen einer alternativen Ausgestaltung in der Fig. 6 breitere, kirchenfensterähnliche Verstärkungsstreben 14 vorgesehen sind.

Bezugszeichenliste

1: Behälterkörper
2: unteres Behälterende
3: Bodenabschnitt
4: oberes Behälterende
5: Kopfabschnitt
6: Körperabschnitt
7: Mantelfläche
8: oberes Bodenende
9: unteres Kopfende
10: Behälterachse
11: Standfläche
12: oberes Stützsickenniveau
13a, 13b: Stützsicken
14: Verstärkungsstreben
15: zentraler Bereich
16a, b: axiale Linien
17a, 17b: Verbindungslinien
18: Mantelbereich
19: Kuppelbereich
α: Winkel
R: Behälterradius
h: Abstand in axialer Richtung X
X: axiale Richtung
L: Behälterlänge

Claims

Getränkebehälter, insbesondere Getränkeflasche, mit einem Behälterkörper (1) aus Kunststoff, welcher entlang einer axialen Richtung (x) einen ein unteres Behälterende (2) aufweisenden Bodenabschnitt (3), einen ein oberes Behälterende (4) aufweisenden Kopfabschnitt (5) mit einer Behältermündung und einen den Bodenabschnitt mit dem Kopfabschnitt verbindenden Körperabschnitt (6) mit einer im Wesentlichen zylinderförmigen Mantelfläche (7) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Behälterkörper (1) dazu ausgebildet ist, sich bei einer unter einer parallel zur axialen Richtung (X) wirkenden Belastung in einem mit einer nicht-karbonisierten Flüssigkeit befüllten Zustand zu verformen, wobei bei einer Gesamtverformung von 3 mm zumindest 50 % der Gesamtverformung in einem unteren Bereich erfolgt, welcher sich ausgehend von dem unteren Behälterende (2) um maximal ein Drittel der Behälterlänge (L) erstreckt.
Getränkebehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Gesamtverformung von 5 mm, bevorzugt von 8 mm, zumindest 50 % der Gesamtverformung in dem unteren Bereich erfolgt.
Getränkebehälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest 70 % der Gesamtverformung in dem unteren Bereich erfolgt.
Getränkebehälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenabschnitt (3) ausgehend von einem oberen Bodenende (8) in Richtung des unteren Behälterendes (2) einen kontinuierlich abnehmenden Behälterradius (R) aufweist.
Getränkebehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Gesamtverformung von 3 mm zumindest 20 % der Gesamtverformung in dem Bodenabschnitt (3) erfolgt.
Getränkebehälter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radienverhältnis zwischen dem Behälterradius (D₃) am unteren Behälterende (2) und einem mittleren Behälterradius (D₁) am oberen Bodenende (8) zwischen 0,6 und 0,8 beträgt.
Getränkebehälter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis aus dem Abstand (h₁) zwischen dem unteren Behälterende (2) und dem oberen Bodenende (8) einerseits und der Differenz zwischen dem Behälterradius (R₁) am oberen Bodenende (8) und dem Behälterradius (R₃) am unteren Behälterende (2) anderseits zwischen 0,7 und 1,2 beträgt.
Getränkebehälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenabschnitt (3) einen zentralen Bereich (15) ausbildet, welcher gegenüber dem unteren Bodenende (2) in axialer Richtung (X) nach oben versetzt ist
Getränkebehälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass, der zentrale Bereich (15) des Bodenabschnittes (3) einen inneren Kuppelbereich (19) und einen zwischen dem Kuppelbereich (19) und dem unteren Bodenende (2) verlaufenden Mantelbereich (18) aufweist und wobei sich im Zuge einer axialen Belastung der Mantelbereich (18) verformt.
Getränkebehälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Umfangsrichtung des Behälterkörpers (1) eine Vielzahl von in axialer Richtung (X) verlaufenden Stützsicken (13a, 13b) im Bodenabschnitt (3) eingeformt sind.
Getränkebehälter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung unmittelbar hintereinander angeordnete Stützsicken (13a, 13b) eine unterschiedliche Länge aufweisen.
Getränkebehälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine erste Gruppe von Stützsicken (13a) bis in den Mantelbereich (18) hinein und eine zweite Gruppe von Stützsicken (13b) nur bis zum unteren Behälterende (2) erstreckt.
Getränkebehälter nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass alle Stützsicken (13a, 13b) außerhalb des zentralen Bereiches (15) ein gemeinsames oberes Stützsickenniveau (12) aufweisen, welches unterhalb des oberen Bodenendes (8) angeordnet ist.
Getränkebehälter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis aus dem Abstand (h₂) zwischen dem unteren Behälterende (2) und dem oberen Stützsickenniveau (12) einerseits und der Differenz zwischen dem Behälterradius (R₂) am oberen Stützsickenniveau und dem Behälterradius (R₃) am unteren Behälterende (2) anderseits zwischen 0,8 und 1,2 beträgt.
Getränkebehälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Gesamtverformung von 3 mm maximal 30 % der Gesamtverformung in einem oberen Bereich erfolgt, welcher sich ausgehend von dem oberen Behälterende (4) um maximal ein Drittel der Behälterlänge (L) erstreckt.
Getränkebehälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Belastung bei einer Verformung von 2 mm im oberen Drittel zumindest 100 N, bevorzugt zumindest 120 N, beträgt.
Getränkebehälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung eine Vielzahl von entlang der axialen Richtung (X) verlaufenden Verstärkungsstreben (14) im Kopfabschnitt (5) gebildet sind.
Getränkebehälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterkörper (5) eine mittlere Wandstärke zwischen 0,03 und 0,15 mm, bevorzugt zwischen 0,04 und 0,11 mm, aufweist.
Getränkebehälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterkörper (5) aus Polyethylenterephthalat (PET) gebildet ist.
Blasform zur Herstellung eines Getränkebehälters nach einem der vorangegangenen Ansprüche.