NO781766L

NO781766L - Beholder, saerlig plastflaske

Info

Publication number: NO781766L
Application number: NO78781766A
Authority: NO
Inventors: Suppayan M Krishnakumar; Siegfried S Roy; John F E Pocock; Salil K Das; Gautam K Mahajan
Original assignee: Continental Group
Priority date: 1977-05-23
Filing date: 1978-05-22
Publication date: 1978-11-24
Also published as: JPS5757330B2; BR7803238A; IE46976B1; PT68072B; ATA370978A; IL54595A0; ES236148Y; CA1075626A; MX145774A; SE7805727L; ES236148U; IE781021L; ZA782418B; DE2821430A1; PT68072A; GR65306B; NL7805564A; DK226478A; IT1206601B; FR2391918A1

Description

Beholder.

Foreliggende oppfinnelse vedrører bunnkonstruksjoner for beholdere, og mer spesielt forbedrede bunnkonstruksjoner for beholdere eller flasker av f.eks. plast eller metall, og som er egnet for væsker under trykk, slik som kullsyreholdige drikker. I det nedenstående vil oppfinnelsen bli omtalt under henvisning til flasker av plast.

Påfylling av kullsyreholdige drikker i plastflasker med-fører flere problemer, og mange av disse oppstår i forbindelse med bunnen i flaskene. Som omtalt mer detaljert nedenfor, er en ren etterligning i plast av tradisjonelle glassbunn-konstruk-sjoner utilfredsstillende på grunn av plastens tendens til å krympe eller bli vridd under trykk, spesielt ved de forhøyede temperaturer som kan oppstå ved forsendelse og lagring. En slik vridning kan forandre formen og dimensjonene på tradisjonelle bunnkonstruksjoner i en slik grad at væskenivået i flasken synk-er til under fyllingslinjen, hvilket gjør varen uakseptabel for salg, og flasken kan bli en såkalt "rocker", dvs. den kan bli ustabil på en horisontal flate.

Det er på den annen side ofte ønskelig at de indre og ytre former og dimensjoner på plastflasker er tilnærmet lik de til glassflasker av samme kapasitet slik at de kan håndteres med eksisterende utstyr og, i visse tilfeller, gjøre identifikasjonen av varen enkel for kjøperen. Flaskene bør i alle tilfelle vær estetisk attraktive.

En plastflaske må, når den er fylt med en' kullsyreholdig drikk og er lukket, være i stand til å motstå både slag ved fall fra i det minste en moderat høyde på en hard overflate og motstå en kraftig økning i indre trykk, som ledsager et slikt støt. Selv om dette krav også har innvirkning på valg av materialer og flaskedannelsesteknikker, er det et meget viktig forhold å ta hensyn til ved konstruksjon av flasker.

Den optimale bunnkonstruksjon er en som ikke bare til-fredsstiller de ovenfor omtalte kriterier, men som kan fremstilles på økonomisk måte uten for kostbart utstyr og uten inn-viklede eller ekstra fremstillingstrinn.

En av de mest vanlige bunnkonstruks joner som anvendes i glassflasker av den type som skal inneholde drikker under trykk, er den såkalte champagne-flaskebunn, hvis ytre overflate omfatter en sentral konkav del og' et konvekst hælparti som omgir den konkave del og faller sammen med denne, samt en endedel av beholder-sideveggen. De nederste deler av hælpartiet ligger i et felles plan for understøttelse■av flasken i opprettstående stilling på en horisontal flate. En slik bunnkonstruksjon i passende tykkelse kan være fullstendig tilfredsstillende i glass på grunn av dette materialets stivhet.

Når champagne-flaskebunnen overføres på en tynnvegget piastbeholder, har imidlertid det sentrale konkave parti en tendens til å trykkes utover ved indre trykk og derved gjøres flasken ustabil på en horisontal flate. Selv om en utkraging eller utbretting ikke oppstår, vil det indre trykk bevirke at bunnkonstruksjonen "rulles ut" eller bøyes utover ved sammen-føyningen mellom den konkave del og det 'omgivene hælparti, hvorved den konkave del blir grunnere og den radiale dimensjon av hælpartiet forandres. Dette bevirker videre en økning i flaskens volum og en tilsvarende.senking av væskenivået i flasken.

Det har vært foreslått forskjellige måter å bøte på de ovenfor omtale ulemper, og det skal i denne forbindelse vises til slike bunnkonstruksjoner som er beskrevet i US-patent nr. 3.468.443. Veggen i de tidligere bunnkonstruksjoner er vist i ensartet tykkelse som ikke er større enn sideveggens tykkelse. Den del av veggen som definerer den sentrale konkave del er faktisk beskrevet som en "bane". For å gjøre denne bane stiv

er det anbragt utvendige ribber som avbryter den ytre overflate på den konkave del og rager utover fra denne. Ribbene er fordelt i et symmetrisk mønster, idet hver ribbe rager longitudinelt i retning av hælpartiet fra et indre område av den konkave del. Selv med den stivhet som oppnås med ribbene, kan man vente en viss utkraging eller bøying fordi det er nødvendig med en ytter-

ligere sentral nedtrykking for å sikre at banens sentrum vil forbli i avstand fra en plan støtteflate. Ribbene i konstruk-sjonen i ovennevnte US-patent skjærer den ytre overflate av den konkave del i temmelig bratte vinkler og videre er ribbene massive, hvilket nødvendiggjør en vesentlig materialmengde. Viktigere enda er det at de massive ribber representerer et ytterligere problem som følger.

Plastbeholdere, særlig plastflasker med smale halspartier, fremstilles hensiktsmessig og økonomisk ved forblåsingsprosesser. En for-form eller et blåseemne blir ved passende temperatur mot-tatt i eller omsluttet av et formhulrom som har form av den ferdige beholder og nevnte blåseemne ekspanderes inntil dets ytre overflate tilsvarer hulrommets overflate. Ekspansjon be-virkes ved å skape en ubalanse i de respektive trykk som virker på de indre og ytre overflater av blåseemnet, slik som ved inn-føring av gass under trykk i emnets indre eller ved å påføre et vakuum rundt emnets ytre. I det tilfellet man har massive ribber, slik som i ovennevnte patent, vil de tilsvarende spor i en form-overflate være meget vanskelig og endog umulig, å fylle med materialet som utgjøres av blåseemnet.

En beholder ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter

også flere ribber som avbryter den ytre overflate på den konkave del og er fordelt i et symmetrisk strålemønstér, idet hver ribbe rager longitudinelt i retning av hælpartiet fra et indre område av den konkave del. Ifølge foreliggende oppfinnelse er imidlertid ribbene hule. Veggen i bunnkonstruksjonen avtar fortrinnsvis generelt i tykkelse progressivt fra det innerste parti av den konkave del til endedelen av beholder-sideveggen. Forholdet mellom bunnkonstruksjonens veggtykkelse og tykkelsen av' sidevegg-endedelen er fortrinnsvis i området 2,0-4,5 ved det innerste parti av den konkave del, 1,2-2,2 ved et mellomliggende parti av den konkave del mellom det innerste parti og hældelen, 1,2-2,2 ved et longitudinelt mellomliggende parti av hver ribbe, og 0,9-2,1 ved hvert av de laveste partier av hældelen.

I foretrukne utførelser av oppfinnelsen går endekantene av hver ribbe jevnt over i tilstøtende partier på bunnkonstruksjonen.

Andre formål, trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå fra følgende beskrivelse i forbindelse med de medfølgende tegninger, hvor

fig. 1 er et sideriss av en beholder omfattende en flaske ifølge oppfinnelsens prinsipper,

fig. 2 er et forstørret bunnplanriss av flasken i fig. 1, fig. 3 er et forstørret delsnitt av"flasken i fig. 1 sett langs linjen 3-3,

fig. 4 er et forstørret delsnitt av flasken i fig. 1 langs linjen 4-4 i fig. 2,

fig. 5 er et diagram av to radial-profiler, én over-liggende en annen, av en flaskebunnkonstruksjon ifølge oppfinnelsen,

fig. 5A er et diagram av en tverrprofil av et element som vist i fig. 5,

fig. 6 er et diagram i likhet med det i fig. 5, men som representerer en flaskebunnkonstruksjon omfattende en annen ut-førelse av oppfinnelsen,

fig. 6A er et diagram av en tverrprofil av et element som representert i fig. 6, og

fig. 7 er et diagram i likhet med det i fig.5, men som representerer en flaskebunnkonstruksjon omfattende en ytterligere utførelse av oppfinnelsen.

Under henvisning til figurene 1-4 er en beholder i form av en flaske 10 konstruert ifølge oppfinnelsen og er dannet av et termoplastisk syntetisk harpiksmateriale med gassbarriere-egenskaper i en slik grad at flasken vil være egnet for innhold av en brusende eller kullsyreholdig drikk, i det minste i løpet av en forventet lagringstid, d.v.s. den periode som strekker seg fra flaskepåfylling til forbruk. Flasken er formblåst fra en ekstru-dert eller sprøytestøpt for-form eller blåseemne og er fortrinnsvis bearbeidet slik at materialet er orientert biaksialt.

Flasken 10 er forsynt med en øvre halsdel 12 som har en hvilken som helst ønsket halsutforming, slik som vist med gjenger. En sidevegg 14 med en hvilken som helst passende form, strekker seg fra halsdelen til en bunndel indikert generelt ved 16, som lukker sideveggens nedre ende. En endedel 14a av sideveggen tilstøtende bunnkonstruksjonen er fortrinnsvis utformet med en ytre overflate som er generelt symmetrisk omkring* den sentrale loddrette aksen i flasken, slik som den viste sylindriske form, skjønt andre former kan omfattes av oppfinnelsen.

Den ytre overflate på bunnkonstruksjonen 16 omfatter en sentral konkav del 20 omgitt av et konvekst ringformet hælparti 22, idet hælen sammenfaller ved sin radielle innerkant med den konkave del og ved sin radielle ytterkant ved sideveggdelen 14a.

Flere ribber 24 avbryter den ytre overflate av den konkave del 20 og er fordelt i et symmetrisk strålemønster, idet hver ribbe strekker seg longitudinelt i retning av hældelen 22 fra en indre del av den konkave del-. Som best vist i figurene 3 og 4, er ribbene 24 fortrinnsvis konvekse utover og, under henvisning spesielt til fig. 2, de er fortrinnsvis beliggende i radiell stråleform. Selv om man har vist åtte slike ribber (fig. 2) kan antall ribber variere i overensstemmelse med den grad av stivhet som ønskes og i overensstemmelse med de totale dimensjoner og den veggtykkelse som ønskes i bunnkonstruksjonen og de individuelle ribber.

Hver ribbe 24 har indre og ytre ender 26 og 28, respektivt, som går over i veggen til den konkave del 20. Hver ribbe har også et par laterale kanter 30, 32 som går over i tilstøtende deler av veggen i bunnkonstruksjonen. Selvom ribbene 24 fortrinnsvis er konvekse utover, slik som vist, kan de være konvekse innover med lignende virkning, hvilket kan være spesielt nyttig i tilfellet av en vesentlig grunn konkavitet. Hvert par tilstøtende ribber er idet de er anbragt i vinkel,adskilt fra hverandre ved den del 34 av veggen i den konkave del 20, og det fremgår at disse veggdeler 34 faktisk er indre r-ibber.

De nederste partier 3 6- på hældelen 22 danner, en under-støttende ring som ligger i et plan normalt på flaskens 10 midtakse, hvorved flasken kan understøttes•ved punkter 36 på

en horisontal flate i opprettet stilling. Det er ikke nødvendig at lengden av ribbende er begrenset til den konkave del; de kan også strekke seg til å avbryte den ytre overflate av hældelen.

I tilfellet av konvekse ribber, blir således de laveste partier av ribbene de laveste partier av hældelen. I tilfellet av konkave ribber, vil ribbene avbryte det understøttende ringparti som dannes av de nederste partier 36 på hælen.

Ribbene 24 er hule og som omtalt nærmere nedenfor, avtar veggen på bunnkonstruksjonen 16 generelt i tykkelse fra det innerste parti på den konkave del 20 til sidevegg-endedelen 14a. Avvik fra denne progressive minking i veggtykkelse omfattes imidlertid av oppfinnelsen.

Figur 5 representerer en spesiell utførelse av oppfinnelsen i form av to radielle profiler av bunnkonstruksjonens ytre overflate tatt ved separate vinkel-beliggenheter. Profilen 14b

på en ytre overflate av tilstøtende sidevegg-endedel er også

vist.

En første profil ABCDEFG rager radielt mellom et nærligg-ende par ribber fra den sentrale opprettstående akse 10a i flasken, gjennom det laveste punkt E på hældelen, til sideveggprofilen 14b, og er anbragt over en annen profil AHIJEFG som omfatter en av ribbene, idet den sistnevnte profil også rager radielt fra aksen til sideveggprofilen. En linje 10b representerer det plan som inneholder de laveste punkter E på hældelen og som derfor skjærer aksen 10a i rett vinkel, idet skjærpunktet er betegnet 0. Et annet plan er representert ved en linje 10c og dette plan markerer den øvre grense for bunnkonstruksjonen og den nedre grense for sidevegg-endedelen. Sideveggprofilen 14b er vist som en rett vértikal linje og indikerer at sidevegg-endedelen er sylindrisk i dette tilfellet.

De ytre radielle dimensjoner R av sideveggen i flasken

vil i mange tilfeller sammenfalle med den ekvivalente dimensjon på eksisterende flasker med samme kapasitet, for derved å lette identifikasjonen for kjøperen og kunne passe til eksisterende fylle- og håndteringsutstyr. Dimensjonen R^, som er den radielle avstand mellom aksen 10a og det nederste punkt E på hældelen, er valgt for å gi en akseptabel grad av opprettstående stabilitet når flasken understøttes av en horisontal flate, men er betydelig mindre enn dimensjonen Rg av grunner som skal forklares nærmere nedenfor.

I utførelsen i fig. 5 er den maksimale dybde Hq på den konkave del grunn i forhold til dimensjonen RQ og det sentrale parti av den konkave profil har derfor en flat konfigurasjon.

Mer spesielt er et segment AB av den konkave profil en rett linje loddrett på aksen 10a. Slik at den konkave del vil falle jevnt sammen med den konvekse hældel, er det tilveiebragt en grunn S-kurve BCDE som består av segmenter BC, CD og DE. Segment BC

er en konkav buetangent til segment AB ved punkt B og har en kurveradius R, med opprinnelse i punkt K. Segment DE er en konveks bue med

en radius R^ > som er vesentlig mindre enn radius R^ og som kommer fra punkt L. Segment CD er en rett linje som tangerer

buene BD og DE i punktene C og D, respektivt.

Betegnelsen "bue" anvendes her til å mene en kontinuerlig del av en sirkel, dvs. en buet linje med en konstant bueradius. Betegnelsen "kurve" anvendes på en annen side som en generisk betegnelse, og en kurve kan derfor omfatte en sammensatt linje som omfatter flere buer, eller buer og rette linjer, anordnet i

en kontinuerlig tagensial rekke.

Den radielle profil til hældelen. omfatter en kurve EFG bestående av segmenter EF og FG. Segment EF er en konveks buetangent til buen DE ved punkt E og har en bueradius på som har sin opprinnelse i punkt M. Segment FG er en konveks, buetangent til buen EF og sideveggprofil 14b ved punktene F og G, respektivt. Buen FG har en radius R^som har sin opprinnelse i punkt N.

Lengden av radiusen R^har relativt stor verdi, i dette tilfellet lik den radielle dimensjon R til sideveggprofilen,

for å fremme slagbestandighet når flasken faller med aksen 10a skråttstilt i forhold til vertikalplanet. For å romme kurven EFG, er dimensjonen R betydelig mindre enn dimensjonen Rc, som nevnt ovenfor.

Buesentrene L og M til buer DE og EF, respektivt, er beliggende på en linje 10d som er parallell med aksen 10a. Med denne konstruksjon er buene DE og EF tangenter til hverandre ved de nederste punkter E på hældelen for optimal slagstyrke når flasken faller med aksen 10a i vertikal stilling.

Maksimale bøyepåkjenninger på grunn av indre trykk, kan forventes å oppstå i nærheten av kurven HBCDJ, idet punkt H er et mellomliggende punkt i segmentet AB, og idet punkt J er et mellomliggende punkt på kurven DE. Ribbeprofilen HIJ ligger således like overfor kurven HBCDJ. Ribbeprofilen omfatter spesielt en bue HI som tangerer segment AB ved punktet H og har en bueradius på R,, som har sin opprinnelse i punkt P, og et rett-linjet segment IJ som er en tangent til buene HI og DE ved punktene I og J, respektivt. Med denne konstruksjon går endekantene pa ribben jevnt over i tilstøtende deler av bunnkonstruksjonen for å unngå spenningskonsentrasjoner.

Figur 5A representerer tverrprofilen av ribben ved dens maksimale dybde H K. Man vil se at de laterale kanter 30 og 32

går jevnt over i tilstøtende deler av bunnkonstruksjonen, også

her for å unngå spenningskonsentrasjoner. En linje som er tangent

til kurven for hver laterale kant beskriver en vinkel Z med vertikalplanet.

I figur 6, som representerer en alternativ utførelse av oppfinnelsen, identifiserer referanseangivelser identiske med de i figur 5, elementer og kvantiteter tilsvarende de i fig. 5.

I den konstruksjon som er vist på fig. 6 har den maksimale dybde H^ for kaviteten blitt øket i forhold til dimensjonen R<_, over det som er representert i figur 5 og, isteden for å være en rett linje, er segmentet AB en buetangent til kurven BC ved punkt B og har en relativt stor radius som har sin opprinnelse i punkt Q beliggende på aksen 10a. Den sentrale del av den konkave del er følgelig et segment av en sfære, idet sfæren ansees som den optimale trykkbærende overflate. Som det best fremgår på fig. 6A, kan. ribben ifølge utførelsen på fig. 6, således være tilformet med en grunnere maksimal dybde H enn det som er til-feilet i utførelsen på fig. 5, idet stivhet er en funksjon av ribbens dybde.

I fig. 7 som representerer en ytterligere utførelse av oppfinnelsen, identifiserer referanseangivelser identisk med det som er benyttet i fig. 6, elementer og kvantiteter tilsvarende de i fig. 6. Her er på nytt den maksimale dybde H^til den konkave del relativt grunn sammenlignet med dimensjonen R . Som på fig. 6 er imidlertid segment AB en bue som har en relativt stor radius Rg. For å øke den effektive lengde av ribben, har radius R,, til buen HI blitt vesentlig forlenget, og en kurve JJ'E er tilføyet til ribbeprofilen. Mer spesielt er en konveks bue JJ' en tangent til det rettlinjede segment IJ ved punkt J og har en radius R^. En annen bue J'E er en tangent .til buene JJ' og EF ved punkter

J' og E, respektivt, og har en radius RoD. (Lengdene av radiene R^ og Rg og deres opprinnelsespunkter er ikke angitt,for å unngå uoversiktelig tegning.) Videre er lengden på radius R^til buen FG øket til en verdi større enn den radielle dimensjon R^ til sideveggen.

Utførelsene som er vist i figurene 5, 6 og 7 er kun tre av mange som kan virkeliggjøres ifølge oppfinnelsen og som kan variere med varierende krav, forskjellige materialer og forskjellige formingsprosesser og apparatur. Således kan profilen til den konkave del omfatte elementer eller segmenter av konuser, stumpkonuser, ellipsoider, paraboler, hyperboler, kjedelinjer, ogivaler eller lignende, samt kombinasjoner av disse og andre geometriske former. Det vil forstås at designen av spesielle bunnkonstruks joner ifølge oppfinnelsen lett ka,n tilpasses ved-kjente dataprogram-prosedyrer.

Som angitt ovenfor er det foretrukket at veggen på bunnkonstruks jonen generelt avtar i tykkelse progressivt fra det innerste parti av den kontake del til endedelen av beholder-sideveggen.

Mer spesielt, under henvisning til figurene 5, 6 og 7, er forholdet mellom tykkelsen på veggen til bunnkonstruksjonen og tykkelsen av sideveggen, fortrinnsvis i de i nedenstående tabell angitte områder:

Med variasjon i tykkelse i disse områder, vil veggene

til den konkave del og ribbene være relativt tykke for å kunne tilveiebringe stivhet, mens veggen i nærheten av kurvene JEF og (figur 7) J1 EF, vil være relativt tynn for å gi en bøyelig, etter-givende hengsellignende struktur for å fordele belastninger ved slag. Disse egenskaper vil kunne oppnås uten bruk av alt for mye materiale.

Claims

1. Beholder med en sidevegg- og en bunnkonstruksjon som lukker beholderen ved en endedel av sideveggen, idet den ytre overflate av bunnkonstruksjonen omfatter en sentral konkav del, en konveks hældel som omgir den konkave del og sammenfaller med denne og med sidevegg-endedelen, og idet de nederste partier av hældelen ligger i et felles plan, samt flere ribber som avbryter

den ytre overflate av den konkave del og er fordelt i en symmetrisk stråleform, hvor hver ribbe rager longitudinelt i retning av hældelen og nedover fra et indre parti av den konkave del, hvorved den ytre endedel av hver ribbe er lavere enn den indre endedel derav, karakterisert ved at ribbene er hule.

2. Beholder ifølge krav 1, karakterisert ved at sidevegg- og bunnkonstruksjonen er dannet av syntetisk harpiksmateriale, og ved at forholdet mellom tykkelsen på veggen i bunnkonstruksjonen og tykkelsen på veggen i endedelen ligger i området: (i) 2,0-4,5 ved det innerste parti av den konkave del, (ii) 1,2-2,2 ved et mellomliggende parti av den konkave del mellom nevnte innerste parti og hældelen, (iii) 1,2-2,2 ved et longitudinelt mellomliggende parti på hver ribbe, og (iv) 0,9-2,1 ved hvert av nevnte laveste partier av hældelen.

3. Beholder ifølge krav 1, karakterisert ved at kantene på hver ribbe sammenfaller jevnt med til-støtende partier på bunnkonstruksjonen.

4. Beholder ifølge krav 1, karakterisert , ved at hver ribbe er konveks utover i forhold til bunnkonstruksjonen.

5. Beholder ifølge krav 1, karakterisert ved at hver ribbe har teinformet konfigurasjon.