WO2004045969A1 - Behaelter - Google Patents

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WO2004045969A1
WO2004045969A1 PCT/DE2003/003709 DE0303709W WO2004045969A1 WO 2004045969 A1 WO2004045969 A1 WO 2004045969A1 DE 0303709 W DE0303709 W DE 0303709W WO 2004045969 A1 WO2004045969 A1 WO 2004045969A1
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Klaus Murjahn
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Deutsche Amphibolin-Werke Von Robert Murjahn Stiftung & Co. Kg
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    • B44D3/12—Paint cans; Brush holders; Containers for storing residual paint
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65D2543/00907—Means for facilitating removing of the closure by applying lever forces directly on two elements of container and lid respectively, i.e. using the fingers

Definitions

  • the invention relates to a container with a body of conical round shape, which has a bottom and a circumferential side wall, is mirror-symmetrical to a longitudinal center plane and a transverse center plane through opposite apexes and widens towards an upper opening.
  • Such containers are known in practice as buckets in which coating materials, in particular colorants (colloquially color, painter's paint) are assembled.
  • the buckets are injection molded parts made of plastic.
  • the object of the invention is to provide a container of the type mentioned which is optimized in its geometric shape.
  • the side wall of the container that solves this task follows three circular arcs, one circular arc at the apexes and one circular arc in between, which merges continuously and with the same slope (smooth) into the circular arcs at the apexes.
  • the arcs therefore have the same tangent at their transition.
  • the shape of a bucket for color is the result of a multi-parameter optimization process, the complexity of which can hardly be overestimated.
  • the following illustration is limited to a few important aspects:
  • the buckets are usually stored and transported in stacks one above the other on pallets.
  • the pallets are rectangular. Optimal utilization of the pallet area would be achieved with a bucket with a rectangular layout and the steepest possible side walls.
  • edges on the side walls that such a bucket has are problematic.
  • the edges hinder the removal of the paint from the bucket and the cleaning of the bucket.
  • White paint is often tinted and mixed with tinting paint, which is preferably done by shaking the bucket.
  • the edges mentioned can affect the homogeneity of the tint.
  • a bucket with a circular floor plan would be ideal to maintain the homogeneity of the color. Such a bucket does not make good use of the pallet area.
  • a more elongated, slim shape of the bucket also speaks for the higher wearing comfort, the larger visible area on the broad side of the bucket and the fact that a roll can be better immersed in the bucket.
  • the bucket must meet high stability requirements under static and dynamic loads. It is important to get by with the smallest possible wall thickness in order to save material and weight. The stability requirements must be met equally in summer and winter temperatures.
  • a bucket that optimally corresponds to all of these partially contradicting requirements is characterized according to the invention in that its side wall follows three circular arcs which merge into one another with the same pitch (smooth). This ensures a smooth round shape of the bucket without annoying edges on the side wall and an equally very good approximation to the preferred rounding of a circle and the space-saving rectangular layout.
  • the rounding of a circle is approximated by the rounding of three circular arcs that merge smoothly into one another.
  • the stability of the bucket in the side wall curves, especially in the corner curves, which are formed by the transition circular arc with a small radius, is high.
  • the geometric shape of the container according to the invention is clearly defined by the ratio of two lengths and the ratio of two radii.
  • the lengths are the distance between the opposite vertices, and the radii are those of the arcs at the vertices. Due to the taper of the bucket, lengths and radii at the bottom of the bucket are smaller than at its upper opening.
  • the ratio of lengths and radii is the same in all horizontal planes of the bucket, and it varies slightly from container size to container size.
  • the bucket according to the invention can thus be scaled with the same geometric shape in order to realize different filling volumes.
  • lengthways is larger than lengthways. It is arbitrary.
  • longitudinal and transverse designate two mutually perpendicular directions in the horizontal. The terms are interchangeable.
  • the distance of the long side apex is denoted by 1, the distance of the short side vertex by b, the radius of the circular arc on the long side vertex by R s and the radius of the circular arc on the short side vertex by R.
  • the geometry of the container according to the invention is clearly defined by the ratios 1 / b and R s / R.
  • the radius R s of the circular arc on the longitudinal vertex is larger than the radius R L on the transverse vertex.
  • the container has the following relationship constants between the dimensions on the inside of the base, where R M is the radius of the transition circular arc between the circular arcs at the apices:
  • Per layer means that the containers in the specified number fit side by side on a standard pallet with an area of 1,200 mm x 800 mm. The containers do not have any side overhang.
  • the containers according to the invention have the same shape despite their different sizes.
  • the shape of the container alone ensures recognition.
  • the body of the bucket has a cone angle which is substantially constant over its height. This ensures easy demoldability.
  • the stack upsetting pressure is best absorbed by steep, ideally vertical side walls of the body. In plastic injection molding technology, however, a certain taper is required.
  • Figure 1 shows the contour of a container.
  • FIG. 3 shows the side view of a container according to FIG. 2 in a first standard size
  • Fig. 4 is a front view of the container looking in the direction IV of Fig. 3;
  • Figure 5 is a top plan view of the container looking towards V of Figure 3;
  • FIGS. 3 to 5 shows the top view of a pallet with ten containers according to FIGS. 3 to 5;
  • FIG. 7 shows the side view of a container according to FIG. 2 in a second standard size
  • Fig. 8 is a front view of the container looking towards VIII of Fig. 7;
  • FIG. 9 is a top view of the container with a view in the direction IX of FIG. 7;
  • FIGS. 6 to 9 shows the top view of a pallet with nine containers according to FIGS. 6 to 9;
  • Fig. 11 is a top view of a pallet with eleven containers.
  • the geometric shape of the container according to the invention defined by the smooth transition from three circular arcs is clear. Assuming mirror symmetry to the longitudinal and transverse median planes and a cone angle that is constant over the height, in the Cartesian coordinate system of FIG. 1 the vertices T? lr P 2 and the center points Mi, M 2 of the arcs thereon, apart from a container size-dependent proportionality factor - synonymous with the scale factor of the drawing - clearly defined: P ⁇ (1/2, 0); P 2 (0, b / 2); M ⁇ (1/2 - R s , 0); M 2 (0, b / 2 - R L ). This allows circular equations for the arcs on the Set up vertices P x , P 2 .
  • the initially unknown transition points Si, S 2 between the three arcs lie on the arcs at the vertices P x , P 2 , and are therefore defined by a single unknown each.
  • S 2 is the center point M 3 of the third arc on the radii M x - Si, M 2 - S 2 and is at the same distance from the transition points Si, S 2 .
  • the center M 3 of the third arc and its radius are thus clearly defined.
  • Fig. 2 shows that the previously mentioned dimensions are expediently removed from the inside of a container.

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Abstract

Der Behälter hat ein Korpus von konischer Rundform, das einen Boden und eine umlaufende Seitenwand aufweist, spiegelsymmetrisch zu einer Längsmittelebene und Quermittelebene durch einander gegenüberliegende Scheitel ist und sich zu einer oberen Öffnung hin erweitert. Die Sei­tenwand folgt drei Kreisbögen, und zwar je einem Kreisbogen an den Scheiteln und einem Kreisbogen dazwischen, der stetig und mit gleicher Steigung (glatt) in die Kreisbögen an den Scheiteln übergeht.

Description

Behälter
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Behälter mit einem Korpus von konischer Rundform, das einen Boden und eine umlaufende Seitenwand hat, spiegelsymmetrisch zu einer Längsmittelebene und einer Quermittelebene durch einander gegenüberliegende Scheitel ist und sich zu einer oberen Öffnung hin erweitert.
Derartige Behälter sind aus der Praxis als Eimer bekannt, in denen Be- schichtungsstoffe, insbesondere Farbmittel (umgangssprachlich Farbe, Malerfarbe) konfektioniert sind. Die Eimer sind Spritzgußteile aus Kunststoff.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen in seiner geometrischen Form optimierten Behälter der eingangs genannten Art zu schaffen.
Die Seitenwand des diese Aufgabe lösenden Behälters folgt drei Kreisbögen, und zwar je einem Kreisbogen an den Scheiteln und einem Kreisbogen dazwischen, der stetig und mit gleicher Steigung (glatt) in die Kreisbögen an den Scheiteln übergeht. Die Kreisbögen haben also an ihrem Übergang die gleiche Tangente.
Einschlägige Behälter, insbesondere Eimer aus Kunststoff mit kreisrundem, ovalem und abgerundet-rechteckigem Grundriß und einer Entfor- mungskonizität sind aus der Praxis vielfältig bekannt. Bemerkenswerterweise tritt die Erfindung in einem intensiv bearbeiteten technischen Gebiet mit einer innovativen neuen Form hervor.
Die Formgebung eines Eimers für Farbe ist das Ergebnis eines multipa- rametrigen Optimierungsprozesses, der in seiner Komplexität kaum zu überschätzen ist. Die nachfolgende Darstellung beschränkt sich auf einige wichtige Teilaspekte: Die Eimer werden üblicherweise in Stapeln übereinander auf Paletten gelagert und transportiert. Die Paletten sind rechteckig. Eine optimale Ausnutzung der Palettenfläche würde mit einem Eimer von rechteckigem Grundriß und möglichst steilen Seitenwänden erreicht.
Problematisch sind die Kanten an den Seitenwänden, die ein solcher Eimer aufweist. Die Kanten behindern das Entnehmen der Farbe aus dem Eimer und das Säubern des Eimers. Häufig wird weiße Farbe abgetönt und dazu mit Abtönfarbe versetzt und vermischt, was vorzugsweise durch Rütteln des Eimers geschieht. Die erwähnten Kanten können die Homogenität der Abtönung beeinträchtigen.
Zur Wahrung der Homogenität der Farbe wäre ein Eimer von kreisrundem Grundriß ideal. Ein solcher Eimer nutzt aber die Palettenfläche nicht gut aus. Für eine eher länglich-schlanke Form des Eimers spricht auch der höhere Tragkomfort, die größere Sichtfläche an der Breitseite des Eimers und der Umstand, daß sich eine Rolle besser in den Eimer eintauchen läßt.
Der Eimer muß hohen Stabilitätsanforderungen unter statischer und dynamischer Last genügen. Dabei gilt es, mit einer möglichst geringen Wanddicke auszukommen, um Material und Gewicht zu sparen. Die Stabilitätsanforderungen müssen bei sommerlichen und winterlichen Temperaturen gleichermaßen erfüllt sein.
Ein all diesen teilweise widersprüchlichen Anforderungen optimal entsprechender Eimer wird erfindungsgemäß dadurch charakterisiert, daß seine Seitenwand drei Kreisbögen folgt, die mit gleicher Steigung (glatt) ineinander übergehen. Es ist so eine glatte Rundform des Eimers ohne störende Kanten an der Seitenwand und eine gleichermaßen sehr gute Annäherung an die favorisierte Rundung eines Kreises und den platzsparenden rechteckigen Grundriß gewährleistet. Die Rundung eines Kreises wird erfindungsgemäß durch die Rundung von drei glatt ineinander übergehenden Kreisbögen approximiert. Die Stabilität des Eimers in den Seitenwandrundungen, speziell in den Eckrundungen, die von dem Übergangs-Kreisbogen mit kleinem Radius gebildet sind, ist hoch. Bei Spiegelsymmetrie zu Längsmittelebene und Quermittelebene und über die Höhe konstantem Konuswinkel ist die geometrische Form des erfindungsgemäßen Behälters durch das Verhältnis zweier Längen und das Verhältnis zweier Radien eindeutig definiert. Die Längen sind der Abstand der einander gegenüberliegenden Scheitel, und die Radien die der Kreisbögen an den Scheiteln. Aufgrund der Konizität des Eimers sind Längen und Radien am Boden des Eimers kleiner, als an seiner oberen Öffnung. Das Verhältnis der Längen und Radien ist aber in allen Horizontalebenen des Eimers gleich, und es variiert von Gebindegröße zu Gebindegröße allenfalls geringfügig. Der erfindungsgemäße Eimer läßt sich also bei gleicher geometrischer Form skalieren, um verschiedene Füllvolumina zu realisieren.
Zur Vereinfachung der Terminologie wird festgelegt, daß längs größer ist als quer. Das ist willkürlich. Die Begriffe „längs" und „quer" bezeichnen zwei zueinander senkrechte Richtungen in der Horizontalen. Die Begriffe sind austauschbar.
Der Abstand der längsseitigen Scheitel wird mit 1, der Abstand der querseitigen Scheitel mit b, der Radius des Kreisbogens am längsseitigen Scheitel mit Rs und der Radius des Kreisbogens am querseitigen Scheitel mit R bezeichnet. Bei Spiegelsymmetrie und konstantem Konuswinkel ist die Geometrie des erfindungsgemäßen Behälters durch die Verhältnisse 1 / b und Rs / R eindeutig definiert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht zwischen dem Abstand der längsseitigen Scheitel und dem Abstand b der querseitigen Scheitel ein Verhältnis 1 / b von 1,5 ± 0,2, vorzugsweise 1,5 ± 0,15.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Radius Rs des Kreisbogens am längsseitigen Scheitel größer als der Radius RL am querseitigen Scheitel .
Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht zwischen dem Radius Rs des Kreisbogens am längsseitigen Scheitel und dem Radius R des Kreisbogens am querseitigen Scheitel ein Verhältnis Rs / RL von 1,25 + 0,1, vorzugsweise 1,25 + 0,05. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Behälter folgende Beziehungskonstanten zwischen den Abmessungen an der Innenseite des Bodens auf, wobei RM der Radius des Übergangs-Kreisbogens zwischen den Kreisbögen an den Scheiteln ist:
Figure imgf000006_0001
Die Angabe der Beziehungskonstanten zwischen den Abmessungen an der Bodeninnenseite wurde gewählt, um unabhängig von Kragengeometrie und Wanddicke des Behälters zu sein.
„Pro Lage" bedeutet, daß die Behälter in der angegebenen Anzahl nebeneinander auf eine Standardpalette mit einer Fläche von 1.200 mm x 800 mm passen. Die Behälter haben dabei keinerlei seitlichen Überstand.
Bei Einhaltung der angegebenen Toleranzen wirken die erfindungsgemäßen Behälter trotz unterschiedlicher Größe formgleich. Allein die Form des Behälters gewährleistet also einen Wiedererkennungswert .
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat das Korpus des Eimers einen über seine Höhe im wesentlichen konstanten Konuswinkel. Dadurch ist eine einfache Entformbarkeit gewährleistet. Der Stapelstauchdruck wird am besten von steilen, idealerweise senkrechten Seitenwänden des Korpus aufgenommen. In der Kunststoff- Spritzgußtechnik bedarf es aber einer gewissen Entformungskonizität .
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die Kontur eines Behälters;
Fig. 2 die Draufsicht von oben auf einen Behälter mit entsprechender Innenkontur;
Fig. 3 die Seitenansicht eines Behälters gemäß Fig. 2 in einer ersten Standardgröße;
Fig. 4 eine Vorderansicht des Behälters mit Blick in Richtung IV von Fig. 3;
Fig. 5 eine Draufsicht von oben auf den Behälter mit Blick in Richtung V von Fig. 3;
Fig. 6 die Draufsicht von oben auf eine Palette mit zehn Behältern gemäß Fig. 3 bis Fig. 5;
Fig. 7 die Seitenansicht eines Behälters gemäß Fig. 2 in einer zweiten Standardgröße;
Fig. 8 eine Vorderansicht des Behälters mit Blick in Richtung VIII von Fig. 7;
Fig. 9 eine Draufsicht von oben auf den Behälter mit Blick in Richtung IX von Fig. 7;
Fig. 10 die Draufsicht von oben auf eine Palette mit neun Behältern gemäß Fig. 6 bis Fig. 9; und
Fig. 11 die Draufsicht von oben auf eine Palette mit elf Behältern.
Die durch den glatten Übergang von drei Kreisbögen definierte geometrische Form des erfindungsgemäßen Behälters ist eindeutig. Spiegelsymmetrie zu der Längs- und Quermittelebene und einen über die Höhe konstanten Konuswinkel voraussetzend, sind in dem kartesischen Koordinatensystem der Fig. 1 die Scheitel T?l r P2 und die Mittelpunkte Mi, M2 der Kreisbögen daran bis auf einen gebindegrößenabhängigen Proportionalitätsfaktor - gleichbedeutend mit dem Skalenfaktor der Zeichnung - eindeutig definiert: Pτ (1/2, 0); P2 (0, b/2) ; Mλ (1/2 - Rs, 0); M2 (0, b/2 - RL) . Damit lassen sich Kreisgleichungen für die Kreisbögen an den Scheiteln Px, P2 aufstellen. Die zunächst unbekannten Übergangspunkte Si, S2 zwischen den drei Kreisbögen liegen auf den Kreisbögen an den Scheiteln Px, P2, sind also durch je eine einzige Unbekannte definiert, Die Unbekannten lassen sich dadurch eliminieren, daß wegen übereinstimmender Steigung an den Übergangspunkten Si, S2 der Mittelpunkt M3 des dritten Kreisbogens auf den Radien Mx - Si, M2 - S2 liegt und von den Übergangspunkten Si, S2 gleichen Abstand hat. Damit sind der Mittelpunkt M3 des dritten Kreisbogens und sein Radius eindeutig definiert.
Fig. 2 zeigt, daß die zuvor erwähnten Maße sinnvollerweise an der Bodeninnenseite eines Behälters abgenommen werden.
Die Paletten gemäß Fig. 6, Fig. 10 und Fig. 11 haben eine Standardgröße von 1.200 mm x 800 mm. Die darauf stehenden Behälter sind mit Tragbügeln dargestellt.

Claims

Ansprüche
1. Behälter mit einem Korpus von konischer Rundform, das einen Boden und eine umlaufende Seitenwand hat, spiegelsymmetrisch zu einer Längsmittelebene und Quermittelebene durch einander gegenüberliegende Scheitel ist und sich zu einer oberen Öffnung hin erweitert, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand drei Kreisbögen folgt, und zwar je einem Kreisbogen an den Scheiteln und einem. Kreisbogen dazwischen, der stetig und mit gleicher Steigung (glatt) in die Kreisbögen an den Scheiteln übergeht.
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Abstand 1 der längsseitigen Scheitel und dem Abstand b der querseitigen Scheitel (willkürlich längs größer als quer) ein Verhältnis
1 / b von 1,5 + 0,2, vorzugsweise 1,5 + 0,15 besteht.
3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius Rs des Kreisbogens am längsseitigen Scheitel (willkürlich längs größer als quer) größer als der Radius R am querseitigen Scheitel ist.
4. Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Radius Rs des Kreisbogens am längsseitigen Scheitel und dem Radius RL des Kreisbogens am querseitigen Scheitel ein Verhältnis Rs / RL von 1,25 + 0,1, vorzugsweise 1,25 ± 0,05 besteht.
5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgende Beziehungskonstanten zwischen den Abmessungen an der Innenseite des Bodens, wobei RM der Radius des Übergangs-Kreisbogens zwischen den Kreisbögen an den Scheiteln ist:
Figure imgf000010_0001
6. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Korpus einen über seine Höhe im wesentlichen konstanten Konuswinkel hat.
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