DE2009917B2 - Behälter aus Kunststoff für unter erhöhtem Druck stehendes Füllgut, insb. Flasche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter aus Kunststoff für unter erhöhtem Druck stehendes Füllgut, insb. Flasche, mit einem Rumpf von kreisförmigem Querschnitt und einem glatt in diesen übergehenden geschlossenen Boden, bei dem der Boden einen zentralen, nach außen konvex gewölbten polkappenförmigen Bereich, wenigstens zwei hohle Standfüße und zwischen benachbarten Standfüßen auf einer nach außen konvex gewölbten kalottenförmigen Hüllfläche liegende Bodenzwischenbereiche aufweist, die von dem polkappenförmigen Bereich ausgehen und stetig in die Rumpfwand übergehen, und bei dem die Standfüße in einer gemeinsamen Ebene unterhalb des polkappenförmigen Bereiches und der Bodenzwischenbereiche liegende Standflächen bilden, wobei jede Standfläche von einer nach oben zum polkappenförmigen Bereich ansteigenden zwickelartigen inneren Zwischenwand, einer stetig in die Rumpfwand übergehenden äußeren Begrenzungswand und zwei entlang von etwa radial verlaufenden Seitenbereichen der Standfläche ausgehenden und radial nach außen divergierenden und sich bis zum jeweils benachbarten Bodenzwischenbereich erstreckenden und in diesen übergehenden Seitenwänden begrenzt ist

ι υ Eine Kunststoff-Flasche dieser Art ist aus dem DE-Gm 19 41979 bekannt Bei dieser einstückig hergestellten Flasche ist der Flaschenboden im wesentlichen halbkugel- oder kalottenförmig ausgebildet Aus der kalottenförmigen Fläche sind wenigstens drei auf dem Umfang des Bodens verteilt angeordnete Standfüße durch Vorwölben gebildet, die sich bis in Höhe der Scheitellinie des Bodens erstreckea Die halbkugelförmige Ausbildung des Bodens ist im Hinblick auf die Verteilung der infolge eines Überdruckes in der geschlossenen Flasche entstehenden Spannungen besonders günstig. Die die Standfüße begrenzenden Seitenflächen divergieren in radialer Richtung nach außen, verlaufen jedoch in Richtung der Flaschenachse im wesentlichen parallel zu dieser. Die mit ihrer Außenfläche in die Rumpfwand der Flasche übergehenden Standfüße müssen in axialer Richtung verhältnismäßig weit vorspringend ausgebildet werden, damit die Standfläche, die durch die Standfüße gebildet wird, ausreichend weit unterhalb des tiefsten Punktes oder des PoIu des kalottenförmigen oder halbkugelförmigen Bodens liegt Dies führt bei der bekannten Flasche zu erheblichen Schwierigkeiten bei der Bildung des Bodens durch Blasformen, da hierbei die normale Dehnung des Kunststoffmaterials überschritten wird und Verfärbungen ebenso wie unzulässige Wanddickenverminderungen im Bereich der Standfüße auftreten. Dieses Problem ist unabhängig davon, ob die Flasche mit nur drei Füßen oder mit einer größeren Anzahl von Füßen ausgebildet wird, da in allen diesen Fällen die Standfüße aus der halbkugelförmigen oder kalottenförmigen Bodenfläche vorspringend ausgebildet werden. Zwischen benachbarten Standfüßen bleibt die Halbkugel- oder Kalottenform des Bodens großflächig erhalten, wobei die radiale Umfangsausdehnung dieser Bodenzwischenbereiche in radialer Richtung zunimmt Durch diese auf einer Kugelfläche liegenden Bodenzwischenbereiche können zwar Berstkräfte und Spannungen zuverlässig aufgenommen werden. Abgesehen von der Schwierigkeit der vollständigen Ausformung der Standfüße bilden diese

so den schwächsten Teil der bekannten Flasche, da sie insb. gegenüber Stoßkräften empfindlich und geschwächt sind. Es ist bekannt, die Wölbung des Bodens einer solchen Flasche gegenüber der Halbkugelschalenform wesentlich flacher zu gestalten, so daß auch die Standfüße von dieser schwach gewölbten Bodenfläche in axialer Richtung nur relativ geringfügig vorspringen müssen, um eine gemeinsame Standfläche unter der gewölbten Bodenfläche zu bilden (vergl. DE-Gbm 19 39 025). Auch hierbei laufen die Seitenflächen der Standfüße in radialer Richtung divergierend, während ihre Ausdehnung in axialer Richtung etwa parallel zur Flaschenachse erfolgt. Hierbei ist zwar die Gefahr gebannt, daß bei der Ausformung der Standfüße das Material überbeansprucht wird. Jedoch ist die Berstfestigkeit des Flaschenbodens ebenso wie die Formbeständigkeit dieses Bodens wesentlich geringer als bei der kugelförmigen oder kalottenförmigen Ausbildung des Bodens.

Um diese Schwierigkeiten zu überwinden und Kunststoff-Flaschen für unter Oberdruck stehende Flüssigkeiten anstelle von Glasflaschen einsetzen zu können, ist es bekannt, die Kunststoffflaschen zweiteilig auszubilden. Hierbei wird die Flasche selber einteilig ausgebildet und mit einem halbkugelförmigen Boden versehen, der den Berstkräften gegenüber besonders günstig ist Um der Flasche aber auch die notwendige Standfestigkeit zu verleihen, wird an den Boden ein gesonderter Standfußteil, ggf. aus anderem Material, angesetzt Diese Flasche hat sich auf dem Markt bereits bewährt Sie hat jedoch den Nachteil hoher Herstellungs- und Materialkosten, die durch die gesonderte Herstellung eines Fußteils und seiner Anbringung an die eigentliche Flasche bedingt sind. Da bei Massenartikeln, um die es sich hier handelt, die Materialkosten den hauptsächlichen Kostenfaktor darstellen, ist diese bekannte Flasche sehr teuer.

Fs ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen einteiligen Behälter der eingangs näher bezeichneten Art in für die Massenproduktion wirtschaftlicher Weise herstellen zu können, der bei ausreichender Berstfestigkeit und Formhaltigkeit auch gegenüber einem erhöhten Innendruck Stoßkräfte sicher aufnehmen kann und bei dem übermäßige Dehnungen und Dickenminderungen des Materials der Behälterwand auch im Bodenbereich, insb. im Bereich der Standfläche des Behälters vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Seitenwände jedes Standfußes von dem radial verlaufenden Obergangsbereich zur Standfläche aus in Richtung zur Behälterachse nach oben divergieren und einander zugewandte Seitenwände von benachbarten Standfüßen den Bodenzwischenbereich auf einen sich vom polkappenförmigen Bereich entlang eines Kalottenmeridians nach außen bis zu dem Übergang zur Rumpfwand rippenförmig erstreckenden Bereich begrenzen.

Bei dieser Ausführung des Behälters sind die Standfüße allseitig von Begrenzungsflächen bestimmt, die — ausgehend von der Standfläche — sowohl in radialer Richtung nach außen als auch in Richtung der Behälterachse zur Behälteröffnung hin divergieren. Dadurch werden die an den Standfüßen angreifenden Kräfte, wie Stoßkräfte, ohne die Gefahr von Spannungskonzentrationen sicher über den ganzen Umfang des Behälters in dessen zylindrische Rumpfwand eingeleitet. Die in beiden Richtungen auseinanderstrebenden Begrenzungswände der Standfüße verleihen den Füßen zugleich eine zum Absorbieren der Stoßkräfte beitragende Nachgiebigkeit, ohne die Formbeständigkeit und Standfestigkeit des Behälters zu gefährden. Obwohl in einer Projektion der Standfüße in eine zur Behälterachse senkrechte Ebene die Standfüße mit ihren Begrenzungsflä <:hen nahezu die ganze Bodenfläche des Behälteis ausmachen, bilden die bandförmigen Bodenzwische^f»bereiche, die sich von dem Rumpf aus auf einer KalottePfläche stetig bis zur Mitte der Polkappe erstrecken, ein strahlenförmiges Netz von Verstärkungsrippen, welche aufgrund ihres kreisbogenförmigen Vef iaufs und ihrer Lage jeweils mittig zwischen benachbarten Füßen Berstkräfte sicher aufnehmen können. Die bandförmigen Bereiche stellen zugleich den Übergang zwischen den sich gegenüberliegenden Seitenwinden von benachbarten Standfüßen dar.

Die Divergenz der Seitenwände der Standfüße auch in axialer Richtung führt einmal zu einer Einengung der Umfan^sdehnung dieser bandförmigen Bodenzwischenbereiche, die dadurch den Charakter von bogenförmigen Rippen erhalten. Gleichzeitig erfährt die radial äußere Begrenzungswand jedes Standfußes von der Standfläche aus nach oben eine erhebliche Zunahme der Umfangsausdehnung. Dies ist für die Ausformung des Bodens von großer Bedeutung, denn dadurch steht für diese Ausformung der in axialer Richtung relativ weit vorspringenden Standfüße an dem Vorformling jeweils ein Wandbereich von relativ großer Umfangserstrekkung zur Verfügung. Die Folge ist eine nur geringe Beanspruchung und Dickenabnahme des Materials des Vorformlinges bei der Ausformung der Standfüße. Dadurch wird eine Überbeanspruchung des Materials bei der Ausformung zuverlässig vermieden. Da die Dickenänderung nur relativ gering ist kann insgesamt der Behälter mit relativ geringer Wanddicke hergestellt werfen. Dies führt im Rahmen der Massenproduktion zu einer bedeutenden Einsparung an Material und Kost" .

Vorteilhafterweise ist die Ausbildung so getroffen, daß der Durchmesser der die äußere Begrenzungswand jedes Standfußes enthaltenden Hüllfläche von der Höhe der von den Seitenwänden begrenzten Übergangsstelle zwischen Rumpfwand und den schmalen Bodenzwischenbereichen aus zur Standfläche hin stetig abnimmt Dadurch können alle von den Standfüßen und den Bodenzwischenbereichen aufgenommenen Kräfte in gleicher Höhe des Behälters in dessen Rumpfwand eingeleitet werden. Auch wird es dabei möglich, die Umfangslänge der Außenwände der Standfüße im Übergangsbereich zur Rumpfwand des Behälters annähernd gleich der Umfangslänge der Rumpfwand zu machen, wenn man die bandförmigen Bodenzwischenbereiche ausreichend schmal ausbildet

Der Boden ist in der Regel mit mehr als zwei Standfüßen ausgebildet Hierbei kann es sich um eine gerade oder eine ungerade Anzahl von Standfüßen handeln. Bevorzugt ist die Anordnung jedoch so getroffen, daß die Anzahl der Füße geradzahlig und ihre Anordnung symmetrisch ist. Die Symmetrie in der Bodengestaltung kann die Herstellung erleichtern, insb. wenn diese unter Bildung einer Bodennaht erfolgt

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer einstückig als Kunststoff hergestellten Flasche gemäß der Erfindung.

F i g. 2 eine Bodenansicht der Flasche nach F i g. 1 und

F i g. 3 und 4 jeweils im Ausschnitt Darstellungen der Bodenbereiche in den Schnittebenen 4-4 bzw. 5-5 der Fig. 2.

Die in den Figuren gezeigte Flasche dient zur Abfüllung von Getränken mit Kohlensäuregehalt Die Flasche ist einstückig aus Kunststoff, z. B. aus Polyäthylen hergestellt. Die Herstellung kann auf verschiedene Weise erfolgen, z. B. durch Vakuumformen, Spritzformen, Spritzblasformen oder Blasformen. In der Regel wird von einem durch Extrudieren oder Spritzgießen hergestellten Vorformling ausgegangen, der in einer mehrteiligen Form durch Anwendung eines Blasdruckes in die gewünschte endgültige Form überführt wird.

Die einstückig ausgebildete Flasche weist einen geschlossenen Boden 20 und einen im wesentlichen zylindrischen Rumpf 21 von kreisförmigem Querschnitt auf. Der Boden 20 geht glatt oder tangential in die Rumpfwand 21 über.

Der Boden 20 ist profiliert gestaltet und weist

mehrere, im dargestellten Beispiel sechs in Umfangsrichtung in gleichförmigen Abständen angeordnete Standfüße 23 auf, zwischen denen jeweils mittig und in radialer Richtung verlaufende bandförmige Bodenzwischenbereiche 22 vorgesehen sind. Zwar besitzen die einzelnen Wandbereiche der Flasche aufgrund der Ausformung ausgehend von einem etwa zylindrischen Vorformling von geringem Durchmesser durch Blasformen etwa voneinander abweichende Wanddicke. Die Abweichungen sind jedoch selbst im Bodenbereich der Flasche trotz der starken Profilierung des Bodenbereiches nur geringfügig.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die bandförmigen Bodenzwischenbereiche 22 paarweise auf einem Halbkreis 24 etwa mit dem Radius des Flaschenrumpfes 21. Bei ungerader Anzahl der Standfüße liegen die bandförmigen Zwischenbereiche 22 auf einer gemeinsamen kugelschalenförmigen Hüllfläche. In jedem Fall gehen die bandförmigen Bodenzwischenbereiche 22 jeweils von einem polkappenförmigen Bereich 30 in der Mitte des Flaschenbodens aus.

Jeder Standfuß 23 endet in einer ebenen Standfläche 25. Die Standflächen 25 aller Standfüße 23 liegen in einer gemeinsamen Ebene 37. Die Standflächen 25 sind, wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, von etwa trapezförmigem Umriß. Sie können auch als Sektoren einer gemeinsamen Kreisringfläche beschrieben werden.

Von den etwa radial verlaufenden seitlichen Begrenzungslinien der Standflächen 25 gehen seitliche Begrenzungsflächen 26 aus, die von der gemeinsamen Standebene 37 in axialer Richtung nach oben und von dem polkappenförmigen Bereich 30 aus in radialer Richtung nach außen divergieren. Die beiden sich gegenüberliegenden Seitenwände 26 von jeweils benachbarten Standfüßen 23 sind über die bandförmigen Bodenzwischenbereiche 22 miteinander verbunden, die sich bei der dargestellten Ausführungsform mit sechs Füßen paarweise entlang eines Durchmessers oder Kugelmeridians 32 erstrecken. Mit dem polkappenförmigen Bereich 30 ist jede Standfläche 25 über eine radial nach innen ansteigende zwickelartige Wand 27 begrenzt. Im Umfangsbereich der Flasche ist jeder Standfuß 23 durch eine von der Standfläche 25 aus nach oben und nach außen gewölbte Außenwand 28 begrenzt, die stetig in die Rumpfwand 21 der Flasche übergeht.

Man erkennt insb. aus den F i g. 1 und 2, daß die Außenwand 28 jedes Standfußes 23 in ihrer Umfangsausdehnung ausgehend von der Standfläche 25 bis zum Übergangsbereich in die zylindrische Rumpfwand 21 stetig zunimmt. Im dargestellten Beispiel entspricht die Summe der Umfangsausdehnungen der Außenwände 28 in Höhe des Übergangsbereiches 36 praktisch der Gesamtumfangslänge des Rumpfes 21, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel die bandförmigen Bodenzwischenbereiche 22 in der gleichen Höhe 36 wie die Außenwände 28 in die Rumpfwand 21 übergehen. Dabei können wie im dargestellten Beispiel die bandförmigen Bodenzwischenbereiche 22 so schmal sein, daß sie am Übergang zur Rumpfwand 21 einen nahezu punktförmigen Übergangsbereich 35 bilden.

An den Übergangsstellen zwischen den Begrenzungswänden der Standfüße 23 zu der Standfläche 25 und zu den bandförmigen Bodenzwischenbereichen 22 sind scharfe Kanten und Ecken vermieden.

Obwohl die Standfüße, wie aus den Figuren hervorgeht, gegenüber der kugelschalenförmigen Hüllfläche der bandförmigen Zwischenbereiche 22 eine relativ große axiale Erstreckung aufweisen, lassen sie sich wegen der Divergenz der Begrenzungsflächen und der großen Umfangsbreite der bei der Ausformung beteiligten Umfangsabschnitte des Vorformlinges ohne Überbeanspruchung des Materials und bei nur geringen Wanddickenänderungen zuverlässig und sehr genau ausformen. Die axiale Divergenz der Seitenwände 26 der Standfüße 23 führt dazu, daß die Bodenzwischenbereiche auf der gemeinsamen kugelschalenförmigen Hüllfläche nur eine relativ geringe Ausdehnung in Umfangsrichtung oder annähernd gleichbleibende Breite über ihre Länge aufweisen. Die Bodenzwischenbereiche bilden somit von dem polkappenförmigen Bereich 30 ausgehend kreisbogenförmige Verstärkungsrippen, die stetig und glatt in die Rumpfwand übergehen.

Statt der dargestellten sechs Standfüße kann die flasche auch vier Standfüße oder sogar nur zwei Standfüße aufweisen. Auch kann eine ungerade Zahl größer als zwei für die Standfüße vorgesehen sein. In allen Fällen ist die Form der Standfüße und die Verbindung der Seitenwände 26 von benachbarten Standfüßen durch die bandförmigen Bodenzwischenbereiche in gleicher Weise vorgesehen, in allen Ausführungen verlaufen die Bodenzwischenbereiche von dem polkappenförmigen Bereich 30 aus in entgegengesetzten radialen Richtungen nach außen etwa in Übereinstimmung mit Meridianen auf der gemeinsamen halbkugelschalenförmigen Hüllfläche.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Behälter aus Kunststoff für unter erhöhtem Druck stehendes Füllgut, insb. Flasche, mit einem Rumpf von kreisförmigem Querschnitt und einem glatt in diesen übergehenden geschlossenen Boden, bei dem der Boden einen zentralen, nach außen konvex gewölbten polkappenförmigen Bereich, wenigstens zwei hohle Standfüße und zwischen benachbarten Standfüßen auf einer nach außen konvex gewölbten, kalottenförmigen Hüllfläche liegende Bodenzwischenbereiche aufweist, die von dem polkapppenförmigen Bereich ausgehen und stetig in die Rumpfwand übergehen, und bei dem die Standfüße in einer gemeinsamen Ebene unterhalb des polkappenförmigen Bereiches und der Bodenzwischenbereiche liegende Standflächen bilden, wobei jede Standfläche von einer nach oben zum polkappenförmigen Bereich ansteigenden zwickelartigen inneren Zwischenwand, einer stetig in die Rumpfwand übergehenden äußeren Begrenzungswand und zwei entlang von etwa radial verlaufenden Seitenbereichen der Standfläche ausgehenden und radial nach außen divergierenden und sich bis zum jeweils benachbarten Bodenzwischenbereich erstreckenden und in diesen übergehenden Seitenwänden begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (26) jedes Standfußes (23) von dem radial verlaufenden Übergangsbereich zur Standfläche (25) aus in Richtung zur Behälterachse nach oben divergieren und einander zugewandte Seitenwände von benachbarten Standfüßen den Bodenzwischenbereich (22) auf einen sich vom polkappenförmigen Bereich (30) entlang eines Kalottenmeridians nach außen bis zu dem Übergang zur Rumpf wand (21) rippenförmig erstreckenden Bereich begrenzen.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der die äußere Begrenzungswand (28) jedes Standfußes (23) enthaltenden Hüllfläche von der Höhe der von den Seitenwänden (26) begrenzten Übergangsstelle (35) zwischen Rumpfwand (21) und den schmalen Bodenzwischenbereichen (22) aus zur Standfläche (25) hin stetig abnimmt.

3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Füße geradzahlig und ihre Anordnung symmetrisch ist.