CH639040A5

CH639040A5 - Nach dem blasgiessverfahren hergestellter duennwandiger behaelter.

Info

Publication number: CH639040A5
Application number: CH643879A
Authority: CH
Inventors: Akiho Ota
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 1978-07-10
Filing date: 1979-07-10
Publication date: 1983-10-31
Also published as: AU4875879A; IT7924133A0; GB2025889A; FR2430891A1; JPS5512422U; IT1193207B; JPS6128736Y2; DE2927822A1; IT7922033V0; NL7905297A; AU537100B2; CA1157785A; DE2927822C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Behälter werden insbesondere zur Aufnahme von Flüssigkeiten verwendet, und zwar vorwiegend wegen ihres niedrigen Gewichts, der Einfachheit ihrer Herstellung, ihres guten Aussehens, der niedrigen Herstellungskosten usw. Infolge des Blasgiessverfahrens ist die Wanddicke des Um-fangskörpers des Behälters zwangsläufig ziemlich dünn.

Deswegen muss z.B. bei Behältern aus Polyäthylenterephthalat, das wegen seiner Widerstandsfähigkeit gegen den Inhalt, Chemikalien und Säuren, wegen seiner mechanischen Eigenschaften und verschiedenen anderen Eigenschaften bekannt ist, die Herstellung unter biaxialer Streckung erfolgen. Letztere ist beim Umfangskörper am stärksten, so dass er verhältnismässig dünn ausfällt. Das macht ihn besonders anfällig im Hinblick auf Innendruck, Aussendruck, z.B. von oben, sowie auf mechanische Festigkeit. Alles das begrenzt die Anwendungsbereiche solcher Behälter, bei einer vorgegebenen Blasanlage, z.B. die Maximalgrösse bzw. das Füllgewicht, sowie die Transportsicherheit im Falle von Vibrationen und dergleichen.

Insbesondere haben äussere, auf den Umfangskörper wirkende Kräfte das Bestreben, konzentrisch auf seinen in Höhenrichtung gemessenen Mittelabschnitt einzuwirken, um ihn zu verformen, z.B. auszubeulen und im Extremfall zum Platzen zu bringen. Wenn also eine gleichbleibende äussere Kraft auf den ganzen Umfangskörper einwirkt, so wirkt sie konzentrisch in spezifischer Weise auf einen begrenzten Abschnitt, und zwar auch dann, wenn der Umfangskörper eine genügende Dauerhaftigkeit aufweisst. Das führt zu Schwierigkeiten und Nachteilen wie Verformungen und selbst zu Beschädigungen.

Bis jetzt hat man deswegen die geringere mechanische Belastbarkeit des Umfangskörperabschnitts dadurch ausgeglichen, dass man die Wanddicke in dem Masse vergrössert hat, dass der Umfangskörper der auf ihn einwirkenden äusseren Kraft widerstehen kann. Dieser theoretisch unnötige Mehrverbrauch an Kunstharzmaterial machte die Herstellung solcher Behälter ausserordentlich unwirtschaftlich. Hinzu kommt dabei ein unnötiger Überdruck des Blasfluids wie z.B. der Pressluft. Dementsprechend müssen auch die Druckbeständigkeit des ganzen Blasleitungssystems, die Festigkeit aller Formhaltevorrichtungen und die Leistung des Kompressors vergrössert werden. Beim biaxialen Strecken z.B. von Polyäthylenterephthalat ist es unumgänglich, den primären Rohling nach dem Abkühlen, um das genannte Strecken durchführen zu können, gleichmässig wieder zu erwärmen. Das erfordert aber bei vergrösserter Wanddicke eine längere Zeitspanne, wodurch der Ausstoss der Blasanlage verringert wird. Eine Verdickung der Wand verringert also die Wirtschaftlichkeit und die Tagesleistung und vergrössert die Material- und Investitionskosten und nicht zuletzt das Gewicht der Behälter.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Behälters der eingangs genannten Art, um die Nachteile bekannter Aus-5 führungen zu vermeiden und um insbesondere die mechanische Belastbarkeit ohne Vergrösserung der Wanddicke beträchtlich zu vergrössern, den Behälter für die menschliche Hand griffiger und sein Aussehen auf verschiedene Arten gefälliger zu machem. Diese Aufgabe wird durch die im io kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definierten Massnahmen gelöst.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Behälters ist im Patentanspruch 2 umschrieben.

Bei einem solchen Behälter ist auf konstruktive Weise 15 und gezielt die Belastbarkeit im Mittelbereich des Umfangs-körpers gegenüber äusseren, konzentrisch auf den Umfangskörper einwirkenden Kräften vergrössert worden. Letztere werden hierbei nämlich so verteilt und fliessen aus dem am meisten kritischen Bereich so ab, dass die mechanische 20 Festigkeit des ganzen Umfangskörpers beträchtlich erhöht wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstands wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben, dabei zeigen:

25 Fig. 1 einen Behälter in Seitenansicht; und

Fig. 2 in grösserem Massstabe den Ausschnitt II der Fig. 1 im Schnitt.

Der Behälter 1 weist einen völlig biaxial gestreckten Umfangskörper 2 mit einer Einschnürung 3 auf, die über den 30 ganzen Umfang des Umfangskörpers 2, bzw. des Mantels, in dessen Mittelbereich gekrümmt zurückgesetzt ist. Die Einschnürung 3 ähnelt einer Umfangsnut, von deren Sohlenbereich, d.h. Bodenteil, entgegengesetzt ein Umfangsvorsprung 4 gekrümmt vorgewölbt nach aussen vorsteht. Durch 35 den Umfangsvorsprung 4 weist die Einschnürung oder Umfangsnut 3 ein Profil auf, das dem Buchstaben W mit fliessend abgerundeten Ecken und Übergangsstellen entspricht. Dabei ist die Höhe des Umfangsvorsprunges 4 kleiner als die Tiefe der Einschnürung 3.

40 Wenn der Behälter 1 mit Flüssigkeit gefüllt ist, dient die verhältnismässig tiefe Einschnürung 3, die in einem in Höhenrichtung des Umfangskörpers 2 gemessen im wesentlichen mittleren Bereich des Umfangskörpers 2, eingeformt ist, d.h. zwischen dem oberen und unteren Ende desselben, dazu, um 45 einen inneren, konzentrisch auf den genannten Bereich wirkenden Druck in obere und untere Abschnitte längs beider geneigten Seitenwände abzuleiten. Auf diese Weise wirkt der Innendruck nicht konzentrisch auf den Mittelabschnitt in Höhenrichtung des Umfangskörpers 2 sondern verteilt sich 50 über den weiten Bereich des Umfangskörpers 2. Auf diese Weise ist zwar der auf den Umfangskörper 2 wirkende Innendruck je Flächeneinheit etwas grösser als beim Fehlen der Einschnürung 3, aber der auf letztere wirkende Innendruck je Flächeneinheit ist viel kleiner als beim Fehlen der Ein-55 schnürung 3.

Mit anderen Worten soll der Innendruck wegen der Einschnürung 3 im wesentlichen gleichmässig auf den ganzen Bereich des Umfangskörpers 2 einwirken. Dementsprechend ist es überhaupt nicht mehr notwendig, die Wanddicke des 60 ganzen Umfangskörpers 2 zu vergrössern, um die Festigkeit eines begrenzten Abschnitts des Umfangskörpers 2 zu vergrössern. Es kann also der ganze Körper des Umfangskörpers 2 die geringe Wanddicke haben, die dem obenerwähnten im wesentlichen gleichmässigen Innendruck widerstehen 65 kann.

So wird auch konstruktiv erzielt, dass die in einer nach innen gekrümmt zurückgesetzter Weise geformte Einschnürung 3 leicht einer elastischen Verformung unterworfen wird,

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da auf den Behälter 1 in Achsrichtung eine Vorspannkraft wirkt. Letztere bewirkt eine einfache elastische Verformung der Einschnürung 3, um die Vorspannkraft zu absorbieren und ihr entgegenzuwirken, bevor eine für den Umfangskörper 2 gefährliche Verformung auftritt. Natürlich ist die Fähigkeit der Einschnürung 3, durch elastische Verformung der Vorspannkraft entgegenzuwirken, begrenzt. Wenn daher die Vorspannkraft allmählich und dadurch der Grad der elastischen Verformung der Einschnürung 3 vergrössert werden, konzentriert sich die Verformung schliesslich am Boden der Einschnürung 3, bis sich letzterer vorwölbt und bricht. Daher ist dort der Umfangsvorsprung 4 eingeformt, um den Widerstand der Einschnürung 3 gegen Ausbeulen zu vergrössern.

Die Gesamtbauweise lässt erkennen, dass der Umfangsvorsprung 4 auf einen bestimmten Grad der elastischen Verformung der Einschnürung 3 und zwar aufgrund der Vorspannkraft längs der Achse des Behälters 1 keinen besonderen Einfluss hat. Wenn jedoch der Grad der elastischen Verformung wächst, verformt sich der Umfangsvorsprung 4 selbst in einer Richtung, derart dass die Zunahme der elastischen Deformation behindert wird.

Mit anderen Worten, die elastische Verformung der Einschnürung 3 als Ganzes gesehen nimmt zu, um den Boden der Einschnürung 3 nach innen zu verschieben, während die Verformung des Umfangsvorsprungs 4 selbst in einer Richtung zunimmt, die dessen Auswärtsausbeulung bewirkt. Folglich kann sich die elastische Verformung der Einschnürung 3 unmöglich am Boden des Umfangsvorsprungs 4 konzentrieren, und die ganze Einschnürung 3 einschliesslich des Umfangsvorsprungs 4 wird im wesentlichen gleichförmig verformt.

Es wird daher die ganze Einschnürung 3 einschliesslich des Umfangsvorsprungs 4 im wesentlichen gleichförmig verformt, und zwar elastisch und um der in Längsrichtung wirksamen Vorspannkraft entgegenzuwirken, ohne dabei die elastische Verformung am spezifischen Abschnitt zu konzentrieren. Dadurch wird die ausserordentlich wirksame Beulfestigkeit erzielt.

Der kräftige Innendruck soll auf den Abschnitt des vorgesehenen Umfangsvorsprungs 4 wirken, im Vergleich zum Fall, in dem der Umfangsvorsprung 4 fehlt. Da jedoch der grösste Teil der Innendrücke, die auf den Mittelabschnitt in Höhenrichtung des Umfangskörpers 2 einwirken, in dem die Einschnürung 3 angeordnet ist, durch deren geneigte Seitenwände nach oben und unten abgeleitet werden, ist ein darauf wirkendes Inkrement des Innendrucks nur sehr klein.

Um die Beulfestigkeit des Umfangskörpers 2 entgegen der in Längsrichtung wirkenden Vorspannkraft insgesamt noch weiter zu vergrössern, ist es von Vorteil, auf praktisch dem gesamten Bereich des Umfangskörpers 2 eine Anzahl kleiner Umfangsaussparungen 5 anzuordnen (Fig. 1). Letztere werden überhaupt nicht durch die gewöhnliche, in Längsrichtung wirkende Vorspannkraft beeinflusst, sondern üben ihre Wirkung nur bis zu einem solchen Grad aus, dass sie fähig sind, ein Brechen des Behälters 1 je nach der Grösse der Vorspannkraft zu verhindern, wenn eine übergrosse Vorspannkraft ausgeübt wird.

Der Grund dafür ist folgender: In dem Zustand, in dem der Abschnitt der Aussparung 5 der elastischen Verformung unterworfen werden muss, ist es Zeit, dass die gleichförmige elastische Verformung der Einschnürung 3 als Ganzes einschliesslich des Umfangsvorsprungs 4 schon ihren Grenzwert erreicht hat,, und die Widerstandsfähigkeit gegen eine so starke Vorspannkraft, um die elastische Verformung fortzusetzen, ist im Stadium des Entwerfens des Behälters 1 nicht erforderlich.

Die Vergrösserung der Beulfestigkeit des Umfangskörpers 2 ist dementsprechend ein Nebenzweck der Aussparungen 5. Ihr Hauptzweck ist die dekorative Wirkung, um dem äusseren Erscheinungsbild des Behälters 1 als Ganzem Abwechslung zu geben und volles Interesse zu wecken.

Die neue Behälterbauweise ermöglicht, die äusseren Kräfte, wie den Innendruck des Behälters 1 und die in Längsrichtung ausgeübte Vorspannkraft, am ganzen Umfangskörper 2 im wesentlichen gleichförmig und verteilt auszuüben. Wegen der Wirkung der äusseren Kräfte tritt leicht eine elastische Verformung auf, deren örtliches Auftreten aber vermieden werden kann. Daher kann ein solcher Behälter diesen äusseren Kräften ausserordentlich wirksam widerstehen, so dass seine mechanische Belastbarkeit ausserordentlich gross ist. Da örtliche Konzentrationen äusserer Kräfte und örtliche Verformungen wirksam vermieden werden können, lässt sich die Wanddicke des Umfangskörpers 2 dünner als bisher machen, so dass bei vorgegebener Grösse und Füllvolumen der Materialverbrauch gesenkt wird. Hinzu kommen die Verbesserungen der Druckbeständigkeit der Druckfluideinrichtung, der Aufheizungsgeschwindigkeit, und der beim Blasgiessen erzielbaren Arbeitsgeschwindigkeit. Dadurch lassen sich die Herstellungskosten beträchtlich verrin gern und die Produktionsgeschwindigkeit und Leistungsfähigkeit beträchtlich steigern.

Schliesslich ist wegen der räumlichen Anordnung der Einschnürung 3 die verbesserte Griffigkeit des Behälters 1 zu erwähnen. Wenn beim Erfassen des Behälters 1 mit nur einer Hand Finger in der Einschnürung 3 liegen, kann der Behälter 1 nicht aus der Hand gleiten, denn er wird sicher festgehalten. Eine tiefe Einschnürung eröffnet die Möglichkeit, jetzt auch dickere Behälter mit einer Hand sicher zu umfassen, als es bisher möglich war. Dem bisher monotonen Behälter der eingangs genannten Art kann jetzt auf viele Arten durch die Einschnürung 3 ein gefälligeres Aussehen gegeben werden, so dass letztere also auch dekorativen Charakter hat. Bisher hat man dafür die Seitenwand 2 nur gewellt, aber das lässt sich beim neuen Behälter zusätzlich durchführen.

Alles das gilt auch für Behälter, die zwei oder mehr Einschnürungen 3 aufweisen. In diesem Zusammenhang ist der im wesentlichen mittige Abschnitt hier durchgehend im weitesten Sinne zu verstehen, d.h. als der Abschnitt zwischen dem oberen und unteren Ende der Seitenwand. Bei verhältnismässig hohen Behältern und/oder spezifisch schweren Flüssigkeiten werden die Anzahl, Ausbildung und Anordnung der Einschnürungen unter Mitberücksichtigung des hydrostatischen Drucks im vollen Behälter zweckentsprechend gewählt. Für den Konstrukteur wie auch für den Designer von Behältern eröffnen sich damit zahlreiche neue Perspektiven. Bei rauher Behandlung, wie sie bei der Fliessbandfüllung, bei Transporten und beim Warenumschlag oft unvermeidlich ist, werden die Vorteile des neuen Behälters durch die sinkenden Ausschussquoten besonders augenfällig. Für den Behälter kommen selbstverständlich auch alle anderen für das Blasgiessen geeigneten, vorzugsweise biaxial verstreckbaren Kunststoffmaterialien in Frage, besonders bevorzugt sind aber solche, die Polyäthylenterephthalat enthalten.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

639040 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Nach dem Blasgiessverfahren hergestellter dünnwandiger Behälter aus Kunststoff material, mit Streckung in Giess-richtung, dadurch gekennzeichnet, dass ein in Höhenrichtung gemessen im wesentlichen mittiger Abschnitt eines Behälter-Umfangskörpers (2) nach innen und unter Krümmung am Umfang derart eingedrückt ist, dass mindestens eine Einschnürung (3) ausgebildet ist, und dass ein Bodenteil der letzteren nach aussen und unter Krümmung am Umfang etwas vorsteht, und auf diese Weise einen Umfangsvorsprung (4) bildet.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial biaxial gestreckt ist und vorzugsweise Polyäthylenterephthalat enthält.