EP2468645B1 - Behälter aus einem thermoplastischen Material - Google Patents

Behälter aus einem thermoplastischen Material Download PDF

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EP2468645B1
EP2468645B1 EP11191753.0A EP11191753A EP2468645B1 EP 2468645 B1 EP2468645 B1 EP 2468645B1 EP 11191753 A EP11191753 A EP 11191753A EP 2468645 B1 EP2468645 B1 EP 2468645B1
Authority
EP
European Patent Office
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surface area
container
loop
radius
spline
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP11191753.0A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP2468645A1 (de
Inventor
Bastian Tißmer
Jörg Wortmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
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Application granted granted Critical
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D1/00—Rigid or semi-rigid containers having bodies formed in one piece, e.g. by casting metallic material, by moulding plastics, by blowing vitreous material, by throwing ceramic material, by moulding pulped fibrous material or by deep-drawing operations performed on sheet material
    • B65D1/02—Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents
    • B65D1/0223—Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents characterised by shape
    • B65D1/0261—Bottom construction
    • B65D1/0284—Bottom construction having a discontinuous contact surface, e.g. discrete feet

Definitions

  • the invention relates to a container made of a thermoplastic material, in particular a plastic bottle.
  • Thermoplastic material containers for example in the food industry, are often used as containers for liquid products, such as beverages.
  • the containers are usually formed in a blow molding machine or stretch blow molding machine from plastic preforms.
  • the plastic preforms are first thermally conditioned and then shaped in so-called blow molding under compressed air to containers.
  • the geometric shape of the container produced usually depends on requirements that places the product to be filled to the container.
  • the consumer demands for example, on the weight or stability of the container.
  • a container with a bottom is known having a plurality of grooves leading outwardly from the center of the bottom.
  • a container is known whose bottom region has ribs in the form of outwardly open grooves.
  • a container according to the preamble of claim 1 is also made US 5,353,954 A1 known.
  • a disadvantage of known containers is that they can only be produced by high blowing pressures during the blowing process. Due to the shape of the soil to be achieved, in particular, the formability of the containers in the blow molding machine or stretch blow molding machine is particularly difficult.
  • Container bottoms known from the prior art often have edge-shaped formations with fillets, that is to say transitions which are continuous, but not continuous, but not at least once, in particular at least twice, continuously differentiable.
  • edge-shaped formations with fillets, that is to say transitions which are continuous, but not continuous, but not at least once, in particular at least twice, continuously differentiable.
  • a preform has to be blown in a blow mold around corresponding edges of a blow mold bottom.
  • This usually high blowing pressures are required.
  • the necessary blowing pressure can be reduced on account of the at least once, in particular at least twice, continuously differentiable transitions.
  • the thermoplastic material may in particular comprise a thermoplastic, for example PET (polyethylene terephthalate).
  • the container can be produced in particular in a blow molding process from a plastic preform by applying compressed air in a blow mold.
  • a stretching of the preform in the blow mold can be carried out by means of a stretching rod (so-called stretch blow molding method).
  • the bottom of the container can be referred to herein in particular the region of the container, which comprises the base or storage area of the container.
  • the bottom may in particular be arranged opposite the mouth of the container.
  • the container may be formed substantially in the shape of a cylinder.
  • the container may have concave and / or convex shaped portions, in particular in the region of the mouth and / or the lateral surface of the container.
  • an opening may be provided in the region of the mouth of the container.
  • the lateral surface may be tapered conically towards the opening.
  • the bottom of the container may also comprise a lower portion of the lateral surface of the container.
  • the ratio of the diameter of the container to the height of the lower portion may be 2 to 6.
  • the height of the lower area can be measured perpendicular to a surface on which the container is placed in the intended orientation.
  • the diameter of the container may correspond to the maximum, minimum or average diameter of the container.
  • the diameter of the container may be 30 mm to 170 mm, in particular 40 mm to 150 mm.
  • the lower region can have a height of less than or equal to 1/3, 1/4, 1/5 or 1/6 of the container height.
  • the longitudinal axis of the container may in particular correspond to the axis of symmetry, in particular the rotational symmetry axis, of the container.
  • the container may be rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis.
  • the container may in particular be a bottle.
  • the first, second and / or third surface area may, in particular, face outward.
  • the first, second and / or third surface area may be arranged on the outer surface of the container.
  • the flat surface perpendicular to the longitudinal axis may in particular correspond to a surface on which the container, in particular in its intended orientation, is turned off.
  • the flat surface may in particular correspond to a horizontal surface.
  • the first and the second surface area may each have, in particular in a predetermined radial area, ie between a first predetermined radius and a second predetermined radius, at a constant radius a constant distance to a flat surface, which is arranged perpendicular to the longitudinal axis.
  • Offset towards the interior of the container may mean, in particular, that when the planar surface is a storage surface on which the container is placed standing on the bottom of the container, the first surface area has a greater distance from the storage area in a predetermined radial area as the second surface area.
  • distance herein can be understood in particular a normal distance.
  • offset in the direction of the container interior may also mean that the first surface region has a smaller distance from the longitudinal axis than the second surface region.
  • the ground can have at least one constant radius in the circumferential direction several, in particular three or more, elevations and a plurality, in particular three or more depressions, in particular alternately.
  • the elevations and depressions may have a constant distance to a flat surface, which is arranged perpendicular to the longitudinal axis of the container.
  • the elevations and depressions may each be connected to each other by a surface area with a variable distance to the flat surface, wherein the transition between a survey and / or a depression and the surface area with variable distance to the flat surface at least once, in particular at least twice continuously differentiable is.
  • the term "in the form of a coherent ribbon” may mean herein, in particular, that the third surface area completely surrounds the bottom.
  • the third surface area may extend from an inner radius to an outer radius with respect to the longitudinal axis of the container.
  • the inner radius and the outer radius can vary depending on the azimuthal between a minimum inner radius and a maximum outer radius, in particular periodically.
  • the connection of the points on the inner radius can be referred to as the inner boundary line of the loop band.
  • the connection of the points on the outer radius can be referred to as the outer boundary line of the loop band.
  • the inner or outer boundary line can also be referred to as inner or outer boundary contour.
  • the "polar angle" of cylindrical coordinates can be understood as “azimuthal angle", wherein the radial coordinate or the radius of the longitudinal axis or symmetry axis of the container and the height parallel to the longitudinal axis or axis of symmetry of the container can be measured.
  • the radius is 0.
  • At least three loops can then mean that the minimum inner radius and the maximum outer radius are achieved at least three times.
  • the loops or loop segments of the ribbon can correspond in particular bays.
  • the center line of the loop band may be a continuous line that has the same normal distance at each point of the line from both boundary lines of the loop band, and in particular does not intersect itself.
  • the distance of the center line from the longitudinal axis and / or the sign of the curvature of the center line may vary periodically when circulating around the container.
  • the centerline may include convex (positive) curvature portions and concave (negative) curvature portions that alternate periodically.
  • the value of the curvature in a portion of convex or concave curvature may be constant or variable.
  • transition between the first surface area and the third surface area and / or the transition between the second surface area and the third surface area may be continuously differentiable at least once, in particular at least twice, in particular in the circumferential direction.
  • continuously differentiable can also be called “tangent-continuous” and twice continuously differentiable can also be referred to as “curvature continuous”.
  • In the circumferential direction may mean in particular at a constant radius or distance from the longitudinal axis along the circumference of the container about the longitudinal axis.
  • the derivative can be formed tangentially to a circle of predetermined radius concentric with the longitudinal axis.
  • the derivative can be formed in a direction perpendicular to the centerline of the loop band at the constant radius.
  • the derivative can be formed in particular along the surface of the soil.
  • At least once, in particular at least twice, can mean continuously differentiable that the radius of curvature in the transition region between the first surface region and the third surface region and / or in the transition region between the second surface region and the third surface region continuously varies, in particular has no discontinuities.
  • a transition region may be, in particular, a partial region of the third surface region adjacent to the first or second surface region in which the distance to the planar surface approaches the constant value of the first or second surface region, but differs therefrom.
  • the transition region may have an extent which is ⁇ 1/3, in particular ⁇ 1/4, in particular ⁇ 1/5, the width of a loop in the transverse direction.
  • the outer surface of the bottom of the container may include or correspond to a free-form surface.
  • a "free-form surface” may be understood herein to mean, in particular, an area that can be described at least in part by means of splines, that is, piecewise polynomial functions. As a result, it is advantageously possible to achieve continuously differentiable transitions at least once, in particular at least twice.
  • a loop of the ribbon is described in the transverse direction by a spline n th degree.
  • a transverse direction can be referred to here in particular a direction perpendicular to the direction of the loop belt.
  • the running direction of the loop band can run along the center line of the loop band.
  • a spline nth degree is a function piecewise composed of polynomials of maximum degree n, where n is an integer greater than or equal to 2, and less than or equal to 7.
  • the degree n may in particular be 2, 3, 5 or 7.
  • the transition between the first or second surface area and the third surface area may be that, in particular continuous, line or curve at which the first or second surface area merges into the third surface area.
  • the transition from the first to the third surface area may in particular correspond to the inner boundary line or boundary contour of the loop band.
  • the transition from the second to the third surface area may in particular correspond to the outer boundary line or boundary contour of the loop band.
  • the outer and / or inner boundary line of a loop of the loop band can be described at least in sections by at least one spline n th degree and / or by at least one circular arc.
  • transitions between the at least one spline n-th degree and the at least one circular arc may be continuously differentiable at least once, in particular at least twice.
  • soft transitions can be achieved, whereby the container can be easily formed during manufacture in a blow molding machine as known in the art containers.
  • the loop band may have at least 3 and at most 24 loops, in particular 3, 5, 6, 7, 8, 10 or 12 loops.
  • the loop band can be rotationally symmetrical to the longitudinal axis of the container.
  • the opening angle of a loop may be indirectly proportional to the number of loops of the loop band.
  • the geometry of a loop of the loop band may be mirror-symmetrical to the bisector of the opening angle of the loop.
  • the floor may at least partially have a curvature pointing to the interior of the container. As a result, the stability of the soil can be further increased.
  • the first surface area can have a first and a second partial area with a curvature pointing to the interior of the container, wherein the curvature of the first partial area differs from the curvature of the second partial area.
  • the container may be a container for still or pressurized products up to 200,000Pa (2 bar), especially up to 500,000Pa (5bar), internal pressure.
  • the container may have a filling volume of 100 ml to 5 l, in particular from 250 ml to 2.5 l.
  • the method may be used to construct a container as described above, in particular for constructing a bottom of a container as described above.
  • the floor, in particular the first, second and / or third surface area may in particular have one or more of the above-mentioned features.
  • Constructing the bottom of the container may include constructing a freeform surface.
  • constructing the first surface area may include constructing a first surface of revolution from a first contour.
  • the first contour may comprise a circular arc with a first radius of curvature, a second circular arc with a second, in particular different from the first, radius of curvature and an n-th order spline.
  • the transition between the first circular arc and the second circular arc and / or between the second circular arc and the spline can be continuously differentiable at least once, in particular at least twice.
  • the first surface area may correspond to a partial area of the first rotation area.
  • Constructing the second surface area may include constructing a second surface of revolution from a second contour.
  • the second contour may comprise a circular arc with a first radius of curvature, a second circular arc with a second, in particular different from the first, radius of curvature and an n-th order spline.
  • the transition between the first arc and the second arc and / or between The second circular arc and the spline may be continuously differentiable at least once, in particular at least twice.
  • the second surface area may correspond to a partial area of the second rotational area.
  • the first radius of curvature of the first contour may be equal to or different from the first radius of curvature of the second contour.
  • the second radius of curvature of the first contour may be equal to or different from the second radius of curvature of the second contour.
  • the spline of the first contour may be of the same order or of different order from the spline of the second contour.
  • Constructing the third surface region may also include constructing a loop of the ribbon.
  • the constructing of the loop will involve constructing an outer and an inner boundary line of the loop, in particular wherein the inner and / or outer boundary line comprise at least one circular arc and / or at least one n-th order spline.
  • the invention also provides a container whose bottom has been constructed according to a method as described above.
  • the container, the bottom of the container and / or the method for constructing the floor may in particular have one or more of the above-mentioned features.
  • the invention also provides a blow mold comprising a bottom having a first and a second surface area, wherein the first and the second surface area at constant radius with respect to the longitudinal axis of the blow mold each have a constant distance to a flat surface which is arranged perpendicular to the longitudinal axis, wherein the first surface area is offset from the second surface area in the direction of the blow mold interior, wherein the first and second surface areas are joined by a third surface area formed in the form of a continuous loop band and having at least three loops, and wherein the transition between the first surface area and the third surface area and / or the transition between the second surface area and the third surface area at least once, in particular at least twice, are continuously differentiable; and wherein a loop of the ribbon is transversely described by a spline nth degree, where n is greater than or equal to 2 and equal to or equal to 7.
  • Blow mold bases known from the prior art often have almost sharp-edged transitions, ie transitions which are not continuously differentiable at least once, in particular at least twice.
  • To blow a preform around such edges usually high blowing pressures are required.
  • the necessary blowing pressure can be reduced due to the at least once, in particular at least twice, continuously differentiable transitions.
  • the blow mold can be used or used in particular for producing a container mentioned above in a blow molding machine, in particular from a plastic preform.
  • the blow mold, in particular the blow mold bottom, can in particular be designed such that an above-mentioned container can be produced therewith.
  • the bottom of the blow mold may, in particular, have one or more of the abovementioned features of the bottom of an above-mentioned container.
  • the surface of the bottom of the blow mold can in particular include or correspond to a free-form surface.
  • Fig. 1A shows a plan view of an exemplary bottom of a container made of a thermoplastic material.
  • the container may in particular be a plastic bottle, for example a PET bottle.
  • the top view in Fig. 1A is in particular a plan view of the outer surface of the underside of the container, ie that side which faces the mouth of the bottle and on which the bottle is usually placed on a shelf, such as a table.
  • the floor has a first surface area 1 and a second surface area 2.
  • the first and the second surface area 1, 2 have a constant distance R with respect to the longitudinal axis 4 of the container at a constant distance to a flat surface which is perpendicular to the longitudinal axis, for example, the table on which the container is arranged or parked.
  • the first surface area 1 is offset from the second surface area 2 in the direction of the container interior.
  • the distance of the first surface area 1 to the storage space for the container at a predetermined radius R is greater as the distance of the second surface area 2 at the same radius R. This may be valid in particular in a predetermined radial area, ie between a first predetermined radius and a second predetermined radius.
  • a plurality of elevations and / or indentations may be present along the circumference of the container bottom, in particular alternately.
  • the first surface area 1 and the second surface area 2 are connected by a third surface area 3.
  • the third surface area 3 is in the form of a continuous loop band, which in this example has five loops.
  • the third surface area 3 has, compared with the first surface area 1 and / or with respect to the second surface area 2, a different distance from the flat area, which is arranged perpendicular to the longitudinal axis and / or to the longitudinal axis 4 of the container.
  • Fig. 1A also a predetermined radial area A is shown, on which the container usually rests on the shelf.
  • the first surface area 1 and the second surface area 2 have a curvature indicative of the container interior.
  • the curve or the contour profile of the ribbon which separates the first surface area 1 and the second surface area 2 from the third surface area 3 may be referred to herein as the transition between the first and the second surface area 1, 2 and the third surface area 3, respectively.
  • the transition 5 between the second surface region 2 and the third surface region 3 and / or the transition 6 between the first surface region 1 and the third surface region 3 is continuously differentiable at least once, in particular at least twice.
  • Fig. 1 B shows a side view of the exemplary floor Fig. 1A , It can be seen that the first surface area 1 is offset from the second surface area 2 in the direction of the container interior.
  • Fig. 1C shows a cross section through part of the exemplary floor Fig. 1 A at a predetermined constant radius R.
  • the first surface area 1 and the second surface area 2 each have a constant distance, especially normal distance, to a flat surface E which is perpendicular to the longitudinal axis of the container.
  • the distance between the two surface regions to the flat surface E is different, in which case in particular the first surface region 1 is offset relative to the second surface region 2 in the direction of the container interior.
  • the transition 6 between the first surface region 1 and the third surface region 3 and the transition 5 between the second surface region 2 and the third surface region 3 is continuously differentiable at least once, in particular at least twice.
  • the portion of the third surface area 3 between the transition 5 and the transition 6 is described by a spline n th degree.
  • Fig. 2A shows a plan view of another exemplary container bottom made of a thermoplastic material.
  • the continuous loop band of the third surface area 3 has ten loops in this example.
  • Fig. 2A also shows an injection point 7 for centering the preform in the blow mold of a blow molding machine.
  • the first surface area at least partially has a curvature pointing to the interior of the container.
  • the curvature has a different value than in subregions of the first surface region outside the region 1'.
  • Fig. 2B shows a side view of the exemplary floor Fig. 2A .
  • Fig. 3 shows a plan view of two further exemplary bottoms of containers made of a thermoplastic material. Both floors have the same number of loops. However, the geometry of the loops is different for the two trays. By the loop geometry, the width of the third surface area 3 can be determined.
  • the two exemplary floors differ in Fig. 3 through the radial region in which the third surface region 3 is arranged.
  • the third surface region 3 extends radially from a first to a second predetermined radius and on the right side of the Fig. 3 from a third predetermined radius to a fourth predetermined radius.
  • both the third and fourth predetermined radii are smaller than the first and second predetermined radii, respectively.
  • the area contents and / or the ratio of the areas of the surface areas 1 and 2 can be varied.
  • Fig. 3 In addition, the range of a loop 8 is indicated schematically.
  • the ribbon is in this example rotationally symmetrical to the longitudinal axis of the container, which in this example is perpendicular to the plane of the drawing.
  • the opening angle of the loop 8 can be chosen in proportion to the number of loops of the loop band.
  • the loop band may comprise 3 to 24 loops.
  • the opening angle of a loop can be determined according to the expression 360 ° / (number of loops).
  • the geometry of a loop of the loop band may be mirror-symmetrical to the bisector of the opening angle of the loop.
  • Fig. 4 shows a perspective view of a portion of an exemplary bottom of a container made of a thermoplastic material, in which a loop segment of the ribbon of the third surface portion 3 is arranged.
  • the distance to a flat surface which is arranged perpendicular to the longitudinal axis, vary.
  • points of the first surface region 1 and the second surface region 2 are at a constant distance from a planar surface arranged perpendicular to the longitudinal axis.
  • Fig. 5 illustrates the construction of the second surface area of an exemplary bottom of a thermoplastic material container.
  • the second surface area may be a partial area of a surface of revolution caused by rotation of the in Fig. 5 shown contour around the longitudinal axis 4 is formed.
  • This contour is defined by: a first dome radius 9, a radius of curvature 10, a second dome radius 11, the outer contour foot radius 12 and an nth-order spline 13 which forms the transition to the lateral surface of the container.
  • transitions of the regions passing through the first dome radius 9, the radius of curvature 10, the second dome radius 11 and the outer contour foot radius 12 may be continuously differentiable at least once.
  • the transition from foundedkonturfußradius 12 to spline 13 may be continuously differentiable at least once, in particular at least twice.
  • the curvature of the spline 13 is described by an n-th degree polynomial.
  • the degree n of the spline 13 can be 2-7.
  • Fig. 6 illustrates further parameters for constructing an exemplary bottom of a container, in particular that in FIG Fig. 5 shown contour.
  • the outer dimensions of the floor are determined by the outer diameter 14 and the ground level 15.
  • the dimension of the stand diameter 16 is determined by a ratio to the outer diameter 14.
  • the circle diameter refers to the diameter at which the bottom of the bottle rests on a flat surface on the flat surface when placed on a level surface.
  • the stander diameter may in particular correspond to the mean or median of the radii in which the bottom of the bottle rests on a flat surface on the flat surface when it is parked.
  • the ratio of the dimension of the stub diameter 16 to the outer diameter 14 may be between 0.615 and 0.935.
  • the height 17 of the first dome radius 9 and / or the height 18 of the second dome radius 11 can be described by, in particular different, ratios to the outer diameter.
  • the starting point 23 of the spline 13 can be generated by a straight line between the points 21 and 22.
  • the straight line between 21 and 22 is arranged tangentially at the root radius.
  • the starting point 23 of the spline can be determined by means of an angle on the outer contour root radius 12 between the points 20 and 22.
  • the tangent point of the straight line between 21 and 22 at the root radius can be perpendicular to the center of the outer contour root radius 12.
  • Fig. 7 illustrates further aspects of a method of constructing a bottom of a container from a thermoplastic material.
  • Fig. 7 The contour in Fig. 7 is described by a first Domradius 9, a radius of curvature 24, a third Domradius 25, a mecanickonturfußradius 26 and a spline 27.
  • the transitions The individual regions can in turn be continuously differentiable at least once, in particular at least twice.
  • Fig. 8 shows further aspects of a method for constructing a container bottom according to one of the previous examples.
  • Fig. 8 are the in Fig. 7 shown contour and parts of in Fig. 5 and 6 shown contour shown.
  • the spline 27 is at least once, in particular at least twice, continuously differentiable in the point 31 in a straight line, which is parallel to the outer diameter of the container.
  • the line between points 31 and 32 is parallel to the line between points 21 and 22 in FIG Fig. 6 ,
  • the distance between these two straight lines can be defined by measure 28.
  • the curvature of the spline 27 for the in Fig. 7 The contour shown can be described by an n-th degree polynomial.
  • the distance between the inner contour and the outer contour can be defined via the dimension 29a.
  • the distance between point 34 and point 20 in Fig. 6 can be defined by measure 29b.
  • the tangent to the inner contour or to the outer contour can be perpendicular to the longitudinal axis or parallel to a horizontal surface.
  • Dimension 29a and dimension 29b may be different.
  • the dimension 29a may be smaller, equal to or greater than the dimension 29b.
  • the distance 28 may be different or equal to the distance 29b.
  • the distance 29b may be smaller, equal to or greater than the distance 28.
  • the starting point 33 of the spline of the inner contour is generated by a straight line between the points 31 and 32.
  • the straight line between 31 and 32 is tangent to the root radius 26.
  • the starting point 33 can be determined by means of an angle 30 on the root radius 26 between the points 34 and 32.
  • the measure of the root radius 26 can be specified in relation to the root radius of the outer contour 12.
  • FIG. 9-11 Three different loop geometries for the contiguous loop band of the third surface area are illustrated. In particular, aspects of the construction of the loop band are illustrated in these figures.
  • Fig. 9 shows a first alternative for a loop geometry.
  • the longitudinal axis of the container 4 is shown together with the bisector 35 and a straight line 36 of the opening angle.
  • the angle 37 between the straight lines 35 and 36 is half the opening angle of the loop.
  • Point 51 is the next point to the longitudinal axis 4, thus defining the inner boundary of the loop band (minimum inner radius of the loop band).
  • the limitation in the radial direction for the point 51 is greater than or equal to the dimension or the radial extent of the first dome radius 9 in the preceding figures.
  • the maximum point 51 at the stub diameter 16 ( Fig. 6 ) lie.
  • the point 50 which represents the outer limit of the loop band (maximum outer radius), ie the maximum radius that a point of the third surface area assumes, can be selected between twice the dome radius 9 and the dimension of the outer diameter 14. In other words, the maximum radius that a point of the third surface area assumes may be inside or outside the stand diameter 16.
  • the distance dimensions 38 and 39 define the width of the loop band along the bisector 35 and along the straight line 36 of the opening angle.
  • the distance dimensions 38 and 39 may be the same or different.
  • the ratio of the distance measure 38 to the distance measure 39 can be from 0.215 to 3.
  • the inner boundary line of the loop that is to say the transition between the first surface area and the third surface area and / or the outer boundary line, that is to say the transition between the second surface area and the third surface area, can be realized at least in sections by at least one spline of the nth degree and / or by at least one circular arc of predetermined radius.
  • the point 52 of the inner boundary of the loop is formed by the connection of the center 58 with an auxiliary line 46, which is tangent to the radius 41.
  • the tangent point is the transition point between the radius 41 and the spline 44.
  • the point 54 of the inner boundary of the loop is formed by the connection of the center 56 with a Auxiliary line 49, which is tangent to the radius 43.
  • the tangent point is the transition point between the radius 43 and the spline 44.
  • the point 53 on the outer boundary of the loop is formed by the connection of the center 57 with an auxiliary straight line 48 which becomes tangent to the radius 42.
  • the tangent point is the transition point between the radius 42 and the spline 45.
  • the point 55 of the outer boundary of the loop is formed by the connection of the center 59 with an auxiliary line 47 that is tangent to the radius 40.
  • the tangent point is the transition point between the radius 40 and the spline 45.
  • the inner boundary line of the loop ie the transition between the first surface area and the third surface area, is thus described by a circular arc with radius 41, a spline n-th degree 44 and a circular arc with radius 43.
  • the transition from the circular arc with radius 41 to spline 44 at point 52 can be continuously differentiable at least once, in particular at least twice.
  • the spline 44 is at point 54 at least once, in particular at least twice, continuously differentiable in the circular arc with radius 43 on.
  • the curvature of the spline 44 between points 52 and 54 may be described by an nth degree polynomial, where n may be chosen in particular between 2 and 7.
  • the outer boundary of the loop that is the transition between the second surface area and the third surface area, is described by a radius 40 arc, a spline 45, and a radius 42 radius arc.
  • the transition from the arc of radius 40 to the spline 45 at point 55 may be continuously differentiable at least once, in particular at least twice.
  • the spline 45 is at point 53 at least once, in particular at least twice, continuously differentiable in the circular arc with radius 42 on.
  • the curvature of the spline 45 between points 55 and 53 can also be described by an nth degree polynomial, where n is chosen between 2 and 7.
  • Fig. 10 shows a second alternative for a loop geometry for the contiguous loop band of the third surface area.
  • Point 67 is the next point to the longitudinal axis 4, thus defining the inner boundary of the loop band.
  • the boundary in the radial direction for the point 67 is greater than or equal to the dimension or radial extent of the first dome radius 9 in the previous figures.
  • the maximum point 67 at the stand diameter 16 ( Fig. 6 ) lie.
  • the point 76 which represents the outer boundary of the ribbon, ie the maximum radius that a point of the third surface area assumes, can be between twice the dome radius 9 and the dimension of the outer diameter 14. In other words, the maximum radius that a point of the third surface area assumes may be inside or outside the stand diameter 16.
  • the distance dimensions 61 and 62 define the width of the loop band along the bisector 35 and along the straight line 36 of the opening angle.
  • the distance dimensions 61 and 62 may be the same or different.
  • the ratio of the distance measure 61 to the distance measure 62 can be from 0.215 to 3.
  • auxiliary straight lines 65 and 66 are shown, which are perpendicular to the straight line 36 of the opening angle.
  • the end points 67 and 68 of the auxiliary straight lines 65 and 66 lie on the straight line 36 of the opening angle.
  • auxiliary lines 73 and 74 which are perpendicular to the bisector 35 of the opening angle.
  • the end points 75 and 76 of the auxiliary straight lines 73 and 74 lie on the bisector 35.
  • the basic construction of the inner boundary of the loop is described by the auxiliary straight lines 65 and 73 and the straight line perpendicular to 36 and perpendicular to 35.
  • the inner boundary line of the loop is described by the auxiliary line 65, a spline 64 and the auxiliary line 73.
  • the transition from the auxiliary straight line 65 at the point 67 into the spline 64 can be continuously differentiable at least once, in particular at least twice.
  • the spline 64 is at point 75 at least once, in particular at least twice, continuously differentiable in the auxiliary straight line 73 on.
  • Spline 64 between points 67 and 75 can be changed using the straight lines 69 and 61.
  • the dimensions for positioning the support lines 69 and 61 may be different or in relation to each other.
  • the curvature of the spline 64 between points 67 and 75 may be described by an nth degree polynomial, in particular n of 2 to 7.
  • the basic construction of the outer boundary line of the loop is described by the auxiliary straight line 66 and the auxiliary straight line 74 as well as by the support straight line perpendicular to 36 and perpendicular to 35.
  • the outer boundary of the loop is described by the auxiliary straight line 66, a spline 63 and the auxiliary straight 74.
  • the transitions between these elements in points 68 and 76 can be continuously differentiable at least once, in particular at least twice.
  • the shape of the spline 63 can be changed by means of the support straight lines 70 and 72. The dimensions for positioning the support line may be different or in relation to each other.
  • the curvature of the spline can be described by an nth degree polynomial, in particular with n from 2 to 7.
  • Fig. 11 shows a further alternative for a loop geometry for the contiguous ribbon of the third surface area.
  • Point 86 is the next point to the longitudinal axis 4, thus defining the inner boundary of the loop band.
  • the boundary in the radial direction for the point 86 is greater than or equal to the dimension or radial extent of the first dome radius 9 in the previous figures.
  • a maximum of 86 points on the stand diameter 16 ( Fig. 6 ) lie.
  • the point 93 which represents the outer boundary of the ribbon, ie the maximum radius that a point of the third surface area assumes, can be between twice the dome radius 9 and the dimension of the outer diameter 14. In other words, the maximum radius that a point of the third surface area assumes may be inside or outside the stand diameter 16.
  • the distance dimensions 78 and 79 define the width of the loop band along the bisector 35 and along the straight line 36 of the opening angle.
  • the distance dimensions 78 and 79 may be the same or different.
  • the ratio of the distance measure 78 to the distance measure 79 can be from 0.215 to 3.
  • the inner boundary of the loop contour is defined by the radii 82 and 85.
  • the outer boundary of the loop contour is defined by the radii 83 and 84.
  • the tangent points 87 and 91 are transition points for a spline 81 of the inner contour of the loop and tangent points 89 and 90 are transition points for the spline 80 of the outer contour of the loop.
  • the inner contour of the loop is described by an arc of radius 82, a spline 81 and a radius 85 arc.
  • the transitions between these elements can be continuously differentiable at least once, in particular at least twice.
  • the radii 82 and 85 may be in relation to each other.
  • the curvature of the spline 81 can again be described by an nth degree polynomial, in particular with n from 2 to 7.
  • the position of the centers of the radii may be the same or different, in particular in a relationship to each other.
  • the radii 82 and 85 as well as the distances 78 and 79 may also be in a relationship to one another.
  • the outer contour of the loop is described by a circular arc with radius 83, a spline 80 and a circular arc with radius 84.
  • the transition between these elements can be continuously differentiable at least once, in particular at least twice.
  • the radii 83 and 84 may be in relation to each other.
  • the curvature of the spline 80 can again be described by an nth degree polynomial, in particular n of 2 to 7.
  • the position of the centers of the radii may be the same or different, in particular in a relationship to each other.
  • the radii 83 and 84 and the distances 78 and 79 may also be in a relationship to one another.
  • Fig. 12 shows a perspective view of a portion of a bottom of an exemplary container, wherein the part comprises a loop of the loop band.
  • the first surface region 1 merges into the third surface region 3 in the region of the inner contour of the loop, and the third surface region 3 merges into the second surface region 2 at the outer contour of the loop.
  • cutting curves are produced on the first surface area 1 and the second surface area 2 by means of auxiliary surfaces.
  • Endpoints 102-115 of the cut curves are connected to splines 95-101.
  • the transitions of splines 95-101 in the end points 102-115, at least once, in particular at least twice, are continuously differentiable.
  • the splines 95-101 have a curvature curve which is described by an nth-degree polynomial, in particular where n is greater than or equal to 2 and less than or equal to 7.
  • a freeform surface corresponding to the third surface region 3 can be constructed.
  • the curvature course in u and v direction of the free-form surface of the loop band can be described by polynomials of the nth degree.
  • the angle segment can then be multiplied by the number of loops that has been previously defined around the axis of rotation. As a result, the construction of the loop band can be completed.
  • FIG. 13 shows another perspective view of the part of the exemplary bottom of a container made of a thermoplastic material, which in Fig. 12 is shown.
  • FIG. 14 shows a corresponding side view.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Behälter aus einem thermoplastischen Material, insbesondere eine Kunststoffflasche.
  • Behälter aus thermoplastischem Material finden, beispielsweise in der Lebensmittelindustrie, häufig Anwendungen als Behälter für flüssige Produkte, beispielsweise für Getränke. Die Behälter werden dabei üblicherweise in einer Blasformmaschine oder Streckblasmaschine aus Kunststoffvorformlingen geformt. Dafür werden die Kunststoffvorformlinge zunächst thermisch konditioniert und dann in sogenannten Blasformen unter Druckluftbeaufschlagung zu Behältern ausgeformt.
  • Die geometrische Form des hergestellten Behälters hängt üblicherweise von Erfordernissen ab, die das abzufüllende Produkt an den Behälter stellt. Zusätzlich werden vom Verbraucher Anforderungen beispielsweise an das Gewicht oder die Stabilität des Behälters gestellt.
  • Ein wichtiges Element eines Behälters ist dabei dessen Boden. Der Boden von Kunststoffbehältern wird häufig speziell ausgebildet, um eine höhere Stabilität aufzuweisen. Aus der DE 60 2004 010 814 ist beispielsweise ein Behälter mit einem Boden bekannt, der mehrere Auskehlungen, die vom Mittelpunkt des Bodens aus nach außen führen, aufweist. Auch aus der US 2009/0308835 ist ein Behälter bekannt, dessen Bodenbereich Rippen in Form von nach außen offenen Nuten aufweist. Ein Behälter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist auch aus US 5 353 954 A1 bekannt.
    Ein Nachteil bekannter Behälter ist es, dass diese nur durch hohe Blasdrücke beim Blasvorgang hergestellt werden können. Durch die zu erreichende Form des Bodens wird insbesondere häufig die Ausformbarkeit der Behälter in der Blasformmaschine oder Streckblasmaschine erschwert.
  • Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Behälter aus einem thermoplastischen Material bereitzustellen, der in der Herstellung einfacher auszuformen ist. Diese Aufgabe wird durch einen Behälter nach Patentanspruch 1 gelöst.
  • Der erfindungsgemäße Behälter aus einem thermoplastischen Material, insbesondere eine Kunststoffflasche, umfasst:
    • einen Boden, der einen ersten und einen zweiten Oberflächenbereich aufweist,
    • wobei der erste und der zweite Oberflächenbereich bei konstantem Radius bezüglich der Längsachse des Behälters jeweils einen konstanten Abstand zu einer ebenen Fläche, die senkrecht zur Längsachse angeordnet ist, aufweisen,
    • wobei der erste Oberflächenbereich gegenüber dem zweiten Oberflächenbereich in Richtung des Behälterinneren hin versetzt ist,
    • wobei der erste und der zweite Oberflächenbereich durch einen dritten Oberflächenbereich verbunden werden, der in Form eines zusammenhängenden Schleifenbandes ausgebildet ist und wenigstens drei Schleifen aufweist, und
    • wobei der Übergang zwischen dem ersten Oberflächenbereich und dem dritten Oberflächenbereich und/oder der Übergang zwischen dem zweiten Oberflächenbereich und dem dritten Oberflächenbereich wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sind; und wobei eine Schleife des Schleifenbandes in Querrichtung durch eine Spline n-tem Grades beschrieben wird, wobei n größer oder gleich 2 und kleinen oder gleich 7 ist. Dadurch dass die zu erreichenden Übergänge zwischen dem ersten und dem dritten bzw. dem zweiten und dem dritten Oberflächenbereich des Behälterbodens wenigstens einmal stetig differenzierbar sind, kann der Behälter, insbesondere der Boden, in einem Blasformprozess einfacher hergestellt werden. Insbesondere kann der notwendige Blasdruck zum Herstellen des Behälters geringer sein als der nötige Blasdruck für im Stand der Technik bekannte Behälter, der üblicherweise zwischen 20 und 25 bar liegt.
  • Aus dem Stand der Technik bekannte Behälterböden weisen häufig kantenförmige Ausformungen mit Verrundungen auf, also Übergänge, die zwar stetig, jedoch nicht wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sind. Um solche kantenförmige Ausformungen herzustellen muss üblicherweise ein Vorformling in einer Blasform um entsprechende Kanten eines Blasformbodens geblasen werden. Dazu sind meist hohe Blasdrücke erforderlich. Bei der Herstellung erfindungsgemäßer Behälter kann aufgrund der wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbaren Übergänge der notwendige Blasdruck reduziert werden.
  • Das thermoplastische Material kann insbesondere einen thermoplastischen Kunststoff, beispielsweise PET (Polyethylenterephthalat), umfassen. Der Behälter kann insbesondere in einem Blasformvorgang aus einem Kunststoffvorformling durch Beaufschlagen mit Druckluft in einer Blasform hergestellt werden. Zusätzlich kann eine Reckung des Vorformlings in der Blasform mittels einer Reckstange durchgeführt werden (sogenanntes Streckblasverfahren).
  • Als Boden des Behälters kann hierin insbesondere der Bereich des Behälters bezeichnet werden, welcher die Grundfläche oder Abstellfläche des Behälters umfasst. Der Boden kann insbesondere der Mündung des Behälters gegenüberliegend angeordnet sein.
  • Der Behälter kann im Wesentlichen in Form eines Zylinders ausgebildet sein. Insbesondere kann der Behälter konkav und/oder konvex geformte Teilbereiche aufweisen, insbesondere im Bereich der Mündung und/oder der Mantelfläche des Behälters. Im Bereich der Mündung des Behälters kann eine Öffnung vorgesehen sein. Die Mantelfläche kann zur Öffnung hin kegelförmig verjüngt ausgebildet sein.
  • Der Boden des Behälters kann auch einen unteren Bereich der Mantelfläche des Behälters umfassen. Insbesondere kann das Verhältnis des Durchmessers des Behälters zur Höhe des unteren Bereichs 2 bis 6 betragen. Die Höhe des unteren Bereichs kann dabei senkrecht zu einer Fläche auf der der Behälter in bestimmungsgemäßer Orientierung abgestellt wird gemessen werden. Der Durchmesser des Behälters kann dem maximalen, minimalen oder mittleren Durchmesser des Behälters entsprechen. Der Durchmesser des Behälters kann 30 mm bis 170 mm, insbesondere 40 mm bis 150 mm, betragen.
  • Der untere Bereich kann insbesondere eine Höhe von kleiner gleich 1/3, 1/4, 1/5 oder 1/6 der Behälterhöhe aufweisen.
  • Die Längsachse des Behälters kann insbesondere der Symmetrieachse, insbesondere der Rotationssymmetrieachse, des Behälters entsprechen. Mit anderen Worten kann der Behälter rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse ausgebildet sein.
  • Der Behälter kann insbesondere eine Flasche sein.
  • Der erste, zweite und/oder dritte Oberflächenbereich können insbesondere nach außen weisen. Mit anderen Worten können der erste, zweite und/oder dritte Oberflächenbereich an der Außenfläche des Behälters angeordnet sein.
  • Die ebene Fläche senkrecht zur Längsachse kann insbesondere einer Fläche entsprechen, auf der der Behälter, insbesondere in seiner bestimmungsgemäßen Orientierung, abgestellt wird. Die ebene Fläche kann insbesondere einer horizontalen Fläche entsprechen.
  • Der erste und der zweite Oberflächenbereich können insbesondere in einem vorherbestimmten Radialbereich, also zwischen einem ersten vorherbestimmten Radius und einem zweiten vorherbestimmten Radius, bei konstantem Radius jeweils einen konstanten Abstand zu einer ebenen Fläche aufweisen, die senkrecht zur Längsachse angeordnet ist.
  • "In Richtung des Behälterinneren hin versetzt" kann insbesondere bedeuten, dass, wenn die ebene Fläche eine Abstellfläche ist, auf der der Behälter auf dem Boden des Behälters stehend angeordnet wird, der erste Oberflächenbereich, in einem vorherbestimmten Radialbereich einen größeren Abstand von der Abstellfläche aufweist als der zweite Oberflächenbereich.
  • Unter "Abstand" kann hierin insbesondere ein Normalabstand verstanden werden.
  • In einem weiteren Radialbereich, in welchem der erste und der zweite Oberflächenbereich insbesondere im Bereich einer Mantelfläche des Behälters angeordnet sind, kann "in Richtung des Behälterinneren versetzt" auch bedeuten, dass der erste Oberflächenbereich einen geringeren Abstand zur Längsachse aufweist als der zweite Oberflächenbereich.
  • Mit anderen Worten kann der Boden bei wenigstens einem konstanten Radius in Umfangsrichtung mehrere, insbesondere drei oder mehr, Erhebungen und mehrere, insbesondere drei oder mehr, Vertiefungen, insbesondere abwechselnd, aufweisen. Die Erhebungen und Vertiefungen können einen konstanten Abstand zu einer ebenen Fläche aufweisen, die senkrecht zur Längsachse des Behälters angeordnet ist. Die Erhebungen und Vertiefungen können jeweils durch einen Oberflächenbereich mit variablem Abstand zu der ebenen Fläche miteinander verbunden sein, wobei der Übergang zwischen einer Erhebung und/oder einer Vertiefung und dem Oberflächenbereich mit variablem Abstand zu der ebenen Fläche wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar ist.
  • Der Ausdruck "in Form eines zusammenhängenden Schleifenbandes" kann hierin insbesondere bedeuten, dass der dritte Oberflächenbereich den Boden vollumfänglich umgibt. Bei einem vorherbestimmten azimutalen Winkel kann sich der dritte Oberflächenbereich von einem inneren Radius bis zu einem äußeren Radius bezüglich der Längsachse des Behälters erstrecken. Der inneren Radius und der äußere Radius können dabei abhängig vom azimutalen zwischen einem minimalen inneren Radius und einem maximalen äußeren Radius variieren, insbesondere periodisch. Die Verbindung der Punkte am inneren Radius kann als innere Begrenzungslinie des Schleifenbandes bezeichnet werden. Die Verbindung der Punkte am äußeren Radius kann als äußere Begrenzungslinie des Schleifenbandes bezeichnet werden.
  • Die innere bzw. äußere Begrenzungslinie kann auch als innere bzw. äußere Begrenzungskontur bezeichnet werden.
  • Als "azimutaler Winkel" kann hierbei der Polarwinkel von Zylinderkoordinaten verstanden werden, wobei die Radialkoordinate bzw. der Radius von der Längsachse oder Symmetrieachse des Behälters aus und die Höhe parallel zur Längsachse oder Symmetrieachse des Behälters gemessen werden kann. Mit anderen Worten ist in diesem Fall für Punkte auf der Längsachse oder Symmetrieachse der Radius gleich 0.
  • Wenigstens drei Schleifen kann dann bedeuten, dass der minimale innere Radius und der maximale äußere Radius wenigstens drei mal erreicht wird.
  • Die Schleifen oder Schleifensegmente des Schleifenbandes können insbesondere Buchten entsprechen. Mit anderen Worten kann die Mittellinie des Schleifenbandes eine zusammenhängende Linie sein, die an jedem Punkt der Linie von beiden Begrenzungslinien des Schleifenbandes denselben Normalabstand aufweist, und die sich insbesondere nicht selbst schneidet.
  • Der Abstand der Mittellinie von der Längsachse und/oder das Vorzeichen der Krümmung der Mittellinie kann bei einem Umlauf um den Behälter periodisch variieren. Insbesondere kann die Mittellinie Abschnitte mit konvexer (positiver) Krümmung und Abschnitte mit konkaver (negativer) Krümmung aufweisen, die periodisch abwechseln. Der Wert der Krümmung in einem Abschnitt mit konvexer oder konkaver Krümmung kann konstant oder variabel sein.
  • "Stetig differenzierbar" bedeutet insbesondere, dass im Punkt des Übergangs eine Ableitung existiert und die Ableitung stetig ist. Der Übergang zwischen dem ersten Oberflächenbereich und dem dritten Oberflächenbereich und/oder der Übergang zwischen dem zweiten Oberflächenbereich und dem dritten Oberflächenbereich können insbesondere in Umfangrichtung wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sein.
  • Einmal stetig differenzierbar kann auch als "tangentenstetig" und zweimal stetig differenzierbar kann auch als "krümmungsstetig" bezeichnet werden.
  • "In Umfangrichtung" kann insbesondere bei konstantem Radius oder Abstand von der Längsachse entlang des Umfangs des Behälters um die Längsachse bedeuten.
  • Mit anderen Worten kann die Ableitung tangential zu einem zur Längsachse konzentrischen Kreis mit vorherbestimmtem Radius gebildet werden. Die Ableitung kann insbesondere in einer Richtung senkrecht zur Mittellinie des Schleifenbandes bei dem konstanten Radius gebildet werden. Die Ableitung kann insbesondere entlang der Oberfläche des Bodens gebildet werden.
  • Insbesondere kann wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar bedeuten, dass der Krümmungsradius im Übergangsbereich zwischen dem ersten Oberflächenbereich und dem dritten Oberflächenbereich und/oder im Übergangsbereich zwischen dem zweiten Oberflächenbereich und dem dritten Oberflächenbereich stetig variiert, insbesondere keine Diskontinuitäten aufweist.
  • Als Übergangsbereich kann hierbei insbesondere ein an dem ersten oder zweiten Oberflächenbereich angrenzender Teilbereich des dritten Oberflächenbereichs bezeichnet werden, in der sich der Abstand zu der ebenen Fläche dem konstanten Wert des ersten bzw. zweiten Oberflächenbereichs annähert, von diesem jedoch verschieden ist. Der Übergangsbereich kann insbesondere eine Ausdehnung, die ≤ 1/3, insbesondere ≤ 1/4, insbesondere ≤ 1/5, der Breite einer Schleife in Querrichtung aufweisen.
  • Die Außenfläche des Bodens des Behälters kann eine Freiformfläche umfassen oder einer solchen entsprechen. Unter einer "Freiformfläche" kann hierin insbesondere eine Fläche verstanden werden, die wenigstens teilweise mittels Splines, also stückweise polynomialen Funktionen, beschrieben werden können. Dadurch können in vorteilhafter weise wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbare Übergänge erreicht werden.
  • Eine Schleife des Schleifenbandes wird in Querrichtung durch ein Spline n-ten Grades beschrieben. Dadurch können besonders weiche Formen im Behälterboden realisiert werden. Als Querrichtung kann hier insbesondere eine Richtung senkrecht zur Laufrichtung des Schleifenbandes bezeichnet werden. Die Laufrichtung des Schleifenbandes kann entlang der Mittellinie des Schleifenbandes verlaufen. Insbesondere kann der Übergang vom Spline n-ten Grades zum ersten und/oder zweiten Oberflächenbereich wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sein.
  • Ein Spline n-ten Grades ist eine Funktion, die stückweise aus Polynomen mit maximalem Grad n zusammengesetzt ist, wobei hierin n eine ganze Zahl größer oder gleich 2, und kleiner oder gleich 7 ist. Der Grad n kann insbesondere 2, 3, 5 oder 7 sein.
  • Als Übergang zwischen dem ersten bzw. zweiten Oberflächenbereich und dem dritten Oberflächenbereich kann jene, insbesondere durchgehende, Linie oder Kurve bezeichnet werden, an der der erste bzw. zweite Oberflächenbereich in den dritten Oberflächenbereich übergeht. Der Übergang vom ersten zum dritten Oberflächenbereich kann insbesondere der inneren Begrenzungslinie oder Begrenzungskontur des Schleifenbandes entsprechen. Der Übergang vom zweiten zum dritten Oberflächenbereich kann insbesondere der äußeren Begrenzungslinie oder Begrenzungskontur des Schleifenbandes entsprechen.
  • Die äußere und/oder innere Begrenzungslinie einer Schleife des Schleifenbandes kann wenigstens abschnittsweise durch wenigstens ein Spline n-ten Grades und/oder durch wenigstens einen Kreisbogen beschrieben werden.
  • Die Übergänge zwischen dem wenigstens einen Spline n-ten Grades und dem wenigstens einen Kreisbogen können wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sein. Dadurch können weiche Übergänge erreicht werden, wodurch der Behälter bei der Herstellung in einer Blasformmaschine leichter ausgeformt werden kann als im Stand der Technik bekannte Behälter.
  • Das Schleifenband kann wenigstens 3 und höchstens 24 Schleifen, insbesondere 3, 5, 6, 7, 8, 10 oder 12 Schleifen aufweisen.
  • Das Schleifenband kann rotationssymmetrisch zur Längsachse des Behälters sein.
  • Der Öffnungswinkel einer Schleife kann indirekt proportional zur Anzahl der Schleifen des Schleifenbandes sein.
  • Die Geometrie einer Schleife des Schleifenbandes kann spiegelsymmetrisch zur Winkelhalbierenden des Öffnungswinkels der Schleife sein.
  • Der Boden kann im Bereich des ersten und zweiten Oberflächenbereichs wenigstens teilweise eine zum Inneren des Behälters weisende Krümmung aufweisen. Dadurch kann die Stabilität des Bodens weiter erhöht werden.
  • Der erste Oberflächenbereich kann einen ersten und einen zweiten Teilbereich mit zum Inneren des Behälters weisender Krümmung aufweisen, wobei sich die Krümmung des ersten Teilbereichs von der Krümmung des zweiten Teilbereichs unterscheidet.
  • Der Behälter kann ein Behälter für stille oder druckbeaufschlagte Produkte bis 200 000Pa (2 bar), insbesondere bis 500 000Pa (5bar), Innendruck sein.
  • Der Behälter kann ein Füllvolumen von 100 ml bis 5 I, insbesondere von 250 ml bis 2,5 I, aufweisen.
  • Die Erfindung stellt außerdem ein Verfahren zum Konstruieren eines Bodens eines Behälters aus einem thermoplastischen Material bereit, umfassend die Schritte:
    • Konstruieren eines ersten und eines zweiten Oberflächenbereichs,
    • wobei der erste und der zweite Oberflächenbereich bei konstantem Radius bezüglich der Längsachse des Behälters jeweils einen konstanten Abstand zu einer ebenen Fläche, die senkrecht zur Längsachse angeordnet ist, aufweisen,
    • wobei der erste Oberflächenbereich gegenüber dem zweiten Oberflächenbereich in Richtung des Behälterinneren hin versetzt ist,
    • Konstruieren eines dritten Oberflächenbereichs,
    • wobei der erste und der zweite Oberflächenbereich durch den dritten Oberflächenbereich verbunden werden, der in Form eines zusammenhängenden Schleifenbandes ausgebildet ist und wenigstens drei Schleifen aufweist, und
    • wobei der Übergang zwischen dem ersten Oberflächenbereich und dem dritten Oberflächenbereich und/oder der Übergang zwischen dem zweiten Oberflächenbereich und dem dritten Oberflächenbereich wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sind; und wobei eine Schleife des Schleifenbandes in Querrichtung durch ein Spline n-ten Grades beschrieben wird, wobei n größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich 7 ist. Durch dieses Verfahren kann ein einfach herstellbarer, insbesondere einfach ausformbarer, Boden eines Behälters konstruiert werden.
  • Insbesondere kann das Verfahren zum Konstruieren eines oben beschriebenen Behälters verwendet werden, insbesondere zum Konstruieren eines Bodens eines oben beschriebenen Behälters. Der Boden, insbesondere der erste, zweite und/oder dritte Oberflächenbereich können insbesondere eines oder mehrere der obengenannten Merkmale aufweisen.
  • Das Konstruieren des Bodens des Behälters kann ein Konstruieren einer Freiformfläche umfassen.
  • Das Konstruieren des ersten Oberflächenbereichs kann insbesondere ein Konstruieren einer ersten Rotationsfläche aus einer ersten Kontur umfassen. Die erste Kontur kann einen Kreisbogen mit einem ersten Krümmungsradius, einen zweiten Kreisbogen mit einem zweiten, insbesondere vom ersten verschiedenen, Krümmungsradius und einen Spline n-ter Ordnung umfassen. Der Übergang zwischen dem ersten Kreisbogen und dem zweiten Kreisbogen und/oder zwischen dem zweiten Kreisbogen und dem Spline kann wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sein. Der erste Oberflächenbereich kann einem Teilbereich der ersten Rotationsfläche entsprechen.
  • Das Konstruieren des zweiten Oberflächenbereichs kann ein Konstruieren einer zweiten Rotationsfläche aus einer zweiten Kontur umfassen. Die zweite Kontur kann einen Kreisbogen mit einem ersten Krümmungsradius, einen zweiten Kreisbogen mit einem zweiten, insbesondere vom ersten verschiedenen, Krümmungsradius und einen Spline n-ter Ordnung umfassen. Der Übergang zwischen dem ersten Kreisbogen und dem zweiten Kreisbogen und/oder zwischen dem zweiten Kreisbogen und dem Spline kann wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sein. Der zweite Oberflächenbereich kann einem Teilbereich der zweiten Rotationsfläche entsprechen.
  • Der erste Krümmungsradius der ersten Kontur kann gleich oder verschieden vom ersten Krümmungsradius der zweiten Kontur sein. Der zweite Krümmungsradius der ersten Kontur kann gleich oder verschieden vom zweiten Krümmungsradius der zweiten Kontur sein. Der Spline der ersten Kontur kann gleicher Ordnung oder verschiedener Ordnung vom Spline der zweiten Kontur sein.
  • Das Konstruieren des dritten Oberflächenbereichs kann außerdem ein Konstruieren einer Schleife des Schleifenbandes umfassen. Das Konstruieren der Schleife wird ein Konstruieren einer äußeren und einer inneren Begrenzungslinie der Schleife umfassen, insbesondere wobei die innere und/oder die äußere Begrenzungslinie wenigstens einen Kreisbogen und/oder wenigstens ein Spline n-ter Ordnung umfassen.
  • Die Erfindung stellt außerdem einen Behälter bereit, dessen Boden gemäß eines oben beschriebenen Verfahrens konstruiert wurde.
  • Der Behälter, der Boden des Behälters und/oder das Verfahren zum Konstruieren des Bodens können insbesondere eines oder mehrere der obengenannten Merkmale aufweisen.
  • Die Erfindung stellt außerdem eine Blasform zur Verfügung umfassend einen Boden, der einen ersten und einen zweiten Oberflächenbereich aufweist,
    wobei der erste und der zweite Oberflächenbereich bei konstantem Radius bezüglich der Längsachse der Blasform jeweils einen konstanten Abstand zu einer ebenen Fläche, die senkrecht zur Längsachse angeordnet ist, aufweisen,
    wobei der erste Oberflächenbereich gegenüber dem zweiten Oberflächenbereich in Richtung des Blasforminneren hin versetzt ist,
    wobei der erste und der zweite Oberflächenbereich durch einen dritten Oberflächenbereich verbunden werden, der in Form eines zusammenhängenden Schleifenbandes ausgebildet ist und wenigstens drei Schleifen aufweist, und
    wobei der Übergang zwischen dem ersten Oberflächenbereich und dem dritten Oberflächenbereich und/oder der Übergang zwischen dem zweiten Oberflächenbereich und dem dritten Oberflächenbereich wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sind; und wobei eine Schleife des Schleifenbandes in Querrichtung durch ein Spline n-ten Grades beschrieben wird, wobei n größer oder gleich 2 und kleinen odergleich 7 ist.
  • Aus dem Stand der Technik bekannte Blasformböden weisen häufig nahezu scharfkantige Übergänge auf, also Übergänge, die nicht wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sind. Um einen Vorformling um solche Kanten zu blasen sind meist hohe Blasdrücke erforderlich. Bei einer erfindungsgemäßen Blasform kann aufgrund der wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbaren Übergänge der notwendige Blasdruck reduziert werden.
  • Die Blasform kann insbesondere zur Herstellung eines oben genannten Behälters in einer Blasformmaschine, insbesondere aus einem Kunststoffvorformling, dienen oder verwendet werden. Die Blasform, insbesondere der Blasformboden, kann dabei insbesondere derart ausgebildet sein, dass damit ein oben genannter Behälter hergestellt werden kann.
  • Der Boden der Blasform kann insbesondere eines oder mehrere der obengenannten Merkmale des Bodens eines oben genannten Behälters aufweisen. Die Oberfläche des Bodens der Blasform kann insbesondere eine Freiformfläche umfassen oder einer solchen entsprechen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der beispielhaften
    • Figuren erläutert. Dabei zeigen:
      Fig. 1A-1C
      eine beispielhafte Draufsicht, Seitenansicht und einen beispielhaften Querschnitt durch einen beispielhaften Boden eines Behälters aus einem thermoplastischen Material;
      Fig. 2A und 2B
      eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines beispielhaften Bodens eines beispielhaften Behälters aus einem thermoplastischen Material;
      Fig. 3
      eine Draufsicht auf zwei beispielhafte Böden von zwei beispielhaften Behältern aus einem thermoplastischen Material;
      Fig. 4
      ein Schleifensegment eines Schleifenbandes eines beispielhaften Bodens eines Behälters aus einem thermoplastischen Material;
      Fig. 5
      einen Querschnitt durch einen beispielhaften Boden eines Behälters aus einem thermoplastischen Material;
      Fig. 6
      einen Querschnitt durch einen beispielhaften Boden eines Behälters aus einem thermoplastischen Material;
      Fig. 7
      einen Querschnitt durch einen beispielhaften Boden eines Behälters aus einem thermoplastischen Material;
      Fig. 8
      eine Überlagerung von zwei Querschnitten durch einen beispielhaften Boden eines Behälters aus einem thermoplastischen Material;
      Fig. 9
      eine Projektion eines halben Schleifensegments eines beispielhaften Bodens eines Behälters aus einem thermoplastischen Material;
      Fig. 10
      eine Projektion eines halben Schleifensegments eines weiteren beispielhaften Bodens eines Behälters aus einem thermoplastischen Material;
      Fig. 11
      eine Projektion eines halben Schleifensegments eines weiteren beispielhaften Bodens eines Behälters aus einem thermoplastischen Material;
      Fig. 12
      eine Schleife eines beispielhaften Bodens eines Behälters aus einem thermoplastischen Material;
      Fig. 13
      eine perspektivische Ansicht einer Schleife eines Schleifenbandes eines beispielhaften Bodens eines Behälters aus einem thermoplastischen Material; und
      Fig. 14
      eine Seitenansicht einer Schleife eines Schleifenbandes eines beispielhaften Bodens eines Behälters aus einem thermoplastischen Material.
  • Fig. 1A zeigt eine Draufsicht auf einen beispielhaften Boden eines Behälters aus einem thermoplastischen Material. Bei dem Behälter kann es sich insbesondere um eine Kunststoffflasche, beispielsweise eine PET Flasche, handeln. Die Draufsicht in Fig. 1A ist insbesondere eine Draufsicht auf die äußere Oberfläche der Unterseite des Behälters, also jene Seite, die der Mündung der Flasche gegenüberliegt und auf der die Flasche üblicherweise auf einer Abstellfläche, z.B. einem Tisch, abgestellt wird.
  • Der Boden weist einen ersten Oberflächenbereich 1 und einen zweiten Oberflächenbereich 2 auf. Der erste und der zweite Oberflächenbereich 1, 2 haben bei einem konstanten Radius R bezüglich der Längsachse 4 des Behälters jeweils einen konstanten Abstand zu einer ebenen Fläche, die senkrecht zur Längsachse angeordnet ist, beispielsweise dem Tisch, auf dem der Behälter angeordnet oder abgestellt ist.
  • Der erste Oberflächenbereich 1 ist gegenüber dem zweiten Oberflächenbereich 2 in Richtung des Behälterinneren hin versetzt. Mit anderen Worten ist der Abstand des ersten Oberflächenbereichs 1 zu der Abstellfläche für den Behälter bei einem vorherbestimmten Radius R größer als der Abstand des zweiten Oberflächenbereichs 2 bei demselben Radius R. Dies kann insbesondere in einem vorherbestimmten Radialbereich, also zwischen einem ersten vorbestimmten Radius und einem zweiten vorherbestimmten Radius, gültig sein.
  • Mit anderen Worten, bei einem vorherbestimmten Radius können entlang des Umfangs des Behälterbodens, insbesondere abwechselnd, mehrere Erhebungen und/oder Einbuchtungen vorhanden sein.
  • Der erste Oberflächenbereich 1 und der zweite Oberflächenbereich 2 werden durch einen dritten Oberflächenbereich 3 verbunden. Der dritte Oberflächenbereich 3 ist in Form eines zusammenhängenden Schleifenbandes ausgebildet, das in diesem Beispiel fünf Schleifen aufweist.
  • Der dritte Oberflächenbereich 3 hat gegenüber dem ersten Oberflächenbereich 1 und/oder gegenüber dem zweiten Oberflächenbereich 2 einen unterschiedlichen Abstand zu der ebenen Fläche, die senkrecht zur Längsachse angeordnet ist und/oder zur Längsachse 4 des Behälters.
  • In Fig. 1A ist auch ein vorherbestimmter Radialbereich A gezeigt, auf welchem der Behälter üblicherweise auf der Abstellfläche aufliegt.
  • Der erste Oberflächenbereich 1 und der zweite Oberflächenbereich 2 weisen innerhalb des Abstellbereiches A eine zum Behälterinneren hinweisende Krümmung auf.
  • Die Kurve bzw. der Konturverlauf des Schleifenbandes, der den ersten Oberflächenbereich 1 bzw. den zweiten Oberflächenbereich 2 vom dritten Oberflächenbereich 3 trennt, kann hierin als Übergang zwischen dem ersten bzw. dem zweiten Oberflächenbereich 1, 2 und dem dritten Oberflächenbereich 3 bezeichnet werden. Der Übergang 5 zwischen dem zweiten Oberflächenbereich 2 und dem dritten Oberflächenbereich 3 und/oder der Übergang 6 zwischen dem ersten Oberflächenbereich 1 und dem dritten Oberflächenbereich 3 ist wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar.
  • Dadurch wird ein besonders weicher Übergang zwischen dem ersten und dem dritten bzw. dem zweiten und dem dritten Oberflächenbereich erreicht, was wiederum eine einfache Fertigung des Behälters, insbesondere bei niedrigen Blasdrücken, erlaubt.
  • Fig. 1 B zeigt eine Seitenansicht des beispielhaften Bodens aus Fig. 1A. Dabei ist zu sehen, dass der erste Oberflächenbereich 1 gegenüber dem zweiten Oberflächenbereich 2 in Richtung des Behälterinneren hin versetzt ist.
  • Fig. 1C zeigt einen Querschnitt durch einen Teil des beispielhaften Bodens aus Fig. 1 A bei einem vorherbestimmten konstanten Radius R. Bei dem konstanten Radius R haben der erste Oberflächenbereich 1 und der zweite Oberflächenbereich 2 jeweils einen konstanten Abstand, insbesondere Normalabstand, zu einer ebenen Fläche E, die senkrecht zur Längsachse des Behälters angeordnet ist. Der Abstand der beiden Oberflächenbereiche zur ebenen Fläche E ist jedoch unterschiedlich, wobei insbesondere der erste Oberflächenbereich 1 gegenüber dem zweiten Oberflächenbereich 2 in Richtung des Behälterinneren hin versetzt ist.
  • Der Übergang 6 zwischen dem ersten Oberflächenbereich 1 und dem dritten Oberflächenbereich 3 und der Übergang 5 zwischen dem zweiten Oberflächenbereich 2 und dem dritten Oberflächenbereich 3 ist wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar.
  • Der Abschnitt des dritten Oberflächenbereichs 3 zwischen dem Übergang 5 und dem Übergang 6 wird durch ein Spline n-ten Grades beschrieben.
  • Fig. 2A zeigt eine Draufsicht auf einen weiteren beispielhaften Behälterboden aus einem thermoplastischen Material. Das zusammenhängende Schleifenband des dritten Oberflächenbereichs 3 weist in diesem Beispiel zehn Schleifen auf.
  • Fig. 2A zeigt außerdem einen Anspritzpunkt 7 zur Zentrierung des Preforms in der Blasform einer Blasformmaschine. Der erste Oberflächenbereich weist in diesem Beispiel wenigstens teilweise eine zum Behälterinneren weisende Krümmung auf. Im Bereich 1' weist die Krümmung dabei einen anderen Wert auf als in Teilbereichen des ersten Oberflächenbereichs außerhalb des Bereichs 1'.
  • Fig. 2B zeigt eine Seitenansicht des beispielhaften Bodens aus Fig. 2A.
  • Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf zwei weitere beispielhafte Böden von Behältern aus einem thermoplastischen Material. Beide Böden weisen dieselbe Anzahl an Schleifen auf. Die Geometrie der Schleifen ist jedoch für die beiden Böden unterschiedlich. Durch die Schleifengeometrie kann die Breite des dritten Oberflächenbereichs 3 bestimmt werden.
  • Außerdem unterscheiden sich die beiden beispielhaften Böden in Fig. 3 durch den Radialbereich, in dem der dritte Oberflächenbereich 3 angeordnet ist. Im Beispiel auf der linken Seite der Fig. 3 erstreckt sich der dritte Oberflächenbereich 3 in Radialrichtung von einem ersten zu einem zweiten vorherbestimmten Radius und auf der rechten Seite der Fig. 3 von einem dritten vorherbestimmten Radius zu einem vierten vorherbestimmten Radius. In diesem Beispiel sind sowohl der dritte als auch der vierte vorherbestimmte Radius kleiner als der erste bzw. zweite vorherbestimmte Radius.
  • Durch die Form des zusammenhängenden Schleifenbandes des dritten Oberflächenbereichs 3 können die Flächeninhalte und/oder das Verhältnis der Flächeninhalte der Oberflächenbereiche 1 und 2 variiert werden.
  • In Fig. 3 ist außerdem der Bereich einer Schleife 8 schematisch angedeutet. Das Schleifenband ist in diesem Beispiel rotationssymmetrisch zur Längsachse des Behälters, die in diesem Beispiel senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft.
  • Der Öffnungswinkel der Schleife 8 kann proportional zur Anzahl der Schleifen des Schleifenbandes gewählt werden. Das Schleifenband kann 3 bis 24 Schleifen umfassen. Insbesondere kann der Öffnungswinkel einer Schleife gemäß dem Ausdruck 360°/(Anzahl der Schleifen) bestimmt werden.
  • Die Geometrie einer Schleife des Schleifenbandes kann spiegelsymmetrisch zur Winkelhalbierenden des Öffnungswinkels der Schleife sein.
  • Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teilbereichs eines beispielhaften Bodens eines Behälters aus einem thermoplastischen Material, in dem ein Schleifensegment des Schleifenbandes des dritten Oberflächenbereichs 3 angeordnet ist. In radialer Richtung kann der Abstand zu einer ebenen Fläche, die senkrecht zur Längsachse angeordnet ist, variieren. Bei konstantem Radius bezüglich der Längsachse weisen jedoch Punkte des ersten Oberflächenbereichs 1 und des zweiten Oberflächenbereichs 2 einen konstanten Abstand zu einer ebenen Fläche, die senkrecht zur Längsachse angeordnet ist, auf.
  • Außerdem ist in Fig. 4 die Mittellinie des Schleifensegments als gestrichelte Linie dargestellt.
  • Fig. 5 illustriert die Konstruktion des zweiten Oberflächenbereichs eines beispielhaften Bodens eines Behälters aus einem thermoplastischen Material. Insbesondere kann der zweite Oberflächenbereich ein Teilbereich einer Rotationsfläche sein, die durch Rotation der in Fig. 5 gezeigten Kontur um die Längsachse 4 gebildet wird.
  • Diese Kontur wird definiert durch: einen ersten Domradius 9, einen Krümmungsradius 10, einen zweiten Domradius 11, dem Außenkonturfußradius 12 und einem Spline 13 n-ter Ordnung, der den Übergang zur Mantelfläche des Behälters bildet.
  • Die Übergänge der Bereiche, die durch den ersten Domradius 9, dem Krümmungsradius 10, dem zweiten Domradius 11 und dem Außenkonturfußradius 12 können wenigstens einmal stetig differenzierbar sein. Auch der Übergang vom Außenkonturfußradius 12 zum Spline 13 kann wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sein.
  • Der Krümmungsverlauf des Splines 13 wird durch ein Polynom n-ten Grades beschrieben. Der Grad n des Splines 13 kann dabei 2 - 7 sein.
  • Fig. 6 illustriert weitere Parameter zur Konstruktion eines beispielhaften Bodens eines Behälters, insbesondere der in Fig. 5 gezeigten Kontur.
  • Die Außendimensionen des Bodens werden durch den Außendurchmesser 14 und die Bodenhöhe 15 festgelegt. Das Maß des Standkreisdurchmessers 16 wird durch ein Verhältnis zum Außendurchmesser 14 festgelegt. Der Standkreisdurchmesser bezeichnet jenen Durchmesser, bei dem der Boden der Flasche beim Abstellen auf einer ebenen Fläche auf der ebenen Fläche aufliegt. Der Standkreisdurchmesser kann insbesondere dem Mittelwert oder Median der Radien entsprechen bei denen der Boden der Flasche beim Abstellen auf einer ebenen Fläche auf der ebenen Fläche aufliegt.
  • Das Verhältnis des Maßes des Standkreisdurchmessers 16 zum Außendurchmesser 14 kann zwischen 0,615 und 0,935 liegen. Die Höhe 17 des ersten Domradius 9 und/oder die Höhe 18 des zweiten Domradius 11 können durch, insbesondere unterschiedliche, Verhältnisse zum Außendurchmesser beschrieben werden.
  • Der Anfangspunkt 23 des Spline 13 kann durch eine Gerade zwischen den Punkten 21 und 22 erzeugt werden. Die Gerade zwischen 21 und 22 ist tangential am Fußradius angeordnet. Der Anfangspunkt 23 des Splines kann mit Hilfe eines Winkels auf dem Außenkonturfußradius 12 zwischen den Punkten 20 und 22 bestimmt werden. Der Tangentenpunkt der Gerade zwischen 21 und 22 am Fußradius kann dabei senkrecht zum Mittelpunkt des Außenkonturfußradius 12 liegen.
  • Fig. 7 illustriert weitere Aspekte eines Verfahrens zum Konstruieren eines Bodens eines Behälters aus einem thermoplastischen Material. Insbesondere zeigt Fig. 7 eine Kontur, aus der bei Rotation um die Achse 4 ein Oberflächenbereich gebildet wird, wobei der erste Oberflächenbereich in den oben gezeigten Beispielen eine Teilmenge des durch Rotation der Kontur erhaltenen Oberflächenbereichs sein kann.
  • Die Kontur in Fig. 7 wird beschrieben durch einen ersten Domradius 9, einen Krümmungsradius 24, einen dritten Domradius 25, einen Innenkonturfußradius 26 und einem Spline 27. Die Übergänge der einzelnen Bereiche können wiederum wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sein.
  • Fig. 8 zeigt weitere Aspekte eines Verfahrens zum Konstruieren eines Behälterbodens gemäß einem der vorherigen Beispiele. In Fig. 8 sind die in Fig. 7 gezeigte Kontur und Teile der in Fig. 5 und 6 gezeigten Kontur dargestellt. Der Spline 27 geht wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar im Punkt 31 in eine Gerade über, die parallel zum Außendurchmesser des Behälters ist. Die Gerade zwischen den Punkten 31 und 32 ist parallel zur Geraden zwischen den Punkten 21 und 22 in Fig. 6. Der Abstand dieser beiden Geraden kann über das Maß 28 definiert werden. Der Krümmungsverlauf des Splines 27 für die in Fig. 7 gezeigte Kontur kann durch ein Polynom n-ten Grades beschrieben werden.
  • Der Abstand zwischen der Innenkontur und der Außenkontur kann über das Maß 29a definiert werden. Der Abstand zwischen Punkt 34 und Punkt 20 in Fig. 6 kann über das Maß 29b definiert werden. An den Punkten 34 und 20 kann die Tangente an die Innenkontur bzw. an die Außenkontur senkrecht zur Längsachse bzw. parallel zu einer horizontalen Fläche sein.
  • Maß 29a und Maß 29b können unterschiedlich sein. Insbesondere kann das Maß 29a kleiner, gleich oder größer als das Maß 29b sein.
  • Auch das Abstandsmaß 28 kann unterschiedlich oder gleich dem Abstandsmaß 29b sein. Insbesondere kann das Abstandsmaß 29b kleiner, gleich oder größer als das Abstandsmaß 28 sein.
  • Durch die Maße 28 und 29b kann bestimmt werden, wie weit der erste Oberflächenbereich gegenüber dem zweiten Oberflächenbereich zum Behälterinneren hin versetzt ist.
  • Der Anfangspunkt 33 des Splines der Innenkontur wird durch eine Gerade zwischen den Punkten 31 und 32 erzeugt. Die Gerade zwischen 31 und 32 ist tangential am Fußradius 26. Der Anfangspunkt 33 kann mit Hilfe eines Winkels 30 auf dem Fußradius 26 zwischen den Punkten 34 und 32 bestimmt werden. Das Maß des Fußradius 26 kann in einem Verhältnis zum Fußradius der Außenkontur 12 angegeben werden.
  • In den Fig. 9-11 sind drei unterschiedliche Schleifengeometrien für das zusammenhängende Schleifenband des dritten Oberflächenbereiches illustriert. Insbesondere sind in diesen Figuren Aspekte der Konstruktion des Schleifenbandes illustriert.
  • Da die Schleifen spiegelsymmetrisch zur Winkelhalbierenden sind, sind in den Fig. 9-11 jeweils nur ein halbes Schleifensegment dargestellt.
  • Fig. 9 zeigt eine erste Alternative für eine Schleifengeometrie. Die Längsachse des Behälters 4 ist zusammen mit der Winkelhalbierenden 35 und einer Geraden 36 des Öffnungswinkels dargestellt. Mit anderen Worten ist der Winkel 37 zwischen den Geraden 35 und 36 der halbe Öffnungswinkel der Schleife.
  • Punkt 51 ist der nächste Punkt zur Längsachse 4, definiert also die innere Begrenzung des Schleifenbandes (minimaler innerer Radius des Schleifenbandes). Die Begrenzung in radialer Richtung für den Punkt 51 ist größer oder gleich dem Maß oder der radialen Erstreckung des ersten Domradius 9 in den vorangegangenen Abbildungen. Maximal kann der Punkt 51 am Standkreisdurchmesser 16 (Fig. 6) liegen.
  • Der Punkt 50, der die äußere Begrenzung des Schleifenbandes darstellt (maximaler äußerer Radius), also den maximalen Radius, den ein Punkt des dritten Oberflächenbereichs annimmt, kann zwischen dem Doppelten des Domradius 9 und dem Maß des Außendurchmessers 14 gewählt werden. Mit anderen Worten kann sich der maximale Radius, den ein Punkt des dritten Oberflächenbereichs annimmt, innerhalb oder außerhalb des Standkreisdurchmessers 16 befinden.
  • Die Abstandsmaße 38 und 39 definieren die Breite des Schleifenbandes entlang der Winkelhalbierenden 35 bzw. entlang der Geraden 36 des Öffnungswinkels. Die Abstandsmaße 38 und 39 können gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein. Insbesondere kann das Verhältnis des Abstandsmaßes 38 zum Abstandsmaß 39 von 0,215 bis 3 betragen.
  • Die innere Begrenzungslinie der Schleife, also der Übergang zwischen dem ersten Oberflächenbereich und dem dritten Oberflächenbereich und/oder die äußere Begrenzungslinie, also der Übergang zwischen dem zweiten Oberflächenbereich und dem dritten Oberflächenbereich, können wenigstens abschnittsweise durch wenigstens einen Spline n-ten Grades und/oder durch wenigstens einen Kreisbogen mit vorherbestimmtem Radius, beschrieben werden.
  • Auf der Winkelhalbierenden 35 sind Mittelpunkte 58 und 59 mit Radien 42 und 43 angeordnet.
  • Die Grundkonstruktion der inneren Begrenzungslinie der Schleife wird durch Mittelpunkte 56 und 58 sowie durch die Radien 41 und 43 beschrieben.
  • Der Punkt 52 der inneren Begrenzungslinie der Schleife entsteht durch die Verbindung des Mittelpunktes 58 mit einer Hilfsgeraden 46, die tangential zum Radius 41 ist. Der Tangentenpunkt ist der Übergangspunkt zwischen dem Radius 41 und dem Spline 44. Der Punkt 54 der inneren Begrenzungslinie der Schleife entsteht durch die Verbindung des Mittelpunktes 56 mit einer Hilfsgeraden 49, die tangential zum Radius 43 ist. Der Tangentenpunkt ist der Übergangspunkt zwischen dem Radius 43 und dem Spline 44.
  • Die Grundkonstruktion der äußeren Begrenzungslinie der Schleife wird durch den Mittelpunkt 57 und 59 sowie die Radien 42 und 40 beschrieben.
  • Der Punkt 53 auf der äußeren Begrenzungslinie der Schleife entsteht durch die Verbindung des Mittelpunkts 57 mit einer Hilfsgeraden 48, die tangential zum Radius 42 wird. Der Tangentenpunkt ist der Übergangspunkt zwischen dem Radius 42 und dem Spline 45. Der Punkt 55 der äußeren Begrenzungslinie der Schleife entsteht durch die Verbindung des Mittelpunkts 59 mit einer Hilfsgeraden 47, die tangential zum Radius 40 ist. Der Tangentenpunkt ist der Übergangspunkt zwischen dem Radius 40 und dem Spline 45.
  • Die innere Begrenzungslinie der Schleife, also der Übergang zwischen dem ersten Oberflächenbereich und dem dritten Oberflächenbereich, wird also durch einen Kreisbogen mit Radius 41, ein Spline n-ten Grades 44 und einen Kreisbogen mit Radius 43 beschrieben. Der Übergang vom Kreisbogen mit Radius 41 zum Spline 44 im Punkt 52 kann wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sein. Der Spline 44 geht im Punkt 54 wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar in den Kreisbogen mit Radius 43 über.
  • Der Krümmungsverlauf des Spline 44 zwischen den Punkten 52 und 54 kann durch ein Polynom n-ten Grades beschrieben werden, wobei n insbesondere zwischen 2 und 7 gewählt werden kann.
  • Die äußere Begrenzungslinie der Schleife, also der Übergang zwischen dem zweiten Oberflächenbereich und dem dritten Oberflächenbereich wird durch einen Kreisbogen mit Radius 40, ein Spline 45 und einen Kreisbogen mit Radius 42 beschrieben. Der Übergang vom Kreisbogen mit Radius 40 zum Spline 45 im Punkt 55 kann wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sein. Der Spline 45 geht im Punkt 53 wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar in den Kreisbogen mit Radius 42 über.
  • Der Krümmungsverlauf des Splines 45 zwischen den Punkten 55 und 53 kann ebenfalls durch ein Polynom n-ten Grades beschrieben werden, wobei n zwischen 2 und 7 gewählt wird.
  • Fig. 10 zeigt eine zweite Alternative für eine Schleifengeometrie für das zusammenhängende Schleifenband des dritten Oberflächenbereichs.
  • Punkt 67 ist der nächste Punkt zur Längsachse 4, definiert also die innere Begrenzung des Schleifenbandes. Die Begrenzung in radialer Richtung für den Punkt 67 ist größer oder gleich dem Maß oder der radialen Erstreckung des ersten Domradius 9 in den vorangegangenen Abbildungen. Maximal kann der Punkt 67 am Standkreisdurchmesser 16 (Fig. 6) liegen.
  • Der Punkt 76, der die äußere Begrenzung des Schleifenbandes darstellt, also den maximalen Radius, den ein Punkt des dritten Oberflächenbereichs annimmt, kann zwischen dem Doppelten des Domradius 9 und dem Maß des Außendurchmessers 14 liegen. Mit anderen Worten kann sich der maximale Radius, den ein Punkt des dritten Oberflächenbereichs annimmt, innerhalb oder außerhalb des Standkreisdurchmessers 16 befinden.
  • Die Abstandsmaße 61 und 62 definieren die Breite des Schleifenbandes entlang der Winkelhalbierenden 35 bzw. entlang der Geraden 36 des Öffnungswinkels. Die Abstandsmaße 61 und 62 können gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein. Insbesondere kann das Verhältnis des Abstandsmaßes 61 zum Abstandsmaß 62 von 0,215 bis 3 betragen.
  • In Fig. 10 sind Hilfsgeraden 65 und 66 gezeigt, die senkrecht auf der Geraden 36 des Öffnungswinkels stehen. Die Endpunkte 67 und 68 der Hilfsgeraden 65 und 66 liegen auf der Geraden 36 des Öffnungswinkels.
  • Außerdem zeigen Fig. 10 zwei weitere Hilfsgeraden 73 und 74, die senkrecht auf der Winkelhalbierenden 35 des Öffnungswinkels stehen. Die Endpunkte 75 und 76 der Hilfsgeraden 73 und 74 liegen auf der Winkelhalbierenden 35.
  • Die Grundkonstruktion der Innenbegrenzung der Schleife wird durch die Hilfsgeraden 65 und 73 sowie den Stützgeraden senkrecht zu 36 und senkrecht zu 35 beschrieben.
  • Die innere Begrenzungslinie der Schleife wird durch die Hilfsgerade 65, ein Spline 64 und die Hilfsgerade 73 beschrieben. Der Übergang von der Hilfsgeraden 65 im Punkt 67 in den Spline 64 kann wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sein. Der Spline 64 geht im Punkt 75 wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar in die Hilfsgerade 73 über. Spline 64 zwischen den Punkten 67 und 75 kann mit Hilfe der Stützgeraden 69 und 61 verändert werden. Die Maße zur Positionierung der Stützgeraden 69 und 61 können unterschiedlich sein oder in einem Verhältnis zueinander stehen.
  • Der Krümmungsverlauf des Spline 64 zwischen den Punkten 67 und 75 kann durch ein Polynom n-ten Grades beschrieben werden , insbesondere mit n von 2 bis 7.
  • Die Grundkonstruktion der äußeren Begrenzungslinie der Schleife wird durch die Hilfsgerade 66 und die Hilfsgerade 74 sowie durch die Stützgeraden senkrecht zu 36 und senkrecht zu 35 beschrieben.
  • Die äußere Begrenzungslinie der Schleife wird durch die Hilfsgerade 66, einem Spline 63 und der Hilfsgeraden 74 beschrieben. Die Übergänge zwischen diesen Elementen in den Punkten 68 bzw. 76 können wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sein. Die Form des Splines 63 kann mit Hilfe der Stützgeraden 70 und 72 verändert werden. Die Maße zur Positionierung der Stützgeraden können unterschiedlich sein oder in einem Verhältnis zueinander stehen.
  • Der Krümmungsverlauf des Splines kann durch ein Polynom n-ten Grades beschrieben werden, insbesondere mit n von 2 bis 7.
  • Fig. 11 zeigt eine weitere Alternative für eine Schleifengeometrie für das zusammenhängende Schleifenband des dritten Oberflächenbereichs.
  • Punkt 86 ist der nächste Punkt zur Längsachse 4, definiert also die innere Begrenzung des Schleifenbandes. Die Begrenzung in radialer Richtung für den Punkt 86 ist größer oder gleich dem Maß oder der radialen Erstreckung des ersten Domradius 9 in den vorangegangenen Abbildungen. Maximal kann der Punkt 86 am Standkreisdurchmesser 16 (Fig. 6) liegen.
  • Der Punkt 93, der die äußere Begrenzung des Schleifenbandes darstellt, also den maximalen Radius, den ein Punkt des dritten Oberflächenbereichs annimmt, kann zwischen dem Doppelten des Domradius 9 und dem Maß des Außendurchmessers 14 liegen. Mit anderen Worten kann sich der maximale Radius, den ein Punkt des dritten Oberflächenbereichs annimmt, innerhalb oder außerhalb des Standkreisdurchmessers 16 befinden.
  • Die Abstandsmaße 78 und 79 definieren die Breite des Schleifenbandes entlang der Winkelhalbierenden 35 bzw. entlang der Geraden 36 des Öffnungswinkels. Die Abstandsmaße 78 und 79 können gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein. Insbesondere kann das Verhältnis des Abstandsmaßes 78 zum Abstandsmaß 79 von 0,215 bis 3 betragen.
  • Die innere Begrenzung der Schleifenkontur wird über die Radien 82 und 85 definiert. Die äußere Begrenzung der Schleifenkontur wird über die Radien 83 und 84 definiert.
  • Zwischen dem Radius 82 und dem Radius 85, sowie zwischen dem Radius 83 und dem Radius 84 ergeben sich tangentiale Verbindungen. Die Tangentenpunkte 87 und 91 sind Übergangspunkte für einen Spline 81 der Innenkontur der Schleife und Tangentenpunkte 89 und 90 sind Übergangspunkte für den Spline 80 der Außenkontur der Schleife.
  • Die Innenkontur der Schleife wird durch einen Kreisbogen mit Radius 82, einem Spline 81 und einem Kreisbogen mit Radius 85 beschrieben. Die Übergänge zwischen diesen Elementen können wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sein. Die Radien 82 und 85 können in einem Verhältnis zueinander stehen. Der Krümmungsverlauf des Splines 81 kann wiederum durch ein Polynom n-ten Grades beschrieben werden, insbesondere mit n von 2 bis 7.
  • Die Position der Mittelpunkte der Radien kann gleich oder unterschiedlich sein, insbesondere in einem Verhältnis zueinander stehen.
  • Die Radien 82 und 85 sowie die Abstände 78 und 79 können aber auch in einem Verhältnis zueinander stehen.
  • Die Außenkontur der Schleife wird durch einen Kreisbogen mit Radius 83, ein Spline 80 und einen Kreisbogen mit Radius 84 beschrieben. Der Übergang zwischen diesen Elementen kann wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sein.
  • Die Radien 83 und 84 können in einem Verhältnis zueinander stehen. Der Krümmungsverlauf des Splines 80 kann wiederum durch ein Polynom n-ten Grades beschrieben werden, insbesondere mit n von 2 bis 7.
  • Die Position der Mittelpunkte der Radien kann gleich oder unterschiedlich sein, insbesondere in einem Verhältnis zueinander stehen.
  • Die Radien 83 und 84 sowie die Abstände 78 und 79 können aber auch in einem Verhältnis zueinander stehen.
  • Fig. 12 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Bodens eines beispielhaften Behälters, wobei der Teil eine Schleife des Schleifenbandes umfasst. Der erste Oberflächenbereich 1 geht im Bereich der Innenkontur der Schleife in den dritten Oberflächenbereich 3 über und der dritte Oberflächenbereich 3 geht an der Außenkontur der Schleife in den zweiten Oberflächenbereich 2 über.
  • Bei der Konstruktion des Bodens werden mit Hilfe von Hilfsflächen Schnittkurven auf dem ersten Oberflächenbereich 1 und dem zweiten Oberflächenbereich 2 erzeugt. Die Endpunkte 102-115 der Schnittkurven werden mit Splines 95-101 verbunden. Die Übergänge der Splines 95-101 in den Endpunkten 102-115 sind wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar.
  • Die Splines 95-101 haben einen Krümmungsverlauf, der durch ein Polynom n-ten Grades beschrieben wird, insbesondere wobei n größer gleich 2 und kleiner gleich 7 ist.
  • Mit Hilfe der inneren und äußeren Begrenzungskontur der Schleife und den Splines 95 - 101 kann eine Freiformfläche konstruiert werden, welche dem dritten Oberflächenbereich 3 entspricht. Der Krümmungsverlauf in u und v Richtung der Freiformfläche des Schleifenbandes kann durch Polynome n-ten Grades beschrieben werden.
  • Das Winkelsegment kann dann mit der Anzahl der Schleifen, die vorher definiert worden ist, um die Rotationsachse vervielfältigt werden. Dadurch kann die Konstruktion des Schleifenbandes abgeschlossen werden.
  • Fig. 13 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht des Teils des beispielhaften Bodens eines Behälters aus einem thermoplastischen Material, der in Fig. 12 dargestellt ist. Figur 14 zeigt eine entsprechende Seitenansicht.
  • Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannte Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt sind und auch in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind. Die vorangegangenen Beispiele können anstelle von Behälterböden analog auch auf Böden von Blasformen und deren Konstruktion angewendet werden.

Claims (14)

  1. Behälter aus einem thermoplastischen Material, insbesondere eine Kunststoffflasche, umfassend:
    einen Boden, der einen ersten und einen zweiten Oberflächenbereich (1; 2) aufweist,
    wobei der erste und der zweite Oberflächenbereich (1; 2) bei konstantem Radius bezüglich der Längsachse des Behälters jeweils einen konstanten Abstand zu einer ebenen Fläche (E), die senkrecht zur Längsachse angeordnet ist, aufweisen,
    wobei der erste Oberflächenbereich (1) gegenüber dem zweiten Oberflächenbereich (2) in Richtung des Behälterinneren hin versetzt ist,
    wobei der erste und der zweite Oberflächenbereich (1; 2) durch einen dritten Oberflächenbereich (3) verbunden werden, der in Form eines zusammenhängenden Schleifenbandes ausgebildet ist und wenigstens drei Schleifen aufweist,
    wobei der Übergang (6) zwischen dem ersten Oberflächenbereich (1) und dem dritten Oberflächenbereich (3) und/oder der Übergang (5) zwischen dem zweiten Oberflächenbereich (2) und dem dritten Oberflächenbereich (3) wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sind; und dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Schleife des Schleifenbandes in Querrichtung durch ein Spline n-ten Grades (95 - 101) beschrieben wird, wobei n größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich 7 ist.
  2. Behälter nach Anspruch 1, wobei eine äußere und/oder innere Begrenzungslinie einer Schleife des Schleifenbandes wenigstens abschnittsweise durch wenigstens ein Spline n-ten Grades (44; 45) und/oder durch wenigstens einen Kreisbogen beschrieben werden.
  3. Behälter nach Anspruch 2, wobei die Übergänge zwischen dem wenigstens einen Spline n-ten Grades und dem wenigstens einen Kreisbogen wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sind.
  4. Behälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Schleifenband wenigstens 3 und höchstens 24 Schleifen, insbesondere 3, 5, 6, 7, 8, 10 oder 12 Schleifen aufweist.
  5. Behälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Schleifenband rotationssymmetrisch zur Längsachse des Behälters ist.
  6. Behälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Öffnungswinkel einer Schleife indirekt proportional zur Anzahl der Schleifen des Schleifenbandes ist.
  7. Behälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Geometrie einer Schleife des Schleifenbandes spiegelsymmetrisch zur Winkelhalbierenden (35) des Öffnungswinkels der Schleife ist.
  8. Behälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Boden im Bereich des ersten und zweiten Oberflächenbereichs wenigstens teilweise eine zum Inneren des Behälters weisende Krümmung aufweist.
  9. Behälter nach Anspruch 8, wobei der erste Oberflächenbereich einen ersten und einen zweiten Teilbereich mit zum Inneren des Behälters weisender Krümmung aufweist, wobei sich die Krümmung des ersten Teilbereichs von der Krümmung des zweiten Teilbereichs unterscheidet.
  10. Behälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Behälter ein Behälter für stille oder leicht druckbeaufschlagte Produkte bis 500 000Pa (5 bar) Innendruck ist.
  11. Behälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Behälter ein Füllvolumen von 100 ml bis 5 I aufweist.
  12. Verfahren zum Konstruieren eines Bodens eines Behälters aus einem thermoplastischen Material umfassend die Schritte:
    Konstruieren eines ersten und eines zweiten Oberflächenbereichs (1; 2),
    wobei der erste und der zweite Oberflächenbereich (1; 2) bei konstantem Radius bezüglich der Längsachse des Behälters jeweils einen konstanten Abstand zu einer ebenen Fläche (E), die senkrecht zur Längsachse angeordnet ist, aufweisen, wobei der erste Oberflächenbereich (1) gegenüber dem zweiten Oberflächenbereich (2) in Richtung des Behälterinneren hin versetzt ist,
    Konstruieren eines dritten Oberflächenbereichs (3),
    wobei der erste und der zweite Oberflächenbereich (1; 2) durch den dritten Oberflächenbereich (3) verbunden werden, der in Form eines zusammenhängenden Schleifenbandes ausgebildet ist und wenigstens drei Schleifen aufweist,
    wobei der Übergang (6) zwischen dem ersten Oberflächenbereich (1) und dem dritten Oberflächenbereich (3) und/oder der Übergang (5) zwischen dem zweiten Oberflächenbereich (2) und dem dritten Oberflächenbereich (3) wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sind; und
    wobei eine Schleife des Schleifenbandes in Querrichtung durch ein Spline n-ten Grades (95 - 101) beschrieben wird, wobei n größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich 7 ist.
  13. Behälter, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 - 11, dessen Boden gemäß eines Verfahrens nach Anspruch 12 konstruiert wurde.
  14. Blasform umfassend:
    einen Boden, der einen ersten und einen zweiten Oberflächenbereich aufweist,
    wobei der erste und der zweite Oberflächenbereich bei konstantem Radius bezüglich der Längsachse der Blasform jeweils einen konstanten Abstand zu einer ebenen Fläche, die senkrecht zur Längsachse angeordnet ist, aufweisen,
    wobei der erste Oberflächenbereich gegenüber dem zweiten Oberflächenbereich in Richtung des Blasforminneren hin versetzt ist,
    wobei der erste und der zweite Oberflächenbereich durch einen dritten Oberflächenbereich verbunden werden, der in Form eines zusammenhängenden Schleifenbandes ausgebildet ist und wenigstens drei Schleifen aufweist,
    wobei der Übergang zwischen dem ersten Oberflächenbereich und dem dritten Oberflächenbereich und/oder der Übergang zwischen dem zweiten Oberflächenbereich und dem dritten Oberflächenbereich wenigstens einmal, insbesondere wenigstens zweimal, stetig differenzierbar sind; und
    wobei eine Schleife des Schleifenbandes in Querrichtung durch ein Spline n-ten Grades (95-101) beschrieben wird, wobei n größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich 7 ist.
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