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Die Erfindung betrifft eine Flasche nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere geht es um eine Flasche aus Kunststoff, vorzugsweise zur Aufnahme von unter Druck stehender Flüssigkeit, mit Hals, umlaufender Seitenwand und Boden, wobei die Seitenwand einen relativ zu einer vertikalen Hochachse schräg gerichteten Verformungsbereich aufweist, nämlich eine zumindest teilweise umlaufende Einschnürung oder Ausbuchtung. Dabei ist die schräge Ausrichtung des Verformungsbereichs in zwei einander gegenüberliegenden Seitenansichten erkennbar. Bevorzugt geht es um Flaschen aus thermoplastischem Material, etwa PET, hergestellt durch Blasformen oder Hydroformen aus Vorformlingen und zu Befüllen mit einer unter Druck stehenden Flüssigkeit. Bei letzterer handelt es sich beispielsweise um kohlensäurehaltiges Mineralwasser oder kohlensäurehaltige Limonade.
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Bekannt sind Flaschen mit schräg gerichteter umlaufender Einschnürung im Bereich einer umlaufenden Seitenwand, siehe beispielsweise
US 2019/0002152 A1 . Die Einschnürung läuft vollständig um die Flasche um und ist aus zwei einander gegenüberliegenden Ansichten relativ zu einer vertikalen Hochachse schräg gerichtet. Dabei weist die Einschnürung ein teilkreisförmiges Querschnittsprofil auf, welches entlang der Einschnürung mit unterschiedlichen Radien versehen ist.
13 der
US 2019/0002152 A1 zeigt einen Längsschnitt durch die aufrechte Flasche. Die umlaufende Einschnürung ist dort dargestellt durch einen rechten, höher liegenden konkaven Bereich und einen linken, demgegenüber niedriger liegenden konkaven Bereich. An beide konkave Bereiche schließen zum Hals und zum Boden der Flasche jeweils konvexe Querschnittsbereiche an. Gut erkennbar ist, dass der rechte, höherliegende konkave Bereich einen engeren Radius aufweist als der linke, niedriger liegende konkave Bereich. In der Beschreibung ist dazu angegeben, dass der engere Radius auf der rechten Seite eine höhere Stabilität der Flasche gegen Druck von oben bewirkt. Ein derartiger Druck entsteht beispielsweise beim Übereinanderstapeln von Flaschen, etwa durch aufeinanderliegende Gebinde.
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Bei der Herstellung und Befüllung der Flasche muss diese präzise handhabbar sein. Ausgewählte Flaschenbereiche werden durch Förderorgane beaufschlagt oder liegen an Förderorganen an. Zur Vermeidung von Fehlern im Produktionsablauf müssen die genannten Bereiche stets genau vorhersagbar im Raum positioniert sein. Dies ist nur dann möglich, wenn die Abmessungen der aufeinanderfolgenden Flaschen identisch sind und sich nach dem Ausformen nicht mehr verändern.
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Versuche haben gezeigt, dass Flaschen mit schräggerichteter, umlaufender Einschnürung und umlaufend konstantem Radius des Profils der Einschnürung nach dem Befüllen, aufgrund des Innendrucks Form und Abmessungen verändern. Zwar sind die Änderungen von Form und Abmessungen nur gering, sie können aber Störungen im Produktionsablauf bewirken. Insbesondere verschieben sich ein oberer Teil der Flasche und der Flaschenhals quer zur mittig durch den Boden gehenden vertikalen Hochachse. Die Richtung der Verformung ergibt sich dabei aus der konkreten Lage der schräggerichteten Einschnürung, nämlich von deren höchster Position zur gegenüberliegenden Seite der Flasche. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer im Produktionsprozess möglichst formstabilen Flasche.
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Zur Lösung der Aufgabe weist eine erfindungsgemäße Flasche die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Verformungsbereich in einem oberen Teilbereich desselben ein Profil mit einer größeren Weite oder einem größeren Radius aufweist als in einem unteren Teilbereich. Versuche haben überraschenderweise ergeben, dass eine Ausbildung des Verformungsbereichs mit weiterem Profil im oberen Teilbereich und schmalerem Profil im unteren Teilbereich die beschriebene Verformung der Flasche deutlich verringert, einschließlich der Verschiebung des Flaschenhalses. Der Verformungsbereich ist demnach anders profiliert als in der
US 2019/0002152 A1 , nämlich genau entgegengesetzt. Während in der US-Schrift im oberen Teilbereich des Verformungsbereichs ein Profil mit geringerer Breite als im unteren Teilbereich vorgesehen ist, weist die erfindungsgemäße Flasche, wie beschrieben, einen oberen Teilbereich des Verformungsbereichs mit größerer Profilweite auf. Eine als Verformungsbereich vorgesehene Einschnürung kann auch nach Art eines zumindest teilweise umlaufenden Grabens ausgebildet sein, mit scharfen oder gerundeten Kanten zur Seitenwand, mit rundem oder polygonalem Profil.
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Das Profil des Verformungsbereichs kann mit einem teilkreisförmigen Querschnitt ausgebildet sein und einen Radius aufweisen. Alternativ kann das Profil eine andere Querschnittsform aufweisen, etwa U-förmig oder parabolisch oder rechteckig.
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Grundsätzlich kann die Verformung bezogen auf die Flasche nach innen (Einschnürung, Graben) oder außen (Ausbuchtung) gerichtet sein. Vorzugsweise ist eine nach innen gerichtete Verformung vorgesehen.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann das Profil des Verformungsbereichs in einem obersten Teilbereich desselben die größte Weite oder den größten Radius aufweisen. Das heißt, sämtliche bezüglich der vertikalen Hochachse niedriger liegenden Teilbereiche des Verformungsbereichs weisen eine geringere Profilweite oder einen geringeren Radius auf.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann das Profil des Verformungsbereichs in einem untersten Bereich desselben die kleinste Weite oder den kleinsten Radius aufweisen. Das heißt, sämtliche bezüglich der vertikalen Hochachse höher liegenden Teilbereiche des Verformungsbereichs weisen eine größere Profilweite oder einen größeren Radius auf.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung können Weite oder Radius des Profils vom untersten zum obersten Teilbereich ausschließlich zunehmen. Vorzugsweise nehmen die Weite oder der Radius zum obersten Teilbereich hin stetig oder linear zu.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann der Verformungsbereich vollständig um die Flasche umlaufend sein. Es handelt sich dann um eine vollständig umlaufende Einschnürung oder Ausbuchtung. Der Verformungsbereich kann aber auch in umlaufender Richtung unterbrochen sein oder unterschiedlich tief (in Richtung quer zur Hochachse) ausgebildet sein.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann der Verformungsbereich eine Ebene schräg zur Hochachse definieren. Das heißt, der Verformungsbereich verläuft ausschließlich innerhalb einer Ebene, die relativ zur Hochachse geneigt ist. Der Verformungsbereich kann aber auch in einer schiefen Ebene verlaufen oder in mehreren aneinander anschließenden Ebenen.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann der Verformungsbereich als Einschnürung an konvexe Bereiche der Seitenwand anschließen, insbesondere zwischen einem oberen konvexen Bereich und einem unteren konvexen Bereich positioniert sein, alternativ nur an einen oberen oder unteren konvexen Bereich anschließen. Vorzugsweise ist die Oberfläche der Seitenwand außerhalb des Verformungsbereichs doppelt konvex gekrümmt, also relativ zur Hochachse und relativ zur Umfangsrichtung. Der Verformungsbereich ist vorzugsweise relativ zur Hochachse konkav gekrümmt und in Umfangsrichtung konvex gekrümmt.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann ein oberster Teilbereich des Verformungsbereichs genauso weit von der durch eine Mitte des Bodens gehenden vertikalen Hochachse entfernt sein, wie ein unterster Teilbereich des Verformungsbereichs. Dabei wird jeweils ein der Hochachse am nächsten kommender Abschnitt des Profils zugrundegelegt. Das Profil des unteren Teilbereichs soll nicht dichter an der Hochachse liegen als das Profil des obersten Teilbereichs und umgekehrt. Eventuelle in die Verformungsbereiche eingreifende Förderorgane können so stets den gleichen Abstand zur Hochachse aufweisen. Insbesondere weisen sämtliche Teilbereiche des Verformungsbereichs gleiche Abstände zur Hochachse auf.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung im Übrigen und aus den Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, nämlich eine erste Seitenansicht einer aufrechtstehenden Flasche mit umlaufender Einschnürung,
- 2 eine zweite Seitenansicht der Flasche gemäß 1, hierzu um 90° verdreht.
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In 1 erkennbar ist eine Flasche 10 aus thermoplastischem Kunststoff und zur Aufnahme einer unter Druck stehenden Flüssigkeit, etwa Mineralwasser, Limonade oder dergleichen, mit Boden 11, Hals 12 und umlaufender Seitenwand 13. Abgesehen von einem noch näher zu beschreibenden Verformungsbereich 14 in der umlaufenden Seitenwand 13 ist die Flasche rotationssymmetrisch ausgebildet. Entsprechend verläuft eine vertikale Hochachse 15 mittig durch Boden 11 und Hals 12.
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Die Flasche 10 ist bereits mit einer unter Druck stehenden Flüssigkeit gefüllt. Der Hals 12 ist mit einem nicht gezeigten Deckel dicht verschlossen.
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Der Verformungsbereich 14 ist hier eine vollständig um die Flasche 10 schräg umlaufende Einschnürung 16. Die schräge Ausrichtung der Einschnürung 16 relativ zur Hochachse 15 ist derart, dass durch die Einschnürung 16 eine in der Seitenansicht gemäß 2 schräggerichtete Ebene 17 definiert wird. Aufgrund der schrägen Anordnung der Einschnürung 16 weist letztere auf jeder Seite der Flasche 10 einen obersten Teilbereich 18, einen oberen Teilbereich 19, einen unteren Teilbereich 20 und einen untersten Teilbereich 21 auf. In 1 sind die obersten Teilbereiche 18 und oberen Teilbereiche 19 sichtbar.
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Durch die schräggerichtete Einschnürung 16 und die Druckbeaufschlagung weist die Flasche nach dem Befüllen eine von ihrer Idealform abweichende Gestalt auf. Hierzu wird auf die in 2 eingezeichneten Pfeile A, B, C, D verwiesen. Auf der Seite des untersten Teilbereichs 21 liegende Wandungen der Flasche sind geringfügig in Richtung der Pfeile B, C, D versetzt. Dadurch ist auch die Mitte des Halses 12 geringfügig in Richtung des Pfeils A und relativ zur Hochachse 15 verschoben. Dies ist in den Figuren nicht dargestellt.
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Zur Verminderung der beschriebenen Verformung und Verschiebung auf ein nur noch sehr geringes Maß ist die Einschnürung 16 in besonderer Weise ausgestaltet. Die Einschnürung 16 weist ein Profil mit einer sich entlang der Einschnürung 16 ändernden Weite bzw. einem sich ändernden Radius auf. Vorzugsweise ist das Profil teilkreisförmig mit einem Radius ausgebildet, wie in 2 durch die eingezeichneten Kreise 22, 23 ersichtlich. Diese dienen hier nur zur Illustration der unterschiedlichen Radien. Im untersten Teilbereich 21 ist der Radius des Profils der Einschnürung 16 am kleinsten und im obersten Teilbereich 18 am größten. Zwischen dem untersten Teilbereich 21 und dem obersten Teilbereich 18 nimmt der Radius des Profils stetig zu. Die Ebene 17 liegt hier mittig im Profil der Einschnürung 16.
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In den 1 und 2 ist die Einschnürung 16 begrenzt durch durchgehende Linien 24, 25. Diese sollen nur die Position der Einschnürung 16 verdeutlichen. Es handelt sich vorzugsweise nicht um Knicklinien oder Kanten. Möglich ist aber auch eine Ausbildung mit Knicken oder Kanten.
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Im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist die umlaufende Seitenwand 13 durch die Einschnürung 16 unterteilt in einen oberen Wandbereich 26, welcher hier zylindrisch ausgebildet ist, und einen unteren Wandbereich 27, welcher hier doppelt konvex ausgebildet ist, also mit konvexer Wölbung relativ zur Umfangsrichtung und zugleich in vertikaler Richtung.
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Die umlaufende Einschnürung 16 weist in der Außenansicht ein konkaves Profil auf, welches ohne Knick oder Kante in konvexe Bereiche 28, 29 der Seitenwand 13 übergeht. Die Linien 24, 25 zeigen die Position des Übergangs vom konkaven Profil zur konvexen Seitenwand an.
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Die Ebene 17 der Einschnürung 16 schneidet die Hochachse 15 etwa bei einem Drittel der Höhe der Flasche 10. Der Schnittpunkt kann aber auch höher oder niedriger liegen, etwa zwischen einem Fünftel und zwei Drittel der Höhe der Flasche 10.
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Insbesondere weist die Ebene 17 eine Neigung von 20° bis 50° relativ zu einer Horizontalen bzw. 40° bis 70° relativ zur Hochachse 15 auf.
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Die Verformungsbereiche 14 können auch abweichend von einer Ausrichtung entlang der Ebene 17 in einer gekrümmten Ebene verlaufen. Insbesondere wichtig ist der in den Figuren dargestellte, in der Seitenansicht schräge Verlauf mit einem im obersten Teilbereich größeren oder weiteren Profil als im untersten Teilbereich.
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In den Figuren dargestellt sind als Verformungsbereiche 14 ausschließlich nach innen gerichtete Verformungen, nämlich Vertiefungen und Einschnürungen. Stattdessen können auch nach außen gerichtete Verformungen vorgesehen sein, also Erhebungen oder Ausbuchtungen, bzw. eine umlaufende Ausbuchtung.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Flasche
- 11
- Boden
- 12
- Hals
- 13
- umlaufende Seitenwand
- 14
- Verformungsbereich
- 15
- Hochachse
- 16
- Einschnürung
- 17
- Ebene
- 18
- oberster Teilbereich
- 19
- oberer Teilbereich
- 20
- unterer Teilbereich
- 21
- unterster Teilbereich
- 22
- großer Kreis
- 23
- kleiner Kreis
- 24
- Linie
- 25
- Linie
- 26
- oberer Wandbereich
- 27
- unterer Wandbereich
- 28
- konvexer Bereich
- 29
- konvexer Bereich
- A
- Pfeil
- B
- Pfeil
- C
- Pfeil
- D
- Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2019/0002152 A1 [0002, 0005]
