DE1607895A1

DE1607895A1 - Druckfeste Kunststoff-Flasche

Info

Publication number: DE1607895A1
Application number: DE1967N0030935
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Otto Lachner
Original assignee: 4P Nicolaus Kempten GmbH
Current assignee: 4P Nicolaus Kempten GmbH
Priority date: 1967-07-20
Filing date: 1967-07-20
Publication date: 1970-10-01
Also published as: AT279399B; BE718373A; FR1573697A; CH475882A; DE1607895B2; NL6810136A; US3511401A; GB1237402A; SE343537B

Description

Anmelder* Heinrich Nicolaus GmbH, Kempten· Druekfeste Kunststoff-Flasche

Die Erfindung betrifft eine druckfest« Flasche aus Kunststoff ftir kohlensäurehaltige Getränke·

Druckfeste Flaschen aus Kunststoff für Bier und andere kohlensäurehaltige Getränke sind in der von Glasflaschen her bekannten und in einer aus mehreren Kugelzonen zusammengesetzten Form (Gbm 1 828 042) bereits bekannt. Bei einer anderen bekannten Flasche verjüngt sich der zylindrische Hauptteil am unteren Ende in Form eines Segmentes eines Rotationskörpers,; Insbesondere in Form einer in den Hauptteil übergehenden mit der Bodenfläche aber eine Kante bildenden Kugelzone, wobei der Radius der Kugelzone kleiner als der Radius des zylindrischen Hauptteils und der Durchmesser der Aufstellfläche nicht größer als 90£ desjenigen' des zylindrischen Hauptteile ©ein soll (G\m 1 960 200). Sie Flaschenformen haben sich Jedoch nicht durchsetzen können» da sie zur Erreichung genügende? Festigkeit immer nceh eine verhältnismäßig groSe Wandstärke besitzen müssen und daher als Einwegverpackung zu teuer sind·

Die Stelle, an der die Flaschen durch den Innendruck am Stärksten beansprucht werden, ist der Boden und insbespndere die Obergangszone vom Rumpf zum Boden· Man hat daher schon Flaschen vorge-

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schlagen, deren Boden flach nach außen gewölbt ist. Da solche Flaschen nicht auf ihrer Bodenfläche stehen können, hat man sie mit Stutzringen bzw« -rippen- oder zapfenförmigen Vorsprüngen versehen (Gbm 1 939 024, Gbm 1 939 025, Obm 1 941 979). Diese Formen haben nicht zu einer wesentlichen Verringerung des einzusetzenden Materials geführt· Außerdem entsprechen die mit Vorsprtingen versehenen Flaschen nicht der bei dein Verbraucher Ub-Hohen Vorstellung einer Bierflasche_o

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Form des Übergangs vom zylindrischen Hauptteil der Flasche zu βinert nicht nach außen gewölbten Boden zu finden, durch die eine druckfestβ, zylindrische Flasche aus Kunststoff mit möglichst geringem Materialeinsatz hergestellt werden kann.

Durch theoretische Überlegungen und praktische Vereuohe wurde ermittelt, daß bei zylindrischen Flaschen mit ebenen Böden und mit einem Übergangsradius vom zylindrischen Hauptteil zur Bodenebene an den Stellen, an denen im Meridianschnitt der Radius in die Sylinderflache und die Bodenfläche Obergeht, Spannungsspitsen entstehen. Diese Spitzen werden um so gröBer, ■ je kleiner der Radius ist. Bei den Versuchen wurde durch steigenden Innendruck der ganze Boden abgesprengt, wobei die Bruchstelle wegen der vorangehenden Verformung im abgerundeten Bereioh in der Nähe des Überganges zur Zylinderfläche erfolgt. An derselben Stelle tritt auch der Bruch bei nach außen vorgewölbten Böden auf, die die Form eines Rotationsellipsoids haben.

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Eb wurde nun gefunden« daß eine besondere günstige Spannungsverteilung dadurch erreicht werden kann, daß in der Übergangszone vom zylindrischen Hauptteil zum Boden der Krümmungsradius stetig abnimmt», wobei sich der kleinste Krümmungsradius an der Auflagelinie befindet.

Dieser kleinste Krümmungsradius soll jedoch' möglichst groß sein und der Krümmungsmittelpunkt soll nahe an der Flaschenachse liegen, so daß, der Durchmesser der Auflagelinie also verhältnismäßig klein wird. Für die angestrebte besonders günstige Span· nungsverteilung wird der Flaschenboden etwa im Anschluß an den kleinsten Krümmungsradius so nach innen eingesogen, daß er einen Kegel bildet, dessen Spitze abgerundet wird»

Der Übergang vom Zylinder bis zur Auflagelinie des Bodens er-. folgt also zunächst etwa in Form einer Hyperbel, an die sich eine Zone mit besagtem kleinsten Krümmungsradius anschließtο An der Auflagelinie des Bodens hat die Zone eine horizontale Tangente an den kleinsten Krümmungsradius.

Die vorstehend genannten optimalen Bedingungen können praktisch jedoch nur in gewissen Grenzen verwirklicht werden, denn die Flasohen müssen in der Abfüllmaschine und auch be, im Verbraucher noch genügend Sicherheit gegen Umkippen besitzen. Eine Flasche kippt um, wenn ihre Auflagefläche zu klein 1st und sie durch Erschütterung aus dem Gleichgewicht gebracht wird oder wenn sich unter erhöhtem Innendruck der Boden nach unten durchwölbt. Die

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bei Kunststoff-Flaschen unter erhöhtem Innendruck auftretenden Verformungen müssen also auch beachtet wurden.

Unter Berücksichtigung dieser Gesichtepunkte wurde die neuerungsgemäße, insbesondere aus PVC, vorzugsweise Hart-PVC, hergestellte Kunststoff-Flasche entwickelt, die infolge ihrer Form von Über<-gangszone und Boden bei einer für kohlensäurehaltige Getränke ausreichenden !Druckfestigkeit und Standsicherheit ein außergewöhnlich niedriges Material-Einsatzgewicht ermöglicht. Die Bodenfläche ist nach innen gewölbt· Die Flasche zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß das Einsatzgewicht nur 1,25 - 2,5 g PVC/cm-Flasohenhöhe, insbesondere 1,5 - 2,2 g PVC/cn-Flaschenhöhe beträgt und daß sie eine Übergangszone bat, deren Höhe größer oder gleich dem 0,4fachen des Flaschendurchmeasers in dem zy- . lindrischen Hauptteil ist und deren Krümmungsradius im Meridiansohnitt vom Übergang vom zylindrischen Teil bis zur Auflagelinie stetig abnimmt, wobei er an der Auflagelinie das 0,15 - 0,3fache, vorzugsweise das 0,17 ~ 0,2faehe des Flasohendurcbmessers beträgt und deren Auflagelinie einen Durchmesser hat, der 0,4- bis 0,7-, vorzugsweise 0,5 bis 0,6mal so groß wie der Flasohendurohmeeser ist. Am übergang; vom zylindrischen Hauptteil let d#¥ KrUinungaradius kleiner ale unendlich, aber größer ale der Flaschendurohmessere Die Bodenfläche ist um das 0,04- bis 0,3faohe» vorzugsweise das 0,045- bis 0,12fache des Flasohendurohseesere in Ihrer Mitte nach innen gewölbt. Die übergangszone und der Boden der Flasche sind, wie vorzugsweise auch die anderen Teile, rotation·« ayametrlsoh. Die erfindungsgemäße Form von übergangszone und Boden kann jedoch.auch bei Flaschen angewendet werden, deren

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Rumpf nicht zylindrisch„ sondern birnenförmige eiförmig, kantig oder ähnlich geformt ist* Falls der Hauptteil einer Flasche von der zylindrischen Form abweicht» gilt als Bezugsdurchmesser der größte Flaschendurchmesser senkrecht zur Rotationsachse«,

Durch die erfindungsgemäSe Kombination der Abmessungen für Ubergangszone und Boden wird die Herstellung von geblasenen druckfesten Kunststoff-Flaschen mit einem Überraschend geringer. Material-Einsatzgewicht ermöglicht. Bsi zylindrischen Flaschen, deren Form etwa den Flaschen nach DIJT 6199 oder 6095 entspricht, genügt ein Einsätzgewicht von 1,8 bia 2,1 g PVC/cm-FlasshenhÖhe, vorzugsweise etwa 2,0 .g PYC/em-Flaschenhöhe. Durch den neuartigen Flaschenboden und di® Ubergangszone wird der Vorteil erreicht, daß sich der Flsscheaboden unter erhöhtem Innendruck verformen kann, ohne siöh im wesentlichen nach θμΒβά zu wölben» Dabei stellt eiCh₉ abhängig vom Innendruck, ein Gleiehg«wl©htszustand mit jeweils entsprechender Wölbhöhdi der.litt© d©a Flaschenbodens aiii» Mit steigendem Innendruck nehmen Wölbhöhe und Durchmesser der Auflageltoia ab, was siofo günetig auf die Span-nunge-> verteilung auswirkt» Bsbsi wird

Die &vtinäiing,&g®RäB®

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Die Flasche besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Hauptteil 1, einer Übergangszone 2, einer Bodenzone 3» einem Hals 4 und einem Mundstück 5* Im zylindrischen Hauptteil 1 hat die Flasche, einen Durohmesser D, auf den alle anderen erfindungsgemäß bevorzugten Abmessungen bezogen sind·. Die Übergangszone 2 hat die Höhe H, die größer oder gleich 0,4 D ist. .In der Übergangs« zone 2 schließt an den zylindrischen Hauptteil 1 der Krümmungsradius T₁ an, der an dieser Stelle in vorteilhafter Weise größer als D ist, und nach unten hin sich stetig auf den Radius r« verringert, welcher 0,15 bis 0,3 D, vorzugsweise 0,17 bis 0,2 D, ist. Die Flasche steht an der kreisförmigen Auflagelinie a auf einer nicht dargestellten Unterlage» Die Auflagelinie a hat den Durch» messer d, der 0,4 bis 0,7 D₉ vorzugsweise 0,5 bis 0,6 D, beträgt. Der Boden 3 ist nach innen gewölbt, wobei die Wölbhöhe h 0,04 bis 0,3 D, vorzugsweise 0,045 bis 0,12 D, beträgt. Eine Flasche, die etwa der abgebildeten Form entspricht und einen Inhalt von 0,33 1 hat, ist beispielsweise 160 mm hoch, hat einen Durchmesser von D =» 68 mm und wiegt ca. 30 g.

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Claims

Patentansprüche

1y) Druekfeste Kunst stoff -Flasche für kohlensäurehaltige Getränke, wie Bier, Mineralwasser, Limonade oder Sekt, mit einem vorzugsweise zylindrischen Hauptteil (1), der in einer Übergangs» zone (2) zur Bodenzone (3) übergeht, wobei Im Meridianschnitt der Krümmungsradius am oberen Ende der Übergangszone (2) größer ist als an der Auflagelinie und wobei die Bodenzone nach innen gewölbt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Flasche vorzugsweise aus Hart-PVC besteht und ein Eineatzgewicht von 1,25 bis 2_C5 g PVC/cm Flaschenhöhe, insbesondere 1,5 bis 2,2 g PVC/cm Flaschen-

höhe aufweist und daß sie eine Übergangszone (2) hat, deren Höhe (H) größer oder gleich dem O,4fachen des Durchmessers (D) des größten Flaschendurehmessers senkrecht zur Rotationsachse ist, und in dieser übergangezone (2) einen Krümmungsradius (r) besitzt, der zur Bodenzone (5) hin sich stetig verringert und an der Auflagelinie (a) das 0,15- bis 0,3fache, vorzugsweise das 0,17- bis 0,2fache des Durchmessers (D) beträgt, und der Durchmesser (d).. der kreisförmigen Auflagelinie (a) das 0,4-bls 0,7fache,'vorzugsweise das 0,5- bis 0,6fache, des Durchmessers (D) beträgt.

2·) Kunststoff-Flasche mit zylindrische« Hauptteil (1) nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß die Flasche ein Einsatzgewicht von 1,8 bis 2,1 g PVC/om Flaschenhöhe, vorzugsweise etwa 2,0 g PVC/om Flasohenhöhe hat.

3·) Kunststoff-Flasche nach einem der Ansprüche 1 oder 2, daduroh gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius Cr₁) an dem oberen Ende der übergangezone kleiner al« unendlich und größer als der Duroh-(B) ist. 009840/0023

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4o) Kunststoff-Flasche nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da», durch gekennzeichnet, daß sie rotationssymmetrisch ist»

5·) Kunststoff-Flasche nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbhöhe (h) der Bodenfläche
das 0,04- bis 0,3fache, vorzugsweise das 0,045- bis 0,12fache des Durchmessers (D) beträgt.

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