DE19618328B4

DE19618328B4 - Flexibler Kunststoffbehälter

Info

Publication number: DE19618328B4
Application number: DE1996118328
Authority: DE
Inventors: Cornelius Nittel
Original assignee: Nittel & Co KG GmbH
Current assignee: Nittel & Co KG GmbH
Priority date: 1996-05-07
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: US6007884A; AU1782497A; JPH1052856A; AU726920B2; DE19618328A1

Abstract

Flexibler Kunststoffbehälter, hergestellt aus zwei Formhälften, in deren Verbindungsnaht mindestens ein Einlegeteil zur Befüllung und/oder Entleerung des Behälters eingefügt ist, das senkrecht zur Behälterwand verlaufende Pressflächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressflächen an jeder Verbindungsstelle mit den Formhälften einen Winkel größer als 90° in Bezug auf die Verbindungsnaht der beiden Formhälften aufweisen und dass zwei einander gegenüberliegende Kanten der Pressflächen in einer Linie mit bzw. parallel zu der Verbindungsnaht der beiden Formhälften liegen.

Description

Die Erfindung betrifft einen flexiblen Kunststoffbehälter aus zwei Formhälften, in deren Verbindungsnaht mindestens ein Einlegeteil zur Befüllung und/oder Entleerung des Behälters eingefügt ist, das senkrecht zur Behälterwand verlaufende Pressflächen aufweist.
Für die Herstellung von Behältern aus geteilten Formen sind verschiedene Verfahren bekannt. Beispielsweise dienen hierfür Spritzguss-, Blasform oder Tiefziehverfahren. In vielen dient die geteilte Form der besseren Entfernung oder Entnahme der geformten Gegenstände, so dass einstückige Behälter entstehen. Beim Tiefziehen von Folien mittels Druckdifferenz sind geteilte Formen vor allem im sogenannten Twinsheet-Verfahren bekannt. Der so geformte Gegenstand wird während des Formgebungsverfahrens entlang einer Passfläche der Formhälften zusammengepresst und umlaufend verschweisst. Öffnungen im ausgeformten Gegenstand müssen in der Wandung nach dem Entformen eingebracht werden, insbesondere bei Behälterformen zum Befüllen und Entleeren.
Um diesen zusätzlichen Arbeitsgang zu vermeiden, ist bereits versucht worden, das Anschlußelement zwischen den Flachfolienbändern umfangsseitig zu verschweißen, indem die thermoplastifizierten Folien das nach außen abstehende Teil des Anschlußelements umschließen und darauf formstabil abkühlen. Alternativ ist auch bekannt, die flanschartige Erweiterung eines nach außen abstehenden Rohransatzes zu hinterschneiden. In diesen Fällen wird unterstellt, daß das Formgebungsmaterial in fließfähigem Zustand ein Anschlußelement so ummantelt, daß eine Verschweißung erfolgt, weil das Folienmaterial in der Umgebung des Anschlußelements formstabil abkühlen kann. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß nicht fließfähig erhitzte Flächen von Verbindungsteilen mit dem fließfähig erhitzten Folienmaterial allein durch Umschließung keine innige, dichtende Schweißverbindung eingehen.
Bei kleineren Behältnissen, deren Inhalt maximal 20 l beträgt, von denen in den vorgenannten Druckschriften ausgegangen wird, mag in vielen Fällen das angegebene Verfahren zur Verbindung des Behälters mit den Anschlußteilen ausreichen. Sofern jedoch Dichtverbindungen von ausgeformten Folien mit Verschlußteilen gefordert werden, die hohen Prüfvorschriften nach Transportsicherheit standhalten müssen, sind die bekannten Verfahren bei Behältern von 30 bis 1000 l Inhalt und mehr nicht gewährleistet. Auch ein anderes bekanntes Verfahren reicht nicht aus, weil dort davon ausgegangen wird, daß fließfähiges Material in eine Einschnürung fließt, wenn das Anschlußelement mit seiner Stirnseite angepreßt wird. Diese außenflächige Verbindung umschließt einen wie immer gearteten Flanschteil nicht ausreichend dichtend. Es wird besonders darauf verwiesen, daß eine Umschließung von Rohrstutzen im Übergangsbereich von Rohrmantel-Außenfläche zur weiterlaufenden Naht im Behälterrand eine leicht offene Lippe bildet. Dies geschieht deshalb, weil die Druckverhältnisse zur geschlossenen Nahtbildung nicht ausreichen, die letzte Phase eines fast senkrecht laufenden Halbkreises zu erfassen.
Die DE 42 05 332 A1 hat die Verbindung eines Anschlusselements aus Metall mit einem blasgeformten Kraftstoffbehälter aus Kunststoff für Kraftfahrzeuge zum Gegenstand. Das Anschlusselement wird dabei in einem Blasformwerkzeug arretiert und dann in einem einzigen Arbeitsgang unmittelbar mit dem blasgeformten Behälter verbunden. Zur Erzielung einer guten Anbindung des Anschlusselements kann ein Leitungsstutzen z. B. eine Rändelung aufweisen oder mit einem Kleber versehen sein, um einen zusätzlichen Formschluss und/oder eine zusätzliche Klebeverbindung herzustellen. Darüber hinaus schlägt die DE 42 05 332 A1 zur dichten Anbindung des Anschlusselements an den Kraftstoffbehälter die Verwendung einer Schlauchklemme vor. Aus der DE 1 134 820 B geht ein Verfahren zum Befestigen eines Verschlusselements in aus thermoplastischen Hartfolien gezogenen Flaschen hervor. Bei diesem Verfahren wird ein Rohrstück in einen kurzen Hals des Behälters eingesetzt und während der Herstellung des Behälters in Berührung mit dem zur Formung erhitzten Folienmaterial gebracht. Die Befestigung dieses Verschlusselements tritt durch die beim Abkühlen des Werkstoffs auftretenden Spannungen ein. Zur Erzielung eines dichten Abschlusses schlägt die DE 1 134 820 B vor, Rillen auf dem Verschlusselement anzubringen, die in das Folienmaterial eindringen können. Zweckmäßiger Weise legt man dabei die einstückige Folie von beiden Seiten um das Verschlusselement herum, um sie nach dem Anpressen außerhalb des Behälters zu verschweißen. Die DE 2 210 693 A offenbart einen durch Blasen hergestellten Ausgleichsbehälter mit Muttern zur Befestigung an oder in einem metallischen Kraftstoffbehälter. Um bewegungsinnenvariante Anschlussteile, wie z. B. Muttern, zu erhalten, schlägt die DE 2 210 693 A vor, diese Anschlussteile zunächst in einem spritzgegossenen Kunststoffteil zu fixieren, das sodann mit einem blasgeformten Kunststoffteil verbunden wird. Die die Anschlussteile enthaltende Kunststoffplatte ist somit nicht integraler Bestandteil des blasgeformten Behältnisses, sondern liegt auf diesem auf. Die DE 29 24 198 C2 hat einen im Blasverfahren hergestellten Hohlkörper aus thermoplastischem Kunststoffmaterial zum Gegenstand, der über wenigstens ein Einlegeteil verfügt, das formschlüssig mit der Hohlkörperwandung verbunden ist. Dieses wird dadurch erreicht, dass die Einlegeteile Durchbre chungen auf den der Wandung des Hohlkörpers zugewandten Bereichen mit in das Innere des Hohlkörpers hineinragenden Stegen aufweisen, die beim Blasformen mit schmelzeflüssigem Kunststoffmaterial umschlossen werden. Auf diese Weise gelingt auch eine Anbindung von Einlegeteilen aus Stahlblech an blasgeformten Hohlkörpern, ohne dass letztere zunächst mit Kunststoff umspritzt und dann mittels Reibschweißens mit der Wandung des Hohlkörpers verbunden werden müssen.
In der DE 39 29 664 A1 wird ein flexibler dünnwandiger Behälter mit mindestens einem formstabilen Anschlusselement beschrieben. Das Anschlusselement wird vor dem Zusammenfahren der Tiefziehform zwischen Flachfolienbänder relativ zu der Tiefziehform in der Weise positioniert, dass beim Schließen der Tiefziehform sowohl eine umfangseitige Verschweißung der Flachfolienbänder, als auch eine Verschweißung der Flachfolienbänder mit dem Anschlusselement erfolgt. Mit diesem Herstellverfahren soll sichergestellt werden, dass das Anschlusselement vor dem Öffnen der Tiefziehform abgekühlt ist, damit das Folienmaterial nicht am Anschlusselement und auch nicht an der Tiefziehform kleben bleibt. Gemäß der DE 39 29 664 A1 gelingt dieses insbesondere dann, wenn das Anschlusselement über eine Positioniereinrichtung lagegerecht zwischen die Formhälften eingebracht wird. Zur Einbringung des einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Anschlusselements sind die beiden Formhälften jeweils mit einer halbkreisförmigen Hinterschneidung ausgestattet, wobei der Radius dieser Hinterschneidungen dem Radius eines runden Anschlusselements entspricht. Die Radien dieser Hinterschneidungen sind hierbei derart zu wählen, dass ein Freiraum zu der Außenseite der jeweils benachbarten Formhälfte verbleibt. Auf diese Weise soll verhindert werden, dass das sich abkühlende Folienmaterial während des Abkühlvorgangs an dem Anschlusselement zur Anlage gelangt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Nahtübergangsbereich so zu gestalten, dass eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Einlegeteil und dem Behälter gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird durch einen flexiblen Kunststoffbehälter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn dieser Winkel nahezu 180° beträgt. Das Einlegeteil, für das auch die Bezeichnung Flanschteil verwendet werden kann und das der Befüllung und/oder Entleerung des Behälters dienen kann, ist im wesentlichen so aufgebaut, dass auf einem ebenen, innen offenen Basisteil mit senkrecht verlaufenden äusseren Pressflächen sich ein vorzugsweise zylindrischer Stutzen befindet. Der Stutzen ist üblicherweise einstückig mit dem Basisteil und vorzugsweise mit einem Aussengewinde zum Aufschrauben eines Deckels oder einer Zuführungs- oder Abführungsleitung versehen.
Das Basisteil des Einlegeteils kann gemäss einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung Pressflächen aufweisen, die im Querschnitt quadratisch, rechteckig oder sechseckig ausgebildet sind, wobei zwei einander gegenüberliegende Kanten in Richtung der Verbindungsnaht verlaufen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Einlegeteil zwei im Grundriss gekrümmt verlaufende Pressflächen aufweist, die an zwei gegenüberliegenden Enden einen spitzen eine Winkel bilden. Die Pressflächen können besonders einfacherweise eben ausgebildet sein. Sie können auch parallel zur Verbindungsnaht verlaufende Ausnehmungen aufweisen. Auch sind regelmäßig über die Pressfläche verteilte Ausnehmungen und/oder Erhebungen möglich. Auch können die Pressflächen mit einer Rasterung versehen sein. Die Höhe der Pressflächen richtet sich nach der Behältergrösse. Sie kann im Bereich von 20 mm und mehr liegen. Die Pressflächen werden vorteilhafterweise von der Folie der Behälterhälften vollständig abgedeckt.
Es lassen sich zum Beispiel flexible Kunststoffbehälter, die in falt- oder klappbaren Palettencontainern eingestellt werden und flüssige Produkte lagern oder transportieren, mit Inhalten grösser als 50 l, vorzugsweise grösser als 100 l, herstellen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung können den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen entnommen werden. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Behälters mit erfindungsgemäß eingesetzten Einlegeteilen;
2 eine Draufsicht auf den Behälter nach 1;
3 eine Seitenansicht eines Einlegeteils mit Gewindeansatz;
4 eine Draufsicht auf das in 3 dargestellte Einlegeteil;
5 einen schematischen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung der Behälterhälften;
6A–6F verschiedene Querschnitte des Einlegeteils in perspektivischer Ansicht.
Der in den 1 und 2 dargestellte Behälter 1 ist nach dem sogenannten Twinsheet-Verfahren durch Tiefziehen zweier thermoplastischer Folien mittels Druckdifferenz in bekannter Weise hergestellt. Auf dieses Verfahren wird an späterer Stelle in Zusammenhang mit 5 noch näher eingegangen. Bei diesem Verfahren wird die Nahtstelle 2 der beiden Halften 1A und 1B des Behälters 1 während des Tiefziehvorgangs thermoplastisch verschweißt. In die obere Fläche des Behälters 1 ist ein Einlegeteil 3 eingesetzt, durch das die Befüllung des Behälters 1 vorgenommen werden kann. Dieses Einlegeteil 3 kann, wie vor allem in Zusammenhang mit den 6A bis 6F beschrieben, verschiedene Formen aufweisen. Es wird erfindungsgemäß in die Naht 2 eingeschweißt. Das Einlegeteil 3 kann als Einfüllstutzen mit Gewinde ausgebildet sein, wie dies in den 3 und 4 im einzelnen dargestellt ist. In den unteren Teil des Behälters 1 kann zusätzlich ein als Auslaufstutzen ausgebildetes Einlegeteil 4 eingesetzt werden, das beispielsweise gekrümmt und mit einem Absperrventil versehen sein kann. Auch dieses Einlegeteil 4 wird in erfindungsgemäßer Weise in die Verbindungsnaht 2 eingesetzt und mit den beiden Behälterhälften 1A und 1B dicht verbunden. Zusätzlich kann in die obere Behälterfläche noch ein Einlegeteil 5 eingesetzt werden, das eine Be- oder Entlüftungsöffnung aufweist und mit einer Schraubkappe versehen sein kann. Der für Versuchszwecke verwendete Behälter hatte einen Inhalt von 750 l. Er hatte eine Länge von 1080 mm, eine Breite von 930 mm und eine Höhe von 765 mm. Das Gewicht des Behälters betrug 4,5 kg. Die minimale Wandstärke betrug 0,4 mm. Als Werkstoff wurde LDPE verwendet.
Das Einlegeteil 3, das in den 3 und 4 in vergrößertem Maßstab dargestellt ist, besteht aus einem Basisteil 6, dessen untere Fläche eben ausgebildet ist und an dessen oberer Fläche ein mit einem Außengewinde versehener Einfüllstutzen 7 angeformt ist, der mit einer Schraubkappe verschließbar ist. Das Basisteil 6 des Einlegeteils 3 weist senkrecht zur Bodenfläche verlaufende Preßflächen 8 auf, die bei der hier dargestellten Ausführungsform im mittleren Bereich 8A einen dem Einfüllstutzen 7 entsprechenden kreisabschnittförmigen Querschnitt aufweisen und die daran anschließend tangential geradlinig verlaufen und je eine Spitze 8B bilden. Die Verbindungslinie der beiden Spitzen 8B der Preßflächen 8 des Einlegeteils 3 liegen in der Linie der Verbindungsnaht 2 der beiden Behälterhälften 1A und 1B. Bei einem Ausführungsbeispiel eines Behälters mit den vorbeschrie benen Abmessungen und 750 l Inhalt betrug die Höhe der Preßflächen 20 mm und ihre Länge beiderseits des Einfüllstutzens je 240 mm.
Das Einsetzen des Einlegeteils 3 erfolgt in folgender Weise: Nach dem bekannten Twinsheet-Verfahren werden die beiden thermoplastischen Folien 10A und 10B nach ihrer Erhitzung mittels Unterdruck in die beiden Formhälften 9A und 9B gezogen. An der für die Aufnahme der Preßfläche 8 des Einlegeteils 3 des zu formenden Behälters vorgesehenen Stelle ist in jeder Formhälfte eine der Form des Einlegeteils 3 entsprechende Ausnehmung 11A bzw. 11B vorgesehen. Die beiden Behälterhälften werden in ihren Formteilen 9A und 9B mittels der Aufnehmer in Richtung der Pfeile zusammengeführt, und die Ausformung der Behälterhälften 1A und 1B wird vorgenommen, wobei das Einlegeteil 3 so gehaltert ist, daß seine Preßfläche 8 von den Rändern der beiden Behälterhälften 1A und 1B teilweise bedeckt und danach bei der thermischen Verbindung der Gesamtnaht 2 der beiden Behälterhälften 1A und 1B dicht mit diesen verbunden wird. Nach dem Auseinanderfahren der beiden Formhälften 9A und 9B sind also die beiden Behälterhälften dicht miteinander und mit dem Einlegeteil 3 verbunden.
Weitere Ausführungsformen der Basisteile der für das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Weise einsetzbaren Einlegeteile 3 sind in den 6A bis 6F perspektivisch dargestellt. Diese Basisteile können mit Befüll-, Entleerungs- oder Entlüftungseinrichtungen versehen sein, wie sie beispielsweise in den 1 und 3 dargestellt sind. Ganz wesentlich ist in jedem Fall, daß erfindungsgemäß die einander gegenüberliegenden Kanten 20 und 30 der Preßflächen in einer Linie mit bzw. parallel zu der Verbindungsnaht 2 der beiden Behälterhälften 1A und 1B liegen. Die mit zwei Pfeilspitzen versehenen Bogen zeigen jeweils den Winkel zwischen der Verbindungsnaht 2 und der Preßfläche 8.
In der in 6A dargestellten Ausführungsform ist das Basisteil des Einlegeteils 3 im Querschnitt quadratisch ausgebildet. Zwei einander gegenüberliegende Kanten 20 und 30 liegen in Richtung der Verbindungsnaht 2 der Behälterhälften 1A und 1B. Bei der Ausführungsform 6B ist das Basisteil im Querschnitt rechteckig ausgebildet. Die Naht 2 endet dabei von beiden Seiten her parallel an den einander gegenüberliegenden Kanten 20 und 30 des Basisteils, jedoch nicht in einer Verbindungslinie. Bei der Ausführungsform nach 6C hat das Basisteil die Querschnittsform eines regelmäßigen Sechsecks. Eine davon abgewandelte Ausführungsform zeigt 6D, bei der die Preßflächen nahe den in Richtung der Verbindungsnaht liegenden Kanten 20 und 30 gekrümmt sind. 6E zeigt ein Basisteil, bei dem die Preßflächen insgesamt gekrümmt sind und entsprechend dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Kanten 20 und 30 aufweisen, an denen die gekrümmten Preßflächen zusammentreffen. 6F zeigt eine der 6E ähnliche Ausführungsform, bei der das Basisteil im Bereich der Kanten 20 und 30 gestreckt ist.

Claims

Flexibler Kunststoffbehälter, hergestellt aus zwei Formhälften, in deren Verbindungsnaht mindestens ein Einlegeteil zur Befüllung und/oder Entleerung des Behälters eingefügt ist, das senkrecht zur Behälterwand verlaufende Pressflächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressflächen an jeder Verbindungsstelle mit den Formhälften einen Winkel größer als 90° in Bezug auf die Verbindungsnaht der beiden Formhälften aufweisen und dass zwei einander gegenüberliegende Kanten der Pressflächen in einer Linie mit bzw. parallel zu der Verbindungsnaht der beiden Formhälften liegen.
Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel nahezu 180° beträgt.
Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Einlegeteils quadratisch, rechteckig oder sechseckig ausgebildet ist und zwei einander gegenüberliegende Kanten in Richtung der Behälternaht verlaufen.
Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil zwei im Grundriss gekrümmt verlaufende Seitenflächen aufweist, die an zwei gegenüberliegenden Enden einen spitzen Winkel bilden.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressflächen des Einlegeteils eben ausgebildet sind.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressflächen parallel zur Verbindungsnaht mit den Behälterteilen verlaufende Ausnehmungen aufweist.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressfläche regelmäßig verteilte Ausnehmungen und/oder Erhebungen aufweist.