专利名称：包括带肋的拱形底部的容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用热塑性材料制的预型件通过吹制或拉伸吹制获得的容器如瓶或罐的制造。
背景技术：
通过吹制制造容器通常在于将预先加热到大于材料的玻璃转化温度的温度的粗坯(该术语或指预型件，或指通过对预型件的预吹制获得的中间容器)引入具有容器模腔的模具中；和在粗坯中注入承压(压力等于或大于15巴)气体(如空气)。吹制可通过利用滑动杆将粗坯预先拉伸来完成。在吹制过程中材料所经受的双重分子定向(轴向的和径向的，分别平行于和垂直于容器的总轴线)赋予容器以一定的结构刚度。然而，由市场决定的制造容器所使用的材料数量的减少，要求制造商采用制造诀窍或形状诀窍来加硬其容器，双重定向显得是不足够的。由此导致，两个容器在同等重量下，并不必然具有相同的机械性能(强度，刚度)。熟知的增大容器刚度的一种方法是热固化法，热固化法在于给模具壁加热，以通过热增加结晶度。在法国专利FR2649035 (西德尔)和其同族美国专利US5，145，632中描述过的这种方法，特别是被使用于容器被热填充的HR (heat resistant :耐热)应用。不过，由于所要求的速率降低及其成本，这类方法不能普及到无汽水类型的一般应用中。为增大容器的结构刚度的另一技术解决方案在于通过配有压整材料的可平移活动的模底(特别是参照欧洲专利文献EP1069983)的专门模具来超拉伸容器的底部。超拉伸引起材料应变率的增加和因此引起结晶度的机械提闻。不过被称为“冲击(boxage)”的这种技术需要材料增加部分被提供给底部，否则，由材料超拉伸所引起的结构刚度将由于其变细而受破坏。除导致的过重外，还需要提高吹制压力以良好地使底部成形。此外，对底部的冲击通常与热固化相结合，这是因为其允许形成这样的可变形膜可变形膜吸收伴随最初被热填充的液体收缩的容器体积的变化。现今，用于常见应用的轻质容器不具有令人满意的机械性能，其中对于所述常见应用，热固化或冲击技术出于上文所述的原因而不是可考虑的。特别地，已观察到，即便假设轻质容器的刚度在填充时显得是足够的，但其在托盘上的堆置会造成问题，因为叠置容器的重量在下方容器上施加作用力，使得底部趋向于滚动和托盘趋向于倒塌。
发明内容
本发明的一目的在于对于相等的或较小的重量，改进容器的机械性能。为此，本发明提出塑料材料制的容器，其配有主体和底部，底部延伸在主体的下端部，所述底部包括
-环形底座，环形底座基本在主体的延长部分中延伸和确定承靠面；-凹状的拱部，拱部从与底座相邻的一区域向中心区域延伸，该拱部包括一系列加强肋，该系列加强肋径向地从底部的中心区域延伸直到底座。这类容器具有增加的稳定性及增加的刚度，特别是借助于宽底座(位于主体的延长部分中)和加硬的拱部的结合。根据一实施方式，加强肋延伸直到基本垂直于承靠面的环形内侧面。侧面的轴向尺寸和承靠面的径向尺寸优选是相同的，这有利于容器的稳定性。此外，底部可在底座和拱部的接合处包括环形加固唇部，所述环形加固唇部将加强肋的径向外端部两两地接合在一起。该环形唇部例如在截面上呈向内凸出的V形。在其与加强肋的接合处，优选地，环形唇部在其与每个加强肋的外端部的接合处具有一局部扩宽部分。根据一实施方式，每个加强肋从底部的中心区域向底座变细，所述加强肋共同形成星状图案。拱部例如包括在加强肋之间的凹陷壁板，每个加强肋在其侧边部上包括与凹陷壁板连接用的双半径连接倒圆角。
通过下文参照附图进行的描述，本发明的其它目的和优点将体现出来，附图中-图1是塑料材料容器的仰视透视图；—图2是放大比例的透视图，示出根据第一实施方式的图1的容器的底部；一图3是图2的容器底部按区域III的细部图；一图4是容器的底部平面图；-图5是容器底部的沿图4的剖切折线V-V所作的截面图；一图6是容器底部的沿图4的剖切线V1-VI所作的剖面图；一图7是底部截面的按照图5的区域VII的细部图；—图8是与图2相似的透视图，示出容器底部的第二实施方式；—图9和图10是分别沿图8的剖面IX-1X和X-X的剖面细部图；—图11是与图2相似的透视图，示出容器底部的第三实施方式；—图12和图13是分别沿图11的剖面XI1-XII和XII1-XIII的剖面细部图；—图14是与图2相似的透视图，示出容器底部的第四实施方式；一图15和图16是分别沿图14的剖面XV-XV和XV1-XVI的剖面细部图；—图17是与图2相似的透视图，示出容器底部的第五实施方式；—图18和图19是分别沿图17的剖面XVII1-XVIII和XIX-XIX的剖面细部图；—图20是与图2相似的透视图，示出容器底部的第六实施方式；一图21是图20的底部的边侧的立视图；—图22是与图2相似的透视图，示出容器底部的第七实施方式；一图23和图24是分别沿图22的剖面XXII1-XXIII和XXIV-XXIV的剖面细部图。
具体实施方式
在图1上示出利用热塑性材料如PET (聚对苯二甲酸乙二醇酯)的预型件通过拉伸吹制制成的容器1，在此情形下是瓶子。该容器I在上端部包括配有器口 3的螺纹颈部2。在颈部2的接续部分中，容器I在其上部分中包括肩部4，该肩部朝与颈部2相对的方向上扩宽，肩部4由侧壁或主体5接续，所述侧壁或主体通常呈围绕容器I的主轴线X的回转圆柱形状。容器I此外包括底部6，底部6在容器I的下端部延伸。如在附图上可见的和更为特别地在图5、图6和图7上可见的，底部6包括底座7，底座7呈薄的环形圈缘的形式，其基本轴向地在主体5的延长部分中延伸。底座7终止于一表面(如在图2到图19和图22到图24的示例中，该表面是连续的和环形的，或者如在图20和图21的示例中，该表面由共面的多个小平面形成)，所述表面形成容器I的下端部和确定垂直于容器I的主轴线的承靠面8，容器通过该承靠面可稳定地靠置在平坦面S上。承靠面8通过具有即毫米级的小曲率半径的倒圆角10，向外连接到底座7的外侧面9 (外侧面延伸在主体的延长部分中)。向容器I的内部，底座7包括直径为D的环形的侧面11，侦愐11在等于径向测量的承靠面8宽度L的高度H上，基本相对于承靠面成直角地，在承靠面8的接续部分中向容器I的内部轴向延伸。更为确切的说，可以注意到，承靠面8的宽度L和侧面11的高度H之比在O. 6到1. 5之间承靠面8通过倒圆角12向内连接到侧面11，倒圆角12的曲率半径可较小，如在图2到图16和图20到图24的示例中那样，其小于或等于大约1mm，或者其可以为中等半径，在Imm到5mm之间，如在图17到图19的示例中那样。此外，底部6包括凹形的拱部13(在没有应力的作用下，即在容器I中没有内盛物的情形下，该拱部的凹面朝向容器I外部)，拱部13在侧面11的接续部分中延伸直到底部6的中心区域14，中心区域14限定在直径为d的圆中。拱部13不深，其曲度很小。其切线与垂直于容器I轴线的平面的最大角度Al (在此情形下在拱部13的外边部上测得)较小，小于或等于大约20°。在中心区域14中，底部6在拱部13的接续部分中包括中心销形部(pion) 15，所述中心销形部轴向地向容器I内部凸出地延伸。拱部13此外配有一系列加强肋16，该系列加强肋呈凸出的支臂的形式，径向地从底部6的中心区域14延伸直到侧面11，一起形成星状图案。通过径向内端部17，加强肋16连接到底部6的中心区域14。通过径向外端部18，加强肋16连接到侧面11。在所示出的所有实施方式中，加强肋16的数目为8，不过该数目作为示例提供，数目可以不同于此。更为确切的说，所述数目可在4到12之间；出于机械强度的目的，优选地所述数目在6到10之间。同样地，加强肋16的高度、宽度和形状可根据应用变化。作为示例，如在下文中将看到的，加强肋可以是指向底部的周沿或中心的Y形弧状，或可以是直的，或甚至呈X形。为赋予底部以足够的刚度，要注意最小化中心区域14的直径d和侧面11的直径D之间的比率d/D。比率d/D优选地小于1/2，否则，中心区域14不足够刚硬，在容器I的内盛物的流体静压力的作用下具有翻转的风险。在加强肋16之间的空隙中，拱部13确定凹陷壁板19，凹陷壁板19的型廓与加强肋16的型廓互补。每个加强肋16具有一凹形的下表面20和两个侧边部21，下表面20在中心区域14的表面的延长部分中延伸，所述侧边部21形成连接下表面20与凹陷壁板19的倒圆角22、23。如在图3、图8、图11、图14、图17、图20和图22上清楚可见的，边部21具有双半径，包括与下表面20相齐的凸起形廓的第一倒圆角22，第一倒圆角22后跟随有与壁板19相齐的凹状形廓的第二倒圆角23。如在附图上还可以看到的，拱部13并不是直接地连接到侧面11，而是通过中间接合面25连接到侧面11，中间接合面25的总体形状是呈围绕容器I的轴线X回转的截锥形状。容器I可利用如PET的塑料材料制的预型件通过拉伸吹制制成。对于底部6的成形，有利地使用冲击作业。现在更为详细地描述多个具体实施方式
，所述多个具体实施方式
全都具有在上文所描述的特征，但又不同，特别是在加强肋16的形状、中心区域14的形状和尤其在侧面11处的底座的几何形状方面不同。在图2到图7上示出第一实施方式。在该第一实施方式中，加强肋16具有Y形，从其内端部17向其外端部18变细。如清楚地在图3上所示，同一加强肋16的相对的侧边部21在其外端部18并没有接合，而是使得留有加强肋16的下表面20的一带部24直至侧面11。如在图2上清楚可见的，加强肋16的内端部17与中心的销形部15分开，使得中心区域14在销形部15和内端部17之间、在下表面20的延长部分中，形成环绕销形部15的材料环。在该第一实施方式中，如从图4和图5可容易地推断出的，中心区域14具有相对较大的直径D，中心区域14的直径d和侧面11的直径D之间的比率d/D接近O. 5。因此需要给底部6增加刚度。在此情形下，这种刚度增加通过接合面25的特定几何形状被赋予底部6的周沿，接合面25包括-截锥形的小平面26，其在侧面11的接续部分中延伸，小平面26相对于垂直于容器I的轴线X的一平面(或换句话说，与承靠面8)测得的其角开度A2具有的值(大约45°，如在图7上所示)，大于或等于角度Al的值，所述角度Al是所述拱部13在其外周沿边部上的切线与该相同平面形成的角度；-与拱部13的连接倒圆角27，其曲率半径较大(大于或等于大约5_)；-环形加固唇部28，其环绕底部6，将加强肋16的外端部18两两地接合。唇部28在截面上呈V形(图7)，其基本指向轴线X的方向凸伸。如在图3上清楚可见的，唇部28在其与每个加强肋16的外端部18的接合处具有局部扩宽部分29。唇部28具有两个侧翼30、31，即在小平面26侧上的外侧翼30 ;和在与拱部13的连接倒圆角27侧上的内侧翼31。如在图7上清楚可见的，外侧翼30在截面上呈笔直形，与垂直于轴线的一平面(换句话说，与承靠面8)形成小于或等于大约20°的小角度A3。在示例中，该角度A3大约为10°。内侧翼31也呈笔直形，与外侧翼30形成开角(大于90° )，使得该开角的平分线与小平面形成直角或大致成直角。环形加固唇部28还有助于对底座7的加强。一方面，环形加固唇部降低在趋向于引起底部6滚动的应力作用下，底座7在两个加强肋16之间的间隙中被压塌的风险。另一方面，在其与加强肋16的外端部的接合处，环形唇部有助于在加强肋16和底座7之间的连接刚度，特别是降低了加强肋16的扭曲风险。最后，倒圆角12的曲率半径较小，小于或等于大约1mm。在图8、图9和图10上示出第二实施方式。在该第二实施方式中，加强肋16具有V状的型廓，从其内端部17向其外端部18变细。中心区域14几乎被缩小到销形部15，仅仅一条薄的材料环将加强肋16的内端部17与销形部15分隔开。中心区域14的直径d和侧面11的直径D之间的比率d/D因此相对较小，小于大约1/3,底部6的刚度因此相对较大。这就是为什么接合面25没有环形加固唇部的原因。如实际上在图10上可以看见的，接合面25是光滑的，局限于一截锥形面，其相对于垂直于容器I轴线X的一平面(或，换句话说，与承靠面8)测得的角开度A2的值大约为45°。此外，如在图8上可见的，为改进底部6的吹制成型性，在加强肋的外端部18处，在所述外端部与接合面25的接合处以及其与侧面11的接合处，设置有连接倒圆角32。倒圆角12的曲率半径较小，小于或等于大约1mm。在图11、图12和图13上示出第三实施方式。在第三实施方式中，加强肋16具有I形的直的型廓，在其大约整个长度上具有基本恒定的宽度。中心区域14被缩小成销形部15，其在其周廓上界定加强肋16的内端部17。如在图11上可见的，销形部15呈星形，加强肋16的内端部17变细，同时是斜的。在加强肋16的内端部17处测得的中心区域14的直径d (与销形部15的直径相重合)使得比率d/D为大约1/4，底部6的刚度足够高。这就是为什么接合面25没有环形加固唇部的原因。如实际上在图13上可以看见的，接合面25是光滑的和局限于截锥形面，其相对于垂直于容器I轴线X的一平面(或换句话说，与承靠面8)测得的其角开度A2，具有大约45°的值。此外，如在图11上可见的，为改进底部6的吹制成型性，在加强肋的外端部18处，在外端部与接合面25的接合处及其与侧面11的接合处，设置有连接倒圆角32。倒圆角12的曲率半径较小，小于或等于大约1mm。在图14、图15和图16上示出第四实施方式。在第四实施方式中，加强肋16呈反Y形，在大约其长度的一半上具有宽度基本恒定的呈I形的直的内部分33，内部分33由呈反V形的外部分34延长，所述外部分34从内部分33向外端部18扩宽。中心区域14被缩小为在其廓围上界定加强肋16的内端部17的销形部15。如在图14上可见的，销形部15呈星形，加强肋16的内端部17变细，同时倾斜。在加强肋16的内端部17处进行测量的中心区域14的直径d (与销形部15的直径相重合)使得比率d/D为大约1/4，和底部6的刚度足够地高。这就是为什么接合面25没有环形加固唇部的原因。如实际上在图16上可以看见的，接合面25是光滑的，和局限于截锥形面，其相对于垂直于容器I的轴线X的一平面测量(或换句话说，其与承靠面8)的角开度A2，具有为大约45。的值。此外，如在图14上可见的，为改进底部6的吹制成型性，在加强肋的外端部18处，在外端部与接合面25的接合处和其与侧面11的接合处，设置有连接倒圆角32。倒圆角12的曲率半径较小，小于或等于大约1mm。在图17、图18和图19上示出第五实施方式。在第五实施方式中，加强肋16呈反Y形，在大约其长度的一半上具有宽度基本恒定的呈I形的直的内部分33，内部分33由呈反V形的外部分34延长，外部分34从内部分33向外端部18扩宽。中心区域14被缩小成在其廓围上界定加强肋16的内端部17的销形部15。如在图17上可见的，销形部15呈星形，加强肋16的内端部17变细，同时倾斜。在加强肋16的内端部17处测得的中心区域14的直径d (与销形部15的直径相重合)使得比率d/D为大约1/4，和底部6的刚度足够地高。这就是为什么接合面25没有环形加固唇部的原因。如实际上在图19上可以看见的，接合面25是光滑的，和限于截锥形面，其相对于垂直于容器I的轴线X的一平面测得(或换句话说，其与承靠面8)的角开度A2，具有为大约45。的值。此外，如在图17上可见的，为改进底部6的吹制成型性，在加强肋的外端部18处，在外端部与接合面25的接合处及其与侧面11的接合处，设置有连接倒圆角32。倒圆角12的曲率半径是中等的，在Imm到5mm之间。在倒圆角12的曲率半径大约为2mm和倒圆角12延伸直到与拱部13的接合面25 (图19)的示例中，可以看见是倒圆角12的一内部分形成侧面11，加强肋16通过其外端部18连接到该侧面11(图18)。通过由中心区域14的小直径所赋予的底部6的高的刚度，这种实施特殊性变得成为可能。在图20和图21上示出第六实施方式。在第六实施方式中，加强肋16呈反Y形，和在大约其长度的一半上具有宽度基本恒定的呈I形的直的内部分33，内部分33由呈反V形的外部分34延长，外部分34从内部分33向外端部18扩宽。中心区域14被缩小为销形部15，其在其廓围上界定加强肋16的内端部17。如在图20上可见的，销形部15呈星形，加强肋16的内端部17是变细的，同时是倾斜的。在加强肋16的内端部17处测得的中心区域14的直径d (与销形部15的直径相重合)使得比率d/D为大约1/4，和底部6的刚度足够地高。这就是为什么接合面25没有环形加固唇部和限于截锥形面的原因所在，其中，所述截锥形面相对垂直于容器I的轴线X的一平面测得(或换句话说，其与承靠面8)的角开度A2具有为大约45°的值。此外，如在图20上可见的，为改进底部6的吹制成型性，在加强肋的外端部18处，在外端部与接合面25的接合处及其与侧面11的接合处，设置有连接倒圆角32。倒圆角12的曲率半径较小，小于或等于大约1mm。此外，如在图20上清楚可见的和在图21上进一步更好地看到的，底座7被挖有弧形的凹槽35，这些凹槽35在位于两个相邻加强肋16的外端部18之间的每个区域中成角度地定位。因此，承靠面8是非连续的和被分成一周沿系列共面的小平面36，小平面36位于每个加强肋16的接续部分中，两两地被凹槽35分隔开。当容器I靠置在一平坦面上时，仅仅这些小平面36与该平坦面相接触，而凹槽35与该平坦面隔开。该构型的优点在于改进了吹制成型性和更好地控制了容器I的成形，因为在底座7中，在底部6模腔接合时，由于在材料到达加强肋16模腔的时刻的材料局部凝结，因而材料趋向于在加强肋16之间自然地呈凹形，这在底座7形成之前发生。在图22、图23和图24上示出第七实施方式。在第七实施方式中，加强肋16呈反Y形，和在大约其长度的一半上具有宽度基本恒定的呈I形的直的内部分33，内部分33由反V形的外部分34延长，外部分34从内部分33向外端部18扩宽。中心区域14被缩小成销形部15，销形部15在其廓围上界定加强肋16的内端部17。如在图22上可见的，销形部15呈星形，加强肋16的内端部17是变细的，同时是倾斜的。在加强肋16的内端部17处测得的中心区域14的直径d (与销形部15的直径相重合)使得比率d/D为大约1/4，和底部6的刚度足够地高。这就是为什么接合面25没有环形加固唇部和限于截锥形面的原因所在，其中，所述截锥形面相对垂直于容器I的轴线X的一平面测得(或换句话说，其与承靠面8)的角开度A2具有为大约45°的值。。此外，如在图22上可见的，为改进底部6的吹制成型性，在加强肋的外端部18，在外端部与接合面25的接合处及其与侧面11的接合处，设置有连接倒圆角32。倒圆角12的曲率半径较小，小于或等于大约1mm。此外，如同在图22上清楚看见的和如在叠置的图23和图24上也清楚体现的，底座7利用周沿一系列凸起(galbe)37被加固，每个所述凸起在相邻的两个加强肋16的外端部18之间，在侧面11上，朝内径向凸伸地形成。在图22上可以看见朝容器I的轴线X的方向呈凸形的凸起37，使侧面11的弯曲形部局部地反置。如在图23和图24上所示，凸起37局部地扩宽所述底座，所述底座的宽度L因此在最小值(在加强肋处，图23)和最大值在凸起37的径向中平面中，与剖面XXIV-XXIV重合)之间变化。该构型的优点在于加强底部6的刚度，同时改进吹制成型性和更好地控制容器I的成形，因为在底座7中，在接合底部6模腔时，由于在材料到达加强肋16模腔的时刻的材料局部凝结，所述材料趋向于在加强肋16之间自然地张紧，这在底座7形成前发生。无论所选择的实施方式如何，特别是在刚刚描述的那些实施方式中，底部6的结构在相等重量下的机械性能优于已知底部的机械性能。与外倒圆角10的小半径相结合的宽底座7，给容器I提供比常规底座更好的稳定性，其中，所述宽底座的承靠面8的直径基本等于在底部6附近的本体5的直径，而所述常规底座的承靠面的直径明显小于本体直径，且其大半径的倒圆角利于底部的滚动。这种稳定性通过加硬的拱部13进一步得到增强。非加硬的拱部并不足够地限制在负荷作用下容器I坍塌的风险，其中，所述非加硬的拱部的存在是通过允许实现宽底座的对底部的单一冲击所产生的，所述负荷是如在托盘上叠置的容器所经受的负荷。呈支臂形式的加强肋16并不仅仅有助于加强所述拱部13以降低拱部变形的风险，极端的变形就是拱部的逆翻。加强肋16如支柱般作用，保证由容器I的内盛物的流体静压力在拱部13上所施加的轴向作用力的径向承接。加强肋16在其端部支靠着侧面11，作用力的径向承接表现为通过由加强肋16通过侧面11在底座7上所施加的持久的径向离心应力，这有助于加强底座7，特别是避免其变成椭圆形。涉及到尺寸方面的建议，试验已显示，如上文所述的，当侧面11和承靠面8具有类似的相应地轴向和径向的尺寸时，底部6的刚度是最优的。因此，当这些尺寸相等时，刚度是最优的，不过在O. 6到1. 5之间的L/H比所赋予的性能是良好的。
权利要求
1.塑料材料制的容器(I)，所述容器配有主体(5 )和底部(6 )，所述底部在所述主体(5 ) 的下端部延伸，所述底部(6)包括-环形的底座(7)，所述底座基本在所述主体(5)的延长部分中延伸和确定承靠面(8);-凹状的拱部(13)，所述拱部从与所述底座(7)相邻的区域向中心区域(14)延伸；所述容器的特征在于，所述拱部(13)包括一系列加强肋(16)，所述加强肋径向地从所述中心区域(14)延伸直到基本垂直于所述承靠面(8)的环形内部的侧面(11)。
2.根据权利要求1所述的塑料材料制的容器，其特征在于，所述底部(6)具有在所述拱部(13)和所述侧面(11)之间的截锥形的接合面(25)。
3.根据权利要求1或2所述的塑料材料制的容器(I)，其特征在于，所述侧面(11)的轴向尺寸(H)和所述承靠面(8)的径向尺寸(L)是相等的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的塑料材料制的容器(1)，其特征在于，所述加强肋(16)—起形成星状图案。
5.根据前述权利要求中任一项所述的塑料材料制的容器(1)，其特征在于，所述底部 (6 )在所述底座(7 )和所述拱部(13 )之间的接合处包括环形加固唇部(28 )，所述环形加固唇部将所述加强肋(16)的径向外端部(18)两两地接合起来。
6.根据前述权利要求中任一项所述的塑料材料制的容器(1)，其特征在于，所述拱部 (13)包括在所述加强肋(16)之间的凹陷的壁板(19);并且，每个所述加强肋(16)在其侧边部上包括用于与所述壁板(19)连接的双半径倒圆角(22，23)。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的塑料材料制的容器，其特征在于，所述承靠面 (8)是连续的。
8.根据权利要求1到6中任一项所述的塑料材料制的容器，其特征在于，所述承靠面 (8)是非连续的，包括周沿一系列共面的小平面(36)，该系列共面的小平面由凹槽(35)分隔开。
9.根据权利要求1到6中任一项所述的塑料材料制的容器，其特征在于，所述底座(7) 包括周沿一系列朝内径向凸伸的凸起(37)。
全文摘要
塑料材料的容器，其配有主体(5)和底部(6)，底部(6)延伸在主体(5)的下端部，底部(6)包括环形底座(7)，环形底座基本在主体(5)的延长部分中延伸和确定承靠面(8)；凹形的拱部(13)，拱部从与底座(7)相邻的一区域向中心区域(14)延伸，该拱部包括一系列加强肋(16)，加强肋从中心区域(14)径向地延伸直到底座(7)。
文档编号B65D1/02GK103025614SQ201180035807
公开日2013年4月3日 申请日期2011年6月14日 优先权日2010年6月11日
发明者M·布科布扎, M·德里安 申请人:西德尔合作公司