专利名称：具有加固装置的塑料瓶的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有加固装置的塑料瓶的改进，塑料瓶通过塑料毛坯的吹制得到，或者通过预先注塑的预制件经过热处理，然后吹制或拉伸、吹制得到，或者通过滚料的挤压然后吹制得到。本发明特别用于(尽管不绝对)盛装含气饮料、如碳酸饮料或气体饮料的瓶。
背景技术：
塑料材料的瓶或其它容器的一个缺点源于它们在拿在手中时、特别是打开后会有破裂的倾向，引起内容物的喷射，特别是当内容物为液体时。瓶壁越薄，这种现象越明显。不过，现在的趋势是降低瓶的重量，因此减少构成材料的量，即为了得到一定体积和尺寸的瓶，现在人们使用越来越轻的毛坯(预制件或滚料)。
当瓶封闭后且所装内容为一种无气产品(液体或其它)时，拿在手中时破裂的危险几乎为零，但是可能会有很少不可逆的轻微变形。实际上，在这种情况下，封闭装置的存在可以抵抗抓住时内体积的变化，顶多在固定体积下产生壁的变形。
当瓶封闭并且所装物品为气体或含气产品时，不仅是由于拿在手中而破裂的危险几乎为零，而且抓住时变形的危险也几乎为零。实际上，在这种情况下，瓶内的气体压力在瓶壁的内表面施加一个力，同时抵抗内体积的变化和使用者施加的抓持力，因此内压越高，瓶壁的变形越小。
相反，打开时，使用者预计的越少，破裂的危险越大。瓶中装有气体或含气内容时一般就是这种情况，实际上，在这种情况下，使用者不太有怀疑，因为当瓶封闭时，使用者认为瓶是非常结实的。
这些缺点通过制造瓶体周围具有加固沟槽的瓶已经部分地被克服。但是，这种方案从力学角度看只是对“无气”的盛装物是大约令人满意的。
实际上，1)为了防止瓶打开时破裂，沟槽的尺寸要么足够大。当这种瓶封闭并装有气体或含气内容物时，瓶在沟槽处的折叠甚至挤压施加的内压作用下有变形的趋势；2)为了避免瓶封闭时由于内压而产生明显变形，沟槽的尺寸要么较小。在这种情况下，打开时，沟槽一般不够结实，不能抵抗破裂。
另外，这种方案不会减轻重量，因为为了实现沟槽，必须准备足够的材料。
专利US5803290A提出了一种在瓶体的周围有一个凹槽的瓶，所述凹槽包括一个与瓶体连接的下部、一个中心部分和一个与瓶体连接的上部。当瓶打开时，凹槽通过其轮廓保证一些加固作用。但是，凹槽的结构使得存在一些当瓶封闭并装有气体或含气内容时在内压的作用下产生流动或变形的区域。
发明内容
本发明的目的就是克服这些缺点。
根据本发明，一个塑料瓶包括一个在瓶底和一个肩部区域之间的回转圆柱形的瓶体，并且在瓶体周围设有一个凹槽构成的加固装置，所述凹槽从下到上包括一个与瓶体连接的下部、一个中心部分和一个与瓶连接的上部，每个部分具有一个简单曲率的恒定外周轮廓，中心部分具有一个带有朝向瓶外的凹形的外周轮廓，上部和下部具有向内的凹形轮廓，瓶的特征在于，凹槽的下部、中心部分和上部都有一个恒定的曲率，因此具有弓形轮廓，并且上部和下部分别与瓶体和中心部分相切地连接。
实际上，凹槽的这种三个部分结合的轮廓一方面可以保证有效的保护，使打开时不会破裂，另一方面防止加固装置在内压的作用下发生变形。实际上，由于一方面存在与邻近区域相切连接的曲线区域，另一方面又具有恒定曲率的外周轮廓，即具有弓形轮廓，这就意味着，当瓶封闭并充满气体或含气内容时或在瓶打开时的外力作用下，在加固装置中不存在容易在内压的作用下产生流动或变形的褶皱和区域。
根据另一个特征，加固装置的尺寸使其除了加固功能外还保证瓶的抓握功能，即使用者可以很容易地在凹槽处抓住瓶。因此，这些加固装置的高度最好在60-100毫米之间，这可以放下一只手。
根据另一个特征，加固装置位于瓶体的上部。最好定位在与瓶的重心相对，或略高于瓶的重心，这还有利于瓶的稳定，特别是当它保证上述的抓握瓶的功能时。附带地，这样还可以在瓶的底部设置一个可以放置标签的区域。
根据另一个特征，凹槽底部的直径，实际上即中心部分底部的直径为瓶体其它部分最大直径的50-80％，最好为60-70％。因此，凹槽有较大的深度，这又了加改进了加固作用。
根据另一个特征，凹槽的上部和/或下部有一个平均曲率半径为瓶体半径的35-55％的曲率，最好约为40％。
根据另一个特征，凹槽的下部和上部具有相同的曲率。
下面参照附图描述本发明的其它特征和优点，其中—图1为一个根据本发明的瓶的实施例的正视图；—图2为图1的瓶的立体图。
具体实施例方式
图1、2示出一个塑料瓶，具有回转圆柱形的瓶体10、所示例子中带有花瓣状足部21、22的瓶底20、一个位于瓶体以上并结束于瓶颈40或瓶口的肩部区域30。
在整个说明中，与瓶的空间位置和瓶的不同部分有关的词应理解为是当瓶直立时，即沿瓶的纵轴垂直指向时，底部2向下，颈部4向上。对于以上、以下、下、上、高、低、高度、垂直等也是如此，但不是绝对的。
瓶设有一个由三个部分的凹槽构成的加固装置50，第一部分为下部51、第二部分为中心或中间部分52，第三部分为上部53。
下部51和上部53一方面保证凹槽与瓶体的连接，另一方面这些部分又与中心部分52连接。
每个部分具有恒定的外周轮廓，即如果瓶绕它的纵轴60旋转，瓶在一个与该轴平行的平面上的投影不变。
中心部分52具有一个简单曲率的向瓶外凹的外周轮廓，即中心部分为凹槽形。
中心部分的曲率最好恒定，即中心部分具有弓形轮廓，换句话说，在一个与瓶的纵轴平行的平面上的投影中，中心部分的轮廓由一个半径为R52的曲率确定，如图1所示，曲率的中心在瓶以外。
凹槽的下部51和上部53也有一个简单曲率的外周轮廓，曲率向瓶内凹，也就是说在一个与瓶的纵轴平行的平面上的投影中，这些部分的曲率方向与中心部分的曲率方向相反。
这些部分的曲率最好恒定，即具有弓形轮廓，或者换句话说，在一个与瓶的纵轴平行的平面上的投影中，它们的轮廓分别由两个曲率来确定，下部的半径为R51，上部的半径为R53，如图1所示，曲率的中心在瓶内。
下部51和上部53与瓶体10相切地连接。另外它们还与中心部分52相切地连接，使得中心部分52与下部51和上部53中的每一个之间存在一个拐点。
正是由于这些相切连接的存在，使加固装置有很大的强度。
如图所示，下部51和上部53最好具有相同或非常相似的曲率。
另外，已经证明，对于一个非恒定的曲率，这些部分的曲率半径的平均值应为瓶体10半径的35-55％，最好约为40％。
同样，已经证明，当下部51和/或上部53的曲率恒定时，各自的半径R51和R53的值应在同样的范围内，即瓶体10的半径的35-55％，最好约为40％。
换句话说，中心部分52与瓶体10的连接通过具有平均或恒定曲率半径的部分来完成，曲率半径的值相对瓶体10的半径较大。
在一个优选实施例中，加固装置50的尺寸使它可以保证瓶的抓握。因此，在这种情况下，凹槽的总高度、即下部和上部与瓶体相切的点之间与瓶的纵轴平行的尺寸为60-100毫米，最好在80毫米左右。
如图所示，凹槽构成的加固装置50位于瓶体的上部。这不仅可以保证良好的加固作用，还可以在下部留出足够的地方，用于放置一个表明所装产品的标签。
另外，如图所示，加固装置的位置最好与瓶的重心相对，或在重心稍上一点。当加固装置的尺寸可以保证抓握功能时，这有利于抓握并有良好的平衡。
出人意料的是，试验可以证明，凹槽底部的外径DG和瓶体外径DB的相对值的选择对瓶的机械强度有很大的影响。已经证明，凹槽底部的直径DG的值为瓶体直径的50-80％时可以达到很好的结果，并且在60-70％的范围内时会得到更好的结果。
根据本发明的瓶可以通过称为吹塑的工艺得到，即预先注塑得到的塑料预制件经过热处理，然后在一个最终模具中交替地进行吹制、拉伸、吹制。
当然，本发明不局限于所述的和所要求保护的实施例，而是包括本领域技术人员所能提出的所有等同变换。
权利要求
1.塑料瓶，具有一个在瓶底(20)和肩部区域(30)之间的回转圆柱形的瓶体(10)，并配有一个在瓶体周围由凹槽构成的加固装置(50)，所述凹槽从下到上包括一个与瓶体连接的下部(51)、一个中心部分(52)和一个与瓶体连接的上部(53)，这些部分中的每一个都具有简单曲率的恒定外周轮廓，中心部分(52)具有朝向瓶外凹的外周轮廓，下部(51)和上部(53)各自具有朝向瓶内凹的外周轮廓；其特征在于，凹槽的下部(51)、中心部分(52)和上部(53)各自具有恒定的曲率(R51，R52，R53)，具有弓形轮廓，并且上部和下部都分别与瓶体(10)和中心部分(52)相切地连接。
2.根据权利要求1所述的瓶，其特征在于，加固装置(50)的尺寸使其除了加固功能外还保证瓶的抓握功能。
3.根据权利要求2所述的瓶，其特征在于，加固装置(50)的总高度为60-100毫米。
4.根据上述权利要求之一所述的瓶，其特征在于，加固装置(50)位于瓶体的上部。
5.根据权利要求4所述的瓶，其特征在于，加固装置(50)在与瓶的重心相对或略高处。
6.根据上述权利要求之一所述的瓶，其特征在于，凹槽底部的直径，即中心部分(52)底部的直径为瓶底其它部分最大直径的50-80％。
7.根据权利要求6所述的瓶，其特征在于，凹槽底部的直径为瓶体其它部分最大直径的60-70％。
8.根据上述权利要求之一所述的瓶，其特征在于，凹槽的下部(51)和/或上部(53)具有平均曲率半径为瓶体半径的35-55％的曲率。
9.根据权利要求8所述的瓶，其特征在于，凹槽的下部(51)和/或上部(53)具有平均曲率半径约为瓶体半径的40％的曲率。
10.根据上述权利要求之一所述的瓶，其特征在于，凹槽的下部(51)和上部(53)具有相同的曲率。
11.根据上述权利要求之一所述的瓶，其特征在于，它是通过把一个塑料预制件经过注塑、热处理，然后交替进行吹制、拉伸、吹制而得到的。
全文摘要
本发明涉及一种塑料瓶,其中由瓶体(10)周围的环形凹槽构成加固装置(50)。凹槽从下到上包括一个与瓶体连接的下部(51)、一个中心部分(52)和一个与瓶体连接的上部(53)。这些部分中的每一个都有恒定的外周轮廓,中心部分具有向瓶外凹的简单曲率的外周轮廓,下部和上部各自具有向瓶内凹的简单曲率的外周轮廓,并且上部和下部都分别与瓶体和中心部分相切地连接。本发明特别用于装碳酸或含气饮料的瓶。
文档编号B65D23/10GK1368926SQ0081138
公开日2002年9月11日 申请日期2000年7月24日 优先权日1999年8月6日
发明者米歇尔·布克欧布泽, 樊尚·列·盖恩 申请人:西德尔公司