CN1230356C - 带有结构肋条的容器 - Google Patents

Abstract

一种由壳体形成的容器(10)，它具有上段(12)，下段(16)以及连接上段(12)和下段(16)的中间段(14)。至少中间段(14)的大部分区带有一组围绕(其周边的结构的肋条(22)。这些肋条在围绕)此中间段延伸的周边方向上是不连续的。这种结构可使容器能承受由于内部或外部压力引起的变形。

Description

带有结构肋条的容器

本申请要求临时申请No 60/215,754的优先权，其申请日为2000年6月30日。

本发明的领域

本发明涉及带有结构肋条的容器，以抵抗由于内部或外部力引起的变形。更具体地说，本发明涉及饮料容器，比如，带有不连续的肋条的瓶子，肋条形成在瓶子的外周边上，以抵抗由于内部或外部力引起的变形。

本发明的背景

各种容器被用于包装液体，比如，增压的(例如碳酸的)和不增压的饮料。一种最常使用的容器是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶，它可制成各种形状和尺寸。PET瓶所以广泛使用，是因为它们价廉，重量轻，对许多气体和液体不渗透，以及能够容易制成各种设计形状和尺寸。然而，与由硬质材料制成的容器不同，比如，玻璃的，PET容器在低的内部压力和外部压力下容易变形，特别是当容器是薄壁的。

已设计一些带有连续的肋条的PET容器或瓶子，以提供某些刚性。然而，这些肋条虽然可以在经受中等外部压力时满意地工作，当经受内部压力时，比如来自某些饮料内的碳酸化压力(50-100psi)，它们容易变形。例如，用于瓶装水的某些容器，在其标签牌区带有连续的肋条。虽然瓶子是由较薄的PET制成，以减轻其重量，连续的肋条在被消费者握持区增加了结构支承。这就是说，即使容器是薄壁的，消费者握持施加的压力不会使瓶子变形，因为连续的肋条提供了增强。然而，在某些情况下，这些盛水瓶是增压的，比如，为了保持分布添加了液氮(至约40psi)。然而，业已发现，此内部压力倾向于使连续的肋条经一段时间变形。在一些情况下，瓶子变形至这样程度，使连续的肋条“洗掉”。试图对这种设计改进，比如，在连续的肋条上设置圆角半径。这些改进达到中等的成功，但不能满意地防止内部压力导致的变形。

不连续的肋条也曾提议在某些应用中使用于塑料瓶子。美国专利No.6,036,037公开一种塑料瓶子，它具有真空壁板和位于真空壁板上面和下面的增强带。这种特殊的瓶子使用于“热充填”应用，其中液体是在热态下存储和密封在容器内，以便提供适当的消毒。这种容器典型地当封装时是在小的正压力和接近水的沸点下充填。然而，瓶子中的液体产品冷却时经常产生负内压，它可使瓶子局部地塌陷。因此，瓶子在将被标签覆盖的中心区设置6个周边有间隔的真空壁板3。当冷却时瓶子内部的热的产品的体积收缩，真空壁板的表面被向内拉，以补偿压力的减少和防止瓶子的其它部分变形。此外，圆形带6设置在真空壁板区3的上面和下面。这些带是由一个或两个周边的环形肋条7组成，每个由6个凹陷的肋条段8制成。这些肋条提供了环形增强件，以保证真空壁板区的上部和下部是完全圆形的表面，标签可以粘贴在其上面。然而，这些周边的环形肋条用于与真空壁板相结合，以便补偿抵消负内部压力，以及不是设计用于保证抵消正内部压力。

本发明的概述

因此，本发明的目的是提供一种具有满意的侧壁刚性的容器。

本发明的另一目的是提供一种具有满意的侧壁刚性的容器，以及它能够经受内部压力而不引起不满意的变形。

本发明的另一目的是减少容器的重量，而又不牺牲容器的性能和消费者的认可。

本发明的另一目的是提供一种具有结构元件的容器，它能够具有美观的外观。

按照一个方面，本发明涉及一种容器，它包括一个具有顶段、底段和连接顶段和底段的中间段的壳体。至少在中间段的大部分区沿其周边设置一组结构肋条，这些肋条在围绕中间段延伸的周边的方向上是不连续的。

按照另一方面，本发明涉及一种容器，它包括一个具有顶段、底段和连接顶段和底段的中间段的壳体。至少在中间段的大部分区沿其周边设置一组结构肋条，这些肋条在围绕中间段延伸的方向上是不连续的。

按照另一方面，本发明涉及一种容器，它包括一个具有顶段、底段和连接顶段和底段的中间段的壳体，以及用于增强壳体抵消内部压力的器件。

附图的简要说明

图1是按照本发明的容器的第一实施例的立面图。

图2是沿图1的剖面线2-2切取的横剖面图。

图3是沿图1的剖面线3-3切取的横部面图。

图4是按照第一和第二实施例的容器与普通的容器的刚性比较图。

图5是按照本发明的第二实施例的容器的立面图。

图6是按照本发明的第三实施列的容器的立面图。

图7是按照本发明的第四实施例的容器的立面图。

最佳实施例的详细说明

按照本发明的第一实施例的容器示于图1-3.在此最佳实施例中，容器是一个瓶子10，它具有上段12和下段16，两者被中间段14连接。上段12具有肩部18和颈部20。颈部20具有螺纹和与肩部18连接。瓶盖(图中未示出)关闭颈部20以便密封容器10。

下段16和上段12具有相同的横截面，它们垂直地对准。在所述的实施例中，中间段14的横截面的直径比上段和下段的小。然而，本发明不局限于此实施例，以及上段、中段和下段可以具有相同的横截面。

中心段14带有一组肋条22，用于结构支承。在本实施例中，肋条22制成轴向对称的凹痕，排列成一组通过中间段的行列。在每个水平地相邻的肋条22之间设置一个水平的平台24，这样使肋条在围绕中间段的周边方向上是不连续的。此外，在每行肋条之间设置垂直的平台26。如图1所示，当肋条覆盖中间段14的整个周边时，虽然中间段14的带肋条区是最有效的，本发明不局限于此。一种具有带肋条区覆盖中间段14的大部分周边的容器也可以满意地工作。

如图2所示，每个肋条22凸起向内，接近瓶子的中心轴，并以一种方式改变其深度。这就是说，每个肋条22的深度由水平方向上的每端平稳地增加至在中心处的最大深度.借助这种结构，肋条承受的应力可以通过其长度分散开。此外，每个肋条22的半径倒圆，这就是说，肋条在垂直方向上的曲率是平滑的，以及希望是圆的，如图3所示。

根据容器10的中间段14的高度，以及根据容器的指定用途，肋条的行数，以及肋条的数目和形状可以改变。在第一实施例中，当使用0.51的瓶子时，设置13行肋条，每行5个肋条。每个肋条约1.2in长和具有最大深度0.04in。希望，在一行内的肋条不要与相邻行内的肋条垂直地对准。如图1所示，在每个交替的行内的肋条垂直地对准。这种分级的排列改善了容器的结构，因为当容器被挤压时，至少一个肋条经常地起作用。

第一实施例的容器提供了两方面足够的环向刚性，这就是说，可以抵抗侧载荷引起的蹋陷，以及足够地抵抗内部压力引起的侧壁变形。对于内部压力，基本的设计概念使用的想法是对于内部压力下的容器，膜片(中平面)应力在四壁发展，如同压力下的气球。除了这些膜片应力外，还有弯曲应力，它根据壳体的厚度发展。因此，由于内部应力引起的总的应力状态是膜片(或中平面)应力以及弯曲应力的总和。弯曲应力经常影响容器的外表面和内表面上的应力的大小。在由PET制造的容器内，它们长期地经受内部压力，重要的是使应力状态中的中平面(或膜片)分量减少，以消除蠕变断裂问题。这点已列入本实施例的肋条的设计几何形状和尺寸中，其中参数是这样选择的，在薄壁的PET壳体内，中平面应力保持在低于定向和结晶的PET的屈服强度。

此外，在本实施例中，由于环向刚性足够大，形成容器的塑料的厚度可以减少。在典型的PET瓶子中，塑料的厚度为约0.12in，但是，使用本发明的结构，形成容器的塑料的厚度可以减少至小于0.010in，至少在中间段14内是这样，以及仍保持相当好的环向刚性。例如，在图4的比较图中，普通的带连续肋条的0.501瓶子是由0.08in的PET制成的，以及在中间段具有公称直径2.3in，发现在较低的外载荷下，瓶子的直径极大地改变(即其侧壁位移)。与其对比的是，在按照第一实施例带有肋条的相同尺寸的瓶子中，在高得多的载荷下，它的直径改变极小。中间带支承肋条段内的环向刚性，以及帮助轴向应力由一行肋条传递到下一行。

已发现，使用按照第一实施例的结构，与带有连续的肋条的普通的瓶子比较，中平面和弯曲应力显著地减少。

肋条的排列不局限于第一实施例中所示的那种。例如，在图5所示的容器100内，虽然肋条122的一般形状与第一实施例所示的相似，但肋条的尺寸减少，以及肋条的行数和每行的肋条数增加。例如，对于0.51的PET瓶子，设置25行肋条，每行带有16个肋条。每个肋条具有长度约0.5in，以及最大深度0.04in。如图4的比较图所示，使用第二实施例时，容器的刚性更进一步改善。肋条的数目、尺寸和形状可以改变，以达到希望的轴向刚性和耐外部和内部压力的性能。根据准备设计的容器的指定的用途，可以相应地设计肋条的排列。

肋条的取向也不局限于第一和第二实施例所示的那种。这就是说，虽然在第一和第二实施例中所示的肋条是平行于水平方向的，它们可以相对于水平方向转动至180°，以及仍能达到希望的结果。例如，在图6所示的容器200中，肋条222相对于水平线转动45°。在第三实施例中，肋条222不需要在垂直的和水平的方向上分级以达到希望的结果。

在图7所示的第四实施例的容器300中，肋条322相对于水平线转动90°，从而使它们垂直地设置。在本实施例中，交替的肋条322的各行是如同在第一和第二实施例中那样分级的。

如上所述，容器希望是由PET制造的，但也可以由其它材料制造，例如，包括高密度和低密度的聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯。

PET容器典型地是吹塑的。

吹塑过程对技术人员是已知的，因此考虑没有必要在此解释此过程，其中一个预制件是以普通的方式吹塑的。

虽然本专利借助最佳实施例进行了说明，应该理解，本发明不局限于它们，相反，在所附权利要求书的精神和范围内，本发明有意地包括各种改进和等效的排列。下列权利要求的范围是遵照最广泛的解释，从而可以包含全部这些改进以及等效的结构和功能。

Claims (15)

1.一种容器，包括：

一个壳体(10)，具有上段(12)、下段(16)和连接上述上段和下段的中间段(14)，其中至少上述中间段的大部分区域具有多个沿其周边的结构肋条(122，222，322)，上述肋条在围绕上述中间段(14)延伸的周边方向上是不连续的，相对壳体(10)的垂直轴线形成多个水平的行，并且上述肋条增强上述中间段，以抵抗至少内部和外部压力中的一种，

其特征在于，所述肋条(122，222，322)具有相同的细长形状，

其中，所有肋条(122，222，322)相对于壳体(10)的垂直轴线具有基本相同的纵向角，

在所述多个水平行中相邻的行中的肋条(122，222，322)不是垂直对准的，其布置成，相邻行中的肋条相对于垂直轴线形成一个螺旋形，并且

所述每一个肋条(122，222，322)的深度从其纵向端部至纵向中部平稳地增加。

2.按照权利要求1的容器，其特征在于，上述多个行的每行内的肋条(122，222，322)垂直地对准每个交替行内的肋条。

3.按照权利要求1的容器，其特征在于，每个上述行具有5至16个肋条。

4.按照权利要求1的容器，其特征在于，该容器具有13至25个上述行。

5.按照权利要求1的容器，其特征在于，所述中间段(14)在肋条(122，222，322)形成区以外的所有区域(26)是光滑的表面。

6.按照权利要求1或5的容器，其特征在于，所述肋条(122，222，322)相对于所述垂直轴线以小于或等于90°的角度排列，例如，以30°，45°或60°排列。

7.按照权利要求5的容器，其特征在于，上述多个行的每行内的肋条(122，222，322)垂直地对准每个交替行内的肋条。

8.按照权利要求1或5的容器，其特征在于，上述肋条(122，222，322)具有在上述中间段(14)内的细长的凹痕。

9.按照权利要求8的容器，其特征在于，至少一个上述肋条凸起接近上述容器的中心轴，并且带有变化的深度。

10.按照权利要求1或5的容器，其特征在于，上述壳体(10)是由PET制造的。

11.按照权利要求1或5的容器，其特征在于，上述壳体(10)具有的厚度小于0.025cm。

12.按照权利要求1或5的容器，其特征在于，上述壳体(10)具有容量为约0.51升。

13.按照权利要求1或5的容器，其特征在于，上述壳体(10)是吹塑的。

14.按照权利要求1或5的容器，其特征在于，上述中间段(14)的大部分区域包括全部上述中间段。

15.按照权利要求1或5的容器，其特征在于，还包括用于增强上述壳体(15)抵抗轴向应力的器件(16，18)。

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