Behältertransport mit verringertem Verschleiß

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abstützen oder Führen von Behältern bei einem Transport der Behälter in einer Behälterbehandlungsanlage. Die Erfindung betrifft zudem einen Behälterförderer zum Transportieren von Behältern in einer Behälterbehandlungsanlage. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Herstellen eines Grundkörpers zum Abstützen oder Führen von Behältern bei einem Transport der Behälter in einer Behälterbehandlungsanlage. Die Erfindung betrifft zusätzlich ein Computerprogrammprodukt und ein Verfahren zum Transportieren von Behältern in einer Behälterbehandlungsanlage.

Technischer Hintergrund

Behälter können in Behälterbehandlungsanlagen durch die einzelnen Anlagenteile transportiert und bspw. gefüllt und verschlossen werden. Beim Transport können die Behälter bspw. entlang von Führungsgeländern geführt oder auf Bändern oder Mattenketten von Behälterförderern abgestützt sein.

Beim Transport der Behälter können die Führungsgeländer, Transportmatten usw. aufgrund von Reibung mit den Behältern verschleißen. Ebenso können sich an den Behältern Schlieren aufgrund der Reibung ergeben. Letztlich kann die Reibung beim Behältertransport zu einer gestörten Linieneffizienz führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen verbesserten Behältertransport in einer Behälterbehandlungsanlage zu ermöglichen, der sich vorzugsweise durch eine verringerte Abnutzung der Behälter, Führungen usw. auszeichnet.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.

Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Abstützen und/oder Führen von Behältern bei einem Transport der Behälter in einer Behälterbehandlungsanlage. Die Vorrich- tung weist mindestens einen Grundkörper zum Abstützen (z. B. von unten) und/oder (z. B. seitlichen) Führen der Behälter während des Transports auf. Der Grundkörper kann eine Oberfläche zum Kontaktieren der Behälter aufweisen, die zum Verringern einer Kontaktfläche zwischen der Oberfläche und den Behältern beim Transport der Behälter texturiert ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Grundkörper aus einem Basismaterial und mindestens einem Additivmaterial, das eine Oberflächenenergie mit einem polaren Anteil aufweist, der, vorzugsweise wesentlich, von einem polaren Anteil einer Oberflächenenergie des Basismaterials und/oder der Behälter (z. B. Kunststoffbehälter) abweicht (z. B. größer oder kleiner ist), und vorzugsweise mindestens einem Festschmierstoffmaterial hergestellt sein bzw. aufweisen.

Vorteilhaft ermöglicht die Vorrichtung, dass Behälter sowie Komponenten, die beim Behältertransport in Kontakt mit den Behältern kommen, weniger schnell abnutzen bzw. verschleißen. Bevorzugt kann die Vorrichtung eine Reduzierung der Reibung zwischen den Behältern und dem Grundkörper zum Abstützen oder Führen der Behälter beim Behältertransport ermöglichen. Mittels der texturierten Oberfläche kann eine wahre Kontaktfläche zwischen dem Behälter und dem Grundkörper verringert werden, um die Reibung zu verringern. Beispielsweise kann durch die texturierte Oberfläche ein Reibungskoeffizient des Grundkörpers verringert werden. Bspw. können Verschleißpartikel über Rillen der Textur entfernt werden bzw. wandern und können daher nicht mehr abrasiv über die Oberfläche des Behälters und die Oberfläche des Grundkörpers reiben. Durch die Veränderung des polaren und damit auch des dispersen Anteils der Oberflächenenergie des Grundkörpers durch Zumischen des mindesten einen Additivmaterials kann ebenfalls eine verringerte Reibung zwischen den vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Behältern und dem Grundkörper ermöglicht werden. Der Reibungskoeffizient kann abhängig von den Adhäsionskräften und somit der Verteilung von polaren und dispersen Bindungen im Tribosystem sein. Dadurch werden durch geeignete Wahl der Verteilung der polaren und dispersen Anteile der Oberflächenenergie des Grundkörpers relativ zu den Behältern durch mindestens ein Additivmaterial und ggf. Festschmierstoffmaterialien die Adhäsionsbindungen verringert. Somit werden weniger Adhäsionsbindungen zwischen Grundkörper und Behälter eingegangen. Durch ein Erhöhen oder Verringern des bspw. polaren Anteils des Grundkörpers, wenn die Oberfläche des Behälters überwiegend polar ist, können die überlappenden Oberflächenenergieanteile verringert werden, wodurch weniger Bindungen der Reibpartner eingegangen werden und die Reibung verringert werden kann. Eine Beimischung von mindestens einem Festschmierstoffmaterial kann die Reibung weiter verringern. Eine Kombination der genannten Techniken kann die Reibung besonders wirkungsvoll verringern. Beispielsweise kann ein polarer Anteil einer Oberflächenenergie des Basismaterials im Wesentlichen einem polaren Anteil einer Oberflächenenergie der Behälter entsprechen, z. B. mit einer Toleranz von bspw. rund ± 10 % oder ± 5 %.

In einem Ausführungsbeispiel weist der mindestens eine Grundkörper und/oder die texturierte Oberfläche einen, bspw. mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, erzeugten schichtweisen Aufbau auf. Alternativ oder zusätzlich kann der mindestens eine Grundkörper extrudiert oder mittels Spritzguss hergestellt sein. Alternativ oder zusätzlich kann die texturierte Oberfläche eingela- sert, eingeprägt, eingewalzt, eingefräst, gedruckt (z. B. 3D-gedruckt), spritzgegossen oder extrudiert sein. Vorteilhaft kann die Texturierung damit auf einfache Weise hergestellt werden.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Oberfläche mikrotexturiert und/oder nanotexturiert. Alternativ oder zusätzlich kann die Oberfläche derart texturiert sein, dass die Kontaktfläche zwischen der Oberfläche und den Behältern beim Transport der Behälter auf Mikro- und/oder Nanomillimeterebene verringert wird. Vorteilhaft kann damit die Reibung zwischen Oberfläche und Behälter besonders wirkungsvoll verringert werden.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die texturierte Oberfläche sich, vorzugsweise wiederholende, bionische oder geometrische Formen auf. Alternativ oder zusätzlich kann die texturierte Oberfläche Waben, Schuppen, Rauheitsspitzen, Polygone und/oder Linien aufweisen. Derartige Formen haben vorteilhaft das Potential für besonders wirksame Reibungs- und Verschleißminderung.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der mindestens eine Grundkörper ein stangenförmiges Führungsgeländer für einen Behälterförderer, ein Formatteil, das an ein Format der zu transportierenden Behälter angepasst ist, und/oder einen Verschleißstreifen einer Behälterführung auf.

In einer Ausführungsform weist der mindestens eine Grundkörper ein Transportband oder eine Transportmatte, vorzugsweise Transportmattenkette, auf.

In einer Ausführungsform weist das mindestens eine Additivmaterial einen Materialanteil an dem mindestens einen Grundkörper von 0,1 % bis 50 % auf. Alternativ oder zusätzlich weist das mindestens eine Festschmierstoffmaterial einen Materialanteil an dem mindestens einen Grundkörper von 0,1 % bis 30 % auf. Vorteilhaft kann mit derartigen Mengenanteilen eine optimale Abstimmung der einzelnen Materialien zur Verschleiß- und Reibungsminderung vorgesehen sein. In einer Ausführungsform weist das mindestens eine Additivmaterial Glas und/oder Fasern, vorzugsweise Glasfasern, Keramikfasern, Kohlenstofffasern, Aramidfasern und/oder Polyethylen-Fasern, auf, und/oder der polare Anteil der Oberflächenenergie (bzw. ein den polaren Anteil der Oberflächenenergie bzw. Oberflächenspannung kennzeichnender Wert) des mindestens einen Additivmaterials ist > 20 mN/m, > 25 mN/m oder > 30 mN/m. Bevorzugt kann Glas im Vergleich zum Basismaterial einen hohen polaren Anteil der Oberflächenenergie aufweisen, um den polaren Anteil der Oberflächenenergie des Grundkörpers zu erhöhen. Vorteilhaft können Additivmaterialien mit einem polaren Anteil der Oberflächenenergie von > 20 mN/m besonders geeignet sein, insbesondere in Kombination mit Kunststoff-Behältern. Additivmaterialien mit einem passenden polaren Anteil der Oberflächenenergie von > 20 mN/m können bspw. aus einschlägigen Tabellen entsprechender Hand- oder Lehrbücher entnommen werden.

In einer weiteren Ausführungsform weist das mindestens eine Festschmierstoffmaterial Molybdänsulfid, Wolframsulfid, hexagonales Bornitirid, Graphit oder diamantartiger Kohlenstoff (DLC) auf. Vorteilhaft können die genannten Feststoffschmiermaterialien besonders geeignet sein, um mit dem mindestens einen Additivmaterial und dem Basismaterial ein Reibverhalten des Grundkörpers zu verbessern.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Basismaterial Polyethylen (PE), vorzugsweise ultrahochmolekulares Polyethylen (PE-UHMW), hochmolekulares Polyethylen (PE-HMW), Polyethylen hoher Dichte (PE-HD) oder Polyethylen niedriger Dichter (PE-LD), Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Polyb- utylenterephthalat (PBT), Polyetheretherketon (PEEK), Polyaryletherketone (PAEK), Polyetherketone (PEK), Polyoxymethylen (POM) oder Polytetrafluorethylen (PTFE).

Ein weiterer Aspekt betrifft einen Behälterförderer zum Transportieren von Behältern in einer Behälterbehandlungsanlage. Der Behälterförderer weist eine Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche auf. Vorteilhaft kann der Behälterförderer die gleichen Vorteile erzielen, die bereits für die Vorrichtung beschrieben wurden.

Beispielsweise kann der Behälterförderer mindestens einen Grundkörper zum seitlichen Führen der Behälter und/oder mindestens einen Grundkörper zum Abstützen der Behälter von unten aufwei- sen. Bevorzugt kann die Behälterbehandlungsanlage zum Herstellen, Reinigen, Prüfen, Abfüllen, Verschließen, Etikettieren, Bedrucken und/oder Verpacken von Behältern für flüssige Medien, wie medizinische Phiolen oder Hygieneartikel, vorzugsweise Getränke oder flüssige Nahrungsmittel, ausgebildet sein.

Vorzugsweise können die Behälter als Flaschen, Dosen, Kanister, Kartons, Flakons usw. ausgeführt sein.

Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Grundkörpers zum Abstützen oder Führen von Behältern bei einem Transport der Behälter in einer Behälterbehandlungsanlage. Das Verfahren kann ein Texturieren einer Oberfläche des Grundkörpers zum Verringern einer Kontaktfläche zwischen der Oberfläche und den Behältern beim Transport der Behälter aufweisen (z. B. mittels einer additiven Fertigungsvorrichtung). Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren ein Mischen einer Materialzusammensetzung des Grundkörpers aus einem Basismaterial und mindestens einem Additivmaterial, das eine Oberflächenenergie mit einem polaren Anteil aufweist, der, vorzugsweise wesentlich, von einem polaren Anteil einer Oberflächenenergie des Basismaterials und/oder der Behälter (z. B. Kunststoffbehälter) abweicht (z. B. größer oder kleiner ist), und vorzugsweise mindestens einem Festschmierstoffmaterial aufweisen. Vorteilhaft kann der derart hergestellte Grundkörper die gleichen Vorteile erzielen, die bereits für die Vorrichtung beschrieben wurden.

In einem Ausführungsbeispiel erfolgt das Texturieren der Oberfläche mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, Einlasern, Einprägen, Einwalzen, Einfräsen, Spritzgießen oder Extrudieren.

Vorzugsweise kann ein Zumischen des mindestens einen Additivmaterials und/oder des mindestens einen Festschmierstoffs von einer additiven Fertigungsvorrichtung durchgeführt werden. Alternativ kann einer additiven Fertigungsvorrichtung bspw. ein Material zum Fertigen zugeführt werden, in dem das Basismaterial bereits mit dem mindestens einen Additivmaterial und/oder dem mindestens einen Festschmierstoff gemischt ist.

Ein weiterer Aspekt betrifft ein Computerprogrammprodukt aufweisend (z. B. mindestens ein computerlesbares Speichermedium mit darauf gespeicherten) Anweisungen, die eine additive Fertigungsvorrichtung (z. B. 3D-Drucker) veranlassen, ein Verfahren zum Herstellen eines Grundkörpers wie hierin offenbart durchzuführen, oder eine Vorrichtung (bzw. einen Grundkörper) wie hierin offenbart in einer Vielzahl von Schichten in einem additiven Fertigungsverfahren herzustellen. Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Transportieren von Behältern in einer Behälterbehandlungsanlage. Das Verfahren weist ein Abstützen (z. B. von unten) oder ein (z. B. seitliches) Führen der Behälter an einer Oberfläche mindestens eines Grundkörpers auf. Die Oberfläche kann zum Verringern einer Kontaktfläche zwischen der Oberfläche und den Behältern texturiert sein, vorzugsweise mittels additiven Fertigungsverfahrens, Einlasern, Einprägen, Einwalzen, Einfräsen, Spritzgießen oder Extrudieren. Alternativ oder zusätzlich ist der mindestens eine Grundkörper aus einem Basismaterial und mindestens einem Additivmaterial, das eine Oberflächenenergie mit einempolaren Anteil aufweist, der, vorzugsweise wesentlich, von einem polaren Anteil einer Oberflächenenergie des Basismaterials und/oder der Behälter (z. B. Kunststoffbehälter) abweicht (z. B. größer oder kleiner ist), und vorzugsweise mindestens einem Festschmierstoffmaterial hergestellt (bzw. aufweisen). Vorteilhaft kann das Verfahren die gleichen Vorteile erzielen, die bereits für die Vorrichtung beschrieben wurden.

Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar.

Kurzbeschreibung der Figuren

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Transportieren von Behältern gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;

Figur 2 eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht eines schematisch dargestellten Grundkörpers zum Führen oder Abstützen eines Behälters;

Figur 3 eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht eines schematisch dargestellten Grundkörpers zum Führen oder Abstützen eines Behälters;

Figur 4 ein Säulendiagramm zur Darstellung von Reibungskoeffizienten bei unterschiedlichen Grundkörpern zum Führen oder Abstützen eines Behälters;

Figur 5 eine rein schematische Darstellung zur Erläuterung eines Einflusses eines dispersen Anteils und eines polaren Anteils einer Oberflächenenergie zweier Reibpartner;

Figur 6 eine rein schematische Darstellung mit gegenüber der Figur 5 verbesserten Reibverhalten zwischen zwei Reibpartnern. Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.

Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen

Die Figur 1 zeigt rein schematisch eine Vorrichtung 10 zum Führen und/oder Abstützen von Behältern 12 (nur ein Behälter 12 dargestellt) beim Behältertransport. Die Behälter 12 sind bevorzugt Kunststoffbehälter, besonders bevorzugt aus PET, rPET, PP usw. Es ist auch möglich, dass die Behälter 12 bspw. aus Glas, Aluminium oder Stahl sind. Vorzugsweise sind die Behälter 12 als Getränkebehälter oder Behälter für flüssige oder pastöse Nahrungsmittel ausgeführt, z. B. als Flaschen, Dosen, Kanister, Kartons oder Flakons.

Bevorzugt ist die Vorrichtung 10 in einem Behälterförderer einer Behälterbehandlungsanlage umfasst. Der Behälterförderer kann die Behälter 12 durch die Behälterbehandlungsanlage transportieren. Der Behälterförderer kann unterschiedliche Behälterbehandlungsvorrichtungen der Behälterbehandlungsanlage miteinander verbinden oder selbst Teil einer Behälterbehandlungsvorrichtung sein. Der Behälterförderer kann auf jegliche Weise ausgeführt sein, um Behälter zu transportieren. Beispielsweise kann der Behälterförderer als ein Transportstern oder ein Linearförderer, z. B. Bandförderer oder Mattenkettenförderer (z. B. mit einer Kunststoffmattenkette), ausgeführt sein.

Die Vorrichtung 10 weist mindestens einen Grundkörper 14, 16 auf.

Der Grundkörper 14 kann die Behälter 12 beim Transport abstützen, vorzugsweise von unten. Ein Behälterboden der Behälters 12 kann den Grundkörper 14 kontaktieren. Beispielsweise kann der Grundkörper 14 ein Transportband oder eine Transportmattenkette (z. B. Kunststoffmattenkette) sein. Der Grundkörper 14 kann sich beim Transport mit den Behältern 12 mitbewegen bzw. die Behälter 12 in Transportrichtung bewegen. Der Grundkörper 14 kann bspw. umlaufend sein.

Der Grundkörper 16 kann die Behälter 12 beim Transport führen, vorzugweise seitlich. Eine Mantelfläche der Behälter 12 kann den Grundkörper 16 kontaktieren. Der Grundkörper 16 kann sich mit den Behältern 12 mitbewegen oder stationär angeordnet sein bzw. sich nicht mit den Behälter 12 beim Transport mitbewegen. Der Grundkörper 16 kann bspw. als ein stangenförmiges Führungsgeländer ausgeführt sein. Alternativ kann der Grundkörper 16 bspw. als ein Verschleißstreifen einer Führungseinrichtung ausgebildet sein. Alternativ kann der Grundkörper 16 bspw. als ein Formatteil bzw. Garniturteil ausgeführt sein, das an ein jeweiliges Format der Behälter 12 angepasst ist und bspw. bei einem Formatwechsel gewechselt wird. Bspw. kann das Formatteil zylindermantelsegmentförmige Ausnehmungen zum Kontaktieren von zylindermantelförmigen Abschnitten der Behälter 12 aufweisen. Beispielsweise kann das Formatteil in einem Transportstern umfasst sein.

Es ist möglich, dass gegenüberliegend zu dem Grundkörper 16 ein weiterer Grundkörper (nicht dargestellt) zum seitlichen Führen der Behälter 12 vorhanden ist. Der Grundkörper 16 und der weitere Grundkörper können die Behälter 12 zwischen sich führen. Der weitere Grundkörper kann bspw. wie der Grundkörper 16 ausgeführt sein.

Eine Besonderheit der vorliegenden Offenbarung liegt darin, dass zum Reduzieren einer Reibung zwischen dem Behälter 12 und dem Grundkörper 14 und/oder 16 verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen werden, die einzeln oder in Kombination miteinander angewendet werden können. Die Maßnahmen können darauf abzielen, eine Adhäsionsbindung zwischen den Behältern 12 und dem Grundkörper 14, 16 zu verringern. In der Tribologie sind nämlich u.a. Adhäsionskräfte eine besonders wichtige Einflussgröße. Zunächst ist unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 eine erste Maßnahme erläutert, bei der zur Verringerung der Adhäsionsbindung die Kontaktfläche zwischen den Behältern 12 und dem Grundkörper 14, 16 betrachtet wird. Anschließend ist unter Bezugnahme auf die Figuren 5 und 6 eine zweite Maßnahme erläutert, die zur Verringerung der Adhäsionsbindung die Oberflächenenergien der Behälter 12 und des Grundkörpers 14, 16 betrachtet.

Die nachfolgenden Erläuterungen beziehen sich der Einfachheit halber stets auf beide Grundkörper 14, 16. Es ist allerdings auch möglich, dass nur einer der beiden Grundkörper 14, 16 vorhanden ist, oder die jeweilige Maßnahme zur Verringerung der Reibung nur auf einen der beiden Grundkörper 14, 16 angewendet wird, oder einer der beiden Grundkörper 14, 16 mit der ersten Maßnahme behandelt ist, und der andere der beiden Grundkörper 14, 16 mit der zweiten Maßnahme behandelt ist.

Wie erwähnt, ist unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 nachfolgend die erste Maßnahme zur Reibungsverringerung beschrieben. Die Maßnahme zielt auf eine Verkleinerung der (wahren) Kontaktfläche zwischen den Behältern 12 und dem Grundkörper 14, 16 zur Verringerung der Adhäsionsneigung, da weniger Angriffsfläche geboten wird, ab.

Der Grundkörper 14, 16 kann eine Oberfläche 18 aufweisen, die die Behälter 12 kontaktiert. Die Oberfläche 18 kann texturiert sein, nämlich derart, dass eine Kontaktfläche zwischen der Oberfläche 18 und dem Behälter 12 verringert wird, z. B. im Vergleich mit einer Oberfläche ohne Textur oder im Vergleich zu einer glatten bzw. ebenen Oberfläche. Die Oberfläche 18 ist bevorzugt mikro- oder nanotexturiert, d.h. im Mikrometer- oder Nanometerbereich texturiert.

Im Einzelnen kann durch die texturierte Oberfläche 18 die (wahre) Kontaktfläche zwischen dem jeweiligen Behälter 12 und dem Grundkörper 14, 16 verringert werden. Der Ausdruck „(wahre) Kontaktfläche" kann sich hierbei auf diejenige Kontaktfläche bzw. Kontaktflächengröße zwischen dem Behälter 12 und dem Grundkörper 14, 16 bzw. der Oberfläche 18 beziehen, an der der Behälter 12 die Oberfläche 18 auf mikroskopischer Ebene bspw. im Mikrometer- oder Nanometerbereich berührt, und wo bspw. die Wechselwirkungen und Bindungsbildungen stattfinden. Durch eine Minimierung der wahren Kontaktfläche kann die Flächengröße, bei der es zur Ausprägung von Adhäsionsbildungen zwischen dem Behälter 12 und dem Grundkörper 14, 16 kommt, verringert werden.

Die texturierte Oberfläche 18 kann auf verschiedene Arten hergestellt werden.

Bspw. kann der Grundkörper 14, 16 mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt sein, z. B. aus einem Basismaterial (z. B. ein Kunststoff) ggf. mit Zusätzen (z. B. Additivmaterial(ien) und/oder Festschmierstoff(en)). Die additive Fertigung ergibt einen schichtweisen Aufbau des Grundkörpers 14, 16. Die texturierte Oberfläche 18 kann bevorzugt direkt mittels des additiven Fertigungsverfahrens hergestellt bzw. gedruckt werden.

Es ist möglich, dass der Grundkörper 16 bspw. extrudiert wird, z.B. in Form eines Führungs- oder Transportgeländers. Es ist auch möglich, dass der Grundkörper 14 bspw. spritzgegossen, z. B. in Form von Bandsegmenten eines Transportbands.

Es ist auch möglich, dass die texturierte Oberfläche 18 bspw. mittels Einlasern, Einfräsen, Einprägen (z. B. mittels Matrize oder strukturierten Walzen), Spritzgießen (z. B. mittels Kavitäten im Spritzgusswerkzeug) oder Extrudieren hergestellt wird.

Bevorzugt weist die Textur der Oberfläche 18 eine bionische Form oder eine aus der Geometrie bekannte Form auf. Die Form kann sich auf der Oberfläche 18 in alle Richtungen fortlaufend wiederholen bzw. musterartig vorgesehen sein. Die Wiederholung kann regelmäßig oder unregelmäßig sein. Die Formen können in Transportrichtung der Vorrichtung 10 bzw. der Behälter 12 oder entgegengesetzt zu der Transportrichtung ausgerichtet sein. Die Formen können aber auch vertikal zur Transportrichtung oder in einem gewissen Winkel zur Transportrichtung ausgerichtet sein.

Beispielsweise kann die texturierte Oberfläche 18 Waben-, Schuppen-, Rauheitsspitzen-, Polygon- und/oder Linienformen bzw. entsprechende Muster aufweisen. Die Schuppenmuster können bspw. Schlangenschuppenmuster, Sandfischschuppenmuster oder Haischuppenmuster sein. Die Rauheitsspitzen können bspw. zum Erzielen des Lotuseffekts ausgebildet und angeordnet sein.

Die Figur 2 zeigt in diesem Zusammenhang ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die texturierte Oberfläche 18. Gemäß Figur 2 kann die Oberfläche 18 mit Schuppen oder einem Schuppenmuster texturiert sein.

Die Figur 3 zeigt in diesem Zusammenhang ein weiteres besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die texturierte Oberfläche 18. Gemäß Figur 3 kann die Oberfläche 18 mit Waben oder einem Wabenmuster texturiert sein.

Die Figur 4 zeigt eine in Versuchen erzielte Verbesserung des Reibungskoeffizienten. Die Ordinate (y-Achse) bildet eine Größe des Reibungskoeffizienten ab. An der Abszisse (x-Ache) sind zwei Säulen 20, 22 für zwei unterschiedliche Testkörper dargestellt. Die Säule 20 gibt einen Reibungskoeffizienten eines mittels additiven Fertigungsverfahrens aus PA12 hergestellten Testkörpers ohne texturierte Oberfläche an. Die Säule 22 gibt einen Reibungskoeffizienten eines mittels additiven Fertigungsverfahrens aus PA12 hergestellten Testkörpers mit texturierter Oberfläche an.

Aus der Figur 4 ist ersichtlich, dass der Reibungskoeffizient für den Testkörper mit texturierter Oberfläche (siehe Säule 22) wesentlich geringer ist als der Reibungskoeffizient für den Testkörper ohne texturierte Oberfläche (siehe Säule 20). Im Einzelnen konnte durch den Einsatz einer Textur auf der Oberfläche eine Verringerung des Reibungskoeffizienten in einem Bereich bis zu 32 % und somit eine bessere Reibperformance nachgewiesen werden.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 5 und 6 ist nachfolgend die zweite Maßnahme zur Reibungsverringerung beschrieben. Die Maßnahme zielt darauf ab, möglichst wenig Wechselwirkungen zwischen den dispersen und polaren Anteilen der Oberflächenenergie der Behälter 12 und des Grundkörpers 14, 16 zuzulassen, um eine geringere Haftung zu erzielen.

Die Figur 5 zeigt dazu rein schematisch ein Modell zur Erläuterung. Ein Zusammenhalt von Atomen und Molekülen, der die Oberflächenenergie/-spannung einer Substanz bedingt, ist auf unterschiedliche Arten von Wechselwirkungen zurückzuführen. Es kann bspw. zwischen dispersen und polaren Wechselwirkungen unterschieden werden. Die Wechselwirkungen aufgrund von zeitlichen Fluktuationen der Ladungsverteilung der Atome bzw. Moleküle können als disperse Wechselwirkungen bezeichnet werden (z. B. Van-der-Waals-Wechselwirkungen). Unter polaren Wechselwirkungen können Coulomb-Wechselwirkungen zwischen permanenten Dipolen und zwischen permanenten und induzierten Dipolen zusammengefasst werden (z. B. Wasserstoffbrückenbindungen). Entsprechend kann sich auch eine Oberflächenenergie bzw. Oberflächenspannung oi des Behälters 12 additiv aus einem dispersen Anteil oi ^d und einem polaren Anteil oi ^p zusammensetzen, deren Summe wiederum die Oberflächenspannung bzw. -energie oi ergibt. Selbiges gilt für einen herkömmlichen Grundkörper 28 zum Führen oder Abstützen des Behälters 12, der ebenfalls eine Oberflächenenergie bzw. Oberflächenspannung 02 mit einem dispersen Anteil O2 ^d und einem polaren Anteil O2 ^P aufweist.

Ein Vergleich zwischen der (festen) Phase des Behälters 12 und der (festen) Phase des herkömmlichen Grundkörpers 28 hinsichtlich eines Verhältnisses von dispersem zu polarem Anteil der Ober- flächenenergie/-spannung ermöglicht Aussagen über die Haftung der beiden Phasen aneinander. Je stärker die dispersen und polaren Anteile übereinstimmen, desto mehr Wechselwirkungsmöglichkeiten gibt es zwischen den Phasen und mit umso stärkerer Haftung und somit Reibung ist zu rechnen. Figur 5 zeigt dabei gemäß herkömmlicher Technik rein modellhaft, dass der Behälter 12 und der herkömmliche Grundkörper 28 zumindest ähnliche disperse und polare Oberflächenener- gie/-spannungsanteile aufweisen können.

Gemäß Figur 6 und damit der zweiten Maßnahme wird nunmehr vorgeschlagen, den polaren Anteil der Oberflächenenergie O2 ^P des Grundkörpers 14, 16 zu erhöhen, um weniger Übereinstimmung mit den dispersen und polaren Anteilen des Behälters 12 zu erhalten. Die Wechselwirkungsmöglichkeiten im Tribosystem können reduziert werden, womit mit einer geringeren Haftung und somit Reibung zu rechnen ist.

Zur Erhöhung des polaren Anteils der Oberflächenenergie O2 ^P des Grundkörpers 14, 16 kann Herstellen des Grundkörpers 14, 16 einem Basismaterial mindestens ein entsprechend abgestimmtes Additivmaterial zugemischt werden. Der Grundkörper 14, 16 kann bspw. aus einem Basismaterial und mindestens einem beigemischten Additivmaterial, das eine Oberflächenenergie mit einem polaren Anteil aufweist, der größer (oder kleiner) als ein polarer Anteil einer Oberflächenenergie des Basismaterials und/oder der Behälter ist, hergestellt werden. In anderen Worten kann der Grundkörper 14, 16 bspw. aus einem Basismaterial und mindestens einem beigemischten Additivmaterial, das eine Oberflächenenergie mit dispersen Anteil aufweist, der kleiner als ein disperser Anteil einer Oberflächenenergie des Basismaterials und/oder der Behälter ist, hergestellt werden.

Das Basismaterial des Grundkörpers 14, 16 ist vorzugsweise Polyethylen (PE), vorzugsweise ultrahochmolekulares Polyethylen (PE-UHMW), hochmolekulares Polyethylen (PE-HMW), Polyethylen hoher Dichte (PE-HD) oder Polyethylen niedriger Dichter (PE-LD), Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyetheretherketon (PEEK), Polyaryletherketone (PAEK), Polyetherketone (PEK), Polyoxymethylen (POM) oder Polytetrafluorethylen (PTFE).

Das mindestens eine beigemischte Additivmaterial des Grundkörpers 14, 16 kann bspw. Glas aufweisen, das einen hohen polaren Anteil der Oberflächenenergie im Vergleich zu den genannten Basismaterialien aufweist. Bevorzugt kann das mindestens eine Additivmaterial, vorzugsweise in Abhängigkeit eines polaren Anteils einer Oberflächenenergie der Behälter, einen polaren Anteil der Oberflächenenergie von < 1 mN/m oder > 20 mN/m, > 25 mN/m oder > 30 mN/m aufweisen. Das mindestens eine Additivmaterial kann einen Materialanteil am Grundkörper 14, 16 von bspw. 1 % bis 50 % aufweisen.

Neben Glas als Additivmaterial gibt es eine Vielzahl anderer Materialen die alternativ oder zusätzlich additiv zum Basismaterial hinzugefügt werden können. Weitere Additivmaterialien können beispielsweise Fasern sein, wie Glasfaser, Keramikfaser, Kohlenstofffasern aber auch Aramidfasern, Polyethylen-Fasern. Ebenso können Polyethylen (PE), vorzugsweise ultrahochmolekulares Polyethylen (PE-UHMW), hochmolekulares Polyethylen (PE-HMW), Polyethylen hoher Dichte (PE-HD) oder Polyethylen niedriger Dichter (PE-LD), Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyetheretherketon (PEEK), Polyaryletherketone (PAEK), Polyetherketone (PEK), Polyoxymethylen (POM) oder Polytetrafluorethylen (PTFE) als Additivmaterial Verwendung finden.

Zusätzlich oder alternativ kann der Grundkörper 14, 16 aus mindestens einem beigemischten Festschmierstoffmaterial hergestellt sein. Das mindestens eine optionale Festschmierstoffmaterial kann bspw. Molybdänsulfid (z. B. Molybdändisulfid), Wolframsulfid (z. B. Wolframdisulfid), hexagonales Bornitirid, Graphit oder diamantartiger Kohlenstoff (DLC - engl. für diamond like carbon) aufweisen. Das mindestens eine Festschmierstoffmaterial kann bevorzugt einen Materialanteil am Grundkörper 14, 16 von 0,1 % bis 30 % aufweisen.

In Versuchen wurde das Reibverhalten zwischen einem Behälter 12 aus PET und einem Grundkörper 28 aus PE-UHMW oder einem Grundkörper 14, 16 aus mit Glas, Eisengrau und Molybdändisulfid (MoS2) modifiziertem PE-UHMW untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass ein deutlich verbesserter Reibwert bei der Paarung Behälter 12 und Grundkörper 14, 16 erzielt werden konnte. Im Einzelnen konnte durch das Glas der polare Anteil der Oberflächenenergie des Grundkörpers 14, 16 angehoben werden. Damit konnte die Größenordnung der übereinstimmenden dispersen und polaren Anteile der Oberflächenenergie verkleinert und somit optimiert werden. Die polaren Anteile von PET des Behälters 12 und dem unmodifizierten UHMW-PE des Grundkörpers 28 sind von der Größenordnung ähnlicher, als die von PET des Behälters 12 und dem modifizierten UHMW-PE des Grundkörpers 14, 16, was für die erste Paarung, d.h. Behälterl2 und (herkömmlicher) Grundkörper

28, einen höheren Reibungskoeffizienten und somit eine stärkere Reibung zur Folge hatte.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Insbesondere sind die einzelnen Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 jeweils unabhängig voneinander offenbart. Zusätzlich sind auch die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von sämtlichen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 offenbart. Alle Bereichsangaben hierin sind derart offenbart zu verstehen, dass gleichsam alle in den jeweiligen Bereich fallenden Werte einzeln offenbart sind, z. B. auch als jeweils bevorzugte engere Außengrenzen des jeweiligen Bereichs.

Bezugszeichenliste

10 Vorrichtung

12 Behälter

14 Grundelement

16 Grundelement

18 Oberfläche

20 Säule

22 Säule

28 Grundkörper