Faltbehälter und Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindnng betrifft einen aus einem einteiligen Zuschnitt aus einer Kunststoffolie bestehenden Faltbehälter, der vier an drei Seitenkanten nahtlos an einanderhängeode Wände als Mittelteil und einen an letzterem angefalteten Boden aufweist, sowie ein Ver fahren zu dessen Hierstellung.
Es wurde bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kaltfalten von Folien aus halbsteifen Kunststoffen vorgeschlagen, die die Eigenschaft besitzen, dass sie die Faltung baibebalten. Ein solcher Kunstsoff ist beispielsweise biaxial orientiertes Polystyrol. Beim Kaltfalten von Platten oder Folien aus diesem Kunststoff ist es allgemein erforderlich, das Material um mehr als 90 zu falben, um die er wunschte Faltung i, m rechten Winkel zu erhalten.
Ebenfalls ist es notwendig, Verschlüsse zu verwenden, die hohe estigkeitsbeanspruchungen bei relativ grossem linearen Abstand voneinander aushalben, so dass ! die Konzentration von Festigkeitsbeanspruchun- gen an irgendeiner Stelle vermiedenwird,waszu einem Einriessen der Kunststoffolie führen würde. Es ist wünschenswert, die Schablone und die Verschlüsse so auszubilden, dass Festigkeitsbeanspruchungen keine Auflösung der Schichten oder Zerstörung des hochorientierten Materials bewirken, um eine Entfär- bung und eine Verzerrung der Oberfläche zu vermeiden.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, obige Bedingungen bei einem Faltbehälter zu erfüllen, der aus einem einteiligen Zuschnitt aus einer Kunststofffolie besteht, ein sehr attraktives Aussehen besitzt und relativ steif ist, um eine feste Verpackung zu ergeben, die den darin enthaltenen Inhalt schützt.
Dabei können die einzelnen Teile des Faltbe- halters derart miteinander verriegelt sein, dass eine feste, eine seitliche Verschiebung verhindernde Ver- bindung der Teile des Faltbahälters gewährleistet ist.
Weiter wird bezweckt, ein Verfahren zum Herstellen des Behälters aus einem Zuschnitt auzugeben, das eine schnelle, einfache und wirtschaftliche Herstellung des Behälters ermöglicht.
Demgemäss ist Gegenstand der Erfindung :
Ein aus einem einteiligen Zuschnitt aus einer Kunststoffolie bestehender Faltbehälter, der vier an drei Seitenkanten nahtlos aneinanderhängende Wände als Mittelteil und einen an letzteren angefalteten Boden aufweist, der gekennzeichnet ist durch an der vierten Seitenkante aneinanderstossendeundmiteinan- der verriegelte Wände, wobei die eine Wand einen VeT riegelungslappen mit mindestens einer Verriegelungs- lasche aufweist, die in einen einen der anderen Wand angeordneten Einschnitt eingreift ;
durch einen an der Unterkante einer Wand angeordneten Bodenteil und einen mit letzterem verriegelbem, an der Unterkante der dem Bodenteil gegenüberliegenden Wand angeordneten Verregelungslappen ; durch zwei zwischen dem Bodenteil und Idem Verriegelunegslappen an den Unterkanten der Wände angeordnete Dich tungslappen und durch an der oberen Kante der Wändie abgeordnete Verschlussteile, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Faltbehälters, das da ! durch gekennzeichnet ist, dass man einen Zuschnitt aus einer Kunststoffolie verwendet, der entsprechend den vier aneinanderhängenden Wänden mit dem seitlichen Verriegelungslappen mit Verriegeleungslasche, dem Bodenteil,
dem Verriegelungsteil und den Dich tungslappen und den Verschlussteilen geformt und mit den Einschnitten versehen ist, iund dass man den Zuschnitt mindestens in den Bereichen der Faltungen auf eine elastisch deformierbare Unterlage legt und den Zuscnitt entsprechend den Faltlinien mittels mindestens eines Falzmessers in die Unterlage ein drückt und dadrch falzt.
Eine ausführungsform des erfindungsgemässen Faltbshälters sowie des erfinduagsgemässen Herstel- lungsverfahrenswird andhanbd der Zeichnungen bei- spielsweise näher erläutert, dabei zeigen :
Fig. 1 einen Faltbehälter in perspektivischer Ansicht, Fig. 2. den Bodenteil des Faltbehälters in per spektivischer Teilansicht,
Fig. 3 einen Verschlussteil des Faltbehälters im vergrösserter perspektivischer Teilansicht,
Fig. 4 einen Einsteckvenchluss am Bodenteil des Faltbehälters in vergrösserte perspektivische Teilansicht,
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 4,
Fig.
6 einen einteiligen Zuschnitt für den Falt behiälter in Draufsicht und in verkleinertem Mass- stab,
Fig. 7 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 6, jedoch sind die Faltlinien mit gestrichelten Linien eingezeichnet,
Fig. 8 in perspektivischer Ansicht schematisch den ersten Verfahrensschitt, um die in Fig. 6 dargestellte Schablone in einen in Fig. 1 dargestellten Behälter zu falten,
Fig. 9 in einer Teilansicht die Stellung des Faltkerns odfer Faltdorns vor einer Faltung,
Fig. 10 schematisch in perspektivischer Ansicht einen weiteren Verfahrenssehritt während des Faltens,
Fig. 11 schematisch und perspektivisch noch einen weiteren Verfahrensschritt,
Fig. 12 in ähnlicher Darstellung wie die Fig. 8, 10 und 11 einen vierten Verfahrensschritt,
Fig.
13 schematisch und perspektivisch die letzte Faltung des Behältenmittelteils,
Fig. 14 bis 16 schemiatischte Schnittansichten druch einen Verschluss und
Fig. 17 schematisch und perspektivisch die Faltung gder Deckelklapp[en.
In Fig. 6 ist ein Stanzstück oder eine Schab lone 1, dangestellt, aus, der durch Faltung der in clen Fig. 1 bis 5 dargestellte Behälter erhalten werden kann. Die Schablone 1 ist eine einteilige JKunststoffolie, die efaltet werden kann, Faltung beibehält und die einerseits relativ steif sowie anderseits so elastisch ist, dass sie normalen Festigkeitsbeam- spruchungen und Stössen widersteht, denen der Be hälter beim Gebrauch ausgesetzt sein kann.
Die Schablone ist längs ihren Rändern eingeschnitten, so dass die Deckel-und Bodenflächen entsprechend gefaltet werden-können. Die Oberflächen der Scha blone sind sonst glatt und weisen keine Einkerbungen oder amde. ne Unregelmässigkeiten auf.
Wie am besten in Fig. 7 dargestellt, in der die Faltlinien durch gestrichelte Linien angedeutet sind, besteht der Hauptteil der Schablone der Reihe nach aus einem Teil 2, der die Rückwand bildet und der ein Paar im Abstand voneinander angeordnete Einschnitte 4 in Nähe seines freien Randes aufweist, aus einem Teil 6, der eine Seitenwand bildet, aus einem Teil 8, der die Vofderwand bildet, aus einem
Teil 10, der die andere Seitenwand bildet, und aus einer Verriegelungslasche 12, die an ihrem äusseren
Rand ein Paar von Einstecklaschen 14 besitzt, welche in die Einschnitte 4 der Rückwand 2 eingesteckt werden. Durch die Einschnitte in dsr Schablone wer den ein Paar Dicbtungslappen 16 an den unteren
Kanben des hinberen und das vorderen Teiles 2 bzw.
8 ein Verschlusslappen 28 an, der Seitenwand 10 und ein Bodenlappen 18 an der Seitenwand 6 gebildet.
Der Bodenlappen 18 weist zwei bogenförmig gekrümmte Einschnitte 20 an ihrer der Seitenwand 6 zugekehrten Seite auf. In diese ausschnitte greifen Nasen 22 ein, die sich an den Dichtungslappen 16 efinden, welche im fertigen Behälter den Boden 18 überlappen. Wie am besten in den Fig. 4 und 6 dargestellt, verlaufen die Ssitenkanten der Dichtungs- lappen 16 konisch gegen die Nasen 22 zu, um das Einstecken dieser Nasen 22 in die bogenförmigen Einschnitte 20 beim zusammenfalten des Behälters zu erleichtern. In Fig. 4 sind die Teile ineinandergesteckt dargestellt.
Die Wirkung dieser Massnah- men wird nachfolgend noch ausführlicher, beschrie- ben werden. nahe der freien Kante ist der Boden 18 mit einem Verschlusssohlitz 24 verseben, in den die Verriegelmgslascbe 26 des Lappens 28 eingescho- ben wind. Wie in Fig. 2 dargestellt, grefien der boden , und die Dicbtungslappen 16 ineinander und werden miteinander in einer Stellung gehalten, in der der Verschlusslappen 28 den Boden überdeckt, um einen steifen. und festen Verschluss am Boden des Behälters zu bilden.
Am andieren oder oberen Rand des Hauptteiles der ausgebreiteten Schablone sind Schnitte vonge- sehen, um Dichtungslappen 30 an den Seitenwänden 6 und 10 sowie eine Deckelklappe 32 zu bilden, die mit der Rückwand 2 verbunden ist. Der Deckel 32 wind, wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 7 an- gedeutet wird, gefaltet, um mit einem Teil 34 die Dichtungslappen 30 zu überdecken und mit einer Einstecklasche 36, die senkrecht zu dam Teil 34 gefalltet wird, an der Innenfläche der Vorderwand 8 anzuliegen, um dadurch ein leichtes Offnen und Schliessen des Behälters zu gewährleisten.
Infolge der der Plastikfolie eigenen Elastizität wind die Einsteck- lasche 36 gegen die Vocderwand 8 gedrückt, wodurch ein guer Verschluss gewährleistet ist. Anstelle der einfachen Einstecklasche 36 kann der Deckelteil 34 auch mit einer entsprechenden Verriegolungslasche 14 und die ehälterwand 10 mit einem entsprechen- den Einschnitt versehen sein, wie der Verriegelungslappen 12 und die Wand 2.
Im einzelnen sollen nun die Verschlüsse be schrieben werden, die, was den Verschluss des Mitbelteils betrifft, in Fig. 3 und, was den Verschluss für den den betrifft,. in den Fig. 14 bis 16 am besten dargestellt sind. Der überlappte Teil ist jeweils mit einem gakrümmten Einschnitt versehen, der spiegel symmetrische S-förmige Schlitze 38 und 40 ausweist, die im Abstand voneinander angeordnet sind, so dass die Schlitz einander zugekehrte konkave Abschnitte nahe dem freien Rand der Wand und gegeneinander konvexe Abschnitte in einem grösseren Abstand von dem freien Rand der Wand aufweisen. Ein gegen das freie Ende der überlappten Wand oder, des Lappen, s konvexer Querschlitz 42 unterteilt die S-för- migen Schilitze 38 und 40 jeweils in zwei Abschnitte.
Die Unterteilung erfolgt in einem Abstand von den Stellen der S-förmigen Schlitze, die einander am nächsten liegen, gegen den freien Rand der Wand zu. Auf diese Weise werden ein Paar beweglicher Laschen oder Zungen 44 und 46 zwischen den S-förmigen Schlitzen 38 und 40 gebildet.
Die überlappende Wand oder der Lappen (12 in Fig. 3 ; 28 in den Fig. 14 bis 16) beistzt eine Verriegelungslasche (14 in Fig. 3 ; 26 in den Fig. 14 bis 16) die mit diesem Lappen verbanden ist. Die Lasche weist eine schwalbe'nschwanzförmige KonSgu- ration auf und ist an ihrem freien Ende breiter als an, dem Ende, am'demsiemitden Lappen verbunden ist. An dem letzbgenannten Ende ist sie noch breiter als der Abstand zwischen den S-förigen Schlitzen 38 und 40 an'den SteHen, an denen sich diese Schlitze am nächsten kommen, und breiter als der grösste Abstand der S-förmigen Schlitze voneinander.
Die Seiten der Verschlusslasche konvergieren zu dem an dem Lappen befestigten Rand hin, an dem die Lasche breiter als der Abstand zwischen den gegen- einander konvex gekrümmten Abschnitten der Schlitze an der Stelle, an der sich die Krümmungen am nächsten kommen, jedoch schmäler ist als der Abstand der gegeneinander konkav gekrümmten Abschnitte nahe dem freien Rand des lappens an der Stelle, an der diese Abschnitte. den grössten Abstand voneinander besitzen. Infolge der Elastizität der Folein aus synthetischem Kunststoff kann die Ver schlusslasche verbogen und durch die Schlitze 38 und 40 vom freien Ende der Wand her eingeführt wer den,sodassdieVerschlussla'scheüberdieZmnge 44 zu liegen kommt, die sich federnd gegen ihre Unter seite drückt.
Die Verschliusslasche ist anderseits von der Zunge 46 überdeckt, die infolge ihrer Elastizität auf die Oberfläche der Verschlusslascbe druckt. Da die Verschlusslasche einschliesslich ihres Randes, an 'dem sie mit dem Lappen verbunden ist, breiter ist als der Abstand der Schlitze 38 und 40 an der Stelle, an der sich diese Schlitze am nächsten kommen, ist eine Verschiebung der Lasche in Richtung ent- gegengesetzt dem freien Rand der überlappten Wand durch Anschlag der Seitenkanten der Verschlusslasche an die Ränder der gegenemander konvex gekrümmten Abschnitte der Schlitze, deren Abstand voneinander in Richtung auf die Stelle, an der sich die Schlitze am nächsten kommen, abnimmt, begrenzt.
Eine Verschiebung der Lasche gegen das freie Lnsde der über1appben Wand zu ist ebenfalls druch Anschlag dieser Lasche an die gegeneinander konkav gekrümmten Abschnitte begrenzt, dta das freie Ende der Lasche breiter als der Abstand zwi- schen den gengeneinaner konkav gekrümmten Abschnitten der Schlitze an der Stelle ihres grössten Abstandes ist.
Indem der lasche und dem Einschnitt geeignete Abmessungen gageben wenden, kann die Lasche 14 in den Einschnitt so eingesetzt werden, dans. die Ränder der Lasche neben der Verbindungs- stelle mit dem zugehörigen Lappen an den gegeneinander konkav gekümmten Abschnitten neben dem freien Rand der überlappten Wand anliegen, um sogar die kleine scitliche Verschiebung zu verringern, die möglich ist, ehe die Seitenkanten der Lasche an den Seiten der Schlitze anliegen.
Da die übereinam. derliegenden Wände durch die federnden Eigenschaften der Laschen 44 bzw. 46 zusammen- gespannt werden, besteht keine Neigung, nach aussen auszubauchen, wodurch im wesentlichen parallele Aussenflächen. gewährleistet sind.
Das Verfahren, um die Schablonen oder Stanz- stücke in Behälter zu falten, ist schematisch in den Fig. 8 bis 17, dargestellt. Der erste Verfahrensschritt ist in Fig. 8 dargestellt. Hierbei wird die Schablone 1 mit. der Linie, die die Bodenlappen von dem Hauptoder Mittelteil der Schablone trennt, über ein Kissen 48 aus elastisch deformierbarem Material gebracht.
Eine steife Falzplatte 50 presst die Schablone in das gunmiähnliche Matemal des Kissens 8 und bewirkt, dass dieses Material unter. dem Druck der Platte aus- weicht und die Schablone um idie Kante der Falz- platte 50 drückt. Wie in der US-Patentschrift Nr. 2954 725 ausgeführt wird, ist das Falzbaltt 50 vorzugsweise in einem spitzen Winkel zu der Oberfläche der Schablone 1 geneigt, so dass die Lappen oder lascen um die Kante des Falzblatbes um einen Winkel grösser als 90 gefaltet werden. Diese Falzung stärker als um einen rechten Winkel dient dazu, die Rückstellkräfte des Kunststofs zu kompensieren, um eine permanente Faltung in gewünschter Weise zu erhalten.
Wie in den Fig. 9 und 10 dargestellt, wind die Schablone 1 hierauf auf mehrere drehbar angeord- nete Wippen 54, 56, 58 und 60 aufgebracht, wobei die Schablone 1 mit den beabsichtigten Faltlinien etwa in Flucht über den Achsen, um die sich die Wippen drehen, zu liegen kommt. Eine Endstütze 62 und Mittelstützen 64 sind vorzugsweise zwischen den Wiippen angeordnet. Die Wippen 54 bis 60, die Endstütze 62 und die Zwischenstützen. 64 sind jeweils mit einem Kissen 66 aus elastisch deformierbarem oder gummiähnlichem Material belegt, auf das die Schablone 1 auf gelegt wird.
Ein Falzdorn 68 wird von einem Trägerarm 70 gehalten, der sich über die oberen Endlappen hinaus erstreckt, um von der Seibe her den Dorn über die Schablone und die Träger zu rollen. Der Dom 68 besitzt im allgemeinen einen rechteckdgen Quer- schnitt, dessen Seiten so gross sind, dass die Seitenkanten mit den beabsichtigten Faltlinien in dem Hauptteil der Schablone und den Achsen der Wippen während der DrehungdesDomsübereinstimmenoder übereinander zu leigen kommen. wie am besten im Fig. 9 dargestellt, sind die Seiten des Doms 68 bei 72 hinterschnitten, um messerähnliche Kanten 74 zu bilden.
Wie am besten aus Fig. 9 zu ersehen ist, sind 'die Wippen 54, 56, 58 und 60 vorzugsweise in Ruhestellung so voDgespannt, dass die obere Oberfläche leicht gegen den Falzdorn 68 geneigt ist, um emen festen Eingriff mit diesem Falzdorn 68 zu gewähr- leisten, wenn er'aufdie entsprechende Wippe kommt und um ein Gleiten des Dorns auf der Schablone zu verhindern. Ein Winkel von 8 bis 18 hat sich hierfür als ausreichend erwiesen. Durch die drehbare Anordnung der Wippen drehen sich diese mit dem drehenden Dom mit, um die Schablone in Kontakt mit der Oberfläche desselben zu halten.
Es wunde gefunden, dass die drehbare Anordnung Schwankungen der relativen Drehgeschwindigkeit und der rela tiven Vorschubgeschwindigkeit des Doms. ausgleicht.
In Fig. 10 ist eine Stellung des Doms 68 darsgestellt, bei der dieser die Kunststofflie 1 in das Kissen 66 aus deformierbarem Material auf der Wippe 54 drückt und das elastisch deformierbare Material hierdurch verformt wird und die Kunststofffolie um die Messerkante 74 in die Hintersohnitte 72 drückt, um die Kunststoffolie um einen Winkel mehr als 90 zu falten, so dass eine permanente Faltung erhalten wird. Wenn der Dom 68 die Faltung erzeugt, hält das federnde Material des Kissens 66 die Rüokwand 2'gegen die Seite des Doms 68 und ein Finger 76 drückt den Dichtungslappen 16 und dadruch den Boden 18 gegen den Dom. und führt die Nase 22 des Dichtungslappens 16 in den bogenförmigen Einschnitt 20.
Wenn der Dom 68 seine Drehbewegung fortsetzt, dreht sich die Wippe 54 mit, um einen Schlupf der Kunststoffschablone relativ zu dem Dom zu verhindern.
In Fig. 11 ist der Vorgang der zweiten Faltung auf der Wippe 56 dargestellt. Gleichzeitig drückt ein Finger 78 gegen den anderen Dichtungslappen 16, um die Nase 22 in den gekrümmten Einscnitt 20 einzuschieben.
In Fig. 12 ist die Stellung dangestellt, bei der die dritte Faltung auf der Wippe 58 erfolgt. Wenn der Dom 68 sich weiterdreht und die Seitenwand der Schablone an die Unfterseite des Doms 68 durch dlie Mittlstütze 64 zwischen den Wippen 58 und 60 angedrückt wird, drückt ein Finger 82 gegen die Ver schlusslasche 26, um diese in den Einschnitt 24 einzuführen, wie in den Fig. 14 bis 16 dargestellt.
Wenn der Dom 68 über die letzte Wippe 60 rollt, erfolgt die letzte Faltung des Hauptteils der Schablone, wodurch der Verschlusslappen 12 gefaltet wird. Wenn der Dom oder Kern 68 sich weiter dreht, bewegt sich der Verschlusslappen 12 in eine Stellung, in der sie'direkt. über der Rückwand 2 zu liegen kommt. Die Finger 80 rücken die laschen 14 in die Einschnitte 4, um die Wände des Hauptteils der Schablone miteinander zu verbinden und einen Be hälterkörper zu schaffen, in den Handelsware leicht verpackt worden kann.
Wie in Fi, g. 17 dargestellt, wird, nachdem der Behalter gefüllt wurde, eine Falzplatte 84, die von einem Arm 86 gehalten wind, über dam oberen Rand d der Vorderwand 8 in den Behälter eingeführt, wobei die Kanten der Falzplatten. mit den beabsichtigten FaltlÅanien des Dichtu'ngslappens 30 nd des Deckellappens 32 lagemässig übereinstimmen.
Wie dargestellt, befindet sich die obere Kante der vorderwand 8 etwas unter den beabsichtigten Faltlinien. und den Einschnitten, die die verschiedenen Lappen bilden, so dass die Stärke der Falzplatte 84, die über idem Rand eingeführt wird, ausgeglichen wird. Um den Behälter herum parallel zu der Seitexn- wand 10, der Rückwand 2 und der Seitenwand 6 sind Halter 88. angeordnet, die von Armen 92 getragen wenden, welche relativ zu den genannten Wänden ver- schoben wenden können und die Kissen 90 aus elastisoh deformierbafrom Material auf ihren dem Behälter zugekehrten Seiten tragen.
Wenn die Halter 88 gegen den Behälter edrückt werden, wird das gummielastische Material verdrängt und die Kunst stoffolie um die Kanten der Falzplatte 84 gefaltet, um dadruch die entsprechenden Deckelklappen zu falten.
Entweder. bevor oder nachdem diese Falten ge- bildet wurden, kann die die Einsteoklascbe 36 bildende Faltung auf ähnliche Weise durch Verwendung einer eigenen Falzplatbe und eines Kissens aus ela stischem Matemal (nicht dargestellt) erfolgen, wobei entweder die Faltplatte gegen des Kissen oder das Kissen gegen die Faltplatte bewegt werden können.
Die Faltungen können leicht einer automatischen Packvorrichtung angepasst und sehr schnell im Rahmen eines Produktionsprogramms durchgeführt werden. Anstelle eines einfahen Einstecklaschenverschlusses für den Deckel kann ebendfals eine mechanische Befestigung verwendet werden.
Die Folien aus synthetischem Kunststoff slollen halbsteif mit genfügender Flexibilität sein, um Festigkeitsbeanspruchungen und Stössen bei normalem Ge brauch standzuhalten. Das Material muss ebenfalls faltbar sein und eine Faltung beibehalten, wie es in der aben erwähnten US-Patentschrift beschrieben wrude. Vom Standpunkt optimaler ästhetischer Qua1ität und Ansehnlichkeit sall das Kunststo'ffmaterial klar und relativ widerstandsfähig gegen Verkratzen während normaler Benutzung sein.
Obgleich viele Kunststoffmaterialien geeignet sind, wurden biaxial orientierte Polystyrole von etwa 0,12 - 0, 38 mm (5 bis 15 mil) Stärke infolge ihrer Klarheit, hohen Festigkeit und halbsteifen Eigenschaften, dtie mit einer hinreichenden Elastizität und Geschmeidigkeit verbunden sind, um dauerhafte Faltungen zu bilden und normalen Stössen zu widerstehen, am orteil- haftesten befunden.
Wie aus den vorstehenden Ausführungen ersehen werden kann, besitzt der Behälter ein sehr attrak- tives Aussehen und eine relativ steife Form, so dass eine sehr feste Verpackung damit. geschaffen wird.
Der mechanische Verschluss der Teile kann verhält- nismässig grosse Festigkeitsbeanspruchungen ausbal- ten und begrenzt eine relative Verschiebung der sich überlappenden Wände bis zu einem Mass, die eine Beschädigung dieser Wände verursachen würde, wenn sie ausser gagenseitigen Eingriff gebracht würden. Der zuschnitt zur Herstellung des Behälters und das Verfahren zu dessen Herstellung machen die Erzeugung des Behälters in einem sehr kurzen Acbeitsgang und mit einfachen Schnitten möglich, wodurch dfiese Er zeugung einer Vorrichtung zur automatischen Verpackung mit grosser Geschwindigkeit leicht angepasst werden kann.