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Verpackungsbehälter für blockförmigen Inhalt, insbesondere Speiseeis,
sowie Verfahren und Vorrichtung zum Her -stellen derartiger Behälter Die Erfindung
bezieht sich auf einen Verpackungsbehälter fUr blockförmigen Inhalt, insbesondere
Speiseeis. Dieser Behälter soll ausser dem Verpacken auch dazu dienen, den Behälterinhalt
beim Verbrauchen, insbesondere beim Verspeisen in der Hand festhalten zu können
und den blockförmigen Behälterinhalt nach der offenen Behälterseite hin nachsohieben
zu können.
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Es sind Behälter solcher Art fUr Speiseeis bekannt, die aus
Papier
oder Pappe im wesentlichen zylindrisch hergestellt sind und eine kolbenartige Nachschiebeeinrichtung
aufweisen die ein aus dem Behälterboden vorstehendes Wulststäbchen als Betätigungsschaft
enthält. Derartige Stäbchen sind aber für die Lagerung und dem Transport der gefüllten
Behälter nachteilig, da sie weit, d. h. um einen etwa der Behälterlänge entsprechenden
Betrag aus dem Behälterboden vorstehen müssen. Es sind deshalb auch schon derartige
Behälter bekannt geworden, bei welchen das als Betätigungsschaft für die Nachschiebeeinrichtung
dienende Holzstäbchen erst bei In-Gebrauchnahme der gefüllten Verpackung durch eine
Öffnung im Behälterboden zu schieben und in den kolbenartigben Teil der Nachschiebevorrichtung
einzustellen ist. Dies hat aber den Nachteil, daß der Behälterboden nicht geschlossen
ist und an dieser Bodenöffnung Eremdstoffe in die -Verpackung eindringen oder evtl.
Schmelzfldssigkeit des Behälterinhaltes austreten kann.
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Demgegendber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde einen besonders
billigen Behälter der oben beschriebenen Art zu schaffen, der ringsum dicht verschliessbar
ist und insbesondere einen geschlossenen Boden aufweist und der trotzdem
das
nachträgliche Einseten des erforderlichen Betätigungsschaftes für die Nachschiebeeinrichtung
in Farm eines Stäbchens einfach und sicher ermöglicht. Ausserdem soll das als Betätigungsschaft
dienende Stäbchen eine gute sichere Rührung im Bereich des Behälterbodens erhalten,
um ein verklemmungsç-ei~s Rühren der kolbenartigen Nachschiebevorrichtung zu ermöglichen,
und Wie Gefahr dass das Stäbchen beim Betätigen der Nachschieb vorrichtung abbricht,
so weit wie möglich auszuschliessen.
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Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, daß die Öffnung im
Behälterboden in Art einer mit einer dünnen Haut verschlossenen Führungsbuchse ausgebildet
ist. Die Bührungsbuchse sichert ein glattes sicheres axiales Gleiten des Stäbchens
im Behälterboden und bietet dadurch Schutz gegen Verklemmen der Nachschiebeeinrichtung
und gegen Abbrechen des Stäbchens. Die dünne, die Buchse verschliessende Haut läßt
sich mit dem Stäbchen bequem ohne besondere Kraftanstrengung durchstechen. Da diese
dünne Haut an der Führungsbuchse angeordnet ist, stellt sie vor dem Durchstecken
einen gut gegen Beschädigung gesicherten Verschluss im Bereich der Bübrungsbuchse
dar. Beim Durchstecken zum Einführen des Stäbchens in die liachschiebeeinrichtung
legt sich diese dünne Haut in Art einer manschette auf die Aussenfläche des Stäbchens
und
bildet damit eine wirksame Abdichtung und sogleich ein Reibungselement,
daß das Herausfallen des Stäbchens verhindert, falls dieses etwas zu dünn ist, um
sich fest in der Nachschiebeeinrichtung zu verkeLen bzw. in der Buchse zu halten.
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Da das als Betätigungsschaft vorgesehene Stäbchens möglichst billig
sein soll, muss damit gerechnet werden, daß solche Stäbchen sich verhältnismässig
stark im Durchmesser unterscheiden. Um trotzdem sicher su stellen, daß erst ein
etwas dickeres Stäbchen sicher und leicht in die I4lahrungsbuchse eingeführt werden
kann und auch ein etwas dünneres Stäbchen sicher in der Bührungsbuchse geführt und
gehalten wird, ist es im Rahmen der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn die die
Führungsbuchse verschliessende bautartige dünne Wand an den Aussenrand der Fuhrungsbuchse
ausgebildet ist und die Ftihrungsbuchse radial dehnbar mit umfänglich ungleichmässiger
Wandstärke ausgebildet ist. Damit wird erreicht, daß sich beim Einftihren eines
etwas dickeren Stäbchen die durchstossene hautartige dünne Wand ausserhalb der Buchse
zusammenschiebt, während beim Einführen eines etwas dünneren Stäbchen 'l'eile dieser
dünnen hautartigen Wand mit in die Buchse eingestossen werden können und dadurch
einen sicheren dichten AbscHluss bilden. Durch die umfänglich, ungleichmässige Wandstärke
der
Buchse ist dieser ausserdem im beträchtlichen Maß radial dehnbar
und dadurch in der Lage sowohl etwas dickere als auch etwas dünnere Stäbchen sicher
zu führen. Um dies zu erreichen kann die Führungsbuchse mit Vieleck-Querschnittsform
ausgebildet sein, wobei die Wandstärke in den Eckbereichen geringer als an den Flächenbereichen
des Vieleck-Querschnitts -ist. Es ist aber auch möglich die Führungsbuchse an ihrer
inneren Stirnseite mit einwärts vorstehenden Nasen oder Zähen und hinter diesen
vasen bzw. Zähnen mit verdünnten Wandbereichen auszubilden.
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In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Behälterwand
einschliesslich des Beutels und der Bührungsbuchse durch Thermoverformung aus thermoplastischer
Kunststoffolie geformt, wobei die kdhrungsbuchse im Inneren eines im Boden einwärts
geloriften Nippels nach aussen zurückgeformt ist und einstuckig in einer hautartig
dünn ausgezogene Verschlusswand übergeht.
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Zur ILerstellung der Verpackungsbehalter gemäss der Erfindung durch
Thermoverformung von thermoplastischer Kunststoffolie
eignet sich
gemäss der Erfindung ein neuartiges Verfahren bei welchem-in d-ie Bodenwand des
Behälters eine sich axial zum Behälter nach dessen Inneren erstreckende Bührungsbuchse
eingeformt und deren am einen stirnseitlgen Buchsenende liegende Querwand hautartig
dünn ausgozogen wird. Vorzugsweise kann dabei in die Bodenwand des Behälters ein
sich leicht konisch verjüngender, axial einwärts erstreckender Nippel geformt und
in die eingentliche J?ührungsbuchse im Inneren dieses Nippels nach auswärts geformt
werden, wobei das letzte Stück dieses nach auswärts geformten Buchsenteiles als
geschlossene QuerS wand hautartig dünn ausgezogen wird.
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Bei dem Verfahren gemäss der Erfindung kann der dünne Querwandteil
der Buchse auf etwa 10 % der Wandstärke des Behälters hautartige dünn ausgezogen
werden. Das hautartige Ausziehen der Querwand lässt sich beispielsweise mittels
eines modifizierten Drucknittelstosses ausführen.
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Gemäss der Erfindung ist auch eine besonders vorteilhafte Vorrichtung
zum Herstellen von Verpackungsbehältern der oben beschriebenen Art in dem oben beschriebenen
'l'hermoverformungs verfahren vorgeßehen. Bei dieser Vorrichtung ist gemäss der
Erfindung
am Boden einer Negativform ein zapfenartiger Vorsprung mit einer der Führungsbuchse
entsprechenden Sormfläche angebracht, der Einrichtungen zum hautartigen dünnen Ausziehen
des ihm überspannenden Querwandteiles aufweist.
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Der zapfenartige Vorsprung kann dabei mit einer axialen Höhlung als
Einrichtung zum Ausziehen der Querwand ausgebildet sein, wobei der Höhlungsquerschnitt
der ührungsbuchse entspricht und die Höhlungstiefe erheblich grösser als die Länge
der Bührungsbuchse ist. Auf diese Weise wird die Puhrungsbuchse in die Höhlung des
zapfenartigen Vorsprunges geformt.
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Am Ende des Bormvorganges kann dann noch durch einen zusä.tzlichen
Druckmittelstoss oder dergl. die den Höhlungsquerschnitt überspannende, noch erweichte
Querwand aus thermoplastischem Kunststoff in den restlichen Teil der Höhlungstiefe
hautdünn ausgezogen werden. Die Dicke dieser hautdünn ausgezogenen Querwand lässt
sich dadurch auf ein gewünschtes Mass einstellen, daß die Tiefe der Höhlung verstellbar
ist.
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In einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung
kann auch der zapfenartige Vorsprung mit seinem Äussenquerschnitt dem Innenquerschnitt
der Fübrungsbuchse entsprechen und an der inneren Stirnseite einer einziehbare
das
Folienmaterial führende wärmeisolierte oder erhitzte Spitze zum Ausziehen der Querwand
tragen.
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Wenn es erwünscht ist, derEührungsbuchse durch-ungleichmässige, umfängliche
Wandstärkenverteilung erhöhte radiale Dehnbarkeit zu verleihen, kann die Formoberfläche
für die Führungsbuchse einen Querschnitt in Form eines Vielecks, vorzugsweise eines
regelmässigen Vielecks aufweisen. Es kann dazu auch der zapfenartige Vorsprung am
Umfangsrand seiner inneren Stirnseite axial gerichteten Nasen oder Zähne tragen.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden näher
erläutert. Es zeigen: Fig. 1 den unteren eil eines Verpackungsbehältrs gemäss der
Erfindung vor dem Einführen des Betätigungsstäbchens in axialem Schnitt; Fig. 2
den unteren Teil eines Verpackungsbehälters nach Fig. 1 nach dem Einführen des Betätigungsstäbehens
in axialem Schnitt;
Fig. 3 den unteren Teil eines Negativwerkzeuges
zur Herstellung eines Verpackungsbehältrs nach Fig. 1 und 2 in axialem Schnitt;
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3; Fig. 5 eine abgewandelte Ausführung
des Werkzeuges nach Fig. 3 in axialer Teilschnittdarstellung und Fig. 6 eine weitere
abgewandelte Ausfahrung des Werkzeuges nach Fig . 3 in axialer Teilschnittdarstellung.
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Bei dem in den Fig. 1 und 2 wiedergebenen Beispiel ist der Verpackungsbehälter
dünnwandig durch Thermoverformung aus thermoplastischer unststoffolie geformt .Er
weist eine sich nach oben zu seiner Öffnung hin konisch erweiternde Seitenwand 1
aufs die im unteren Bereich 2 in etwas zylindrische Form und von dort in den Behälterboden
3 dbergebt. Oberhalb des Behälterbodens 3 und innerhalb des im wesentlichen zylindrischen
Wandungsbereiches 2 ist in Normalstellung die Ausschiebevorrichtung angeordnet,
die im dargestellten Beispiel im wesentlichen in Art eines Solvens 4 ausgebildet
ist, der eine Stirnplatte 5 und einen nach unten tragenden Kragen 6 aufweist Im
mittleren Bereich der Kolbenplatte 5 ist ein
sich nach oben erstreckender
Zapfen 6 ausgebildet, der in einem Aufnahmenippel 7 für ein als Betätigungsschaft
einzusteckendes Stäbchen 8 endet. Auf der Kolbenplatte 5 sitzt innerhalb des konischen
Teiles der Behälterwand 1 ein Block 9 aus Behälterinhalt, beispielsweise Speiseeis.
Da der Zapfen 6 und der Nippel 7 in diesen Block 9 eingreifen ist eine verhältnismässig
feste Verbindung zwischen dem Ausschiebekolben 4 und dem Block 9 geschaffen.
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Gemäss der Erfindung ist im Boden 3 ein mittiger Zapfen 10 ausgebildet,
der sich nach dem Inneren des Behälters erstreckt.
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Dieser Zapfen 10 hat im unteren Teil einen konischen Sockel 11 und
einen sich daran anschliessenden Nippel 12. Am oberen Ende des Nippels 12 ist die
Wand nach innen umgelegt und bildet eine im Inneren des Nippels 12 angeordnete Führungsbuchse
13 mit achteckigen Querschnitt. An das untere Ende dieser Führungsbuchse 13 schliesst
sich ein hautartig dünn ausgezogener, sackartig ausgebildeter Wandteil 14 an, der
die Führungebuchse 13 nach aussen dicht verschliesst.
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Wie Fig. 2 zeigt wird das Stäbchen 8 von unten her in den konischen
Sockel 11 gegen den dünn ausgezogenen Wandteil 14
eingeführt ,
so daß dieser Wandteil 14 zunächst gegen den stirnseitigen Rand der Bührungsbuchse
13 gestülpt wird.
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Beim weiteren Einschieben des Stäbchens 8 reißt dann diese hautartige
dünn ausgezogene Wand 14 und bildet einen manschettenartigen Dichtungsrand 15 der
je nach der Dicke des Stäbchens 8 an der Stirnfläche der Bührungsbuchse 13 liegen
bleibt oder sich mehr oder weniger tief in die FUhrungsbuchse 13 einzieht. Durch
die achteckige Querschnittsform der Führungsbuchse 8 kann diese das Stäbchen 8 in
jedem Fall unter Reibung festhalten und führen auch wenn der Stäbchendurchmesser
in verhältnismässig weiten Grenzen schwankt. Das so durch die Buchse 13 eingesteckte
Stauchen 8 tritt dann in den Aufnahmenippel 7 des Kolbens 4. Beim weiteren Einschieben
des Stäbchens 8 durch die Führungsbuchse 13 wird dann der Kolben 4 und mit ihm der
blockförmige Behälter inhalt 9 nach der Behälteröffnung hin verschoben, so dass
der Inhalt, beispielsweise Speiseeis beim Verzehren nachgeschoben werden kann.
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Zur Herstellung eines Behälters nach Anspruch 1 oder 2 wird eine thermoplastische
Kunststoffolie in einem der bekannten Thermoverformungsverfahren mittels eines Negativwerkzeuges
verformt. Dabei wird sogleich die sich nach dem Inneren des
Behälters
erstreckende Führungsbuchse 13 eingeformt und die sich über die Führungsbuchse erstreckenden
Querwandteile aus thermoplastischer Kunststoffolie hautartig dünn ausgezogen In
bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird in die Bodenwand des Behälters ein
sich leicht konisch verjüngender axial einwärts erstreckender Nippel 12 geformt
und im Inneren dieses Nippels wird dann die eigentliche Führungsbuchse ausgebildet,
wobei das letzte Stück der nach auswärts geformten Führungsbuchse sackartig dünn
ausgezogen wird. Mit diesem dünnen Ausziehen kann der die Buchse verschliessende
Wandteil eine Wandstärke erhalten die beispielsweise nur 10 ffi der Wandstärke des
Behälters beträgt. Beispielsweise kann die mittlere Wandstärke des Behälters etwa
0,3 mm und die Stärke des dünn ausgezogenen Querwandteiles nur noch 0,03 mm betragen.
Die Ausbildung des sehr dünn ausgezogenen Querwandteiles kann im Rahmen der Erfindung
dadurch erfolgen, daß zunächst die Behälterwand, der nippel und die Führungsbuchse
in herkömmlicher Weise durch Vorstreck en der erhitzten Kunststoffolie und anschliessendes
Anpressen an die Oberfläche der Negativform gebildet werden. Es bleibt dann noch
die die Buchse verschliessende dünne Querwand übrig die durch einen zusätzlichen
Druckluftstoss in die Negativform hautartig dUnn ausgestreckt und ausgeformt wird.
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Zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung eignet sich bevorzugt
eine Negativform 21 an deren Boden 22 ein zapfenartiger Vorsprung 23 angebracht
ist. Dieser Vorsprung 23 trägt die der Führungsbuchse entsprechende Formfläche und
einer zum dünnen Ausziehen der die Führungsbuchse überspannenden Querwand geeignete
Einrichtung. Im Beispiel der Fig. 3 ist der zapfenartige Vorsprung 23 mit einer
axialen Höhlung 24 versehen deren Querschnitt der zu bildenden Führungsbuchse 13
entspricht.
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Die tiefe dieser Höhlung 24 ist aber erheblich grösser als die Länge
der Führungsbuchse 13. Der Querschnitt der Höhlung 24 hat wie Fig. 4 zeigt die Form
eines regimässigen Achtecks . Nach unten ist die Höhlung 24 durch einen Schraubstopfen
25 verschlossen, der mittels Gewinde mehr oder weniger tief eingeschraubt werden
kann , um das Volumen derHÖhlung 24 mehr oder weniger gross einzustellen. Wenn mit
diesem Werkzeug in herkömmlicher Weise ein Behälter im Thermoverformungsverfahren
hergestellt wird, legt sich der mittlere Bereich der auf den Formboden geführten
Folie zunächst über die obere Öffnung und die Seitenflächen des zapfenartigen Vorsprunges
23. Beim weiteren Verformungsvorgang wrd der über die Öffnung der Höhlung 24 gespannte
holienteil in die Höhlung 24 eingedrückt, wobei er sich zunächst; an die flachen
Flächenteile 26 des Achteck-Querschnitts anlegt und dort befestigt wird. Die dazwischen
liegenden Folienbereiche
werden dann in die Zecken 27 eingedrückt
und dabei stärker ausgezogen und verdünnt. Dadurch erhält die so gebildete Führungsbuchse
erhöhte radiale Dehnungsfähigkeit. Der letzte jetzt schon stark ausgezogene, den
inneren Querschnitt der Höhlung 24 überspannende Folienteil wird dann-mit einem
weiteren Druckluftstoss noch so weit ausgedehnt, wie es der in dem unteren Teil
der Höhlung 26 entstehende Gegenluftdruck zuläßt. Dieser Gegenluftdruck wird um
so stärker und schneller aufgebaut je tiefer der Schraubstopfen 25 von unten her
in den Werkzeugboden 22 eingeschraubt ist.
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Im Beispiel der Fig. 5 ist der zapfenartige Vorsprung 23 mit einer
Höhlung 28 ausgebildet, die im wesentlichen kreisrunden Querschnitt aufweist. Dafür
hat aber der zapfenartige Vorsprung 23 an seiner inneren Stirnkante nach innen vorstehende
Nasen oder Zähne 29. Beim Formen des Behälters legt sich daher die erhitzte thermoplastische
Folie in ibrem mittleren Bereich zunächst auf die Spitzen dieser Nasen oder Zähne
29 und wird dort abgekühlt. Beim Weiterformen der Folie in dem Hohlraum 28 wird
dann der Materialfluss hinter den Spitzen 29 vermindert gegenüber dem Materialfluss
im Bereich der dazwischen liegenden täler. Dadurch wird die Wandstärke der so geformten
l'Uhrungsbuchse unglelchmasslg was eine bessere radiale Dehnungsfähigk-eit
der
Buchse zur Folge hat. Die Ausbildung des hautartig dünn, sackartig ausgezogenen
Wandungsteile ist die gleiche wie im Beispiel der Fig. 3.
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Im Beispiel der Fig. 6 ist auf den Formboden 22 ein zapfenartiger
Vorsprung 30 angebracht, der'im Unterschied zu dem zapfenartigen Vorsprung 23 nach
Fig. 3 und 5 nicht sich konisch verjüngende, sondern im wesentlichen zylindrische
bzw. unverjüngte Äussenflächen mit Vieleck-Querschnittsform aufweist.
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Dadurch wird in diesem Beispiel die Führungsbuchse direkt an der Aussenfläche
des zapfenartigen Vorsprunges 30 in eten Ziehstempel 31 axial verschiebbar gelagert.
Dieser ZiehXstempel 31 hat eine wärmeisolierte Oberfläche bzw. kann mit einem Heizelement
versehen sein. Zunächst ist dieser Ziehstempel 31 in das Innere des zapfenartigen
Vorspilges 30 eingezogen, so dass der mittlere Folienteil über den stirnseitigen
Umfangsrand des zapfenartigen Vorsprunges 30 gespannt und etwas eingeformt wird.
Anschliessend wird dann der SiehXstempel 31 im Sinne des Pfeiles 32 aus dem zapfenartigen
Vorsprung 30 nach dem Behälterinneren vorgeschoben und dabei der noch warme über
die offene Stirnfläche des zapfenartigen Vorsprunges 30 gespannte Folienteil hautdünn
ausgezogen.
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Der Kolbenteil 4 des Behälters kann in herkömmlicher Weise im 'l'hermoverformungsverfahren
mittels Negativform oder Positivform hergestellt werden. Er wird dann mit seinem
tragen 6 nach unten in der in Fig. 1 und 2 gezeigten Weise von der Öffnung seite
des Behälters her in diesen innerhalb des zylindrischen Wandungsbereiches 2 eingesetzt.
Dies bietet den Vorteil, daß der Behälter einen unteren wärmeisolierten Wandbereich
aufweist, an dem der Behälter angefasst werden kann, ohne Wärme auf den Speiseeisblock
9 zu üb*ragen.
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Alle in der Beschreibung den Patentansprüchen und der Leicht nung
wiedergebenen Merkmale des Anmeldungsgegenstandes können für sich allein oder in
jeder denkbaren Kombination von wesentlicher Bedeutung für die Erfindung sein.
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Patentanspruche