DE2259245B2 - Verpackungsbehaelter zum stossfreien transport von empfindlichen gegenstaenden und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verpackungsbehälter zum stoßfreien Transport od. dgl. von empfindlichen Gegenständen, bestehend aus einem Unterteil und einem Deckel, bei dem der Unterteil aus einem mit zellularem Material ausgeschäumten Hohlkörper besteht, der in seiner Oberseite Vertiefungen zur Aufnahme der Gegenstände aufweist und über eine umfängliche Dichtungsnut und darin eingreifendes Dichtungselement mit dem Deckelteil zusammenwirkt.

Desweiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Verpackungsbehälters dieser Art, bei dem zunächst ein Vertiefungen zur Aufnahme der Gegenstände aufweisender hohler Unterteil und ein dazu passender Deckelteil mit umfänglichen Dichtungsnuten hergestellt werden.

Verpackungsbehälter zum stoßfreien Transport od. dgl. wurden bisher in der Form hergestellt und verwendet, daß eine äußere Schale, z. B. aus Pappe, oder ein Holzkasten mit einem stoßabsorbierenden Material gefüllt wurde, welches den Artikel innerhalb der Schale umgibt. Als stoßabsorbierendes Material kann Plastikschaum verwendet werden, der an Ort und Stelle ausgeformt wird (vgl. Zeitschrift »MODERN PACKA-GING« S. 48/49, Februar 1972). Es können auch zwei äußere Schalen aus dehnbarem Material verwendet werden, die ein Schaumprodukt umschließen, welches darin zur Vervollständigung des Verpackungsbehälters expandiert worden ist (vgl. US-Patentschriften 31 81 693 und 33 89 195). Die vorgeformten Schalenelemente, welche das Äußere des Verpackungsbehälters bilden, können mit einem um den ganzen Rand herumlaufenden Rahmenprofil miteinander verbunden sein. Dieses Rahmenprofil dient jedoch nicht nur zur Verbindung der Unterteil und Deckel bildenden Schalenelemente, sondern zusätzlich auch zur Befestigung von Schließelementen sowie zur Abdichtung des Verpackungsbehälters. Die Herstellung eines solchen bekannten Verpackungsbehälters ist relativ kompliziert und entsprechend teuer, so daß sich diese Verpackungsbehälter nicht für die Massenfertigung eignen.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verpackungsbehälter der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß er wesentlich billiger und einfacher hergestellt werden kann und dabei weniger Herstellungsschritte benötigt werden, ohne daß es beosnderer Maßnahmen bedarf, um den Unterteil und den Deckel miteinander zu verbinden und gegeneinander abzudichten. Gleichzeitig soll damit erreicht werden, daß der Verpackungsbehälter fälschungssicher verschlossen werden kann, so daß ein unbefugtes öffnen nachträglich mit Sicherheit festgestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.

Hierbei ist es wesentlich, daß das zellulare Material gleichzeitig zum Abdichten wie auch zum gegenseitigen Verbinden und Verriegeln von Unterteil und Deckel dient. Der neue Verpackungsbehälter ist dadurch außerordentlich einfach und sehr billig herzustellen. Er kann zur stoßfesten Verpackung von zerbrechlichen Artikeln eingesetzt werden und gewährleistet bei geringem Gewicht ein zuverlässiges Verschließen und Abdichten gegen Feuchtigkeit und gegen Eindringen von Verunreinigungen. Wegen des einfachen Aufbaues und der leichten und billigen Herstellung eignet sich dieser Verpackungsbehälter insbesondere für die Massenfertigung, wobei die Vertiefungen zur Aufnahme der Gegenstände mit hoher Genauigkeit ausgeformt werden können.

Vorteilhafterweise ist wenigstens die Dichtungsnut im Unterteil mit dem Hohlraum des Unterteiles über mehrere in Umfangsrichtung verteilte öffnungen in Verbindung, während das zellulare Material aus dem Hohlraum durch die öffnungen greift und die Dichtungsnut ausfüllt. Hierdurch wird die Herstellung nicht nur noch weiter vereinfacht, indem das Ausschäumen des Hohlkörpers gleichzeitig und mit dem gleichen

Material wie die Herstellung der Abdichtung erfolgt, sondern es ergibt sich auch eine feste Verankerung der Abdichtung mit dem inneren zellularen Material des Hohlraumes des Unterteiles.

Wenn auch der Deckelteil als mit zellularem Material ausgeschäumter Hohlkörper ausgebildet ist, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das die Dichtungsnuten von Unterteil und Deckelteil ausfüllende zellulare Material über Durchbrechungen in den Nuten mit dem zellularen Material in den Hohlkörpern der beiden Teile einstückig in Verbindung steht.

Zum Herstellen des neuen Verpackungsbehälters wird von einem Verfahren ausgegangen, bei dem zunächst ein Vertiefungen zur Aufnahme der Gegenstände aufweisender hohler Unterteil und ein dazu passender Deckelteil mit umfänglichen Dichtungsnuten hergestellt werden. Dieses bekannte Verfahren wird gemäß der Erfindung dadurch weitergebildet, daß nach dem Einlegen der Gegenstände der Deckelteil mit dem Unterteil durch Ausschäumen der Dichtungsnuten mit einem zellularen Kunststoff abdichtend und fest miteinander verbunden werden. Bei diesem Verfahren wird also das Aufschäumen des zellularen Materials zugleich dazu ausgenutzt, um die Abdichtung herzustellen und um den Unterteil und den Deckel fest und verriegelnd und damit auch fälschungssicher miteinander zu verbinden. Dadurch vereinfacht sich das Verfahren außerordentlich. Dies führt zu einer erheblichen Herabsetzung der Herstellungskosten, was besonders förderlich ist für die Herstellung des Verpackungsbehälters im Rahmen der Massenfertigung. Die Fäschungssicherung ergibt sich ohne weiteres, da zum öffnen des Verpackungsbehälters die Dichtung sichtbar zerstört werden muß.

Vorteilhafterweise wird das Verfahren so geführt, daß der hohle Unterteil einstückig und lediglich mit Durchbrechungen im Grund der Dichtungsnut hergestellt und der schäumbare Werkstoff durch die öffnungen injiziert wird, daß darauf die Gegenstände ein- und der Deckel aufgelegt und der Werkstoff zum Schäumen gebracht werden, wobei man die Dichtungsnut über die Durchbrechungen ausschäumt und gleichzeitig den Deckelteil und den Unterteil durch Klebwirkung sowie durch Formschluß des zellularen Werkstoffes abdichtend und fest miteinander verbindet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt

F i g. 1 in perspektivischer Ansicht einen Verpakkungsbehälter gemäß der Erfindung in bevorzugter Ausführungsform,

Fig.2 in perspektivischer, auseinandergezogener Darstellung den Unterteil und den Deckel des Verpackungsbehälters nach F i g. 1,

F i g. 3 einen Schnitt entlang der Schnittebene 3-3 der

F i g. 4 in perspektivischer Ansicht und im Ausschnitt einen zur Verriegelung von Unterteil und Deckel dienenden Abdichtungsteil,

Fig.5 in ähnlicher Darstellung wie Fig.2 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig.6 im größeren Maßstab einen Querschnitt entlang der Schnittlinie 5-5 der F i g. 5,

F i g. 7 schematisch eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens zur Herstellung des Verpackungsbehälters gemäß der Erfindung,

Fig.8 in perspektivischer Darstellung die Teile des Verpackungsbehälters in einem Zwischenstadium des Herstellungsverfahrens,

Fig.9 einen Teilschritt durch den Unterteil des Verpackungsbehälters nach Fig.8, wobei der Schnitt entlang der Linie 9-9 der F i g. 8 geführt ist,

F i g. 10 einen Schnitt durch den Verpackungsbehälter entlang der Schnittlinie 10-10 der F i g. 3,

Fig. 11 einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform eines Verpackungsbehälters nach der

ίο Erfindung,

Fig. 12 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 11 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform und

F i g. 13 in ähnlicher Darstellung wie F i g. 8 die beiden Teile des Verpackungsbehälters nach Fig. 12 vor dem Verschließen des Behälters.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des neuen Verpackungsbehälters gemäß F i g. 1 bis 4 werden der Unterteil 14 und der Deckelteil 12 als Hohlkörper aus polymerem Material hoher Zugfestigkeit und Zähigkeit hergestellt. Der Unterteil und der Deckel bilden hohle kastenförmige Teile, die durch Seitenwände 16, eine äußere Decken- oder Bodenseite 18 und eine beim Verschließen des Verpackungsbehälters innenliegende Wand 20 begrenzt sind. Die Innenwand 20 weist jeweils eine schmale, Ebene, am äußeren Umriß entlanglaufende Stegfläche 21, daran angrenzend eine in sich geschlossene Umfangsnut 24 und eine in der gleichen Ebene wie die Stegfläche 21 liegende innere ebene Fläche 25 auf. In der inneren ebenen Fläche 25 sind Vertiefungen 22 zur Aufnahme der zu verpackenden Gegenstände ausgeformt. Die Vertiefungen 22 im Deckel 12 und im Unterteil 14 ergänzen sich bei geschlossenem Verpackungsbehälter zu Hohlräumen 26, wie aus F i g. 3 hervorgeht.

Die miteinander fluchtenden Dichtungsnuten 24 im Unterteil 14 und Deckelteil 12 weisen in Abständen angeordnete und in Umfangsrichtung verteilte Öffnungen 30 auf, über die die Dichtungsnuten mit dem Inneren jeweils des kastenförmigen Deckels 12 oder des kastenförmigen Unterteils 14 in Verbindung stehen.

In die vorgeformten Teile des Verpackungsbehälters gemäß F i g. 2 werden die zu verpackenden Gegenstände eingelegt. Darauf wird ein schäumbarer Werkstoff durch die öffnungen 30 in Unterteil und Deckel injiziert.

Das Injizieren kann auch vor dem Einlegen der zu verpackenden Gegenstände erfolgen. Der Verpakkungsbehälter wird dann durch Zusammenlegen von Deckel 12 und Unterteil 14 geschlossen. Darauf wird der Werkstoff zum Schäumen gebracht. Der in F i g. 3 mit 40 bezeichnete zellulare Werkstoff füllt dabei rasch das Innere von Deckel 12 und Unterteil 14 aus und dringt durch die öffnungen 30 in die miteinander fluchtenden Dichtungsnuten 24 und füllt auch diese aus, wobei über die Dichtungsnuten und die öffnungen 30 der zellulare Werkstoff in den Dichtungsnuten fest und einstückig mit dem zellularen Werkstoff im Inneren von Deckel 12 und Unterteil 14 verbunden wird. Dadurch ergibt sich eine vollständige Abdichtung zusammen mit einer festen und fälschungssicheren Verbindung und Verriegelung der beiden Teile des Verpackungsbehälters.

In F i g. 4 ist ein Teil des zellularen Werkstoffes aus den Dichtungsnuten isoliert dargestellt und mit 46 bezeichnet. Bei 47 erkennt man die abgerissenen oder abgeschnittenen Ansätze des zellularen Werkstoffes im Bereich der öffnungen 30.

Durch eine unterschiedliche Anzahl von öffnungen 30 im Deckelteil 12 und Unterteil 14 kann man erreichen, daß beim öffnen des Behälters der in den

Dichtungsnuten verbleibende zellulare Werkstoff 46 an einem dieser beiden Teile fest haften bleibt und von dem anderen im Bereich der Ansätze 47 abgerissen wird. Wenn man im Bereich der Vertiefungen 22 das Material, aus dem der Deckel 12 und das Unterteil 14 bestehen, ausreichend flexibel gestaltet, kann während des Aufschäumens des zellularen Werkstoffes eine weitere genaue Anpassung der Vertiefungen 22 an die darin eingelegten Gegenstände erreicht werden, so daß diese praktisch ohne Spiel in den Vertiefungen gesichert sind. Zur Herstellung des Unterteils 14 und des Deckels 12 stehen zahlreiche geeignete Polymere zur Verfügung.

Ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen eines Verpackungsbehälters nach F i g. 1 bis 4 wird nachfolgend anhand der Fig. 5 bis 10 erläutert. Zur Ausformung der kastenförmigen Hohlkörper, welche Deckel und Unterteil bilden, wird der dazu verwendete polymere Werkstoff zweckmäßigerweise in eine entsprechend hohle Form 50 auf dem Wege eines Schleudervorganges eingebracht, bei dem die hohle Form 50 mit einem vorbestimmten Drehzahlverhältnis um zwei verschiedene Achsen rotiert wird, und zwar innerhalb eines Ofens od. dgl» Das in Pulverform eingebrachte polymere Material wird erwärmt und schmilzt an den erhitzten Metallflächen der Form 50 zu einem in sich geschlossenen Film, der in einer nachfolgenden Stufe abgekühlt wird.

In F i g. 5 und 6 sind Teile der verwendeten hohlen Form 50 gezeigt. Diese weist eine obere Formplatte 52 und einen kastenförmigen Formunterteil 60 auf, der durch Seitenwände 62 und einen Boden 61 begrenzt ist. Das polymere Pulver wird in den kastenförmigen Unterteil 60 eingebracht, worauf der Formdeckel 52 aufgelegt wird. Dieser besteht aus einer flachen Deckelplatte 53 mit den herzustellenden Vertiefungen entsprechenden kernartigen Vorsprüngen 54. Entlang des Deckelrandes erstreckt sich eine im dargestellten Beispiel im Querschnitt halbkreisförmige Rippe 56, in der zur Ausformung der öffnungen 30 in Umfangsrichtung in Abständen eingebrachte stiftartige Kerne 57 vorgesehen sind. Während die anderen Teile aus Metall bestehen, sind die Einsätze 57 aus die Wärme nur wenig leitenden Materialien, wie einem Phenolharz, hergestellt.

Die geschlossene Form 50 wird in die Vorrichtung nach F i g. 7 eingebracht, welche eine durch einen Elektromotor 74 od. dgl. antreibbare Hauptwelle 72 mit einem bügeiförmigen Jochelement 76 aufweist, deren beide freien Arme eine zweite Welle 78 unterstützt, die senkrecht zur Hauptwelle 72 ausgerichtet ist. Ein mit der Hauptwelle 72 in Fluchtung stehender Wellenstummel 79 trägt ein Kettenrad 81, das über eine Kette 82 mit einem zweiten Kettenrad 84 auf einer zur Hauptwelle 72 parallelen Hilfswelle 85 antriebsmäßig in Eingriff steht. Die Hilfswelle 85 treibt über ein Kegelradgetriebe 89,90 die zweite Welle 78 an. Aufgrund der Anordnung kann die Form 50 gleichzeitig um zwei zueinander senkrecht stehende Achsen rotiert werden, und zwar je nach dem Übersetzungsverhältnis um jede Achse mit einer anderen Drehzahl. Die ganze Anordnung befindet sich in einer Erhitzungszone, z. B. in einem Ofen, so daß das polymere Pulver an den heißen Metallwänden der Form schmilzt und sich unter den Schleuderwirkungen filmartig an den Metalloberflächen unter genauer Anpassung ausbreitet. Da die Vorsprünge oder Einsätze 57 aus die Wärme schlechtleitendem Material bestehen, schmilzt das Pulver im Bereich der Einsätze nicht, so daß an diesen Stellen am fertigen Werkstück öffnungen verbleiben. Diese Offnungen könnten auch nachträglich in dem allseitig geschlossenen Hohlkörper in einem gesonderten Arbeitsgang eingebracht werden.

Nach dem Abkühlen kann der so geformte Hohlkörper aus der Form entnommen werden.

F i g. 8 zeigt die beiden auf diese Weise hergestellten Teile, nämlich den Unterteil 14 und den Deckel 12 des Verpackungsbehälters in einer Stellung nebeneinander. In die Vertiefungen des Unterteils 14 sind die zu verpackenden Gegenstände 100 eingelegt. Man erkennt, daß die Vertiefungen in ihrer Gestalt nicht genau dem Umriß der Gegenstände angepaßt zu sein brauchen. Danach wird ein fließfähiger, schäumbarer Werkstoff durch die öffnungen 30 in das Innere von dem Unterteil 14 und dem Deckel 12 mit Hilfe von Düsen 105 injiziert. Anschließend wird der Deckel 12 auf den Unterteil 14 in entsprechender Fluchtung aufgelegt und der so vorbereitete Verpackungsbehälter in eine nicht dargestellte Druckkammer eingebracht, während man den schäumbaren Werkstoff aufschäumen und die Teile 12 und 14 vollständig ausfüllen läßt. Wenn Unterteil und Deckel eine ausreichende Eigenfestigkeit aufweisen, ist das Einbringen in eine Druckkammer nicht notwendig. Diese soll lediglich gewährleisten, daß sich der Verpackungsbehälter nicht unter dem Druck des aufschäumenden Werkstoffes verformt. Nach vollständiger Ausfüllung von Deckel 12 und Unterteil 14 dringt der aufschäumende Werkstoff durch die öffnungen 30 in die Dichtungsnut 24 und füllt auch diese vollständig aus, wobei der Werkstoff aus beiden Teilen des Verpackungsbehälters zusammenfließt und einen einheitlichen zellularen Werkstoff bildet, der die beiden Teile fest miteinander verriegelt.

Unter dem Druck des aufschäumenden Werkstoffes werden die Vertiefungen 22 gleichmäßig und allseitig eng an die Umrißform der eingelegten Gegenstände 100

. angepaßt, wie ein Vergleich der F i g. 9 und der F i g. 10 zeigt. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn, wie aus Fig.5 und 6 hervorgeht, der Formdeckel 52 eine größere Masse aufweist und daher weniger Wärme aufnimmt, so daß im Bereich der Vertiefungen 22 der Film eine geringe Wanddicke aufweist

Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach F i g. 11 besteht der Deckel aus einer flachen Tafel aus Kunststoff, Holz, Pappe od. dgl, wobei jedoch auf der Unterseite des Deckels 104 eine Dichtungsnut 105 vorgesehen ist, die mit der Dichtungsnut 24 des Unterteils 14 fluchtet und beim Ausschäumen des Unterteils mit zellularem Werkstoff ausgefüllt wird. Da der zellulare Werkstoff an der Deckelplatte 104 festhaftet, wird auch hier eine Abdichtung und Verriegelung zwischen Unterteil 14 und Deckel 104 erreicht.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 und 13 sind in den Dichtungsnuten 24 von Deckel 12 und Unterteil 14 die beim ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen öffnungen 30 entfallen. Der schäumbare Werkstoff wird auf andere Weise (nicht dargestellt) etwa durch öffnungen in der Seitenwand in die Hohlkörper eingebracht. Nachdem die zu verpackenden Gegenstände in die Ausnehmungen oder Vertiefungen 26 eingelegt worden sind, wird der Verpackungsbehälter geschlossen und die nicht mit den Hohlräumen in Verbindung stehende Dichtungsnut 24 gesondert mit einem schäumbaren Werkstoff durch die öffnung 111 versehen. Auch hier bildet sich dann beim Ausschäumen des Werkstoffes eine feste Verbindung zwischen den beiden Teilen des Verpackungsbehälters und eine

entsprechende Verriegelung, indem der in der Nut 24 aufschäumende Werkstoff fest an den beiden Teilen des Verpackungsbehälters 21 haftet. Für das Ausschäumen geeignete Werkstoffe sind hinreichend bekannt und brauchen hier nicht näher angeführt zu werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verpackungsbehälter zum stoßfreien Transport od. dgl. von empfindlichen Gegenständen, bestehend aus einem Unterteil und einem Deckel, bei dem der Unterteil aus einem mit zellularem Material ausgeschäumten Hohlkörper besteht, der in seiner Oberseite Vertiefungen zur Aufnahme der Gegenstände aufweist und über eine umfängliche Dichtungsnut und darin eingreifendes Dichtungselement mit dem Deckelteil zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß miteinander fluchtende Dichtungsnuten (24) in Unterteil (14) und Deckelteil (12) mit einem an beiden Dichtnuten fest haftenden zellularen Material (46) bei geschlossenem Verpakkungsbehälter ausgeschäumt sind.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Dichtungsnut (24) im Unterteil (14) mit dem Hohlraum des Unterteils über mehrere in Umfangsrichtung verteilte öffnungen (30) in Verbindung steht und das zellulare Material (40) aus dem Hohlraum durch die öffnungen (30) greift und die Dichtungsnut (24) ausfüllt.

3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem auch der Deckelteil als mit zellularem Material ausgeschäumter Hohlkörper ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das die Dichtungsnuten (24) von Unterteil (14) und Deckelteil (12) ausfüllende zellulare Material über Durchbrechungen (30) in den Nuten mit dem zellularen Material in den Hohlkörpern der beiden Teile einstückig in Verbindung steht.

4. Verfahren zum Herstellen eines Verpackungsbehälters nach Anspruch 1 bis 3, bei dem zunächst ein Vertiefungen zur Aufnahme der Gegenstände aufweisender hohler Unterteil und ein dazu passender Deckelteil mit unfänglichen Dichtungsnuten hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einlegen der Gegenstände der Deckelteil mit dem Unterteil durch Ausschäumen der Dichtungsnuten mit einem zellularen Kunststoff abdichtend und fest miteinander verbunden werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Unterteil einstückig und lediglich mit Durchbrechungen im Grund der Dichtungsnut hergestellt und schäumbarer Werkstoff durch die öffnungen injeziert wird, daß dann die Gegenstände ein- und der Deckel aufgelegt und der Werkstoff zum Schäumen gebracht werden, wobei man die Dichtungsnut über die Durchbrechungen ausschäumt und gleichzeitig den Deckelteil und den Unterteil durch Klebwirkung und durch Formschluß des zellularen Werkstoffs abdichtend und fest miteinander verbindet.