DE2456259C3 - Verpackung aus aufgeschäumtem Polystyrol - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Verpackung aus aufge- w schäumtem Polystyrol (Styropor), mit einem aus zwei Schalenhälften bestehenden, das Verpackungsgut formschlüssig umgebenden, außen glattflächig geformten sechsseitigen Verpackungskörper.

Eine solche Verpackung ist beispielsweise aus der Literaturstelle »Schaumstoffe aus Styropor in der Verpackung«, Sonderdruck aus der Zeitschrift »Kunststoffe«, 1961, Heft 10, S. 638-644 bekannt. Eine solche Verpackung schützt das unverrückbar im Verpackungskörper gehaltene Verpackungsgut gegen Oberflächen- beschädigung und absorbiert im gewissen Maße Stöße, denen Verpackung und Verpackungsgut beim Transport unterworfen sind. Styropor ist zudem noch sehr preiswert, was eine wesentliche Voraussetzung für seine Verwendung als Verpackungsmaterial ist.

Da das scheinbar weiche Styropor mit seinen eingeschlossenen Bläschen im Grunde genommen eine recht starre und widerstandsfähige Kunststoffmasse darstellt, gelingt es mit herkömmlichen Verpackungsformen nur unter bestimmten Voraussetzungen das zu schützende Verpackungsgut schon von den spezifischen Materialeigenschaften des Styropors her ausreichend vor Stoß- und Fallenergien zu bewahren. Da die Stoßabsorblionseigenschaft des Styropors in erster Linie auf die plastische Verformung des Styropors, d. h. dem Platzen der Bläschen zurückzuführen ist, werden zwar sehr starke Stöße weitgehend geschluckt, jedoch nicht geringe Stöße, die nicht zu einer Verformung des Styropors ausreichen. Für solche Stöße ist die Verpackung eine starre Masse, so daß diese Art Stöße in gleicher Größe auf das Verpackungsgut weitergegeben werden.

Die gleichen Probleme treten beim Fall von Verpackungsgut und Verpackung auf. Beinhaltet die bekannte Verpackung schweres Verpackungsgut, so entstehen beim Aufprall der Verpackung beträchtliche Stoßenergien, die zu einer plastischen Verformung des Styropors führen, damit weitgehend die Verpackung den Aufprall absorbiert und somit das Verpackungsgut schützt. Enthält die Verpackung jedoch ein Verpakkungsgut mit nur relativ geringem Eigengewicht, beispielsweise feinmechanische-optische Erzeugnisse, z. B. Kameras, die auch noch im besonderem Maße empfindlich gegen Stoß und Fall sind, so reicht die beim Aufprall freigesetzte Stoßenergie nicht aus, das Styropor elastisch zu verformen, so daß die Aufprallenergie ungehindert an das Verpackungsgut gelangt und hier erhebliche Beschädigungen hervorrufen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verpackung aus aufgeschäumten Polystyrol (Styropor) der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher ein ausreichender Schutz hochempfindlicher Produkte mit geringem Eigengewicht erreicht wird.

Diese Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß der Verpackungskörper an seinen Ecken spitz ausgeformte Nasen trägt, die allseitig jeweils über die in den Ecken des Verpackungskörpers aneinanderstoßenden Körperflächek vorstehen.

Durch diese Maßnahmen wird ein nahezu vollkommener Schutz des Verpackungsgutes sowohl gegen leichte als auch schwere Stöße erzielt. Auch Fallenergien von in der Verpackung einliegendem Verpackungsgut mit geringem Eigengewicht werden nahezu vollständig von der Verpackung absorbiert. Ein die Verpackung treffender Stoß oder Fall erreicht zunächst die allseitig über dem Verpackungskörper vorstehenden Nasen. Die beim Aufprall oder Stoß freigesetzte Energie wird hierbei dadurch abgebaut, daß zunächst die Nasen federn, dann die Nasen sich verformen bis zur plastischen Verformung durch Platzen der Einzelbläschen und schließlich am Schluß vom Verpackungskörper abbrechen. Noch größere Stöße oder Fallenergien werden dann wie in bekannter Weise durch die plastische Verformung des Styropors des Verpackungskörpers selbst absorbiert.

Aus der US-PS 33 84 221 ist eine Verformung aus einem Schaumstoff mit elastischer Verformbarkeit, wie beispielsweise Polyurethan bekannt, die einen dreiteiligen Verpackungskörper aufweist. Der Verpackungskörper besteht aus einem Mittelteil und zwei die Stirnflächen des Mittelteils überdeckenden Kappen. Die Kappen dienen der Aufnahme der stirnseitigen Stöße während das Mittelteil die Stöße abfangen soll, die annähernd senkrecht zur Körperachse auftreffen. Hierzu sind an den achsparallelen Kanten des Mittelteils Rippen vorgesehen, die sich über die gesamte

Kantenlänge des Mittelteils erstrecken, Die Stoßabsorption von Stößen die senkrecht zur Körperachse eintreffen, erfolgt durch elastische Verformung des Verpackungsmaterials, wobei das Material in die zwischen den Rippen gebildeten Hohlräumen ausweichen kann.

Bei einer solchen Verpackung wird nicht nur auf das billigere und daher von dem Gesichtspunkt der Verpackung vorteilhaftere Styropormaterial verzichtet, sondern weist auch der Verpackungskörper eine relativ komplizierte Gestalt und Form auf, was seine Herstellung erschwert Der erfindungsgemäße Verpakkungskörper hingegen ist allseits glattflächig, wobei die Körperflächen in die vorgesehenen Nasen auslaufen. Zur Herstellung eines solchen Verpackungskörpers werden daher nur wenige und relativ einfache Werkzeugformen benötigt

Nach einer Ausbildung der Erfindung ist es zweckmäßig, daß die Schalenhälften in ihrer äußeren Formgebung symmetrisch aufgebaut sind. Dadurch wird bei einem Stoß oder einem Fall eine günstige Verteilung der Schaienhälficn erreicht, und die Gestaltung rter Werkzeuge für die äußerlich symmetrischen Schalenhälften wesentlich vereinfacht.

Eine zweckmäßige Ausbildung der Erfindung wird dadurch erreicht, daß die Trennlinie parallel zur größten Fläche der Schulenhälften verläuft. Damit werden beim Verpacken von meist quarderförmigem Verpackungsgut bequeme kurze Handgriffe ermöglicht und günstige Schwerpunktverhältnisse beim Verschließen der Verpackung, z. B. mit einem Umkarton erreicht

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß jede zwischen zwei Nasen senkrecht zur Trennlinie der Schalenhälften verlaufende Kante des Verpackungsköpers einen zur Trennlinie hin sich verjüngenden Ausschnitt aufweist. Mit der Formgebung dieser Ausschnitte ist es möglich, den Federweg der bei einem Stoß oder Fall zum Zwecke der Stoßabsorbierung zurückweichenden Nasen zu beeinflussen.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind die Ausschnitte wahlweise spitz- oder stumpfwinklig ausgebildet. Auf diese Weise kann der Federweg einer derart eingeschnittenen Nase der Größe und Schwere des Verpackungs- oder Transportgutes angepaßt werden. Dabei erhöhen spitzwinklige Einschnitte den Federweg, stumpfwinklige dagegen die Standfestigkeit einer Nase in weitem Maße und gestatten so die optimale Anpassung der Dämpfungsstufen an das Gewicht, als auch an die Stoßempfindlichkeit des Transportgutes.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Wandstärken des Verpackungskörpers im Verhältnis zur Größe des umschlossenen Transportgutes relativ dünnwandig ausgebildet sind. Dadurch ist gewährleistet, daß bei gleichzeitigem Auftreffen von Fall- oder Stoßkräften auf zwei oder mehr Nasen einer Schalenhälfte bereits ein großer Teil der entstehenden Stoßbesrhleunigungen infolge Durchfederung des gesamten Verpackungskörpers absorbiert wird,

Nach einer Weiterbildung der Erfindung laufen die parallel zur Trennlinie der Schalenhälften geführten äußeren Körperkanten zu den Nasen hin in weich geschwungenen Linien aus. Eine solche Kantenführung und glattflächige Formgebung der Schalenhälften hat zwei wesentliche Vorteile: Einmal werden durch das Fehlen scharfkantiger Abiätze oder Flächenübergänge im Bereich der Nasen vorgezeichneie Bruchstellen, die zu Frühbrüchen führen können vermieden, zum anderen bedingen gjattflächige Außen- und Innenwände einfachste Werkzeugformgebung.

Schließlich wird in einer weiteren Verbesserung der Erfindung erreicht, daß die beiden Schalenhälften des Polystyrol-Verpackungskörpers von einem Umkarton umgeschlossen werden, der lediglich an den Nasen an dem Verpackungskörper anliegt. Die auf eine Verpak-

Mi kung auftreffenden Fall- oder Stoßbeschleunigungen werden bereits vor dem Erreichen des Polystyrol-Verpackungskörpers durch Verformen eines solchen Umkartons herabgesetzt Eine solche Maßnahme ergibt darüber hinaus die für die Stapelung und den Versand erforderlichen glatten Außenflächen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 perspektivische Gesamtheit des Verpackungskörpers;

jo Fig. 2 perspektivischer Querschnitt durch den Verpackungskörper;

Fig.3 Seitenansicht des Verpackun_o'skörpers mit Darstellung der Durchfederung bei allseitig auftreffender Fallenergie und

r> F i g. 4 halbgeschnittene Seitenansicht auf die Verpakkung rr<t eingesetztem Transportgut, in welcher die Federwirkung des Verpackungskörpers symbolhaft dargestellt ist.

F i g. 1 zeigt den aus zwei Schalenhälften 2, 3

jo geformten zusammengesetzten Verpackungskörper 1. Die an der Trennlinie 4 formschlüssig aufeinanderliegenden Schalenhälften 2, 3 bilden zusammen einen sechsseitigen würfelförmigen bzw. quarderförmigen Körperkern. Die in den acht Körperecken zusammen-

r, treffenden Körperflächen sind jedoch zu allseitig über den Körperkern hinausragenden Nasen 5 ausgebildet. Die spitz ausgeformten Nasen 5 rind an ihrem körperfernsten Ende leicht abgeflacht und gerundet. An den senkrecht zur Trennlinie 4 verlaufenden Kauten 6

in des Verpackungskörpers sind, jeweils mit ihren Schnittpunkten 8 zur Trennlinie 4 weisend, gleichschenklig dreieckförmige Ausschnittflächen 7 vorgesehen. Um eine weitgehend gleichmäßige Verteilung beliebig auftreffender Fall- oder Stoßkraft!· auf alle

ι> Teile des Verpackungskörpers zu erreichen, sind die das Verpackungsgut aufnehmenden Schalenhälften 2, 3 in ihren Außenabmessungen weitgehend symmetrisch ausgebildet. Auf diese Weise ergeben sich, wie F i g. 4 zeigt, um die dem Verpackungsgut in der Formgebung

^r>o angepaßten Innenraumzelle 9 herum annähernd gleichmäßige Wandstärken 10, die im Verhältnis zur Größe des verpackten Gegenstandes relativ gering bemessen sind. Die zur individuellen Nachformung des Transportgutes /(Oiwendigen Vorsprünge Il und Ausnehmungen

-.-» 12 in den Wänden 10 der Schalenhälften 2, J wi-rden auf das Gesamtvolumen der Wände materialmäßig weitgehend wieder ausgeglichen bzw. gleichmäßig verteilt Dadurch sind sämtliche zum Schutz des Verpackungsgutes erforderlichen Eigenschaften des derart geform-

Mi ten Styropors, wie Festigkeit, Nachgiebigkeit, Verformbarkeit usw. über den gesamten Verpackungskörper 1 ausgeglichen. Ein einfacher, z. B. aus MikcroweSipappe hergestellter UmkaMon 15 ist in seinen lichten Abmessungen so ausgelegt, daß alle acht Nasen 5

Μ formschlüssig in den Ecken der Innenwände des Umkartons anliegen. Das formschlüssig in den Schalenhälften 2,3 gehaltene Verpackungsgut 13 einerseits und die im Umkarton 15 fixierten Nasen 5 andererseits

halten die Schalenhälften seitlich unverrückbar in ihrer Lage fest. Der Umkarton verhindert darüberhinaus ein Aufklappen der Schalenhälften bei Transport und liefert die zur Stapelbarkeit erforderlichen glatten rechtwinkligen Außenflächen.

Ist in einem Beispiel eine einzelne Nase beim Fall voll getroffen, d. h. das Paket auf eine Spitze gefallen, so weicht nacheinander zunächst die Spitze des Umkartons IS, dann die Spitze der Nase 5 zurück. Die Materialverformung des Styropors in der Nase 5 verläuft durch Stauchung bei abnehmender Energiemenge proportional zu dem ansteigenden Materialquerschnitt der Nase hin. Das heißt, die in Richtung auf das Verpackungsgut wirkende Aufprallenergie nimmt in dem Maße ab, wie der Materialwiderstand durch Verformung zunimmt.

F i g. 3 zeigt zwei weitere Möglichkeiten von angenommenen Fallbeispielen. Eine wahlweise dem Massegewicht und seiner Stoßempfindlichkeit des Transportgutes Ii angepaßte Ausbildung des Verpackungskorpers I ist im folgenden Beispiel erkennbar: Trifft ein Stoß aus Richtung E gleichzeitig auf zwei an einer senkrechten Körperkante 6 sich gegenüberliegende Nase 5, 5' auf, so federn die Nasen gegeneinander. Dieses wird durch den winkelförmigen Einschnitt A unterhalb jeder Nase 5 bewirkt. In der Zeichnung F i g. 3 ist das Zusammenfedern der Nasen gestrichelt mit dem Winkel A 'angedeutet. Auch hier erfolgen nacheinander zunächst die Verformung der Nasenspitzen und dann die Durchfederung über den dreieckförmigen Ausschnitt A mit fallender Energiekurve bei steigendem Widerstand des nachgebenden Materials.

Die jeweilige Anpassung an unterschiedlich massebehaftetc Transportgüter in diesem Beispiel ist dadurch möglich, daß die Ausschnittflächen 7 zur Trennlinie hin zunehmend stumpfwinkliger zueinander ausgebildet werden können, wie es der Ausschnitt B in Fig. 4 darstellt. Bei stumpfwinkligerem Ausschnitt B wird die eigentliche Nase 5 spitzwinkliger. Sie federt im Wege der Energievernichtung nach anfänglicher Verformung wesentlich frühzeitiger durch, als wenn sich umgekehrt, bei spitzwinkligem Ausschnitt A in Fig.3 unterhalb

gleichzeitig auf zwei oder mehr nebeneinander liegen den Nasen 5 auftreffen läßt. Hier teilt sich die gesamt' Aufprallenergie zunächst entsprechend der auf jed Nase entfallenden Teilenergie auf. Die Nasen weichei nacheinander federnd zurück und bewirken schließlicl ein kurzes Durchfedern des gesamten in der Innenraum zelle jedoch steif bleibenden Körperkerns, wie in F i g. die gestrichelt ausgezogenen Linien andeuten. Aucl hier steht die stufenweise vernichtete Fallenergie de stufenweisen Erhöhung des Materialwiderstandes, ins besondere seiner Federungseigenschaften gegenüber Die notwendige Durchfederung des Körperkerns, sowi die nach auswärts gerichtete Sprci/.iing der Nasen (5 anschließend an die bereits verbrauchte eigene Feder wirkung der Nasenspitzen 5, 5" (Fig. 3). erfolgt au Grund seiner dünnwandigen Ausbildung. Eine auch hie jeweilige wahlweise veränderte Wandstärke 10 crmög licht ein gezieltes Anpassen des Masscngcwichies de? Transportgutes 13 an den Grad der erforderliche! Energieumwandlung, bezogen aiii die durch di< Störempfindlichkeil des Transportguts vorgegebener g-Werte. Unter dem Begriff R-Wcrtc wird die Beschleunigung verstanden, die ein Körper im frcici Fall durch die Erdanziehungskraft erfährt.

Durch die Symmetrie der beiden Schalenhälfter genügt die Herstellung eines einfachen lediglich dk geschwungenen Außenflächen nachbildenden Werk zeuges für beide Hälften. Dabei wird mit einem u. U. fü jede Scnvilenhälfte unterschiedlich ausgebildeten Ein satz der Innenraum in jeder Schalenhälfte nach dei Formen des Transportgutes geformt.

Zur Vermeidung von frühzeitigen Materialbrücken ar der Verpackung und Durchfederung von ursprünglicl vorhandenen übermäßig großen Aufprallkräften eintre ten sollten, sind sämtliche zu den Nasen 5 hir verlaufende Körperflächen weich geschwungen unc ohne scharfkantige Übergangsstellen ausgebildet.

Eine nach der Erfindung ausgebildete Verpackunj aus aufgeschäumtem Polystyrol (Styropor) gestattet e relativ hohe Fall- oder Stoßbeschleunigungen, di< Werte bis zu 300 g erreichen können, auf Werte zi verringern, die immerhin niedriger als 80 g liegen

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se befinden würde. In F i g. 4 ist dann auch anschaulich angedeutet, daß ein in die Innenraumzelle 9 eingesetztes Transportgut 13 in dem vorliegenden Fall eine Kamera, quasi wie an acht gedachten Federn aufgehängt, im Innern des Körperkerns insofern »frei schwingt«, wenn man sich die von den Nasenspitzen 5 zu den jeweils nächstliegenden Ecken des Transportgutes 13 verlaufenden dynamischen Bewegungslinien als gestrichelt angedeutete Zugfedern 14 vorstellt.

In einem letzten Beispiel ist angenommen, daß ein Fall des Verpackungskörpers aus Richtung C diesen schützende Transportgut einwirkt. So können feinme chanisch-optische Erzeugnisse, wie Kameras u. a größere und beschwerliche Transporte unbeschädig überstehen.

Die aus zwei glatten Schalenhälften 2, 3 bestehende

Verpackung gestattet die Innenraumzelle 9 dei so Schalenhälften 2,3 bei gleicher Außenformgebung stets dem jeweiligen körperlichen Gegebenheiten des Ver Packungsgegenstandes anzupassen, indem lediglich Werkzeugeinsätze für den Innenraum ausgewechsel werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verpackung aus aufgeschäumtem Polystyrol (Styropor) aus einem aus zwei Schalenhälften bestehenden, das Verpackungsgut formschlüssig umgebenden, außen glattflächig geformten sechsseitigen Verpackungskörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Verpackungskörper (1) an seinen Ecken spitz ausgeformte Nasen (5) trägt, die allseitig jeweils über die in den Ecken des Verpackungskörpers aneinanderstoßenden Körperflächen vorstehen.

2. Verpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenhälften (2, 3) in ihrer äußeren Formgebung symmetrisch ausgebildet sind.

3. Verpackung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennlinie (4) parallel zur größten Fläche der Schalenhälften (2,3) verläuft.

4. Verpackung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der zwischen zwei Nasen (5) senkrecht zur Trennlinie (4) der Schalenhäiften (2,3) verlaufenden Kanten (6) des Verpackungskörpers (1) einen zur Trennlinie hin sich verjüngenden Ausschnitt aufweist.

5. Verpackung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschnitte spitzwinklig ausgebildet sind.

6. Verpackung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß Ausschnitte stumpfwinklig ausgebildet sind.

7. Verpackung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ü.idurch gekennzeichnet, daß die Wandstärken (10) des Verpackungskörpers (I) im Verhältnis zur Größe des umschlossenen Transportgutes (13) relativ dünnwandig ausgebildet sind.

8. Verpackung nach einem aer vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zur Trennlinie der Schalenhälften (2, 3) geführten äußeren Körperkanten zu den Nasen (5) hin in weich geschwungenen Linien auslaufen.

9. Verpackung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein die beiden Schalenhälften (2,3) umschließender Umkar ton (15) lediglich an den Nasen (5) des Verpackungskörpers (1) anliegt.

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