DE2718480C2

DE2718480C2 - Stapelbarer dünnwandiger Behälter

Info

Publication number: DE2718480C2
Application number: DE2718480A
Authority: DE
Inventors: Robert Henry Bracknell Berkshire Day
Original assignee: Mars Inc
Current assignee: Mars Inc
Priority date: 1976-04-28
Filing date: 1977-04-26
Publication date: 1987-05-07
Also published as: NO771467L; JPS6050659B2; FR2349502B1; FI60376B; AU2466277A; NO146568C; NO146568B; AU507361B2; FI60376C; LU77220A1; ATA294677A; CH604639A5; US4124120A; DK142834C; CA1051795A; PT66481B; AT368855B; FI771346A; SE7704827L; PT66481A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen stapelbaren dünnwandigen Behälter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei bekannten stapelbaren dünnwandigen Behältern sind konische Anschlagflächen vorgesehen, die oberhalb eines abzudichtenden Zwischenraums zwischen zwei Behältern liegen und mit Hilfe der einander überlappenden Halteflächen gegeneinander gehalten sind (US-PS 39 27 766 oder GB-PS 14 27 715). Die Halteflächen werden von formschlüssig ineinandergreifenden Wandabschnitten gebildet, welche ein Auseinanderziehen der Becher erst bei einer vorgegebenen axialen Kraft zulassen. Die Halteflächen bilden bei Stößen eine mehr oder weniger starre Begrenzung. Die Stoßkräfte werden insgesamt von der Becherwand aufgefangen, wenn sie in axialer Richtung auf einen Becherstapel wirken. Es besteht daher die Gefahr, daß es zu Beschädigungen kommt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, stapelbare dünnwandige Becher zu schaffen, welche eine Stoßsicherung bei ineinandergesteckten Bechern gewährleisten.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs durch die Merkmale des des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 gelöst.

Auch beim erfindungsgemäßen Becher wird der zwischen ineinandergenesteten Bechern gebildete Zwischenraum ausreichend abgedichtet, damit enthaltene Substanz ausreichend isoliert ist. Es muß bekanntlich verhindert werden, daß Feuchtigkeit und Verunreinigungen eindringen. Der Dichtungseingriff ist jedoch derart, daß eine relative begrenzte Gleitbewegung zwischen ineinandergesteckten Behältern möglich ist, ohne daß die Abdichtung aufgehoben wird. Die an einer Wandfläche des Bechers vorgesehenen elastisch deformierbaren Bereiche dienen zum Auffangen von Stößen in axialer Richtung durch nachgebende Verformung. Die nachgebende Verformung ist jedoch begrenzt, so daß verhindert wird, daß durch zu weites Ineinanderschieben der Becher diese ineinander verkeilen. Ein Verkeilen ist höchst unerwünscht, da Becherstapel normalerweise automatisch im Getränkeautomaten gehandhabt werden. Verkeilte Becher können durch die vorhandenen Trennmittel nicht einwandfrei vom Stapel gelöst werden.

Gemäß dem Merkmal des Patentanspruchs 2 können die elastisch deformierbaren Bereiche mehrere kegelstumpfförmige Flächenabschnitte enthalten. Sie sind am Umfang des Bechers zwischen der Anschlagfläche und einer zylindrischen Fläche im Abstand voneinander angeordnet. Der Teil der Oberfläche des anderen Bechers, an den die elastisch deformierbaren Flächenabschnitte anliegen, ist durch eine an die Anschlagfläche des anderen Bechers angrenzende Schulter gebildet. Gemäß Patentanspruch 3 können sich die kegelstumpfförmigen Flächenabschnitte an der Außenseite des Bechers befinden, wobei der Abstand zwischen der Haltefläche der Außenwandfläche und dem Berührungspunkt der Flächenabschnitte mit der Schulter der Innenwandfläche etwas größer ist als der Abstand der Haltefläche der Innenwandfläche und der Schulter, derart, daß die Flächenabschnitte geringförmig deformiert sind, wenn die Becher ineinandergesteckt sind und die Haltefläche einander berühren. Eine derartige Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft zum Abfangen axialer Stöße durch Formänderungsarbeit.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Seitenansicht eines stapelbaren Bechers,

Fig. 2 bis 5 stellen einen Schnitt durch einen Teil der Wände ineinandergesteckter Becher dar, und zwar in verschiedenen Zuständen.

Der in Fig. 1 als Beispiel gezeigte Becher hat ein Fassungsvermögen von 220 cl und ist aus Polystyrol hoher Schlagfestigkeit hergestellt, mit einer durchschnittlichen Wanddicke von 0,2 mm. Er hat eine Bodenwand 2 und eine Seitenwand 4, die sich von der Bodenwand 2 zu einem Rand 6 nach oben und nach außen erweitert.
Wenn eine Anzahl identischer Becher entsprechend Fig. 1 zu einem Stapel ineinander genestet ist, dann findet der gegenseitige Eingriff zwischen den Bechern an einem Wandabschnitt A eines Bechers und einem Wandabschnitt B eines anderen Bechers statt derart, daß die Innenwandflächen des Abschnitts A mit den Außenwandflächen des Abschnitts B des nächst oberen Bechers zusammenwirken, während die Außenwandflächen des Abschnitts B mit den Innenwandflächen des Abschnitts A des nächst unteren Bechers zusammenwirken.
Die normale Neststellung zweier benachbarter Becher in einem Stapel ist in Fig. 3 gezeigt. Die Bodenwände 2 benachbarter Becher sind durch einen senkrechten Abstand von 12,5 mm voneinander getrennt. Dieser Abstand wird auch als Stapelhöhe bezeichnet.
Der Wandabschnitt A weist eine Haltefläche 8, eine zylindrische Fläche 10 und eine Anschlagfläche 12 sowie eine Schulter 14 an der Verbindung von Anschlagfläche 12 und einer zylindrischen Oberfläche 13 auf. Der Wandabschnitt B weist eine Haltefläche 16 und eine zylindrische Fläche 18 sowie über den Umfang abwechselnd angeordnete Flächen 20 und 22 auf. Letztere ist eine Anschlagfläche.
Die zylindrischen Oberflächen 10 und 18 verlaufen ohne Unterbrechung auf dem Umfang. Sie bilden in der normalen Neststellung eine Gleitdichtung. Wie im weiteren Verlauf dieser Beschreibung erläutert, kann es sich bei dieser Dichtung um einen genauen Paßsitz oder einen leichten Preßsitz oder um eine Dichtung mit lichtem Zwischenraum handeln.
Die Halteflächen 8 und 16 sind kegelstumpfförmig ausgebildet, divergieren mit gleichem Winkel nach unten und verlaufen ohne Unterbrechung über dem Umfang. Sie bilden eine zweite ununterbrochene Umfangsdichtung in der normalen Neststellung und wirken auch als Gegenlager, die einer Trennung der Becher Widerstand entgegensetzen. Vorzugsweise liegen die Halteflächen 8 und 16 mit 30° zur senkrechten Mittelachse des Bechers. Die Flächen 20 sind Bogenabschnitte einer kegelstumpfförmigen Fläche, die nach unten konvergiert. Die Anschlagflächen 22 sind Bogenabschnitte einer waagerechten Ringfläche. Vorzugsweise sind, wie gezeigt, sechs Flächen 20 mit je 15° Umfangsausdehnung und sechs Flächen 22 mit je 45° Umfangsausdehnung vorhanden. Die Flächen 20 und 22 treffen auf die untere Begrenzung 25 der zylindrischen Fläche 18. Die Flächen 20 und 22 sind durch senkrechte zylindrische Flächen 21 bzw. 23 mit der Umfangskante 27 der Bodenwand 2 verbunden. Die Flächen 21 und 23 sind alle Bogenabschnitte einer gemeinsamen zylindrischen Fläche.
Die Anschlagfläche 12 ist eine flache waagerechte Ringfläche. Die Fläche 13, welche sich von der Schulter 14 senkrecht und zylindrisch nach unten erstreckt, ist in Verbindung mit dem Abschnitt B desselben Bechers. Die Flächen 20 erfassen die Schulter 14 in der normalen Neststellung und bieten Widerstand gegenüber einer relativen Axialbewegung der Becher in Richtung aufeinander zu. Vorzugsweise sind die Flächen 20 im Winkel von 30° zur senkrechten Mittelachse des Bechers angeordnet. Die Anschlagflächen 12 und 22 begrenzen die relative Axialbewegung der Becher in Richtung aufeinander zu, was im Anschluß hieran ausführlicher beschrieben wird.
Die Becher können durch Ausübung von Kräften axial nach oben und nach unten auf den oberen und unteren zweier benachbarter Becher voneinander getrennt werden, beispielsweise durch Aufbringen von Kräften auf die Ränder 6 der Becher. Die axialen Kräfte verursachen ein Vorbeigleiten der kegelstumpfförmigen Haltefläche 8 und 16 aneinander, wobei der Wandabschnitt A vorübergehend etwas radial nach außen verformt wird, während der Wandabschnitt B vorübergehend etwas radial nach innen verformt wird, bis die Fläche 18 in der Lage ist, sich an einer Innenfläche 24 vorbei zu bewegen, bis die Becher vollständig voneinander getrennt sind.
Beim Zusammenstecken zu einem Stapel werden die Becher zunächst in die in Fig. 2 gezeigte Stellung gebracht, in der die Flächen 20 auf einer kegelstumpfförmigen, nach oben und nach außen konvergierenden Innenfläche 26 ruhen. Die in Fig. 2 gezeigte Stellung kann als eine vorübergehende Stapelstellung benutzt werden nach der Becherherstellung und vor Beschickung mit Getränkekonzentrat. Nach Einbringen des Konzentrats in den Zwischenraum 28 zwischen den Bodenwänden 2 benachbarter Becher, werden axiale Kräfte auf die Becher aufgebracht, um sie in Richtung aufeinander zu zu drücken; die Folge hiervon ist, daß die Flächen 20 sich über die Fläche 26 hinwegbewegen, bei zeitweiser Durchbiegung des Wandabschnitts A nach außen und zeitweiser Durchbiegung des Wandabschnitts B nach innen, bis die Flächen 18 und 24 aneinander vorbeigleiten können und die Becher die in Fig. 3 gezeigte Stellung erreichen. Während die Becher sich der in Fig. 3 gezeigten Stellung nähern, kehren die Wandabschnitte A und B in ihre entspannte Form zurück, in der die Fläche 18 von größerem Radius ist als die Fläche 24, und die Oberflächen 10, 18 und 8, 16 zur Bildung von zwei Dichtungen zusammenarbeiten, wie oben beschrieben, während die Flächen 20 die Schulter 14 erfassen. Vorzugsweise liegt die Fläche 26 in einem Winkel von 30° zu der senkrechten Mittelachse des Bechers.
Es kann vorkommen, daß bei der Herstellung und Handhabung eines Becherstapels dieser so fallengelassen wird, daß er einen erheblichen axialen Stoß erfährt. Beispielsweise kann eine Kiste, die eine Anzahl Stapel enthält, von der Plattform eines Lastwagens auf die Erde fallengelassen werden. Die Funktion der Teile des Wandabschnitts B mit den Oberflächen 20 besteht darin, einen solchen Stoß in der in Fig. 4 gezeigten Weise abzufangen und dadurch die Becher gegenüber Beschädigungen zu bewahren. Während dieses Abfangvorgangs werden die Flächen 20 zweier benachbarter Becher verformt, während die Schulter 14 des unteren Bechers in ihrer Form im wesentlichen unverändert bleibt. Die Becher bewegen sich relativ axial aufeinander zu, so daß die Dichtung zwischen den Halteflächen 8 und 16 vorübergehend unterbrochen ist; die Dichtung zwischen den zylindrischen Flächen 10 und 18 wird hingegen nicht unterbrochen. Die maximale Relativbewegung der Becher reicht bis zu der in Fig. 5 gezeigten Stellung.
Wenn die Becher die in Fig. 5 gezeigte Stellung erreichen, dann erfassen die Anschlagflächen 22 die Anschlagfläche 12 und stoßen über einen erheblichen Bereich auf diese auf und bringen dadurch jede weitere relative Axialbewegung der Becher aufeinander zu zum Stillstand. Hierdurch ist sichergestellt, daß sich die Seitenwände der beiden benachbarten Becher mit dem jeweils verbleibenden Teil (insbesondere den Wandabschnitten C und D (Fig. 1)) nicht so eng aneinander annähern können, daß die Gefahr eines gegenseitigen Verkeilens entsteht. Ein solches Verkeilen würde ein Trennen der Becher voneinander erschweren oder verhindern.
Die Proportionen der Wandabschnitte A und B sind in Anbetracht der bei den Bechern verwendeten Wandstärken so gewählt, daß die Verformung der Flächen 20 zwischen dem in Fig. 3 gezeigten und dem in Fig. 5 gezeigten Zustand nicht derart ist, daß den Bechern ein bleibender Schaden zugefügt wird. Die Proportionen sind so gewählt, daß die Elastizität des Wandabschnitts B nach einer derartigen zeitweisen Verformung unbeeinträchtigt bleibt, so daß nach Beendigung des axialen Stoßes die beiden benachbarten Becher automatisch in die in Fig. 3 gezeigte relative Stellung zurückkehren, in welcher auch die Dichtung zwischen den Halteflächen 8 und 16 wiederhergestellt ist.
Die Becher werden zweckmäßigerweise durch Warmverformung aus flachem bogenförmigem Ausgangsmaterial hergestellt, und zwar unter Verwendung eines Dornes zum teilweisen Strecken des Bogenmaterials und eines Luftdruckgefälles zum Hineinführen des Bogenmaterials in eine Berührung mit einer Unterform, welche die Außenkontur des fertigen Bechers bestimmt. Diese Außenkontur ist infolge Schrumpfung während der Kühlung nicht identisch mit der Form; und die Innenkontur des Bechers wird indirekt durch die Außenkontur bestimmt, gemäß der Dicke des Materials des fertigen Bechers. Bei diesem Herstellungsverfahren sind die Abmessungen einer gewissen Unsicherheit unterworfen. Insbesondere kann die Gleitdichtung zwischen den zylindrischen Flächen 10 und 18 von einem leichten Preßsitz oder einem geringen lichten Raum gebildet sein. Wegen dieser Möglichkeit werden die Wandabschnitte A und B so proportioniert, daß in der in Fig. 3 gezeigten Neststellung die Flächen 20 durch Zusammenwirkung mit der Schulter 14 leicht verformt sind. Auf diese Weise stellt man sicher, daß bei Rückkehr aus der Stellung entsprechend Fig. 5 in die Stellung entsprechend Fig. 3 die Reibung zwischen den Flächen 10 und 18 überwunden wird.
Da die Möglichkeit besteht, daß zwischen den Flächen 10 und 18 ein geringer lichter Raum vorhanden ist, der den Zutritt atmosphärischer Luft zum Zwischenraum 28 ermöglicht, gewährleisten die kegelstumpfförmigen Halteflächen 8 und 16 eine zweite Dichtung, welche nicht kritisch von den Abmessungen der Flächen 8 und 16 abhängt, sondern davon, daß sie in der in Fig. 3 gezeigten Neststellung axial zusammengedrückt werden. Dieses axiale Zusammendrücken wird durch leichte Verformung der Flächen 20 an der Schulter 14 erzeugt.
Die Halteflächen 8 und 16 trennen sich voneinander unter axialer Stoßeinwirkung, wie in den Fig. 3 und 5 gezeigt, aber die Flächen 10 und 18 bieten ein beträchtliches Hindernis gegenüber einem Entweichen der Substanz im Zwischenraum 28, selbst wenn zwischen ihnen ein kleiner lichter Raum vorhanden ist, und sie stellen insbesondere sicher, daß während der kurzen Zeit des axialen Stoßes keine Substanzpartikel den Spalt erreichen. Demzufolge wird bei Rückkehr der Becher in die in Fig. 3 gezeigte Stellung zwischen den Halteflächen 8 und 16 erneut eine gute Dichtung gebildet.
Wenn die Becher so eingesetzt werden, daß die Zeit der Lagerung zwischen dem Zusammenbau und der Benutzung des Becherstapels kurz ist, oder wenn die Getränkesubstanz gegenüber atmosphärischer Luft nicht empfindlich ist, kann die Fläche 8 über dem Umfang auch unterbrochen sein, wobei eine Dichtwirkung naturgemäß entfällt.
Obwohl die Halteflächen 8 und 16 kegelstumpfförmig dargestellt sind, sind auch andere Formen möglich, beispielsweise könnte jede Fläche im senkrechten Querschnitt teilweise in Richtung auf das Innere des Bechers hin konkav gebogen sein und teilweise zum Inneren des Bechers hin konvex gebogen sein, entsprechend einem flachen S.
In dem in den Zeichnungen gezeigten Beispiel liegen beide Wandabschnitte A und B vollständig in der Seitenwand des Bechers. Es ist jedoch auch möglich, daß sich der Wandabschnitt B bis zur Bodenwand 2 herunter erstreckt oder sogar einen Teil der Bodenwand 2 einschließt.
In dem in den Zeichnungen gezeigten Beispiel ist die Federwirkung gegenüber axialen Stößen durch die Flächen 20 vorgegeben, welche schräg zur senkrechten Mittelachse des Bechers liegen. Auch hier können andere Formen zur Abfederung benutzt werden.
In dem gezeigten Beispiel sind die Bodenwand 2 und die Seitenwand 4 in einer einfachen Materialstärke hergestellt. Es können auch doppelwandige Becher entsprechend geformt werden. Bei einem doppelwandigen Becher muß sich der Wandabschnitt A am inneren Teil und der Wandabschnitt B am äußeren Teil befinden.
In dem gezeigten Beispiel befinden sich die Halteflächen 8, 16 , welche einer Trennung der Becher Widerstand entgegensetzen, oberhalb der zylindrischen Flächen 10, 18, für die Gleitdichtung, und diese befinden sich wieder oberhalb der Flächen 14, 20, welche die Federung gewährleisten, und der Anschlagflächen 12, 22, welche die Bewegung der Becher aufeinander begrenzen. Jedoch können die verschiedenen Flächenpaare auch in anderer Folge angeordnet sein.
Durch Abwandlung des die Fläche 13 bildenden Wandteils zur Bildung einer dritten Dichtung zwischen der Fläche 24 (Fig. 3) des unteren Bechers und der Außenwandfläche des oberen Bechers unmittelbar innerhalb dieser Fläche 24 des unteren Bechers kann auch ein Labyrintheffekt erzeugt werden.

Claims

1. Stapelbarer dünnwandiger Becher mit Innenwandflächen und Außenwandflächen, die so geformt sind, daß nach dem Einstecken eines Bechers in einen identischen Becher die Außenwandflächen des inneren Bechers mit den Innenwandflächen des äußeren Bechers zusammenwirken, wobei die Außenwandflächen und die Innenwandflächen zusammenwirkende Anschlagflächen aufweisen, die das Ausmaß begrenzen, bis zu welchem die Becher ineinander gesteckt sind, und wobei sie ferner Halteflächen aufweisen, welche einander überlappend zusammenwirken, sobald die Becher zum Zwecke des Zusammenhaltens ineinandergesteckt wurden und sie hierdurch nur durch Anwendung einer ausreichenden axialen, eine elastische Verformungen der die Halteflächen bildenden Wandteile bewirkenden Zugkraft voneinander lösbar sind, und wobei ferner die Anschlagfläche und die Haltefläche in Höhenerstreckung des Bechers einen Abstand voneinander aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Anschlagfläche (12) von der Haltefläche (8) auf der einen Wandfläche größer ist als der Abstand zwischen der zugeordneten Anschlagfläche (22) und der Haltefläche (16) auf der anderen Wandfläche, derart, daß bei ineinandergesteckten Bechern eine der Abstandsdifferenz entsprechende Axialverschiebung der Becher gegeneinander möglich ist, daß die Wandflächen zylindrische Bereiche (10, 18) aufweisen, die bei ineinandergesteckten Bechern eine Gleitdichtung bilden und daß an einer Wandfläche des Bechers elastisch deformierbare Bereiche (20) vorgesehen sind, die bei ineinandergesteckten Bechern an einen Bereich (14) der anderen Wandfläche des benachbarten Bechers anliegen, derart, daß die Halteflächen (8, 16) gegeneinander in Anlage gehalten sind, wobei die elastische Deformierbarkeit dieser Bereiche (20) so groß gewählt ist, daß die der Abstandsdifferenz zwischen den Halte- und Anschlagflächen (8, 16; 12, 22) entsprechende Axialverschiebung von diesen Bereichen (20) elastisch aufgenommen wird.

2. Becher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch deformierbaren Bereiche mehrere kegelstumpfförmige Flächenabschnitte (20) enthalten, die am Umfang des Bechers zwischen der Anschlagfläche (22) und einer zylindrischen Fläche (21) im Abstand voneinander angeordnet sind, und daß der Teil der Oberfläche des anderen Bechers, an den die elastisch deformierbaren Flächenabschnitte (20) anliegen, durch eine an die Anschlagfläche (12) des anderen Bechers angrenzende Schulter (14) gebildet ist.

3. Becher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kegelstumpfförmigen Flächenabschnitte (20) sich an der Außenseite des Bechers befinden, wobei der Abstand zwischen der Haltefläche (16) der Außenwandfläche und dem Berührungspunkt der Flächenabschnitte (20) mit der Schulter (14) der Innenwandfläche etwas größer ist als der Abstand zwischen der Haltefläche (8) der Innenwandfläche und der Schulter (14), derart, daß die Flächenabschnitte (20) geringfügig deformiert sind, wenn die Becher ineinandergesteckt sind und die Halteflächen (8, 16) einander berühren.