DE4102053C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter, insbesondere für die Erwärmung von Nahrungsmitteln in Mikrowellenöfen oder dergleichen, mit einem dünnwandigen Behälterkorpus aus im wesentlichen mikrowellenenergieundurchlässigem Material, z. B. aus Aluminiumfolie oder -dünnband, der an mindestens einer Seite (Wand-, Deckel- oder Bodenseite) einen in den Behälterkorpus eingesetzten Wandteil aus mikrowellenenergiedurchlässigem Material, z. B. Kunststoff, hat, welcher Wandteil an seinem Rand mit dem Behälterkörper durch Bördelung oder Falzung fest verbunden ist.

Derartige Behälter sind bereits bekannt (US-PS 46 89 458 und DE-GM 74 03 709). Bei diesen bekannten Behältern hat der aus Metallfolie bestehende Behälterkorpus in seinem Boden oder an seiner Oberseite eine Öffnung, welche durch einen in diese eingesetzten Wandteil, z. B. einen Deckel, aus mikrowellenenergiedurchlässigem Kunststoff verschlossen ist. Die Befestigung dieses Wandteils an dem Metallfolienkorpus ist durch Falzung oder Bördelung erreicht.

Eine solche unlösbare Bördel- oder Falzverbindung zwischen Wandteil und Behälterkorpus ist in der Praxis bisher an dem Problem gescheitert, daß das Kunststoffmaterial des Wandteiles eine solche Rückstellkraft hat, daß bei der für die erforderliche Stabilität des Wandteiles notwendigen Mindestwandstärke der Kunststoffrand dieses Wandteils die Verbindung aufzieht. Dies kann zwar bei einer entsprechend großen Wandstärke des Behälterkorpusses weitgehend verhindert werden, jedoch ist eine über das für eine ausreichende Steifigkeit des Korpusses hinausgehende Wandstärke des Behälterkorpusses bei einem Massenartikel, wie dem in Rede stehenden Behälter, unwirtschaftlich. Auch hat man bereits versucht, das vorgenannte Problem dadurch zu lösen, daß man den Rand des Wandteils in dem Falz des Behälterkorpusses zusätzlich festgeklebt oder eingesiegelt hat. Dieses Festkleben oder Einsiegeln ist jedoch ein zusätzlicher zeitaufwendiger Vorgang, der den Herstellungsaufwand des Behälters vergrößert, was bei einem Massenartikel höchst unerwünscht ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Behälter der eingangs genannten Gattung die Bördel- oder Falzverbindung zwischen dem in der Regel metallenen Folienbehälterkorpus und dem in diesen eingesetzten, meist aus Kunststoff bestehenden Wandteil so zu gestalten, daß sie allein, ohne jegliche zusätzliche Verklebung oder Siegelung eine gut dichtende und dauerhaft feste Verbindung bildet, ohne daß eine Überdimensionierung der Wandstärke des Korpusses notwendig und die erforderliche Steifigkeit des einsetzbaren oder eingesetzten Wandteiles in Frage gestellt ist. Dies wird erfindungsgemäß auf einfache Weise dadurch erreicht, daß der eingesetzte Wandteil an seinem mit dem Behälterkorpus verbördelten oder verfalzten Verbindungsgrad um so viel dünner ist als in seinem übrigen Flächenbereich, daß der Verbindungsrand des eingesetzten Wandteils durch die Rückstelleigenschaft seines Materials die Bördel- oder Falzverbindung nicht aufzieht. Zu diesem Zweck kann der Verbindungsrand des Wandteils eine Dicke haben, die höchstens der Hälfte der Dicke des Behälterkorpusses im Verbindungsbereich entspricht.

Es ist aber auch möglich, darüber hinaus oder anstelle der zu einer geringeren Biegefestigkeit führenden dünnen Ausbildung des abgebogenen Randes des eingesetzten Wandteils diesen Rand auf andere Weise mit einem verminderten Widerstandsmoment zu versehen, wie z. B. durch Randausschnitte, welche die Rückbiegungskraft des Kunststoffrandes aus seiner verbördelten oder verfalzten Lage so schwächen, daß der Kunststoffrand die Bördel- oder Falzverbindung nicht mehr aufziehen kann.

Der eingesetzte Wandteil kann innerhalb seiner Randbefestigung mit einer vorzugsweise rasterförmigen Beschichtung oder Bedruckung oder Einbettung aus einem Material versehen sein, das den Durchtritt von Mikrowellen beeinflußt und/oder wärmestrahlenreflektierend ist.

Es ist zwar bereits ein zylindrischer Kunststoffbehälter bekanntgeworden, dessen Deckel an dem Behälterkorpus durch Falzung befestigt ist (US-PS 35 43 963). Bei diesem bekannten Behälter wird auch im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Behälter nicht der Deckel, sondern der Behälterkorpus an seinem Verbindungsrand verdünnt, um eine Verfalzung der in ihren anderen Bereichen relativ dicken Korpuswandung mit dem Deckel zu ermöglichen. Hierdurch ist die oben geschilderte erfindungsgemäße Ausbildung nicht nahegelegt worden.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines in einen Behälterkorpus einsetzbaren und an seinem Rand mit diesem Behälterkorpus dauerhaft verfalzbaren oder verbördelbaren Wandteils aus Kunststoff für die Herstellung eines Behälters gemäß vorgenannter erfinderischer Ausbildung. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Kunststoffzuschnitt mit rechtwinkelig umgebogenem Rand hergestellt wird, der in seinen Außenabmessungen den gewünschten Außenabmessungen des Wandteiles entspricht, und daß dieser rechtwinklig umgebogene Rand anschließend an seinem äußeren Ende erfaßt und in seiner Erstreckungsrichtung unter Verdünnung seiner Wandstärke im Streckziehverfahren abgestreckt wird.

Zur Durchführung dieses Verfahrens kann eine Tiefziehvorrichtung dienen, die eine zwei Spannbacken aufweisende Einspanneinrichtung für das Einspannen des Kunststoffzuschnittes innerhalb seines umgebogenen Randes hat, wobei an der der einen Spannbacke abgewandten Seite der anderen Spannbacke eine Klemmeinrichtung zum Erfassen des äußeren Endes des umgebogenen Randes des Zuschnittes vorgesehen sein kann, die ihrerseits aus zwei diesen Rand an seinen beiden Seiten erfassenden Klemmkörpern besteht, welche aneinander heran- und voneinander wegbewegbar und gemeinsam in Erstreckungsrichtung des Zuschnittrandes relativ zur Einspannrichtung bewegbar sind. Zwar sind Vorrichtungen mit Spann- und Klemmbacken bereits bekannt, die Ränder von Behältern mit Deckel umknicken und bördeln können (DE-OS 20 42 937). Diese bekannten Vorrichtungen konnten jedoch die vorerwähnte Tiefziehvorrichtung nicht nahelegen.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

In der Zeichnung ist die Herstellung einer Bördelverbindung zwischen dem Korpus und dem in dessen Boden eingesetzten Wandteil eines Behälters gemäß der Erfindung sowie eine Ausführungsform einer Tiefziehvorrichtung zur Herstellung dieses Wandteiles schematisch dargestellt, welche im folgenden näher beschrieben werden:

Fig. 1 zeigt den Behälterkorpus mit eingesetztem Wandteil vor Herstellung der Bördelverbindung im Querschnitt;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die fertige Bördelverbindung des Behälterkorpusses mit eingesetztem Wandteil;

Fig. 3, 4, 5 und 6 zeigen in abgebrochener Darstellung Querschnitte durch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Wandteils in verschiedenen Arbeitsstellungen sowie das in der jeweiligen Arbeitsstellung dieser Vorrichtung erzielte Werkstückform;

Fig. 7 zeigt in größerer Schnittdarstellung den letzten Arbeitsschritt der in Fig. 3-6 gezeigten Vorrichtung mit in der Vorrichtung befindlichem Wandteil in seiner fertigen Form.

Fig. 1 zeigt ausschnittsweise den aus Metall bestehenden Korpus 1 eines Behälters, der in seinem Boden eine Öffnung hat, die durch einen darin eingesetzten Wandteil 2 aus Kunststoff geschlossen ist. Zur festen Verbindung des Wandteils 2 mit dem Behälterkorpus 1 haben sowohl der Behälterkorpus als auch der Wandteil 2 jeweils einen rechtwinklig umgebogenen Rand 3, 4, die in Ausgangslage, d. h. vor der Verbördelung ebenflächig aneinanderliegen (Fig. 2). Während der die Öffnung des Behälterkorpus umgebende Rand 3 des Korpusses gleiche Wandstärke hat wie der Korpus in seinen anderen Bereichen, ist die Wandstärke des Randes 4 des eingesetzten Wandteils 2 wesentlich geringer als in seinem innerhalb dieses Randes befindlichen, die Bodenöffnung im Korpus 1 überdeckenden Flächenbereich 6.

Bei einem Behälter für ein darin zu garendes Nahrungsmittel kann der Behälterkorpus beispielsweise aus einem Aluminiumband von ca. 120 µm bestehen, das im Tiefziehverfahren in die Form des Behälterkorpusses gebracht worden ist. Der in diesen Behälterkorpus eingesetzte Wandteil kann aus allen lebensmittelgerechten Kunststoffen bestehen. Besteht er aus einem Polyestermaterial, z. B. Polyethylenterephthalat (PET), kann der Rand 4 des Wandteils eine Wandstärke von etwa 80 µm haben. Besteht er aus einem Polypropylen-Material, kann der Rand 4 eine Wandstärke von etwa 180 µm haben, da Polypropylen nach Verfalzung oder Verbördelung des Randes des Wandteils mit dem Behälterkorpus eine etwas geringere Formstabilität und geringere Rückstellenergie hat als Polyester, welches sich im kalten Zustand besonders schwer verformen läßt. In beiden Fällen kann der Wandteil innerhalb des Randes 4 eine Dicke von etwa 250 µm haben. Diese in Fig. 1 und 2 gezeigte unterschiedliche Dicke der aneinanderliegenden Ränder 3 und 4 ermöglicht, daß diese aus unterschiedlichem Material bestehenden Ränder leicht in die in Fig. 1 gezeigte Bördelform gebracht werden können und daß die Rückbiegungskraft des Kunststoffrandes 4 so gering ist, daß der Metallrand 3 dieser Kraft standhalten, also ein Aufziehen der Bördelung verhindern kann. Die am äußersten Ende des Randes 4 des Wandteils 2 in Fig. 1 und 2 gezeigte Verdickung 5 ist herstellungstechnisch bedingt und wird später erläutert.

Die in Fig. 3 bis 7 beispielhaft dargestellte Tiefziehvorrichtung zur Herstellung eines solchen in einen Behälterkorpus 1 einsetzbaren Wandteiles 2 aus Kunststoff besitzt ein feststehendes zylindrisches oder etwa zylindrisches Gehäuse 10, das an seiner Oberseite eine Öffnung 11 hat. In dieser Öffnung ist die obere Spannbacke 12 einer Einspanneinrichtung 12, 13 auf- und abbewegbar, die zum Einspannen eines zur Herstellung des einsetzbaren Wandteils dienenden Kunststoffzuschnittes 17 dient. Die untere Spannbacke 13 ist im Gehäuse 10 feststehend angeordnet. An diese untere Spannbacke ist die obere Spannbacke 12 der Einspanneinrichtung heranbewegbar, welche obere Spannbacke an ihrem Rand einen Vorsprung 14 hat, der in an die untere Spannbacke 13 heranbewegter Lage den Außenumfang dieser unteren Spannbacke seitlich übergreift (Fig. 4). Dieser Vorsprung 14 ist mit einer Schneidkante 15 (Fig. 7) versehen, die zusammen mit der Gegenkante 16 am Rand der Öffnung 11 des Gehäuses 10 als eine Schneideinrichtung zum Zuschneiden des Zuschnittes 17 in seine erforderlichen Abmessungen dient, aus welcher der einsetzbare Wandteil 2 hergestellt werden soll.

Unterhalb der unteren Spannbacke 13 ist in dieser Vorrichtung eine Klemmeinrichtung angeordnet, die aus einem auf- und abbewegbaren inneren Klemmkörper 18 und einem in einer Halterung 21 an dessen Umfangsfläche 19 heran- und von dieser wegbewegbaren äußeren ringförmigen Klemmkörper 20 besteht, der aus mehreren Segmenten gebildet sein kann. Dieser äußere Klemmkörper 20 ist mit seiner Halterung 21 und mit dem inneren Klemmkörper 18 auf- und abbewegbar.

Die in Fig. 3-7 gezeigte Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Zunächst wird die obere Spannbacke 12 der Einspannvorrichtung 12, 13 aus dem als Schnittring ausgebildeten Öffnungsrand 22 des Gehäuses 1 herausgezogen, bis seitlich unter die Spannbacke ein in Fig. 3 gestrichelt dargestelltes Ausgangswerkstück 23 z. B. in Form eines auf 130° bis 140°C vorgewärmten Kunststoffbandes zum Aufliegen auf den oberen Rand 22 des Gehäuses 10 gebracht werden kann. Sodann wird die obere Spannbacke 12 von ihrer oberen Endstellung über die in Fig. 3 gezeigte Schneidstellung hinaus in ihre untere in Fig. 4 gezeigte untere Endstellung verfahren, wobei ihre Schneidkante 15 an der Gegenschneidkante 16 des Gehäuses 10 unter Beschneiden des Werkstückes auf den in Fig. 3 gezeigten Zuschnitt 17 vorbeibewegt. Bei seiner weiteren Abwärtsbewegung nimmt die Spannbacke 12 diesen Zuschnitt 17 mit, um ihn zwischen sich und der unteren Spannbacke 13 einzuspannen (Fig. 4). Dabei bewegt sich der Vorsprung 14 seitlich an der Umfangsfläche der unteren Spannbacke 13 vorbei, wodurch der Zuschnitt 17 einen rechtwinklig umgebogenen Rand 24 erhält.

Anschließend fährt der äußere Klemmkörper 20 aus seiner in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausgangsstellung innerhalb seiner Halterung 21 in die in Fig. 5 gezeigte Klemmstellung, in der er das äußerste Ende des umgebogenen Randes 24 des Zuschnittes 17 zwischen sich und dem inneren Klemmkörper 18 festklemmt. Hierdurch ergibt sich im umgebogenen Rand 24 des Kunststoffzuschnitts 17 eine entsprechende Eindrückung 27, die in Fig. 5 unten gezeigt ist. In dieser Klemmstellung bewegen sich der innere Klemmkörper 18 und der äußere Klemmkörper 20 aus ihrer in Fig. 3, 4 und 5 gezeigten oberen Endlage nach unten, wobei sie sich von der unteren Spannbacke 13 entfernen und der umgebogene Rand 24 im Streckzug abgestreckt wird und dabei eine erhebliche Verdünnung seiner Wandstärke erfährt. Dabei kann am äußeren Ende des abgestreckten Randes 26 eine Materialverdickung verbleiben (siehe Ziffer 5 in Fig. 1), die durch das Festhalten dieses Endes zwischen den Klemmkörpern 18 und 20 verursacht wird.

Damit hat der mit dieser Vorrichtung herzustellende einsetzbare Wandteil seine endgültige Form erhalten, die in Fig. 6 unten dargestellt ist.

Claims (14)

1. Behälter, insbesondere für die Erwärmung von Nahrungs­ mitteln in Mikrowellenöfen der dergleichen mit einem dünnwandigen Behälterkorpus aus im wesentlichen mikro­ wellenenergieundurchlässigem Material, insbesondere Aluminium, der an mindestens einer Seite (Wand-, Deckel- oder Bodenseite) einen in den Behälterkörper eingesetzten Wandteil aus mikrowellenenergiedurch­ lässigem Material, z. B. Kunststoff, hat, welcher Wand­ teil an seinem Rand mit dem Behälterkorpus durch Bör­ delung oder Falzung fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der ein­ gesetzte Wandteil (2) an seinem mit dem Behälterkorpus verbördelten oder verfalzten Verbindungsrand (4) um so viel dünner ist als in seinem übrigen Flächenbereich (6), daß der Verbindungsrand (4) die Bördel- oder Falzverbindung nicht aufzieht.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsrand (4) des eingesetzten Wandteiles eine Dicke hat, die höchstens der Hälfte der Dicke des Behälterkorpusses (3) im Verbindungsbereich entspricht.

3. Behälter nach Anspruch 1, bei welchem der in den Behälterkorpus eingesetzte Wandteil aus Polyester, z. B. Polyethylenterephthalat (PET), besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsrand (4) des eingesetzten Wandteiles (2) eine Dicke von 60 bis 100 µm, vorzugsweise ca. 80 µm hat.

4. Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eingesetzte Wandteil (2) in seinem innerhalb seines Verbindungsrandes (4) befindlichen Flächenbereich eine Dicke von ca. 250 µm hat.

5. Behälter nach Anspruch 1, bei welchem das in dem Behälterkorpus eingesetzte Wandteil (2) aus Polypropylen (PP) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsrand (4) des eingesetzten Wandteils (2) eine Dicke von 150 bis 220 µm, vorzugsweise ca. 180 µm hat.

6. Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eingesetzte Wandteil (2) in seinem innerhalb seines Verbindungsrandes liegenden Flächenbereich (6) eine Dicke von ca. 250 µm hat.

7. Behälter nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Aluminium bestehende Behälterkorpus (1) eine Wanddicke von 60 µm bis 180 µm, vorzugsweise 110 µm hat.

8. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eingesetzte Wandteil (2) innerhalb seiner Randbefestigung mit einer vorzugsweise rasterförmigen Beschichtung oder Bedruckung oder Einbettung aus einem Material versehen ist, das den Durchtritt von Mikrowellen beeinflußt und/oder wärmestrahlenreflektierend ist.

9. Verfahren zur Herstellung eines in einen Behälterkorpus einsetzbaren und an seinem Rand mit diesen Behälterkorpus dauerhaft verfalzbaren oder verbördelbaren Wandteiles aus Kunststoff für die Herstellung eines Behälters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Kunststoffzuschnitt mit rechtwinklig umgebogenen Rand hergestellt wird, der in seinen Außenabmessungen den gewünschten Außenabmessungen des Wandteiles entspricht, und daß dieser umgebogene Rand an seinem äußeren Ende erfaßt und in Erstreckungsrichtung unter Verdünnung seiner Wandstärke im Streckziehverfahren abgestreckt wird.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zwei Spannbacken (12, 13) aufweisende Einspanneinrichtung für das Einspannen des Kunststoffzuschnittes (17) innerhalb seines umgebogenen Randes (24) hat und daß an der der einen Spannbacke (12) abgewandten Seite der anderen Spannbacke (13) eine Klemmeinrichtung zum Erfassen des äußeren Endes des umgebogenen Randes des Zuschnittes vorgesehen ist, die ihrerseits aus zwei diesen Rand an seinen beiden Seiten erfassenden Klemmkörpern (18, 20) besteht, welche aneinander heran- und voneinander wegbewegbar und gemeinsam in Erstreckungsrichtung des Randes des Zuschnittrandes relativ zur Einspanneinrichtung bewegbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Klemmkörper (18) von einem sich mit seiner Umfangsfläche an die Innenseite des Randes des Zuschnittes anlegenden inneren scheiben-, ring- oder rahmenförmigen Klemmkörper und der andere Klemmkörper (20) von einem oder mehreren sich an die Außenseite dieses Randes anlegenden Abschnitten oder Teilen eines äußeren Klemmringes gebildet werden, welche an den inneren Klemmkörper heran und von diesem wegbewegbar sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der Klemmeinrichtungen (18, 20) abgewandte Spannbacke (12) der Einspanneinrichtung an ihrem äußeren Rand eine Schneidkante (15) hat und mit dieser an einer Gegenkante (16) der Vorrichtung vorbeibewegbar ist, mit der sie ein Schneidwerkzeug zum Ausschneiden des Zuschnitts (17) bildet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die der Klemmeinrichtung abgewandte Spannbacke (12) der Einspanneinrichtung einen seitlich an der Umfangsfläche der anderen Spannbacke (13) vorbei erstreckenden Vorsprung (14) hat, der zum Umbiegen des Randes (24) des Zuschnittes (17) in Verbindung mit der Umfangsfläche ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die der Klemmeinrichtung zugewandte Spannbacke (13) der Einspannvorrichtung feststehend angeordnet ist, daß an diese Spannbacke die andere Spannbacke (12) zum Einspannen des Zuschnittes heranbewegbar ist und in heranbewegter Lage mit ihrem Vorsprung (14) die Umfangsfläche dieser Spannbacke übergreift, daß diese andere Spannbacke bei ihrer Heranbewegung an die eine Spannbacke (13) mit ihrer Schneidkante (15) an der mit dieser eine Schneidvorrichtung bildenden Gegenkante (16) der Vorrichtung vorbeibewegbar ist und daß die Klemmeinrichtung (18, 20) in Bewegungsrichtung der bewegbaren Spannbacke (13) der Einspanneinrichtung wegbewegbar und auf diese zu­ bewegbar ist.