DE69630617T2 - Mehrschichtiger isolierbecher aus gefaltetem blatt - Google Patents
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Description
- Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Einwegbehälter, entsprechend zu den Oberbegriffen der Ansprüche 1 oder 33 und Verfahren zu deren Herstellung, gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 16 oder 28, speziell auf einen isolierten Becher, welcher aus Blatt-/Folienmaterial hergestellt ist und eine Neuerung, gemäß der Druckschrift US-A-5,363,982 von C. E. Sadlier ist, erteilt am 15. November 1994.
- Dort sind drei Hauptarten von Einwegbecher benannt; Polystyrol, geschäumtes Harz und Papier.
- Polystyrol-Becher sind ästhetisch ansprechend, jedoch können diese lediglich zur Aufnahme kalter Getränke verwendet werden und sind nicht biologisch abbaubar oder leicht wiederverwendbar.
- Becher aus geschäumten, synthetischen Harzmaterial, welche unter dem Handelsnamen Styropor verkauft werden, sind ausgezeichnete thermische Isolatoren, so dass diese die Temperatur eines Getränks, ob heiß oderkalt, für eine lange Zeitdauer beibehalten werden kann. Sie sind komfortabel zu handhaben, da ihre Außenseite nahe an der Umgebungstemperatur bleibt, ungeachtet der Temperatur des Getränks. Jedoch sind sie nicht umweltfreundlich, da sie nicht biologisch abbaubar oder leicht wiederverwendbar sind. Als sind sie von vielen Behörden verboten.
- Standardmäßige, einschichtige Papierbecher sind recyclebar und biologisch abbaubar und deshalb umweltfreundlicher. Jedoch sind sie schlechte thermische Isolatoren, so dass ein Getränk in einem Papierbecher schnell warm (wenn es kalt) oderkalt (wenn es heiß) wird. Sie sind ebenfalls unkomfortabel zu handhaben, da ein heißes oder kaltes Getränk eine Hand verbrennen oder unkomfortabel kühlen kann. Ferner verursacht ein kaltes Getränk eine sichtbare Kondensation auf der Außenseite und macht einen Papierbecher rutschig und schwierig zu halten. Ihr einschichtiger Aufbau macht Sie zerbrechlich, so dass große Becher, welche mit Flüssigkeiten gefüllt sind, nach anhaltendem Gebrauch leicht knittern.
- Mehrschichtige Papierbecher sind ausgelegt worden, um thermische Isolation und erhöhte Festigkeit zur Verfügung zu stellen. Die US-A-2,661,889 von Finney (1948), die 4,993,580 von Smith (1991), die 5,092,485 von Lee (1992) und die 5,205,473 von Coffin (1993) stellen dreilagige Behälter mit einem glatten Äußeren und Inneren Mantel und einer welligen Mittelschicht dar. Die gewellte Schicht stellt Lufttaschen oder Räume zur Thermischen Isolation zur Verfügung und erhöht die Festigkeit, um der anhaltenden Verwendung zu widerstehen.
- Trotz Stabilität und thermischer Effizienz sind alle diese Becher teuer und unpraktisch herzustellen, da ihre drei Schichten separat gebildet und dann zusammengefügt werden. Dies erfordert mindestens drei Klebeverbindungen, um die Schichten in konischen Zylindern zu formen, zwei Klebeverbindungen, zum Zusammenfügen der beiden Schichten miteinander und eine Klebeverbindung, zum Anfügen des Bodens. Manche Becher erfordern sogar mehr Klebeverbindungen. Der großzügige Gebrauch von Kleber erschwert oder schließt eine Wiederverwendung von Becher aus. Die Schichten werden üblicherweise aus Rohlingen gebildet, welche aus einzelnen Blättern/Folien geschnitten werden, so dass diese nicht den höchsten effizienten Gebrauch von Papier und Maschinenzeit darstellen. Aüßerdem verlangsamen die einzelnen Schritte den Produktionsprozess, verhindern die Bildung eines Standards, bestehend aus Becherherstellmaschinen und erhöhen die Herstellkosten und die direkte Verteilung, so dass die Behälter nach dem Stand der Technik zu teuer sind. Als Ergebnis haben diese Becher nie gewerblichen Erfolg erreicht.
- Obwohl in seinem vielschichtigen Aufbau ähnlich, haben herkömmlich gewellte Kartonagen auch keinen kommerziellen Erfolg im Gebrauch bei der Ausformung zylindrischer Getränkebecher erzielt, da ihre Schichten ständig fest miteinander verbunden sind. Dies macht es physikalisch undurchführbar, Kartonagen in eine glatte zylindrische Form zu biegen oder zu wickeln. Häufig verkaufen Geschäfte sehr heiße oder kalte Getränke in Papierbecher, welche in doppelten oder ineinandergeschachtelten Becher verwendet werden, um die oben benannten Probleme von einschichtigen Papierbechern zu vermeiden, jedoch ist das verdoppeln von Bechern zeitraubend und teuer.
- Die obige Sadlier US-A-5,363,982 offenbart einen dreischichtigen Becher, welcher glatte Außen- und Innenschichten aufweist und eine gewellte Mittelschicht, alle aus einem einstöckigen Blatt/Folie geformt, spiralförmig gewickelt. Obwohl die Becher nach dem Stand der Technik günstiger herzustellen sind, verwendet dieser Becher vorzugsweise eine gleichlaufende Wicklung von drei Schichten auf einem Drehdorn und kann deshalb nicht einfach von vorhandenen Becherformmaschinen für die Massenproduktion hergestellt werden, welche typischerweise einen Becherseitenwandrohling wickelt, in eine vertikal, zylindrische Form, um einen nichtdrehenden Dorn herum.
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen thermisch isolierten Behälter und ein Verfahren zur Herstellung eines thermisch isolierten Behälters, wie allgemein in der US-A-5,363,982 offenbart und wie entsprechend in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 33 und Ansprüche 16 und 28 definiert.
- Dementsprechend sind einige Ziele und Vorteile der Erfindung, einen Becher zur Verfügung zu stellen, welcher thermisch isoliert zum komfortablen Gebrauch und zum Aufrechterhalten der Temperatur seines Inhaltes ist, der kräftig genug ist, um den anhaltenden Gebrauch zu wiederstehen, der aus biologisch abbaubaren und wiederverwendbaren Materialien hergestellt werden kann, welcher leicht und günstig herzustellen ist und welcher von bestehenden Maschinen hergestellt werden kann.
- Andere Ziele sind, einen isolierten Becher zur Verfügung zu stellen, welcher einfacher in der Konstruktion ist, wirtschaftlicher in der Herstellung ist, auf verschiedenen Wegen hergestellt werden kann und welcher keine Auf- und Abwicklung in eine Richtung auf einem drehenden Dorn erfordert.
- Entsprechend zu der vorliegenden Erfindung wird ein thermisch isolierter Behälter zur Verfügung gestellt, wie im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 33, definiert, und ein Verfahren, zur Herstellung eines thermischen Behälters, wie im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 16 und 28 definiert.
- In Übereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist ein thermisch isolierter Becher aus einem einstöckigen, homogenen Blatt/Folie Papier ausgebildet, welches zwei beabstandete, einzelne glatte Enden oder äußere. Teile aufweist, welche mit einem gewellten Mittelteil verbunden sind. Die glatten Endteile sind an den gegenüberliegenden Seiten des gewellten Teils gefaltet. Das gefaltete Blatt/Folie ist um einen Dorn herum gewickelt oder gebogen, um innere und äußere zylindrische Schalen zu bilden, welche das gewellte Teil sandwichartig einschließen. Die Enden von jedem glatten Teil sind zusammen verschweißt. Ein Bodenabschluss ist an der inneren Hülle befestigt. Der sich ergebende dreischichtige Becher ist stabil, weist gute thermische Isolation zum komfortablen Gebrauch und zur Beibehaltung der Temperatur seines Inhaltes auf und kann auf bestehenden Maschinen hergestellt werden. Alternativ kann das einstückige Blatt/Folie aus separaten Abschnitten gebildet werden, welche zusammen befestigt bzw. verklebt sind. Ferner kann das gewellte Teil eher ein Äußeres, als ein Mittleres Teil sein. Darüber hinaus kann das Anfangsblatt/-folie zwei Teile aufweisen, so dass es nach dem Falten in einen zweischichtigen isolierten Becher, mit der gewellten Schicht auf der Außenseite, gewickelt ist.
- Verschiedene Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welche:
-
1a eine Draufsicht ist, welche Komponenten in einer Rohblatt-/Folienform, zur Herstellung von dreischichtigen isolierten Bechern darstellt, die eine einteilige Komponente verwendet, welche einen mittleren, gewellten Abschnitt aufweist, in Übereinstimmung mit einer Ausführung der Erfindung. -
1b eine Kantenansicht einer Rohblatt-/Folienkomponente von1a ist. -
1c eine Seitensicht, ähnlich wie1a ist, wo jedoch die Seitenkomponenten zunächst drei Teile sind. -
2a eine vergrößerte Kantenansicht einer Seitenkomponente von1a nach dem Falten in einer Herstellphase ist. -
2b eine Draufsicht einer Seitenkomponente nach dem Wickeln in eine zylindrische Form in einer anderen Herstellphase ist. -
3 eine vergrößerte Draufsicht im Schnitt eines fertigen Bechers ist. -
4 eine vergrößerte Seitenansicht im Schnitt eines fertigen Bechers ist. -
5a eine Draufsicht eines Rohblatt/-folie ist, zur Herstellung eines dreischichtigen isolierten Bechers, welcher eine einteilige Seitenkomponente verwendet und einen gewellten Endbereich aufweist, in Übereinstimmung mit einer Ausführung der Erfindung. -
5b eine Kantensicht eines Rohblatt/-folie von5a ist. -
5c eine Seitensicht ähnlich wie5a ist, wo jedoch die Seitenkomponente zunächst aus zwei Teilen besteht. -
6a eine Kantensicht von der Seitenkonponente von5a nach dem Falten ist. -
6b eine Draufsicht von der Seitenkonponente von5a nach dem Wickeln in eine zylindrische Form ist. -
7a eine Draufsicht eines Rohblatt-/Folie ist, zur Herstellung eines zweischichtigen, isolierten Bechers, welcher eine einteilige Seitenkomponente verwendet und einen gewellten Endbereich aufweist, in Übereinstimmung mit noch einer weiteren Ausführung der Erfindung. -
7b eine Kantensicht eines Rohblatt/-folie von7a ist. -
8a eine Kantensicht einer Seitenkomponente von7a nach dem Falten ist. -
8b eine Draufsicht einer Seitenkomponente von5a nach dem Wickeln in eine zylindrische Form ist. -
9 eine Kantensicht einer alternativen isolierten Schicht ist, welche beabstandete Rillen verwendet. - Zeichnungslegende
- 10.
- einstückiges Blatt/Folie
- 11L.
- gewellte Schicht
- 12B.
- Bodenkante
- 12P.
- nahes Ende
- 12T.
- Oberkante
- 13B.
- Bodenkante
- 13P.
- nahes Ende
- 13T.
- Oberkante
- 14R.
- Bodenabschlussrand
- 16.
- wasserfester Belag
- 20.
- einstückiges Blatt/Folie
- 22.
- glattes Teil
- 24.
- Bodenabschluss
- 31.
- Dorn
- 34.
- rechter Abschnitt
- 38.
- flaches Blatt/Folie
- 11.
- äußere Hülle
- 12.
- zweites glattes Teil
- 13F.
- freies Ende
- 13S.
- innere Hülle
- 14.
- Bodenabschluss
- 15.
- Lufttaschen
- 17.
- reflektierender Belag
- 21.
- gewelltes Teil
- 23.
- glattes Teil
- 30.
- Becher
- 32.
- Mittelabschnitt
- 36.
- Biegelinie
- 40.
- Kerbe
-
1a bis1c – Blatt-/Folienrohlinge - In Übereinstimmung mit einer ersten Ausfuhrung der Erfindung, dargestellt in
1a , beginnt ein Becher oder ein Behälter (4 ) als einstückiges, homogenes Blatt/Folie10 , welches aus einem größeren Blatt/Folie von Papier (nicht dargestellt) oder anderen geeigneten Blattmaterial ausgestanzt wird. Blatt/Folie10 beinhaltet einen bogenförmigen, gewellten Mittelteil11 und zwei längere bogenförmige erste und zweite glatte Enden oder entsprechende äußere Teile12 und13 , welche sich von den Enden des gewellten Teils11 erstrecken. Die glatten Teile12 und13 haben entsprechende proximale Enden12P und13P , freie Enden12F und13F , Oberkanten12T und13T und Bodenkanten12B und13B . Ein runder Bodenabschluss14 wird einzeln ausgeschnitten. Die Wellen in Teil11 sind deutlich in der Seitenansicht von1B dargestellt. Sie sind durch bekannte Verfahren gebildet und dargestellt, scharfkantige Falten aufweisen, jedoch können sie alternativ abgerundete Biegungen oder Einbuchtungsteile aufweisen. - In Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführung der Erfindung, dargestellt in
1c , kann ein einstückiges Blatt/Folie20 durch das Zusammenklebender zugehörigen Kanten der gewellten Teile21 und einzelnen glatten Teilen22 und23 gebildet werden. Der Bodenabschluss24 ist ebenfalls separat ausgeschnitten. Das gewellte Teil21 ist etwas länger als das gewellte Teil11 , dargestellt in1a , so dass seine Enden ein wenig die glatten Teile22 und23 zum Kleben überlappen. Das einzelne Schneiden der drei Teile ermöglicht eine Vielzahl von Arten von Blattmaterialien, welche beispielsweise im hergestellten Blatt20 verwendet werden, wobei recyceltes Papier für das gewellte Teil21 verwendet wird und eine Papierart, bekannt als SBS (festes, gebleichtes Sulfat) kann für das glatte Teil22 und23 verwendet werden. - In beiden Ausführungen (
1a und1b , sowie in1c ) hat das gewellte Mittelteil (11 oder21 ) eine etwas kleinere Größe, als die End- oder äußeren Teile, was Grund zur Beschreibung ist. -
2a und2b – Biegen und Wickeln - Der Becher (
3 ) wird aus ersten, gebogenen glatten Teilen12 und13 auf den gegenüberliegenden Seiten des gewellten Teiles11 gebildet, dargestellt in2a . Das Blatt/Folie10 besteht folglich aus einer flachen dreischichtigen Anordnung mit einer gewellten Schicht oder Teil, welches sandwichartig zwischen den glatten äußeren Schichten oder Teilen liegt. Die glatten Teile12 und13 sind länger, als das gewellte Teil11 , so dass ihre entsprechenden freien Enden12F und13F sich über die Enden des gewellten Teils11A erstrecken, schwach angeklebtoder geheftet, so, wie dünner Kleber, elastischer Kleber, oder optional erwärmtes Polyethylen zum Halten der gebogenen dreischichtigen Blattfläche Verwendet werden können, bis es gewickelt und verklebt ist (im nächsten Abschnitt beschrieben). Die Dimensionen der einzelnen Teile sind abhängig von der Größe des Bechers, der hergestellt wird. - Dann wird Blatt
10 um einen konischen Dorn31 gewickelt, dargestellt in2b . Die innere glatte Schicht wird dann durch klebende oder anderweitige Verbindungen oder durch Verschweißen/Versiegeln des überschüssigen Teils am freien Ende13F zum proximalen Ende13P die Anwendung einer Kaltklebung, oder durch die Verwendung von erwärmten Polyethylen vervollständigt. Ebenso wird die äußere glatte Schicht in einer ähnlichen Art und Weise durch Kleben oder Verschweißen/Versiegeln des freien Endes12F auf Teil12 vervollständigt. -
3 und4 – Schnittdarstellungen - Die kegelförmige, zylindrische Hülle
13S und äußere Hülle12S sind somit gebildet und verschweißt/versiegelt, dargestellt in der Schnittansicht der Draufsicht in3 . Das gewellte Teil11 (2b ) ist sandwichartig zwischen den Hüllen aufgenommen, um eine gewellte, mittlere, isolierende Schicht11L zu bilden. Ein Bodenabschluss14 ist innerhalb der inneren Hülle13S befestigt, so, wie in Verbindung mit4 erläutert wird. - Das glatte Teil
12 (2a ) ist länger als das glatte Teil13 (2a ), so dass nach der Bildung in Zylinderform ihre äußere Hülle12S größer im Durchmesser ist als ihre innere Hülle13S , zur Anpassung der Dicke der gewellten Schicht11L. Obwohl Blatt/Folie10 in diesem Beispiel verwendet wird, kann ebenfalls das Blatt/Folie20 (1C ) verwendet werden. - Wie folglich ausgelegt, bildet die gewellte Schicht
11L viele thermisch isolierende Lufträume15 zwischen sich und den Hüllen. Wenn der Becher aus einer polyethylenbeschichteten Pappe hergestellt wird, hat dieser bereits ein wasserdichtes Material auf seiner Oberfläche. Ansonsten ist dieser mit einem geeigneten wasserdichten Material16 beschichtet, so, wie Kunststoff oder Wachs. Die innere Oberfläche der mittleren Schicht11L ist optional mit einem reflektierenden Material17 beschichtet. Dieses reflektiert die Strahlungswärme zu seiner Quelle zurück, entweder von den Becherinhalten oder von der Luft außerhalb des Bechers, so dass die thermische Effizienz weiterhin verbessert wird. Nachdem die drei Schichten des Bechers durch einfaches Wickeln und Falten eines Blatts10 (1a ) konstruiert sind, ist es sehr einfach und wirtschaftlich herzustellen. - So wie in der Seitenansicht von
4 dargestellt, beinhaltet der Becher30 drei Schichten, welche von der äußeren Hülle12S , gewellten Schicht11L und inneren Schicht13S gebildet wird. Die Oberkanten12T und13T sind zusammengefalzt und nach außen gerollt, um einen Rand zu bilden. Bodenkanten12B und13B sind nach innen gebogen und verschweißt/versiegelt zur Innenseite eines Randes14R am Bodenabschluss14 , zur wasserdichten Versieglung. Nachdem das gewellte Teil11 (1a ) schmaler als die glatten Teile12 und13 (1a ) ist, bleibt die Oberseite und die Bodenkantender gewellten Schicht11L frei von der gefalzten Oberseite und Boden des Bechers30 . -
5a bis6b – Gewelltes Teil am Ende - Anstelle von dem zur Verfügung gestellten gewellten Teils in der Mitte des Anfangsblatt/-folie oder Rohteil
10 , wie in1a dargestellt, kann das gewellte Teil an einem Ende des Anfangsblatts/-folie oder Rohteils10 zur Verfügung gestellt werden, wie in5a und5b dargestellt. Hier weist das Anfangsblatt drei Teile oder Sektionen auf: eine linke Endsektion12 welche identisch ist zu der, von1a , eine mittlere Sektion32 , welche identisch ist zur Endsektion13 von1a , welche nun angrenzend und einstückig, integral oder homogen mit linker Endsektion12 und einer gewellten rechten Endsektion34 ist, welche identisch zur gewllten Mittelsektion11 von1a ist, die nun an einem Ende an Stelle von der Mitte ist. So, wie mit1a und1c ist die gewellte Sektion von5a (und die restlichen Figuren) gebogen, wie die glatten Sektionen. Das Rohteil ist einstückig, integral und homogen mit den Sektionen12 und32 , welche glatt, profiliert oder getrennt an einer durchbrochenen Faltlinie36 sind. Sektion34 ist durch einen Stanzvorgang (nicht dargestellt) gewellt oder gekerbt (siehe Diskussion von9 ). Der gesamte Rohling ist vorzugsweise ein Stanzschnitt, der aus einem größeren Anfangsblatt/-folie geschnitten wird. Bis auf die oben bekannten charakteristischen Merkmale, ist der Rohling von5a und5b gleichartig zu dem Rohling von1a . - Obwohl
5a ein einzelnes, einstückiges, integrales Anfangsblatt/-folie oder Rohling10 zeigt, kann das Anfangsblatt/folie oder Rohling aus zwei separaten Teilen gebildet werden, dargestellt in Position20 von5c . Ein Teil, bestehend aus linker Endsektion12 und mittlerer Sektion32 , ist glatt, einstückig, integral und homogen und das andere Teil, bestehend aus dem gewellten Teil34', ist davon getrennt und separat gebildet. Dann werden die separaten Teile von5c zusammen verklebt (Vorgang nicht dargestellt), ganz links, entlang einer der Sektionen des gewellten Teils, um einen Rohling, gleich in wie in5a . Wie oben spezifiziert, kann das separate Schneiden der beiden Teile mehrfache Arten von Blatt-/Folienmaterialien ermöglichen, welches zum Beispiel im gefertigten Blatt/Filie20 verwendet wird, recyceltes Papier kann für das gewellte Teil34 verwendet werden und SBS kann für die glatten Teile12 und32 verwendet werden. - Der Rohling von
5a (oder5c nach dem Kleben) wird dann erstmalig gefaltet, so dass die gewellte Sektion34 angrenzend und parallel zur mittleren, glatten Sektion32 ist, dann wird das linke Endteil12 über das gewellte Teil gefaltet, so dass alle drei Sektionen parallel sind und das gewellte Teil sandwichartig zwischen den beiden glatten Teilen ist, wie in6a dargestellt. Dann wird das gefaltete Rohteil um einen Dorn gewickelt oder gebogen (nicht dargestellt), um einen Zylinder zu bilden, wie in6b dargestellt. Die Enden des Rohlings werden nun zusammen verschweißt/versiegelt, so wie in der Ausführung von4 , der Boden des Bechers (nicht dargestellt) ist einer gleichen Art und Weise befestigt und ist in der gleichen Art und Weise fertiggestellt wie in4 . Ein Becher, hergestellt aus dem Zylinder von6b , hat alle Vorteile des Bechers von4 . Dieser kann aus einem Rohling (5a ) hergestellt werden, in welchem die gewellte Sektion an einem Ende ist, anstatt in der Mitte, wodurch ein alternativer Anfangsrohling zur Verfügung gestellt wird. -
7a bis8b – Zweischichtiger Becher - Becher, die aus Behälterrohlingen gebldet werden, dargestellt in
7a bis8b , sind gleich mit Bechern von vorhergehenden Ausführungen, jedoch weisen sie Seitenwände auf, welche zwei Schichten anstelle von drei aufweisen und sind daher wirtschaftlicher und einfacher herzustellen. - Wie in den
7a bis8b dargestellt, weisen die Seitenwandrohlinge innere und äußere Oberflächen auf, entsprechend angedeutet in26 und28 und beinhalten eine im wesentlichen flache oder glatte linke Sektion32 und eine rechte gewellte Sektion34 , welche beide im wesentlichen identisch zu ihren entsprechenden Gegenstücken sind, dargestellt in5a . Die beiden Sektionen können wie ein homogenes Teil gebildet sein, wie in5a dargestellt, oder aus zwei separaten Teilen (nicht dargestellt), welche zusammen verklebt sind, um einen einheitlichen Streifen eines deformierbaren Blatt-/Folienmaterials zu bilden, wie in7a dargesfellt. - Das Oberteil und die Bodenkanten des Rohlings, entsprechend angedeutet mit
13T und12B , haben eine bogenförmige Konfguration und im Wesentlichen eine gemeinsame Mitte einer Rundung, wie in7a dargestellt. - Der dargestellte Streifen (
7a und7b ) ist einmal entlang einer gemeinsamen Faltlinie im Anschluss der Sektion32 und34 gefaltet, um die beiden Sektionen in eine Gegenüberstellung miteinander zu bringen, um einen mehrschichtigen Behälterseitenwandrohling zu bilden, welcher ein Endteil am linken Ende des Rohlings aufweist, defniert bei der gemeinsamen Faltlinie und ein anderes Endteil an dem rechten Ende des Seitenwandrohlings, welcher bei dem freien Ende der Sektionen32 und34 gebildet ist. Die integralen Wellen, welche in Sektion34 gebildet sind, definieren Vertiefungen in der Deckschicht dieser Sektion, welche mit der verbundenen Deckschicht der Sektion32 zusammenwirkt, wenn die beiden Sektionen in einer gegenüberstehenden Verbindung zueinander gebracht werden, um eine Mehrzahl von. Lufträumen zwischen den Sektionen oder Schichten32 und34 zu bilden, welche den zweischichtigen Rohling bilden dargestellt in8a . - Der Seitenwandrohling (
8a ) wird nun um einen Dorn herum gewickelt (nicht dargestellt), um das gegenüberliegende Endteil des Rohlings in eine überlappende Verbindung zueinander zu bringen. Dadurch werden die freien Endteile der Sektionen oder Schichten32 und34 in eine überlappende Verbindung mit einem - Randteil des gegenüberliegenden oder gefalteten Ende des Rohlings gebracht. Die überlappenden Teile werden miteinander verbunden, um eine einstückige Behälterseitenwand zu bilden, so wie im allgemeinen in
8b dargestellt. Dieser Fügevorgang formt die Seitenwand des Bechers und wird durchgeführt, während der Becherseitenwandrohling auf den Dorn aufgelegt ist, in einer Art und Weise, die in der Becher- und Behälterherstellung bekannt ist. - Die Form des Dorns, die zur Bildung der Behälter verwendet wird, variiert und wird durch die Form des herzustellenden Behälters bestimmt. Der gefaltete Seitenwandrohling, welcher aus den flachen Streifen gebildet ist, dargestellt in
7a , ist genau passend im Gebrauch zur Herstellung eines konischen, zylindrischen Papierbechers, welcher im Wesentlichen einen runden Querschnitt über seine Höhe aufweist. Aus diesem Grunde wird ein konischer, zylindrischer Dorn zur Herstellung solcher Becher eingesetzt. - In Übereinstimmung mit der derzeit bevorzugten Becherkonstruktion, bilden glatte Schichten
32 die innere Oberfläche von Bechern, während gewellte Schichten34 ein Teil einer äußeren Oberfläche des Behälters definieren. - Während der Behälterseitenwandrohling auf dem Dorn in Position verbleibt, wird der Boden des Bechers mit der Seitenwand durch einen Rollier- oder Einfalzvorgang befestigt, und vorzugsweise ist ein Wulstrand um das obere Ende eines Becherseitenwandrohlings, zur Vervollständigung des Becheraufbaus.
-
9 – Alternative Isolierungsschichten - Anstelle einer gewellten Isolierschicht kann die lsolierschicht in jeder Ausführung eines flachen Blattes/Folien (
9 ) mit beabstandeten, parallelen Riefen oder Kerben40 hergestellt werden, welche in einer Oberfläche gebildet sind und durch flache Teile auf der Oberfläche des Blattes/Folien getrennt sind, das heißt, die obere Oberfläche, wie in9 dargestellt. Die entsprechenden Anschlussflächen oder integralen Rippen werden durch Bildung dieser Riefen hergestellt, welche sich abwärts von der unteren Deckschicht des Blatts/-folie erstrecken, so wie in9 dargestellt. Wenn die Rippen auf der unteren Deckschicht der gekerbten Schicht38 in eine Gegenüberstellung mit einer verbundenen Deckschicht einer glatten Schicht gebracht sind, werden Lufträume zwischen Rippen geschaffen und stellen eine effektive Isolation zur Verfügung. Vorzugsweise sind die Riefen oder Kerben zwischen 5 und 10 mm auseinander und sind zwischen 1 bis 3 mm tief. Die Riefen sind bei einer Stanzung in die Oberfläche des Blattes/Folien gebildet oder geprägt, welche das Blatt-/Folienmaterial verlagert, um die Markierungen zu erzeugen. Vorzugsweise ist das Blatt/Folie in1a ,5a oder7a geschnitten und gleichzeitig sind Kerben40 durch einen einzelnen Ausstanzvorgang gebildet. Ferner ist das Blatt-/Folienmaterial vorzugsweise orientiert, so dass die Anschlussflächen die Innenseite des Behälters bedecken, jedoch kann die gegenüberliegende Anordnung ebenfalls verwendet werden. - Die Rippen, welche durch Kerben
40 gebildet sind, wie zum Beispiel in7a erklärt, erstrecken sich in einer strahlenförmigen Richtung quer über dem Rohling und haben einen einzelnen Strahlungsmittelpunkt, welcher im Wesentlichen übereinstimmend mit dem Bogenmittelpunkt des gebogenen Oberteils und Bodenkanten des Rohlings ist, wie im Wesentlichen dargestellt. - Zusammenfassung, Auswirkung und Geltungsbereich
- Nachfolgend wird der Leser feststellen, dass wir verschiedene Ausführungen von thermisch isolierten Bechern oder Behältern zur Verfügung stellen, welche die Temperatur ihrer Inhalte länger als nichtisolierte Becher beibehalten. Wenn irgendein Behälter ein heißes oder kaltes Getränk beinhaltet, versucht seine äußere Hülle bis zum Schluss die Umgebungstemperatur beizubehalten, so dass dieser komfortabel zu handhaben ist. Wenn es ein kaltes Getränk beinhaltet, sollte ebenfalls die Bildung von Kondensation an seiner äußeren Hülle vermieden werden, so dass diese nicht rutschig wird. Die gewellte, mehrschichtige Konstruktion macht ihn stabil genug um anhaltenden Gebrauch zu wiederstehen Seine Papierkonstruktion (oder andere geeignete Hüllenmaterialien) und seine minimale Verwendung von Klebern macht ihn umweltfreundlich. Sein Design ermöglicht es, aus dünnerem Papier hergestellt zu werden, dadurch wird die Verwendung von Rohpapier sehr effizient, so dass eine geringe Menge von natürlichen Quellen verbraucht wird. Da seine drei oder zwei Schichten durch einfaches Falten oder Wickeln einer einzelnen Hülle aus Papier in einem einzelnen Wickelvorgang konstruiert sind, kann er leicht und günstig mit bestehenden Maschinen hergestellt werden. Im Gegensatz zu konventionell gewellter Pappe sind die Schichten seines gefalteten Rohlings nicht permanent starr zueinander gebunden, so dass er leicht vor der Verschweißung/Versieglung in eine zylindrische Form gewickelt werden kann.
- Obwohl die obige Beschreibung viele Spezifikationen enthält, sollte sie nicht als Einschränkung auf den Bereich der Erfindung betrachtet werden sondern als Beispiel der bevorzugten Ausführung. Viele andere Auswirkungen und Variationen innerhalb der Lehre der Erfindung sind möglich, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert. Zum Beispiel kann anstelle von Papier andere geeignete Materialien, sowie biologisch abbaubarer Kunststoff, falls vorhanden, andere Kunstsfoffe, Metall, Fiberglas etc. verwendet werden. Die zurückstrahlende Beschichtung kann eliminiert werden. Die separaten, verlängerten Stücke, dargestellt in
1c und5c und eingesetzt als Alternative zu7a verwendet, können gefalzt anstatt zusammengeklebt werden. Die Enden des mittleren, gewellten Teils (2b ) kann zusammengeklebt oder zusammengefalzt werden. Das verwendete Teil für die glatte äußere Hülle in1 bis6 kann kürzer als das verwendete Teil der glatten inneren Hülle sein, so dass nur die Oberkante der inneren Hülle nach außen ausgefalzt werden muss, um einen Rand zu bilden und nur die Bodenkante der inneren Hülle muss nach Innen gefaltet werden muss, um den Boden zu dichten. In5c kann das gewellte Teil34' in einer mittigen oder parallelen Position auf der glatten Sektion 32 geklebt sein, wodurch nur erforderlich wird, dass linke Endteil12 über die gewellte Sektion zu falten, um alle drei Sektionen parallel zu gestalten. - Das Konstruktionsverfahren, zur Bildung eines mehrschichtigen Bechers aus einem einstückigen Blatt/Folie kann zur Herstellung von isolierten Behältern verwendet werden, wie zum Beispiel Milchkartons, Eiscremekartons, oder in der Art von Orangensaft- oder Biskuitdosen usw.
- Das gewellte Teil kann gebildet werden, in dem man einen Stanzschnitt aus einem oder mehreren dünnen, parallel beabstandeten Streifen durchführt, welches die zwei glatten Endteile verbindet. Anstelle von vertikalen Wellen oder Riefen kann die mittlere Schicht jede andere Art von Verformungen verwenden, Prägung oder zum Beispiel Abstandsmittel, zur Bildung von Lufttaschen oder Räumen zwischen der inneren und äußeren Hülle, die Isolationsschicht kann Vertiefungen (rund oder länglich) verwenden, horizontale oder diagonale Erhöhungen oder Rippen oder jede andere Art von verformten Blatt-/Folienmaterial, einschließlich poröses Blatt/Folienmaterial, um es isolierend zu machen. Anstelle der gewellten Schicht, welche an der Außenseite ist, wie in
8b dargestellt, können die Schichten umgedreht werden, so dass die gewellte Schicht auf der Innenseite ist und die glatte Schicht auf der Außenseite. Der gewellte Teil kann rechteckförmig sein, anstatt einer konusförmigen Ausführung. In diesem Fall kann es um die konische innere Hülle 13S herumgewickelt sein, durch Spreizen und Fächerförmige Ausbreitung seiner Wellen breiter an seinem Oberteil sein, oder bei der Herstellung von Wellen tiefer am Boden und flacher an dem Oberteil sein, um es in eine konische Form umzuformen. - Daher ist der Leser aufgefordert, den Bereich der Erfindung durch die angefügten Ansprüche und ihre gültige Gleichwertigkeit zu bestimmen und nicht durch die vorgegebenen Beispiele.
Claims (36)
- Thermisch isolierter Behälter (
30 ), der eine mehrschichtige Hülle, die einen inneren Rauminhalt definiert, wobei die Hülle Decken- und Bodenbereiche mit einer Öffnung an dem Deckenbereich aufweist, und einen Bodenverschluss (14 ,24 ), der an dem Bodenbereich angebracht ist, beinhaltet, wobei die Hülle aus einem Feinblech (10 ,20 ) ausgebildet ist, die erste (12 ,22 ) und zweite (13 ,23 ,32 ) Bereiche zum Vorsehen von inneren und äußeren Schichten der Hülle aufweist, und einen dritten Bereich (11 ,21 ,34 ,34' ) beinhaltet, der sich gegenüberliegende Seiten aufweist und eine Mittelschicht der Hülle definiert, wobei der dritte Bereich (11 ,21 ,34 ,34' ) mehrfache, darin ausgebildete Missbildungen zur Kooperation mit den inneren und äußeren Schichten aufweist, wenn der dritte Bereich zwischen die inneren und äußeren Schichten eingeschoben wird, um zwischen den inneren und äußeren Schichten einen Luftraum vorzusehen, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten (12 ,22 ) und zweiten (13 ,23 ,32 ) Bereiche über die sich gegenüberliegenden Seiten entsprechend des dritten Bereichs (11 ,21 ,34 ,34' ) gefaltet werden und dadurch die inneren und äußeren Schichten der Hülle vorsehen, wobei der eingeschobene dritte Bereich die Mittelschicht der Hülle vorsieht. - Der in Anspruch 1 genannte Behälter, in dem der erste Bereich (
12 ), der zweite Bereich (13 ,32 ) und der dritte Bereich (11 ,34 ) aus einem gleichförmigen Teil aus Feinblechmaterial (10 ) ausgebildet sind. - Der in Anspruch 1 oder 2 genannte Behälter, in dem die Missbildungen eine Vielzahl von Rippen, Riffelungen, Ausbauchungen, Kanten und/oder Vertiefungen beinhalten.
- Der in Anspruch 1, 2 oder 3 genannte Behälter, in dem das Feinblech (
10 ) Papier beinhaltet. - Der in Anspruch 1 genannte Behälter, in dem der dritte Bereich (
21 ,34' ) aus einem gesonderten Teil aus Feinblechmaterial ausgebildet ist. - Der in den Ansprüchen 1 bis 4 genannte Behälter, in dem die Hülle aus einem gestreckten Feinblech ausgebildet ist, das erste, zweite und dritte Bereiche aufweist, die in einem Ende-Zu-Ende-Verhältnis durch Falzlinien miteinander zusammengefügt sind.
- Der in irgendeinem der vorangehenden Ansprüche genannte Behälter, in dem der dritte Bereich (
34 ,34' ) an einem Ende des ersten (12 ) und des zweiten (32 ) Bereichs positioniert ist, und die ersten und zweiten Bereiche sind glatt. - Der in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6 genannte Behälter, in dem der dritte Bereich (
11 ,21 ) zwischen den ersten (12 ,22 ) und den zweiten (13 ,32 ) Bereichen positioniert ist, und die ersten und zweiten Bereiche sind glatt. - Der in Anspruch 1 genannte Behälter, in dem die ersten und zweiten Bereiche angrenzende Bereiche und entlang einer gemeinsamen Falzlinie zusammengefügt sind, und der dritte Bereich ist aus einem separaten Teil aus Feinblechmaterial ausgebildet und weist eine vorbestimmte Größe auf und in einer mittigen und parallelen Position auf dem zweiten Bereich (
32 ) aufgeklebt und zwischen den inneren und äußeren Schichten angeordnet ist, um den Luftraum vorzusehen. - Der in Anspruch 5 oder 9 genannte Behälter, in dem Missbildungen eine Vielzahl von Rippen, Riffelungen, Ausbauchungen, Kanten und/oder Vertiefungen beinhalten.
- Der in Anspruch 5 oder 9 genannte Behälter, in dem der dritte Bereich aus einem porösen Material ausgebildet ist.
- Der in irgendeinem der vorangehenden Ansprüche genannte Behälter, in dem die Hülle eine abgeschrägte Form aufweist, die am Deckenbereich einen größeren Querschnittsbereich und am Bodenbereich einen kleineren Querschnittsbereich aufweist, wobei die Hülle weiterhin einen auswärts gerollten Rand (
12T ,13T ) entlang des Deckenbereichs beinhaltet. - Der in Anspruch 12 genannte Behälter, in dem die ersten (
12 ,22 ) und die zweiten (13 ,23 ,32 ) Bereiche jeweils gewölbt geformt sind, um somit eine abgeschrägte innere Hülle (13S ) und eine abgeschrägte äußere (12S ) Hülle auszubilden. - Der in irgendeinem der vorangehenden Ansprüche genannte Behälter, in dem die ersten und die zweiten Bereiche zylindrische innere und äußere Hüllen ausbilden.
- Der in irgendeinem der vorangehenden Ansprüche genannte Behälter, in dem die ersten, zweiten und dritten Bereiche entsprechende Decken- und Bodenkanten aufweisen, wobei die Deckenkante des dritten Bereichs von den Deckenkanten des ersten und des zweiten Bereichs abwärts beabstandet und die Bodenkante des dritten Bereichs von den Bodenkanten des ersten und des zweiten Bereichs aufwärts beabstandet ist.
- Verfahren zur Herstellung eines thermisch isolierten Behälters (
20 ), das die folgenden Schritte beinhaltet: Vorsehen eines Bodenverschlusses (14 ,24 ); Vorsehen eines Feinblechs (10 ,20 ), das erste (12 ,22 ) und zweite (13 ,23 ,32 ) Bereiche einer vorbestimmten Größe zur Ausformung der entsprechenden inneren und äußeren Schichten des Behälters und einen dritten Bereich (11 ,21 ,34 ,34' ) aufweist, der sich gegenüberliegende Seiten und Mehrfachmissbildungen aufweist, die darin ausgebildet sind, um mit den inneren und äußeren Schichten zu kooperieren, um dazwischen Mehrfachlufträume vorzusehen; Ausbilden des ersten, zweiten und dritten Bereichs zu einer mehrschichtigen Hülle, wobei der dritte Bereich zwischen den ersten und den zweiten Bereichen eingeschoben wird, um dazwischen Mehrfachlufträume vorzusehen, wobei die Hülle einen Innenraum definiert, der Decken- und Bodenbereiche aufweist, und Versiegeln/Verkleben des Bodenverschlusses (14 ,24 ) mit dem Bodenbereich, gekennzeichnet durch den Schritt des Ausbildens, der beinhaltet: Falzen der ersten (12 ,22 ) und zweiten (13 ,23 ,32 ) Bereiche auf gegenüberliegenden Seiten entsprechend des dritten Bereichs (11 ,21 ,34 ,34' ), um eine mehrschichtige Ausführung mit dem dritten Bereich vorzusehen, der zwischen die ersten und zweiten Bereiche eingeschoben wurde, wobei die Ausführung sich gegenüberliegende Endbereiche aufweist; und Zusammenfügen der sich gegenüberliegenden Endbereiche der Ausführung, um die Hülle auszubilden. - Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei das Feinblech ein gleichförmiges Teil ist, das Papier beinhaltet.
- Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei der dritte Bereich ein separates Teil aus Feinblechmaterial ist.
- Verfahren gemäß des Anspruchs 16, 17 oder 18, das die Ausbildung der Missbildungen als eine Vielzahl von Rippen, Riffelungen, Kanten, Ausbauchungen und/oder Vertiefungen im dritten Bereich beinhaltet.
- Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 16 bis 19, dass das Ausbilden der Hülle aus einem gestreckten Feinblech beinhaltet, wobei die ersten, zweiten und dritten Bereiche in einem Ende-zu-Ende-Verhältnis zueinander miteinander durch Falzlinien zusammengefügt sind.
- Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 16 bis 20, dass das Ausbilden des ersten (
12 ) und des zweiten (32 ) Bereichs als glatte, angrenzende Bereiche, die entlang einer Falzlinie (36 ) zusammengefügt sind, und wobei der dritte Bereich (34 ,34' ) an einem Ende des ersten und des zweiten Bereichs positioniert ist. - Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 17 bis 21, dass das Ausbilden der ersten (
12 ,22 ) und des zweiten (13 ,32 ) Bereichs als glatte Bereiche beinhaltet, die an Falzlinien angrenzen und entlang dieser an sich gegenüberliegenden Enden des dritten Bereichs (11 ,21 ) zusammengefügt sind. - Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 16 bis 22, wobei der Schritt des Falzens der ersten (
12 ,22 ) und zweiten (13 ,23 ,32 ) Bereiche in eine Position auf den sich gegenüberliegenden Seiten entsprechend des dritten Bereichs (11 ,21 ,23 ,34' ) weiterhin den Schritt der Aufbringung einer kleinen Menge an Klebstoff zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich in einer ausreichenden Menge beinhaltet, um die ersten und die zweiten Bereiche auf den sich gegenüberliegenden Seiten entsprechend des dritten Bereichs zu halten. - Verfahren gemäß Anspruch 16, das die Schritte beinhaltet: Vorsehen eines ersten Teils aus Feinblechmaterial, wobei das erste Teil aus Feinblechmaterial gestreckt ist und den ersten (
12 ) und den zweiten (32 ) Bereich definiert, die entlang einer Falzlinie (36 ) zusammengefügt sind, Vorsehen eines zweiten Teils aus Feinblechmaterial, das den dritten Bereich (34' ) definiert; Aufkleben des dritten Bereichs (34' ) an einer mittigen und parallelen Position auf dem zweiten Bereich (32 ) und Falzen des ersten Teils aus Feinblechmaterial um die Falzlinie herum, um die ersten und zweiten Bereiche in eine relative Fläche-zu-Fläche-Position miteinander zu bringen, um eine mehrschichtige, undurchbrochene Seitenwand auszubilden, wobei der dritte Bereich zwischen die ersten und zweiten Bereiche dergestalt eingeschoben wird, dass der dritte Bereich die Mittelschicht ausbildet. - Verfahren gemäß Anspruch 24, wobei die Mittelschicht geripptes, geriffeltes, gekantetes, ausgebauchtes und/oder vertieftes Material beinhaltet.
- Verfahren gemäß Anspruch 24 oder 25, wobei die Mittelschicht poröses Material beinhaltet.
- Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 16 bis 26, wobei die Deckenkante des dritten Bereichs (
11 ,21 ,34 ,34' ) abwärts von den Deckenkanten der ersten und zweiten Bereiche und die Bodenkante des dritten Bereichs aufwärts von der Bodenkante des ersten und des zweiten Bereichs beabstandet ist. - Verfahren zur Herstellung eines thermisch isolierten Behälters, das die Schritte beinhaltet: Abschneiden einer gestreckten, undurchbrochenen Behälterseitenwand von einem Feinblechmaterial, das eine innere (
26 ) und eine äußere (28 ) Fläche aufweist, wobei die gestreckte, undurchbrochene Behälterseitenwand Decken- und Bodenkanten aufweist und einen ersten (32 ) und einen zweiten (34 ) fortlaufenden Bereich definiert; Ausformen der äußeren Fläche des zweiten Bereichs (34 ) mit einer Vielzahl von Einbuchtungen und Ausformen der inneren Fläche des zweiten Bereichs mit einer Vielzahl von Vorsprüngen, die gleich der Anzahl der Einbuchtungen auf der äußeren Fläche sind; Ausformen der ersten und zweiten Bereiche in angrenzende Schichten einer mehrschichtigen Hülle, wobei die Vorsprünge auf der inneren Fläche des zweiten Bereichs (34 ) mit der inneren Fläche des ersten Bereichs (32 ) Stirnfläche an Stirnfläche in Eingriff stehen; Befestigung eines Behälterbodenverschlusses am Bodenbereich der Hülle, und Versiegeln/Verkleben des Bodenbereichs der Hülle mit dem Bodenverschluss, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ausformens des ersten und des zweiten Bereichs in der Hülle beinhaltet: Falzen des ersten (32 ) und des zweiten (34 ) Bereichs um eine gemeinsame Falzlinie herum, um die Vorsprünge auf der inneren Fläche des zweiten Bereichs (34 ) Stirnfläche an Stirnfläche mit der inneren Oberfläche des ersten Bereichs (32 ) in Eingriff zu bringen, um eine mehrschichtige, undurchbrochene Behälterseitenwand auszuformen, die einen Endbereich aufweist, der von der gemeinsamen Falzlinie und einem anderen Endbereich gegenüber des einen Endbereichs zu definieren, überlappende Ineingriffbringung des anderen Endbereichs mit dem einen Endbereich und Zusammenfügung des anderen Endbereichs mit dem einen Endbereich, um eine fortlaufende, undurchbrochene Seitenwand auszuformen, die mehrschichtige Hülle beinhaltet. - Verfahren gemäß Anspruch 28, in dem der Schritt des Ausformens der äußeren Fläche des zweiten Bereichs das Einkerben der äußeren Fläche beinhaltet.
- Verfahren gemäß Anspruch 28, in dem der Schritt des Ausformens das Ausbuckeln der Flächen des zweiten Bereichs beinhaltet.
- Verfahren gemäß Anspruch 28, in dem der Schritt des Ausformens das Riffeln der Flächen des zweiten Bereichs beinhaltet.
- Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 28 bis 31, in dem die Schritte des Abschneidens der undurchbrochenen Seitenwand und das Ausformen der Vielzahl von Vorsprüngen und Einbuchtungen gleichzeitig durchgeführt werden.
- Thermisch isolierte Behälter, der ein oberes Ende aufweist, wobei das obere Ende eine Öffnung aufweist, wobei der Behälter eine Bodenwand und eine fortlaufende Seitenwand beinhaltet, die mit der Bodenwand zusammengefügt ist, wobei die Seitenwand aus einem einzigen gestreckten Streifen aus Feinblechmaterial ausgeformt ist, das angrenzende innere und äußere Schichten definiert, die Stirnfläche zu Stirnfläche ineinander eingegriffen angeordnet sind, wobei eine der Schichten (
34 ) integrale Mittel aufweist, die Vertiefungen in einer Fläche derselben zur Kooperation mit einer assoziierten Fläche der anderen Schicht der Schichten (32 ) definiert, um eine Vielzahl an Lufträumen zwischen der einen Schicht (34 ) und der anderen Schicht (32 ) auszubilden, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren und äußeren Schichten entlang einer gemeinsamen Falzlinie zusammengefügt sind und dass die fortlaufende Seitenwand eine Seitennaht aufweist, die teilweise durch einen Randbereich von einer der Schichten definiert wird, die an die Falzlinie angrenzen. - Behälter gemäß Anspruch 33, in dem die eine Schicht (
34 ) einen Bereich einer äußeren Fläche des Behälters definiert. - Behälter gemäß Anspruch 33 oder 34, in dem die integralen Mittel die Einkerbungen beinhalten, die in der einen Schicht (
34 ) ausgeformt sind. - Behälter gemäß Anspruch 33 oder 34, in dem die integralen Mittel eine Vielzahl von Riffelungen beinhalten.
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