EA017796B1

EA017796B1 - Бумажный стакан и способ его изготовления

Info

Publication number: EA017796B1
Application number: EA200900031A
Authority: EA
Inventors: Уве Мессершмид; Вернер Шталекер
Original assignee: Птм Пэкиджинг Тулз Мэшинери Пте. Лтд.
Priority date: 2008-01-21
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2013-03-29
Also published as: AU2009207838A1; PL2080715T3; BRPI0900078A2; US9260220B2; MX2009000098A; US8727206B2; US9238524B2; RU2502659C2; US20110281704A1; BRPI0900078B1; EP2080715A1; BRPI0907410B1; AU2009207838B2; PL2238046T3; AU2008264158B2; AU2008264158A1; CN101970310A; EP2080715B2; US20090184020A1; CA2706374A1

Abstract

Описан стакан, изготовленный из бумажного материала и состоящий из конической стенки и дна, образующих наполняемый внутренний объем. Дно присоединено к стенке, по существу, водонепроницаемым образом с использованием юбки, формируемой у нижнего конца внутреннего объема. Стенка и/или дно в месте расположения юбки и/или сама юбка содержат выступающее наружу расширение, расположенное, по меньшей мере, по боковой поверхности стакана. Нижний край расширения образует опорную поверхность стакана. Это расширение может формировать фиксаторное средство для фиксации другого стакана того же типа, т.е. способно взаимодействовать с другим аналогичным стаканом при установке стаканов в стопу. Стакан может содержать термоизолирующую наружную стенку.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к стакану из бумажного материала (к бумажному стакану), имеющему наполняемый внутренний объем, образованный конической стенкой и дном. Дно присоединено к стенке, по существу, водонепроницаемым образом посредством юбки у нижнего конца внутреннего объема.

Изобретение относится также к способу изготовления бумажного стакана, состоящего из конической стенки и дна, которое введено в зону, соответствующую наименьшим размерам боковой поверхности стенки и присоединено к стенке с образованием юбки.

Предшествующий уровень техники

Стакан подобного типа, соответствующий уровню техники, описан в опубликованной патентной заявке Японии 1Р 2001-192015 А. В известном стакане юбка расширяется книзу. Это расширение формирует полость и тем самым служит для фиксации наружной стенки, которая окружает стенку, задающую внутренний объем. Поскольку расширение юбки задает расстояние между внутренней и наружной стенками, это расширение должно быть непрерывным по всей боковой поверхности стакана. Наружная стенка, окружающая юбку, загнута внутрь и прикреплена к юбке. В процессе прикрепления наружной стенки к юбке может нарушиться непроницаемость юбки для жидкости. Прикрепление наружной стенки посредством ее загибания является весьма сложной операцией.

В известном стакане наружная стенка полностью окружает юбку, которую, следовательно, нельзя видеть снаружи. Когда наружную стенку загибают внутрь и прикрепляют изнутри к юбке, создание опоры снаружи становится невозможным. Давление, которое прилагается к наружной стенке изнутри и которое способна воспринять сама юбка, может быть только очень малым. Если давление становится слишком большим, юбка может разорваться; с другой стороны, если давление будет слишком малым, качество прикрепления наружной стенки может оказаться неадекватным. В случае прикрепления наружной стенки посредством термосклеивания или термосварки может нарушиться герметичное соединение между юбкой и стенкой, задающей внутренний объем, поскольку при прикреплении наружной стенки к юбке снаружи нельзя приложить никакого противодавления.

Применительно к стаканам, изготовленным из бумажного материала, юбка является очень важным элементом стакана. Эта юбка необходима для осуществления соединения между стенкой и дном. По меньшей мере два слоя материала накладываются по толщине друг на друга, а именно материал дна и материал стенки, задающей внутренний объем. Дно предпочтительно выполняется с тарельчатым профилем, открытая сторона которого обращена от внутреннего объема стакана. Желательно, чтобы по меньшей мере два слоя материала располагались вдоль боковых стенок дна. В качестве примера стенка, задающая внутренний объем, может быть загнута внутрь вокруг материала дна, при этом юбка состоит из трех или более слоев материала. Материал дна приклеивается или прикрепляется посредством термосварки к материалу стенки в зоне юбки, чтобы обеспечить герметичность (т.е. непроницаемость для жидкости), по меньшей мере, в течение некоторого времени.

В контексте изобретения термин бумажный материал (относящийся к материалу дна и стенок) охватывает различные материалы, по меньшей мере, включающие по меньшей мере один слой бумаги или картона. В дополнение, материал может содержать один или более слоев из синтетики и/или алюминия. Кроме того, бумажный материал может быть пропитан или снабжен покрытием, чтобы повысить его стойкость к жидкости, которой позднее будет заполнен стакан. Покрытие, по меньшей мере, на его внутреннюю сторону предпочтительно наносят в виде тонкого слоя синтетического материала, предпочтительно полиэтилена. В отличие от чисто синтетического материала формуемость и особенно податливость такого бумажного материала ограничены. В случае слишком большой деформации сам бумажный материал или нанесенное покрытие может порваться, что ухудшит герметичность. Поэтому юбка является важной конструктивной частью стаканов, изготовленных из бумажного материала, от которой нельзя отказаться.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в упрощении изготовления стакана описанного типа и в устранении трудностей, связанных с обеспечением непроницаемости для жидкости в зоне юбки.

Решение данной задачи в соответствии с изобретением состоит в том, что дно присоединено к стенке с использованием юбки, причем в процессе формирования юбки стенку и/или дно вблизи расположения юбки или саму юбку расширяют в направлении наружу по меньшей мере на одном участке по боковой поверхности стакана таким образом, что нижний край формируемого расширения образует опорную поверхность стакана.

Данное расширение увеличивает опорную поверхность стакана, даже если оно выполнено не по всей боковой поверхности стакана, который в результате приобретает улучшенную стабильность. При этом расширение не закрывается или неполностью закрывается наружной стенкой, так что опорная поверхность образуется непосредственно материалом основной стенки или дна. Поэтому непроницаемость для жидкости, обеспечиваемая юбкой, не может быть ухудшена введением дополнительного материала наружной стенки. В предпочтительном варианте расширение является непрерывным и однородным по всей окружности. Если бумажный материал снабжен покрытием, желательно обеспечить расширение в

- 1 017796 пределах, в которых не происходит разрыв покрытия.

Целесообразно выполнить юбку расширяющейся на всем ее протяжении. В этом случае юбка в своем осевом сечении будет иметь, по существу, постоянный угол наклона. Однако возможен вариант, в котором различные участки юбки по высоте имеют различные углы наклона относительно указанной оси стакана. В этом случае зона юбки, граничащая с дном, может сохранять свою исходную форму, тогда как расширение юбки будет увеличиваться от ее верха книзу. Самая верхняя зона юбки может служить, в основном, для герметизации заполняемого внутреннего объема и для образования непроницаемого для жидкости соединения между конической стенкой и дном. В этой самой верхней зоне юбки стенка и дно соединяются посредством термосварки или склеивания. В нижележащей зоне юбки материал стенки, задающей внутренний объем, и/или боковой стенки дна расширяется и образует своим нижним краем увеличенную опорную поверхность стакана. На этом участке по высоте герметичное соединение между материалами дна и стенки уже не является абсолютно необходимым, так что термосварка или склеивание по меньшей мере на части этого участка может не производиться.

Стакан согласно изобретению является достаточно универсальным, поскольку может использоваться как с наружной стенкой, так и без нее или с различными вариантами наружной стенки. Так, может быть реализована термоизолирующая стенка, которая окружает стенку, задающую внутренний объем, с формированием полого пространства. При этом желательно устанавливать наружную стенку (скользящим перемещением вдоль оси стакана) поверх конической стенки, задающей внутренний объем, и фиксировать наружную стенку до расширения юбки.

Расширение юбки может быть очень эффективно использовано для того, чтобы улучшить способность стаканов устанавливаться в стопу. Стакан, пригодный для этой цели, известен, например, из европейского патента ЕР 1227042 В1. Стенка, задающая внутренний объем известного стакана, содержит первое фиксаторное средство для фиксации другого стакана того же типа. Известный стакан содержит также второе фиксаторное средство на своей наружной стенке, которая окружает стенку, задающую внутренний объем, с формированием термоизолирующей полости. Второе фиксаторное средство образовано загнутой внутрь частью, прикрепленной к нижнему концу наружной стенки. При установке (укладке) стаканов в стопу второе фиксаторное средство на наружной части может взаимодействовать с первым фиксаторным средством, имеющимся на аналогичном стакане. Подобные стаканы, установленные друг на друга, формируют устойчивую стопу, стаканы в которой надежно фиксируются один поверх другого без заклинивания одного в другом. Поскольку такое заклинивание предотвращается, индивидуальные стаканы могут легко извлекаться из стопы.

Известный стакан имеет тот недостаток, что усилия, возникающие при установке его в стопу, передаются через стенку, образующую внутренний объем, и через наружную стенку. Более конкретно, усилия, которые должны быть переданы внутри стакана от первого фиксаторного средства ко второму фиксаторному средству, сначала передаются через стенку, задающую внутренний объем, к точкам соединения между внутренней и наружной стенками, а от них к наружной стенке. По наружной стенке эти усилия передаются на второе фиксаторное средство, выполненное, как загнутая внутрь кромка, а через него на следующий стакан. Чтобы воспринимать данные усилия, внутренняя и наружная стенки должны быть достаточно стабильными. Кроме того, точки соединения между внутренней и наружной стенками должны быть рассчитаны на воздействие усилий, имеющих максимальное из возможных значений.

Нежелательным конструктивным ограничением стакана согласно европейскому патенту ЕР 1227042 В1 является также то, что второе фиксаторное средство, находящееся на наружной стенке, должно быть всегда адаптировано к размерам первого фиксаторного средства другого стакана того же типа, а также к передаваемым нагрузкам. Как следствие, не обеспечивается возможность оптимизации формы наружной стенки или изменения этой формы в случае необходимости. Кроме того, невозможно отказаться, когда это требуется, от использования наружной стенки без утери способности к удобной установке в стопу.

В стакане согласно изобретению фиксаторное средство для фиксации другого стакана того же типа выполнено на юбке, причем это средство при установке стакана в стопу способно взаимодействовать с другим стаканом того же типа. Данное фиксаторное средство предпочтительно образовано расширением. При этом желательно, чтобы на стенке, задающей внутренний объем, было расположено первое фиксаторное средство, выполненное с возможностью взаимодействия при установке стаканов в стопу с вторым фиксаторным средством, образованным на расширении аналогичного стакана.

Стакан, пригодный для установки в стопу, предпочтительно изготавливают способом, включающим следующие операции:

формирование на стенке, задающей внутренний объем, по меньшей мере одного первого средства для фиксации другого стакана того же типа;

формирование на юбке второго фиксаторного средства для фиксации другого стакана того же типа, причем второе фиксаторное средство способно при установке стакана в стопу взаимодействовать с первым фиксаторным средством, сформированным на другом стакане.

При этом второе фиксаторное средство расположено на стенке, задающей внутренний объем, или на дне, или на юбке, соединяющей стенку, задающую внутренний объем, с дном. В любом случае, фик

- 2 017796 саторное средство расположено на компоненте стакана, который контактирует с внутренним объемом.

Стакан согласно изобретению обладает тем преимуществом, что, даже не имея наружной стенки, он может надежно без заклинивания устанавливаться в стабильную стопу и легко извлекаться из нее. Если у стакана предусмотрена термоизолирующая наружная стенка, она может быть добавлена в значительной мере независимо от других компонентов, т.е. без ограничений, присущих стакану по ЕР 1227042 В1. Усилия, возникающие в процессе установки, простым образом передаются от первого фиксаторного средства к второму фиксаторному средству в пределах компонентов, задающих внутренний объем. Наружная стенка, следовательно, не является абсолютно необходимой. Если, однако, такая стенка предусмотрена, она не подвергается действию усилий, возникающих при установке в стопу. Юбка, посредством которой стенка, задающая внутренний объем, присоединена к дну, является очень стабильной частью стакана, вполне подходящей для восприятия усилий. Усилия, возникающие при установке в стопу, по существу, передаются от первого фиксаторного средства стенкой, задающей внутренний объем, к второму фиксаторному средству, которое может быть образовано расширением юбки. Это позволяет получать очень стабильную стопу, содержащую большое количество стаканов, без их заклинивания один в другом даже в случае каких-то сотрясений или толчков, например при резкой установке стопы на какуюто поверхность. Дно и стенка, задающая внутренний объем, в любом случае являются достаточно прочными, чтобы воспринимать усилия при установке в стопу, поскольку они должны быть рассчитаны на усилия, возникающие при заполнении стакана.

Чтобы надежно предотвратить заклинивание стаканов при их установке в стопу, желательно согласовать размеры второго фиксаторного средства с размерами первого фиксаторного средства для фиксации другого стакана того же типа. Первому фиксаторному средству для фиксации другого стакана того же типа можно придавать различную форму. При этом, однако, существенно, чтобы был сформирован контур, способный воспринимать усилия, направленные вдоль оси стакана, т.е. усилия, возникающие между двумя стаканами при их установке в стопу. Желательно выполнить первое фиксаторное средство в форме фланца (ребра), сформированного по меньшей мере в одной зоне боковой поверхности стенки, задающей внутренний объем, но предпочтительно по всей боковой поверхности стакана, непрерывным образом или с разрывами.

Если стакан согласно варианту изобретения содержит термоизолирующую наружную стенку, эта стенка может иметь различные исполнения. Наружная стенка может быть, например, изготовлена из синтетического материала, бумаги или композитного материала. Чтобы усилить термоизолирующие свойства, наружную стенку можно сделать гофрированной, рифленой, рельефной или снабженной слоем пенопласта. Кроме того, наружная стенка может быть выполнена многослойной, например содержащей промежуточный рифленый слой, закрытый гладким наружным слоем. Поскольку стакан согласно изобретению можно устанавливать в стопу независимо от типа наружной стенки, один и тот же вариант внутренней части стакана может комбинироваться удобным образом с практически бесчисленными вариантами наружной стенки. Тем самым обеспечивается возможность создавать, не меняя формы и размеры внутренних компонентов (задающих внутренний объем стакана), варианты стакана с различными оптическими и тактильными параметрами, поскольку внешний вид стакана, воспринимаемый пользователем, определяется, в основном, выполнением его наружной стенки.

Способ изготовления стакана с двойной стенкой предпочтительно включает следующие операции: формирование на стенке, задающей внутренний объем, по меньшей мере одного первого средства для фиксации другого стакана того же типа;

формирование расширяющейся юбки и воздействие давлением на стенку, задающую внутренний объем, и на боковую стенку дна;

формирование на юбке второго фиксаторного средства для фиксации другого стакана того же типа, причем второе фиксаторное средство способно при установке стакана в стопу взаимодействовать с первым фиксаторным средством, сформированным на другом стакане;

установку скользящим перемещением в осевом направлении наружной стенки на внутреннюю стенку;

фиксацию наружной стенки относительно стенки, задающей внутренний объем.

Прикрепление наружной стенки к внутренней стенке может быть осуществлено, например, посредством термосварки или склеивания. Эти технологии обеспечивают прочное соединение между наружной стенкой и стенкой, задающей внутренний объем, и тем самым надежно предотвращают соскальзывание наружной стенки, даже если она имеет небольшую высоту.

Чтобы обеспечить хороший внешний вид стакана, его наружная стенка предпочтительно должна заканчиваться ниже первого фиксаторного средства для фиксации другого стакана того же типа или ниже дна. Благодаря этому первое фиксаторное средство, расположенное на внутренней стенке, закрывается наружной стенкой, так что его нельзя увидеть снаружи. Желательно также, чтобы наружная стенка заканчивалась выше расширения юбки.

Расширение юбки предпочтительно производится с помощью составного инструмента, устанавливаемого снаружи и внутри юбки. С его помощью обеспечивается очень эффективное формирование расширения.

- 3 017796

Расширение в направлении наружу предпочтительно осуществляется в такой степени, что линия, параллельная стенке, задающей внутренний объем, и пересекающая нижний край расширения, расположена на некотором расстоянии снаружи указанной стенки. Для того чтобы наружная стенка не препятствовала установке стаканов в стопу, наружные контуры наружной стенки предпочтительно должны лежать в пространстве, ограниченном указанной линией, пересекающей расширение юбки и проходящей параллельно стенке, задающей внутренний объем.

Перечень чертежей

Указанные и другие задачи, особенности и преимущества изобретения станут более понятными из прилагаемой формулы и нижеследующего подробного описания, которое должно рассматриваться совместно с прилагаемыми чертежами. При этом приводимые далее и иллюстрируемые на чертежах индивидуальные признаки различных вариантов могут комбинироваться различным образом без выхода за пределы настоящего изобретения.

На фиг. 1 в продольном сечении показан стакан согласно изобретению;

на фиг. 2 на виде, аналогичном представленному на фиг. 1, показаны два стакана, установленные в стопу;

на фиг. 3А-3С на частичных видах в продольном сечении схематично показаны различные варианты выполнения области у юбки;

на фиг. 4, 5 на частичных видах, аналогичных представленному на фиг. 1, показаны варианты стакана с различными наружными стенками;

на фиг. 5А участок варианта по фиг. 5 представлен в увеличенном масштабе;

на фиг. 6 в продольном сечении представлена часть стакана в области юбки, когда стенка отогнута внутрь и происходит формирование фиксаторного средства для фиксации другого стакана;

на фиг. 7 на виде, аналогичном представленному на фиг. 6, показан другой вариант той же части;

на фиг. 8 в продольном сечении показана юбка стакана по изобретению с внутренним и наружным инструментами для обжатия юбки;

на фиг. 9 и 10 наружная стенка стакана по фиг. 5 показана на частичных видах, соответствующих различным этапам изготовления.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Стакан 1, показанный на фиг. 1, состоит, по существу, из конической стенки 2 и дна 3 тарельчатой формы. Открытая сторона дна 3 обращена в сторону, противоположную открытой стороне стакана 1. Дно 3 прикреплено герметичным образом своей боковой стенкой 31 к стенке 2 в области ее наименьшего диаметра посредством охватывающей дно юбки 4. В зоне юбки 4 материал стенки 2, охватывающий стенку 31 дна 3, загнут внутрь. Стенка 2 и дно 3 формируют внутренний объем 5 стакана 1, имеющий высоту А. Стенка 2, задающая внутренний объем 5, имеет на своем верхнем краю, т.е. в зоне своего наибольшего диаметра, завернутую наружу губку 6, которая окружает открытую сторону стакана (т.е. отверстие для его заполнения).

Термин коническая стенка в контексте изобретения означает, что стенка 2 сужается (как это показано на фиг. 1), по меньшей мере, на некоторых своих участках от губки 6 к дну 3. Таким образом, стенка 2 на участке, соответствующем заполняемому объему 5, выше фланца 8, наклонена под углом α к продольной оси 13 стакана 1. Стенка 2 от фланца 8 до дна 3 имеет цилиндрический профиль. Форма стенки 2 в поперечном сечении некритична для изобретения. Это сечение может быть круглым, но может быть также, например, овальным или прямоугольным с закругленными углами. В случае круглого поперечного сечения конической стенки 2 стакан 1 имеет форму усеченного конуса, тогда как в случае прямоугольного поперечного сечения конической стенки 2 его форма соответствует усеченной пирамиде.

Юбка 4 содержит, по меньшей мере, на своей боковой поверхности выступающее наружу расширение 10. Нижний край 14 расширения 10, выполненного на юбке 4, образует опорную поверхность стакана 1. Стакан 1 в процессе его использования ставится на свою опорную поверхность, площадь которой увеличена благодаря расширению 10. Такое выполнение затрудняет переворачивание стакана 1. Желательно сделать расширение 10 непрерывным вдоль боковой поверхности юбки 4.

Выступающее наружу расширение 10 образует также фиксаторное средство 9, т.е. средство для фиксации другого стакана 1' того же типа. Данное средство может взаимодействовать с аналогичным стаканом 1' при установке стакана 1 в стопу. Установка стакана 1 в аналогичный стакан 1' показана на фиг. 2. Расширение 10, функционирующее в качестве фиксаторного средства 9, может взаимодействовать, например, со стенкой 2', задающей внутренний объем 5'. Другие фиксаторные средства не являются абсолютно необходимыми.

Стенка 2, задающая внутренний объем 5, предпочтительно содержит первое фиксаторное средство 7 для фиксации другого стакана того же типа. Данное средство может иметь различные формы. Важно, чтобы это средство 7 имело контур, способный воспринимать усилия, действующие вдоль центральной оси 13 стакана 1, т.е. усилия, действующие между двумя стаканами в процессе их установки в стопу. Первое фиксаторное средство 7 может быть образовано, например, фланцем (ребром) 8, выступающим внутрь стакана 1. Указанное второе фиксаторное средство 9 в форме расширения 10 расположено на юбке 4, в области которой стенка 2, задающая внутренний объем 5, загнута вокруг дна, имеющего глубокий

- 4 017796 тарельчатый профиль, и герметично прикреплена к нему.

Размер Υ второго фиксаторного средства 9 согласован с размером X первого фиксаторного средства 7 для фиксации другого стакана V того же типа. Если стакан 1 имеет круглое поперечное сечение, размер X первого фиксаторного средства 7 соответствует внутреннему диаметру стенки 2 над фланцем 8. Размер Υ второго фиксаторного средства 9 соответствует наибольшему наружному диаметру расширения 10 на юбке 4, т.е. диаметру, который охватывает расширение 10. Согласование размеров X и Υ состоит в том, что размер Υ выбран меньшим или, как максимум, равным размеру X.

Взаимодействие первого и второго фиксаторных средств 7, 9 иллюстрируется на фиг. 2 для стаканов 1 и 1'. Первое фиксаторное средство 7' стакана 1', выполненное на стенке 2', задающей внутренний объем 5', принимает второе фиксаторное средство 9 стакана 1. Более конкретно, расширение 10, выполненное на юбке 4 стакана 1, в частности нижний край 14 этого расширения, опирается на фланец 8', сформированный в стенке 2'. Благодаря вышеупомянутому согласованию размера X первого фиксаторного средства 7 с размером Υ второго фиксаторного средства 9 обеспечивается надежная и устойчивая установка расширения 10 стакана 1 на фланец 8', причем без заклинивания относительно конической стенки 2'. Усилия вдоль центральной оси 13, возникающие при такой установке, например обусловленные весом стакана 1 или стаканов, установленных на него, надежно воспринимаются фланцем 8' в качестве фиксаторного средства Т и передаются через стенку 2' на нижний край 14' юбки 4' расположенного ниже стакана 1'. В итоге эти усилия передаются от нижнего края 14' стакана, установленного на соответствующую поверхность, этой поверхности. Такое выполнение обеспечивает легкое снятие стакана 1 или 1' при его удалении из стопы даже при наличии значительных усилий, действующих вдоль центральной оси 13.

Чтобы обеспечить достаточно большое расширение 10, имеющее достаточно большой размер Υ без ухудшения герметичности юбки 4, желательно, чтобы высота расширения 10 соответствовала полной высоте В юбки (см. фиг. 1). Как можно видеть из фиг. 1, юбка 4 характеризуется постоянным углом β наклона к центральной оси 13 стакана 1. При этом данный угол β наклона по высоте В юбки 4 в любом случае выбран таким, что юбка 4 расширяется к своему нижнему краю 14 и соответственно имеет свой наибольший размер Υ у этого края. Другими словами, нижний край 14 юбки 4 соответствует участку этой юбки, максимально удаленному от центральной оси 13. В отличие от выбора угла α наклона стенки 2 в области, где она задает внутренний объем 5, угол β соответствует получению конусности, ориентированной противоположно конусности стенки 2.

Диаметр Υ, охватывающий расширение 10, предпочтительно превышает диаметр Ό, который охватывает зону дна 3, находящуюся в контакте с внутренним объемом 5. Чтобы обеспечить эффективную установку в стопу без излишнего увеличения высоты стопы, желательно, чтобы фиксаторное средство 7, выполненное на стенке 2, задающей внутренний объем 5, находилось над дном 3 на расстоянии, не превышающем трети высоты А внутреннего объема 5. Даже при отсутствии фиксаторного средства 7, т.е. при установке расширения 10 непосредственно на коническую часть стенки 2, диаметр Υ, охватывающий расширение 10, желательно выбрать меньше диаметра, охватывающего внутренний контур стенки 2 на расстоянии от дна 3, не превышающем примерно трети высоты А.

Фланец (ребро) 8 может быть сформирован, например, штамповкой с применением соответствующих формующих инструментов, накладываемых на стенку 2 в осевом или радиальном направлении применительно к стакану 1. Диаметр охватывающий первое фиксаторное средство 7 для фиксации другого стакана 1' того же типа, т.е. внутренний диаметр фланца 8, приблизительно равен диаметру Ό, который охватывает зону дна 3, контактирующую с внутренним объемом 5. В результате стенка 2, задающая внутренний объем, на участке между первым фиксаторным средством 7 и дном 3 является, по существу, цилиндрической.

Расширение 10 на юбке 4 может быть сформировано, например, коническим инструментом, подводимым к юбке 4 снизу. В случае необходимости для формирования расширения 10 юбка 4 может быть нагрета. Поскольку формующий инструмент, который осуществляет скользящее движение по поверхности юбки 4, может легко создавать складки, желательно формировать расширение 10 посредством инструмента, катящегося по поверхности, или инструмента, совершающего рабочее движение в радиальном направлении. В связи с этим целесообразно накладывать на наружную боковую поверхность юбки 4 соответственно сформированный дополнительный инструмент, служащий опорой при формировании расширения 10. Особенно предпочтительный способ изготовления стакана 1 будет описан далее со ссылками на фиг. 6-8.

На фиг. 3А-3С схематично представлены различные варианты выполнения стакана 1 в зоне его юбки 4. В большинстве вариантов юбка 4 образуется тремя слоями материала, а именно двумя слоями материала стенки 2, которые охватывают изнутри и снаружи боковую стенку 31 дна 3 тарельчатой формы. Данное выполнение часто представляется весьма желательным, но оно не является обязательным для осуществления изобретения. Для некоторых применений предпочтительными могут являться другие варианты.

В варианте по фиг. 3А материал дна 3 отогнут наружу и охватывает материал стенки 2. Нижний

- 5 017796 край 14 расширения 10, образующий опорную поверхность стакана 1, в этом случае образован материалом дна 3.

На фиг. 3В представлен вариант, в котором юбка 4 образована двумя слоями материала. И материал стенки 2, и материал боковой стенки 31 дна заканчиваются у нижнего края 14 расширения и, следовательно, образуют опорную поверхность.

В варианте юбки 4 стакана 1, показанном на фиг. 3С, она имеет на различных участках по высоте В различные углы наклона к центральной оси 13. В зависимости от высоты В и желаемого размера Υ расширения 10 может оказаться целесообразным выполнить расширение 10 только на части высоты юбки 4. Остальная часть юбки может быть, по существу, цилиндрической, так что стенки юбки будут, по существу, параллельны центральной оси 13. Для небольших расширений 10 может оказаться достаточным сохранить в верхней части юбки, образуемой стенкой 2, тот же угол α наклона, который эта стенка имеет на уровне внутреннего объема 5.

Хотя на фиг. 1-3 это не показано, может оказаться целесообразным снабдить стакан 1 наружной стенкой, которая окружает стенку 2, задающую внутренний объем, с образованием полого пространства между стенками. Чтобы не снизить при этом способность к установке в стопу, может оказаться предпочтительным расположить наружный контур наружной стенки внутри линии 15, пересекающей расширение 10 юбки 4 и параллельной стенке 2, задающей внутренний объем 5. При условии, что наружная стенка находится в пространстве 16, заключенном между стенкой 2, задающей внутренний объем, и параллельной ей линией 15, наружная стенка не оказывает никакого влияния на способность стакана к установке в стопу. Такое решение позволяет реализовать любое количество конструктивных вариантов. При этом становится возможным снабдить базовый вариант стакана 1 различными вариантами наружных стенок без изменения первого и второго фиксаторных средств 7, 9. Несколько возможных вариантов для наружных стенок подобного типа описываются далее со ссылками на фиг. 4 и 5.

Каждый из стаканов 1, показанных на фиг. 4 и 5, содержит теплоизолирующую наружную стенку 17, которая окружает стенку 2, задающую внутренний объем, с образованием полого пространства 18. Стаканы этого типа именуются двухстенными теплоизолирующими стаканами. В подобных стаканах стенка 2 в сочетании с дном 3, находящимся внутри наружной стенки 17, может образовывать внутренний стакан. Первое и второе фиксаторные средства 7, 9 соответственно сконструированы аналогично варианту по фиг. 1, так что их повторное описание может быть опущено.

Наружная стенка 17 стакана 1, показанная на фиг. 4, расположена, по существу, параллельно стенке 2, задающей внутренний объем. У наружной стенки 17 на ее верхнем и нижнем концах имеются загнутые внутрь части 19 и 20, которыми она опирается на стенку 2, задающую внутренний объем 5. Наружная стенка 17 может быть прикреплена (зафиксирована) в зоне загнутой части 19 и/или загнутой части 20, например, приклеиванием. Загнутая часть 20 опирается на внутреннюю стенку 2 в зоне юбки 4, т.е. ниже горизонтальной части дна 3. В результате наружная стенка 17 является очень стабильной. Одновременно наружная стенка 17 закрывает первое фиксаторное средство 7, так что его нельзя видеть снаружи. У загнутой части 20 имеется участок 23, расположенный параллельно наружной стенке 17. Этот участок находится в непосредственной близости от внутренней стороны наружной стенки 17 и может быть наложен на эту сторону. Расположение участка 23 параллельно наружной стенке 17 облегчает установку наружной стенки 17 на стенку 2, поскольку в этом случае наружная стенка 17 уже не может застрять на юбке 4.

В варианте по фиг. 5 стенка 2, задающая внутренний объем 5, снабжена плечиком 21, расположенным ниже губки 6 и резко изменяющим поперечный размер стенки 2. При рассмотрении снизу плечико 21 соответствует скачкообразному увеличению поперечного сечения внутреннего объема. Наружная стенка 17 прикреплена к стенке 2, задающей внутренний объем, например, посредством термосварки или склеивания на участке между губкой 6 и плечиком 21. На своем нижнем конце наружная стенка 17 снабжена загнутой внутрь частью 20, у которой также имеется участок 23, параллельный наружной стенке 17. Данная часть 20 расположена у юбки 4 ниже дна 3. В отличие от варианта по фиг. 4 загнутая часть 20 сплющена и слегка сжата у нижнего края 24 наружной стенки 17, так что на этом участке наружная стенка 17 имеет более выраженную форму конуса.

Конструкция стакана 1 в зоне плечика 21 может отличаться от представленной на фиг. 5. Предпочтительный вариант выполнения области вблизи плечика 21 представлен в существенно увеличенном масштабе на фиг. 5А. Расположенный между губкой 6 и плечиком 21 участок 25 стенки 2, задающей внутренний объем 5, характеризуется в отличие от варианта по фиг. 5 другим углом наклона к центральной оси 13, чем остальная часть стенки 2. На фиг. 5А данный участок 25, расположенный между губкой 6 и плечиком 21, приблизительно параллелен центральной оси 13. Чтобы при установке наружной стенки 17 на внутренний стакан 1 эту стенку можно было поместить непосредственно под губкой 6, участок 26 у верхней кромки наружной стенки 17 слегка сплющен. В результате участок 26 не является продолжением конического профиля наружной стенки 17, причем он имеет уменьшающуюся толщину. Если согласно неизображенному варианту слегка вдвинуть наружную стенку 17, показанную на фиг. 5А, ее верхним краем внутрь губки 6, заклинивание верхней кромки обеспечит фиксацию наружной стенки 17 материалом губки 6. Для некоторых применений такое заклинивание наружной стенки 17 может быть достаточным для закрепления этой стенки.

- 6 017796

Размер фланца 8 первого фиксаторного средства 7 стакана согласован с размером Υ второго фиксаторного средства 9, служащего для фиксации другого стакана V того же типа. Если размеры X и Υ у стаканов по фиг. 4, 5, имеющих различные наружные стенки 17, являются идентичными, все эти различные стаканы 1, 1' могут устанавливаться в общую стопу без заклинивания, поскольку все их наружные стенки 17 находятся в пространстве 16 между стенкой 2, задающей внутренний объем 5, и охватывающей ее параллельной линией 15. Чтобы варьировать оптические и тактильные свойства стакана 1, наружная сторона 22 наружной стенки 17 может содержать различные паттерны и текстуры. Например, с целью улучшения теплоизолирующих свойств стакана 1 наружная сторона 22 может быть выполнена гофрированной, рифленой, рельефной или снабженной покрытием из пенопласта. Кроме того, наружная стенка 17 может быть рифленой, тогда как ее наружная сторона 22 снабжена гладким слоем, покрывающим рифленую структуру и образующим еще одну стенку.

Вариант наружной стенки 17, содержащий верхнюю загнутую часть 19 или предусматривающий прикрепление наружной стенки 17 в зоне плечика 21 стенки 2, имеет то преимущество, что в области непосредственно ниже губки 6 между стенкой 2 и наружной стенкой 17 образуется очень широкое полое пространство 18, что обеспечивает очень хороший теплоизолирующий эффект. Загнутая часть 19 или плечико 21 гарантирует, что даже без применения дополнительных средств, например покрытий из пенопласта или слоев рифленого картона внутри полого пространства 18, расстояние между стенкой 2 и наружной стенкой 17 не будет уменьшаться даже при приложении давления, например со стороны руки, сжимающей стакан 1, и что теплоизолирующий эффект не будет потерян.

При изготовлении стакана по фиг. 1 сначала формируют коническую стенку 2 и дно приближенно тарельчатой формы. Как можно видеть из фиг. 6, стенка 2 сначала имеет форму конической трубки, а дно 3 - форму усеченного конуса, сужающегося параллельно стенке 2. В состоянии, показанном на фиг. 6, дно 3 и коническая стенка 2 еще не соединены: дно просто вставлено в коническую стенку. Затем стенку 2 помещают на оправку 30, которая имеет форму усеченного конуса в своей первой части 29. К этой части 29 у ее наименьшего диаметра примыкает участок 32, также в форме усеченного конуса. Участок 32, имеющий большую конусность, предназначен для формирования фланца 8 (см. фиг. 1). К участку 32 примыкает участок 33 в форме кругового цилиндра, на свободном конце которого установлено дно 3. Диаметр Е участка 33 круглого сечения может быть меньше диаметра Ό дна, например на 0,5 мм (см. также фиг. 1). Пока дно 3 и стенка 2 еще не соединены посредством термосварки или склеивания, стенка 2 может быть дополнительно обжата (для последующего формирования фланца 8) до уровня, который невозможно обеспечить после взаимного соединения стенки 2 и дна 3. Поскольку стенка 2 и дно 3 изготовлены из бумажного материала с покрытием, дно 3 может быть подвергнуто воздействию давлением для его сжатия, хотя бы в небольшой степени. Это позволит сформировать фланец 8 выступающим достаточно далеко внутрь стакана 1 с целью обеспечения установки в стопу большого количества стаканов.

Неожиданно было обнаружено, что имеется реальная возможность сформировать фланец 8 выступающим внутрь за диаметр Ό дна 3. В готовом стакане 1 участок в форме усеченного конуса будет подходить к фланцу 8 в направлении дна 3. При этом конусность данного участка будет обратной по отношению к остальной части стенки 2, которая снова начнет расширяться от фланца 8 к дну 3.

В дополнение к оправке 30 для получения фланца 8 используют формующий инструмент 34, показанный на фиг. 6, который в процессе формования перемещают вверх, к оправке 30, т.е. в направлении, обозначенном стрелкой 35. У формующего инструмента 34 имеется рабочая поверхность 36 в форме усеченного конуса с конусностью, соответствующей конусности поверхности 32 оправки 30. Трубчатая заготовка стенки 2 сжимается между оправкой 30 и формующим инструментом 34, в результате чего между поверхностями 32 и 36 формируется фланец 8.

Нижний конец 37 указанной заготовки одновременно загибают с помощью формующего инструмента 34 таким образом, что этот конец принимает форму, показанную на фиг. 6 штриховой линией. Для выполнения этой операции формующий инструмент 34 снабжен участком 38 в форме канавки. Хотя на фиг. 6 этот участок показан только в разрезе, его угловая протяженность соответствует 360°. Загибание нижнего конца 37 заготовки стенки 2 одновременно с формованием фланца 8 упрощает изготовление стакана по изобретению.

Заготовку стенки 2 наматывают на оправку, сматывая ее с кольцевого сегмента, а затем склеивают или сваривают вдоль продольного шва. Чтобы облегчить загибание нижнего края заготовки стенки 2 с помощью формующего инструмента 34, склеивание или сваривание по продольному шву в зоне нижнего края 37, обозначенной на фиг. 6, как Р, может не производиться. Отсутствие склеивания или сваривания по продольному шву в зоне Р облегчает формование заготовки в согнутом состоянии; кроме того, устраняется образование рифления в бумажном материале, который плохо поддается обработке. Зона Р заготовки может быть увеличена до зоны (обозначенной, как Р'), которая соответствует участку от нижнего края 37 заготовки до нижнего края дна 3.

По завершении формирования фланца 8 и загибания нижнего конца заготовки стенки 2 изготовление внутреннего стакана 1 заканчивают присоединением дна 3 к стенке 2 с образованием юбки 4. Эта операция выполняется с помощью наружного кольца и внутреннего инструмента. Одновременно с указанным присоединением производят расширение юбки 4; в результате формируют юбку 4, расширяю

- 7 017796 щуюся в направлении ее нижнего края 14, как это показано на фиг. 1. Данный этап будет описан далее со ссылками на фиг. 8.

На фиг. 7 представлен еще один вариант изобретения, в котором, в отличие от варианта по фиг. 6, заготовка 2' стенки 2 первоначально имеет конический профиль, которому затем у дна 3' придается цилиндрическая форма. Соответственно, в данном варианте дно 3' имеет тарельчатый профиль с цилиндрической боковой стенкой 31. Формы оправки 30 и инструмента 34 такие же, как показанные на фиг. 6. В результате использования дна 3' с цилиндрической стенкой 31 и нижней части заготовки 2' цилиндрической формы уменьшается вероятность образования складок при загибании нижнего края 37' заготовки 2' и при последующем расширении и формовании юбки 4.

После загибания нижнего конца 37' заготовки, как это показано на фиг. 7 штриховой линией, заготовку 2' вместе с дном 3' оставляют на оправке 30. Затем после отвода формующего инструмента 34 в зону ниже дна 3' вводят внешнее кольцо 38 (см. фиг. 8). Внутренняя поверхность внешнего кольца 38, обращенная к заготовке 2', расширяется книзу под углом, который приобретет юбка 4 на завершающем этапе. Напротив внешнего кольца 38 расположено заданное количество внутренних фланцев 39 (только один из них виден на фиг. 8). Применительно к варианту по фиг. 8 внутренние фланцы 39 могут выдвигаться наружу, в сторону внешнего кольца 38, прижимая при этом загнутый конец 37' заготовки к стенке 31 дна 3' и к внутренней поверхности внешнего кольца 38.

Фланцы 39, или кольцо 38, или и фланцы 39, и кольцо 38 могут быть нагреты, чтобы обеспечить термосварку трех слоев материала, наложенных друг на друга, и сформировать тем самым юбку 4. Поверхность внутреннего фланца 39, обращенная наружу в радиальном направлении, ориентирована параллельно внутренней поверхности наружного кольца 38, т.е. также наклонена под углом, который должна приобрести юбка 4 на завершающем этапе.

Внутренние фланцы могут являться, например, частями раздвижного инструмента или оправки, причем их радиальное перемещение может осуществляться поступательным перемещением центральной части оправки (на фиг. 6 не изображена). Внешнее кольцо 38 может быть выполнено цельным. Альтернативно, оно может раскрываться, чтобы облегчить его установку вокруг заготовки 2'. Вместо группы внутренних фланцев 39 можно использовать вращающийся ролик, который создает усилие, направленное радиально наружу в сторону внешнего кольца 38 и прикладываемое к загнутому краю 37' и к стенке 31, чтобы сформировать юбку 4. В процессе формирования юбки 4 стакан остается на оправке 30.

Формированием юбки 4 завершается изготовление внутреннего стакана 1, после чего он может быть снят с оправки 30.

Затем на законченный внутренний стакан скользящим перемещением устанавливают наружную стенку 17 (см. фиг. 4, 5). Для осуществления этой операции наружную стенку 17 захватывают снаружи кольцевым инструментом и помещают на сужающийся конец этой стенки 17 направляющую оправку с вакуумной головкой. Эта вакуумная головка подводится снизу со стороны дна 3 к внутреннему стакану 1, в результате чего она присасывается к внутреннему стакану и втягивает его в сужающийся конец наружной стенки 17 до тех пор, пока внутренний стакан не займет положение, показанное на фиг. 4 и 5.

В процессе формирования наружной стенки 17 заготовку стенки сначала сматывают с кольцевого сегмента, наматывая на оправку и прикрепляя к трубке в форме усеченного конуса. Со стороны суженного конца формируют загнутую внутрь часть 40, как это показано на фиг. 9. Для изготовления стакана по фиг. 5 эту загнутую часть сплющивают с получением профиля, показанного на фиг. 10. Можно видеть, что нижний край наружной стенки 17, который образован загнутой частью 20, слегка вытянут, так что он имеет большую конусность в своей нижней части, как это было описано выше. На фиг. 10 показано, что на внутренней стороне загнутой части 20 могут быть выполнены насечки или рифления 41, чтобы добиться большей эластичности при установке наружной стенки 17 на внутренний стакан 1.

Как было описано выше со ссылкой на фиг. 5, внутренний диаметр V загнутой части 20 меньше, чем наружный диаметр Υ юбки 4. При установке наружной стенки 17 ее конец с загнутой частью должен быть несколько расширен, чтобы он мог пройти за юбку 4. Соответствующая операция расширения облегчается наличием насечек или рифлений на загнутой части 20. При этом склеивание или сваривание наружной стенки 17 вдоль продольного шва в области загнутой части 20 может не производиться. Это облегчит растягивание наружной стенки 17 в данной области, так что наружную стенку можно будет провести мимо юбки, после чего наружная стенка может принять первоначальные размеры. В результате загнутая часть 20 будет лежать на наружной стороне юбки 4 в положении, показанном на фиг. 5.

Диаметр и у верхнего конца загнутой части 20 сделан превышающим наружный диаметр Υ юбки, как это можно видеть на фиг. 10, а также фиг. 5. Понятно, что наружная стенка фиксируется относительно внутреннего стакана 1 за счет внутренних напряжений, поскольку для удаления этой стенки ее нужно снова провести мимо расширяющейся на конус юбки 4.

Следует особо подчеркнуть, что различные варианты выполнения наружной стенки 17 и других формообразующих элементов стакана 1, таких как фланец 8 или плечико 21, можно свободно комбинировать по мере необходимости, не ограничиваясь представленными примерами. Следует также отметить, что чертежи выполнены без соблюдения масштаба. Так, для облегчения понимания масштаб при изображении расширения 10 и угол наклона юбки 4 увеличены по сравнению с истинными значениями.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Стакан (1), изготовленный из бумажного материала и имеющий наполняемый внутренний объем (5), который задается конической стенкой (2) и дном (3), причем дно (3) присоединено к стенке (2), по существу, непроницаемым для жидкости образом, с образованием юбки (4) у нижнего конца внутреннего объема (5), отличающийся тем, что стенка (2), и/или дно (3) в месте расположения юбки (4), и/или юбка (4) содержат выступающее наружу расширение (10), расположенное, по меньшей мере, по боковой поверхности стакана, при этом нижний край (14) расширения (10) образует опорную поверхность стакана (1), на стенке (2), задающей внутренний объем (5), имеется первое фиксаторное средство (7), выполненное с возможностью взаимодействия с вторым фиксаторным средством (9') на аналогичном стакане (1'), когда стаканы (1, 1') установлены в стопу, а стенка, задающая внутренний объем (5), является, по существу, цилиндрической на участке между дном и первым фиксаторным средством.
2. Стакан по п.1, отличающийся тем, что юбка (4) в осевом сечении образует относительно центральной оси (13) стакана (1) угол β наклона, причем она расширяется с указанным углом β в направлении своего нижнего края (14).
3. Стакан по п.1 или 2, отличающийся тем, что второе фиксаторное средство (9) выполнено на юбке (4).
4. Стакан по п.3, отличающийся тем, что второе фиксаторное средство (9) образовано расширением (10).
5. Стакан по п.1, отличающийся тем, что размеры (Υ) второго фиксаторного средства (9) согласованы с размерами (X) первого средства (7) для фиксации другого стакана (1') того же типа.
6. Стакан по п.5, отличающийся тем, что первое средство (7) для фиксации другого стакана (1') того же типа выполнено в форме ребра или фланца (8), сформированного по меньшей мере в одной зоне на боковой поверхности стенки (2), задающей внутренний объем (5).
7. Стакан по п.5 или 6, отличающийся тем, что диаметр (XV). охватывающий первое средство (7) для фиксации другого стакана (1') того же типа, близок к диаметру (И), охватывающему зону дна (3), контактирующую с внутренним объемом (5).
8. Стакан по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что содержит наружную стенку (17).
9. Стакан по п.8, отличающийся тем, что наружный контур наружной стенки (17) расположен внутри линии (15), параллельной стенке (2), задающей внутренний объем (5) и проходящей через расширение (10) юбки (4).
10. Стакан по п.8 или 9, отличающийся тем, что у конической наружной стенки (17) имеется краевая зона в форме загнутой внутрь части (20), причем указанная часть имеет участок (23), ориентированный, по существу, параллельно наружной стенке (17).
11. Способ изготовления стакана из бумажного материала, причем стакан состоит из конической стенки и дна, которое введено в зону, соответствующую наименьшим размерам боковой поверхности стенки и присоединено к стенке с формированием юбки, при этом в процессе формирования юбки стенку и/или дно вблизи расположения юбки или юбку расширяют в направлении наружу по меньшей мере на одном участке боковой поверхности стакана таким образом, что нижний край формируемого расширения образует опорную поверхность стакана, на стенке, задающей внутренний объем, формируют первое фиксаторное средство (7), выполненное с возможностью взаимодействия с другим аналогичным стаканом, когда стаканы установлены в стопу, а стенку, задающую внутренний объем, выполняют, по существу, цилиндрической на участке между дном и первым фиксаторным средством.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что при присоединении дна к указанной стенке для формирования юбки осуществляют воздействие давлением на дно посредством наружного и внутреннего инструментов.
13. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что перед воздействием давлением на юбку край стенки, задающей внутренний объем, загибают внутрь вокруг боковой стенки дна тарельчатой формы с формированием на стенке, задающей внутренний объем, в процессе той же операции первого средства для фиксации другого стакана того же типа.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что для формирования фиксаторного средства придают стенке, задающей внутренний объем, цилиндрическую форму на участке выше дна.
15. Способ по любому из пп.11-14, отличающийся тем, что на коническую стенку, задающую внутренний объем, устанавливают наружную стенку и фиксируют ее.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что предварительно сформованную трубчатую наружную стенку устанавливают скользящим перемещением в осевом направлении после формирования расширяющейся юбки.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что предварительно сформованная трубчатая наружная стенка после ее установки скользящим перемещением на коническую стенку, задающую внутренний объем, имеет по меньшей мере на одном участке диаметр, меньший, чем наружный размер расширения на юбке.
18. Способ по любому из пп.11-17, отличающийся тем, что при изготовлении стакана, пригодного

- 9 017796 для установки в стопу, способ включает следующие операции:

формирование на стенке, задающей внутренний объем, по меньшей мере одного первого средства для фиксации другого стакана того же типа;

формирование на юбке второго фиксаторного средства для фиксации другого стакана того же типа, причем второе фиксаторное средство способно при установке стакана в стопу взаимодействовать с первым фиксаторным средством, сформированным на другом стакане.
19. Способ по любому из пп.11-18, отличающийся тем, что при изготовлении стакана, пригодного для установки в стопу, способ включает следующие операции:

формирование на стенке, задающей внутренний объем, по меньшей мере одного первого средства для фиксации другого стакана того же типа;

формирование расширяющейся юбки и воздействие давлением на стенку, задающую внутренний объем, и на боковую стенку дна;

формирование на юбке второго фиксаторного средства для фиксации другого стакана того же типа, причем второе фиксаторное средство способно при установке стакана в стопу взаимодействовать с первым фиксаторным средством, сформированным на другом стакане;

установку скользящим перемещением в осевом направлении наружной стенки на внутреннюю стенку;

фиксацию наружной стенки относительно стенки, задающей внутренний объем.