EP2080715A1 - Becher aus einem Papiermaterial - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a cup made of a paper material with a fillable interior, which is formed by a conical jacket and a bottom, wherein the bottom is secured at the lower end of the interior with a frame substantially liquid-tight manner on the jacket.
- the invention further relates to a method for producing a cup from a paper material, which consists of a conical jacket and a bottom secured in the region of the smaller circumference of the shell by a frame.
- a mug of this kind is through the JP2001-192015A State of the art.
- the frame of the well-known cup widens downwards. The widening serves to fasten an outer jacket which surrounds the jacket bounding the inner space to form a cavity. Since the expansion of the frame, the distance between the inner shell and Defined outer jacket, the expansion of the frame must be circumferential along the circumference.
- the outer jacket is placed around the frame, turned inwards and fastened there. When attaching the outer shell to the frame, it may happen that the tightness of the frame is impaired. In addition, the attachment of the outer sheath by wrapping is very expensive.
- the outer shell completely encloses the frame, so that it is no longer visible from the outside.
- the outer jacket can be pressed from the inside only with a very small force, which can accommodate the frame itself. If the pressure force is too high, the frame may tear, on the other hand, the attachment of the outer jacket may be deficient if the pressing force is too low.
- the frame is a very important element of the cup.
- the frame is necessary for the connection between the jacket and the floor.
- At the frame are at least two layers of material in the thickness direction to each other, namely the material of the bottom and the material of the inner space bounding shell.
- the bottom is designed cup-shaped, the open side of the filling opening of the cup is remote.
- the at least two material layers are thus preferably arranged along the wall of the cup-shaped bottom.
- the jacket is wrapped around the material of the floor, and that the frame consists of three or more layers of material.
- the material of the floor is in the range with the material of the coat the frame glued or sealed to be liquid-tight at least for a certain period of time.
- paper material from which the bottom and the jacket are made can be understood as meaning different materials which have at least one layer of paper, cardboard or cardboard.
- the material may comprise one or more layers of plastic and / or aluminum.
- the paper material is waxed or painted in order to have a resistance to the liquid to be filled into the interior.
- the paper material is at least on the side bounding the interior with a thin plastic layer, preferably made of polyethylene, coated.
- the moldability and in particular the extensibility of such paper material is limited. Too much deformation, the paper material itself or even a proposed coating tear, so that the tightness is impaired.
- the frame is an essential design feature that can not be waived.
- the invention is based on the object to simplify the manufacturability of a cup of the type mentioned and to avoid sealing problems on the frame.
- the object is achieved in that the jacket and / or the bottom in the region of the frame and / or the frame itself at least in an area along the circumference has an outwardly projecting widening, and that a lower edge forms a base for the cup.
- the object is achieved in the method in that the bottom is connected to the jacket to form a frame, wherein during the formation of the frame of the jacket and / or the bottom in the frame and / or the frame itself at least in one area along the periphery is widened outwardly, so that a lower edge of the expansion forms a base for the cup.
- the base of the cup is enlarged by the expansion, so that the cup has improved stability.
- the expansion is not or not completely covered by an outer shell, so that the material of the shell or the floor immediately forms the base.
- the frame can not be impaired in its tightness by the attachment of the additional material of the outer shell.
- the expansion is continuous and uniform along the circumference. When the paper material is coated, it is advantageous to make the expansion only so great that the coating does not tear.
- the frame is widened over its entire height.
- the frame then has - seen in an axial section - a substantially constant angle of inclination to the central axis of the cup.
- the frame contains different height ranges which have different angles of inclination.
- the area of the frame adjoining the bottom can remain in its original form, while the lower edge of the frame is increasingly widened.
- the upper height range may serve primarily to seal the fillable interior and connects the conical shell substantially liquid-tight to the floor. In this upper height range of the jacket and the wall are sealed or glued together.
- the material of the inner space bounding shell and / or the wall of the floor is expanded and forms with its lower edge an enlarged footprint for the cup.
- a liquid-tight connection between the material of the bottom and the material of the shell is no longer absolutely necessary, so that sealing or bonding in the lower height range can be at least partially eliminated.
- the cup of the invention can be used very versatile, since it can be used both without outer sheath and with different outer shells.
- a heat-insulating jacket is provided, which partially surrounds the jacket bounding the interior space to form a cavity.
- the outer sheath is thereby preferably pushed onto the inner conical jacket limiting the inner space along the central axis and fixed after the frame has been formed and expanded.
- a stackable cup is, for example, through the EP 1 227 042 B1 known.
- the interior of the limiting jacket of the known cup has a first means for holding another cup of the same kind.
- the known cup has on a outer shell, which surrounds the inner space bounding shell with a heat-insulating cavity, a second means for holding.
- the second means for holding is formed by an inwardly directed curl mounted at the lower end of the outer shell.
- the well-known cup has the disadvantage that the forces occurring during stacking are transmitted via the jacket bounding the interior and over the outer jacket.
- the forces that must be passed within the cup from the first means for holding to the second means for holding, are first by the interior transferred limiting jacket to the junction between the inner shell and outer shell and passed through this connection point to the outer jacket.
- the forces are then forwarded to the trained as Einrollung second means for holding and transferred there to the next cup.
- both the inner shell and the outer jacket must be designed to be stable enough to absorb the forces occurring.
- the joint between the outer shell and the inner shell must be designed for the maximum forces occurring.
- the design freedom of the cup after the EP 1 227 042 B1 is disadvantageously limited because the attached to the outer jacket second means for holding must always be adapted to the dimensions of the first means for holding another cup of the same kind and to the forces to be transmitted. It is not possible to provide the outer shell with any shape, or to change its shape as desired. In addition, it is not possible to omit, if necessary, the outer shell, without losing the good stacking properties.
- the cup according to the present invention it is provided that on the frame means for holding another cup of the same kind is arranged, which can cooperate in a stacking of the cup with a similar cup.
- the means for holding is advantageously formed by the expansion. It is preferably provided that a first means for holding is arranged on the jacket bounding the inner space, which can cooperate with a second holding means attached to the widening of a similar cup when stacking the cup.
- the second means for holding is arranged on the jacket bounding the interior or on the floor or on a frame, by which the jacket bounding the interior is connected to the floor.
- the second means for holding is attached to a component of the cup that is in contact with the fillable interior.
- the cup according to the invention has the advantage that it can be stacked safely and stably even without the presence of an outer jacket and can also be unstacked again without jamming. If it is provided to associate the cup with a heat-insulating outer jacket, it can be largely independent and free from the cup of the EP 1 227 042 B1 design existing restrictions. The forces occurring during stacking are forwarded only within the jacket delimiting the interior from the first means for holding to the second means for holding. An outer jacket is therefore not absolutely necessary. If, nevertheless, an outer sheath is to be present, then this is not claimed by the forces occurring during stacking.
- the frame, by which the jacket bounding the interior space is connected to the floor, is a very stable part of the cup and is particularly well suited for absorbing forces.
- the forces occurring during stacking are essentially transferred by the jacket bounding the inner space from the first means for holding onto the second means for holding, which can be formed by the widening on the frame. This makes it possible to form very stable stacks with a large number of cups, which do not then become wedged into one another when the stacks are exposed to shocks or, for example, jerkily set down on the ground.
- the interior limiting coat and the ground are already strong enough to absorb the forces occurring during stacking, since they must also absorb the forces occurring during filling.
- the dimensions of the second means for holding are adapted to the dimensions of the first means for holding another cup of the same type.
- the first means for holding another cup of the same kind can be formed in any desired manner. It is essential that a contour is formed, the forces acting in the axial direction of the cup forces, so the forces acting when stacking between two cups record.
- the first means for holding is preferably designed as a bead or rib, which is formed at least in a region along the circumference in the inner space bounding shell.
- the bead or rib can be designed along the circumference continuously or with interruptions.
- the cup has a heat-insulating outer shell
- the design of the heat-insulating outer shell is arbitrary in itself.
- the outer sheath can be made for example of a plastic-paper or composite material.
- the outer sheath can also be corrugated, corrugated, embossed or provided with a foamed layer.
- the outer sheath can also be designed as a multilayer, for example, a corrugated intermediate layer can be provided, which is covered by a smooth overlying outer layer.
- the fixing of the outer shell to the inner cup can be done for example by sealing or gluing. It causes a secure connection between the outer shell and the inner space bounding shell, so that slipping of the outer shell is reliably prevented, even if the outer shell has only a small amount.
- the outer casing ends below the first means for holding another cup of the same kind or even below the bottom.
- the attached to the inner sheath first means for holding is thereby covered by the outer sheath and is no longer visible from the outside.
- the outer shell ends above the expansion of the frame.
- the expansion on the frame by an interaction of a arranged outside and inside the frame tool done.
- the expansion can be formed very precisely.
- the widening is advantageously widened so far outwards that a parallel to the inner wall bounding the casing extends at a certain distance outside of the jacket defining the inner space, at the lower edge of the widening.
- the outer contour of the outer shell is within the parallels with the jacket bounding the inner space, which is applied to the expansion of the frame.
- Cup 1 shown essentially consists of a conical shell 2 and a cup-shaped bottom 3.
- the open side of the cup-shaped bottom 3 is arranged so that it faces away from the filling opening of the cup 1.
- the bottom 3 is connected with its wall 31 in the region of the smaller circumference of the shell 2 liquid-tight with this by forming a frame 4.
- the material of the jacket 2 is wrapped around the wall 31 of the bottom 3 and hammered inwards.
- the jacket 2 and the bottom 3 form a fillable interior 5 of the cup 1.
- the fillable interior 5 has a height A.
- the inner space 5 delimiting shell 2 has at its upper edge, ie in the region of the larger circumference, an outwardly beaded mouth roll 6, which surrounds the filling opening.
- the property "conical" of the shell 2 is understood to mean that the shell 2 in the in FIG. 1 shown longitudinal section of the mouth roll 6 to the bottom 3 at least partially tapers.
- casing 2 has an angle of inclination ⁇ to the center axis 13 of the cup 1 in the region of the fillable interior 5 above a bead 8.
- the jacket 2 then has up to the bottom 3 a circular cylindrical shape. It is irrelevant which shape of the jacket 2 has in cross section.
- the jacket 2 is preferably circular in cross-section, but may alternatively also be, for example, oval or rectangular with rounded corners.
- the cup 1 has a truncated cone-like shape in the case of a round cross-section of the conical shell 2, while in the case of a rectangular cross-section of the conical shell 2 it has a rather truncated pyramidal shape.
- the frame 4 has at least in an area along its circumference an outwardly projecting widening 10.
- widening is to be understood that the frame 4 is issued with respect to a circular cylinder about the central axis 13 to the outside, so that the frame 4 includes a down to the footprint expanding cross-sectional area.
- a lower edge 14 of the expansion 10 on the frame 4 forms the base for the cup 1.
- the cup 1 is in use on its footprint, which is increased by the expansion 10. As a result, tilting of the cup 1 is difficult.
- the widening 10 is preferably designed circumferentially along the circumference of the frame 4.
- the outwardly extending widening 10 also forms a means 9 for holding another cup 1 'of the same kind, which can cooperate with a stacking of the cup 1 with a similar cup 1'.
- the stacking of the cup 1 in a similar cup 1 ' is in FIG. 2 shown.
- the widening 10 as a means 9 for stacking the cup 1 can cooperate, for example, with a jacket 2 'bounding the interior 5'. Other means of stacking are not essential.
- the jacket 5 delimiting the inner space 5 has at least one first means 7 for holding another cup 1 of the same type, which in itself can be arbitrarily shaped. It is important that the first means 7 for holding has at least one contour which can absorb forces acting in the direction of the central axis 13 of the cup 1, ie forces which act on stacking between two cups.
- the first means 7 for holding can be formed for example by a rib or bead 8, which projects into the interior of the cup 1.
- said second means 9 is arranged in the form of the expansion 10.
- the dimension Y of the second means 9 for holding is adapted to the dimension X of the first means 7 for holding the other cup 1 'of the same kind.
- the dimension X of the first means 7 for holding the inner diameter of the shell 2 corresponds to the bead 8.
- the dimension Y of the second means 9 for holding corresponds to the largest outer diameter of the expansion 10 on the frame 4, ie the diameter enclosing the expansion 10.
- the adaptation of the dimensions X and Y advantageously takes place in such a way that the dimension Y is chosen to be slightly smaller or at most the same size as the dimension X.
- the cooperation of the first means 7 and the second means 9 for holding is applied to the in FIG. 2 shown cups 1 and 1 'clearly.
- the first means 7 'of the cup 1' attached to the jacket 5 'delimiting the interior 5' accommodates the second means 9 of the cup 1.
- the frame 4 has a constant inclination angle ⁇ to the central axis 13 of the cup 1.
- the inclination angle ⁇ of the height range B of the frame 4 is in each case directed so that the frame 4 widens toward the lower edge 14 and at its lower edge 14 has the largest dimension Y, ie seen parallel to the central axis 13 of the lower edge 14th the frame 4 forms the furthest from the central axis 13 region of the frame 4.
- the inclination angle ⁇ is directed so that the conicity runs in the opposite direction.
- the diameter Y enclosing the widening 10 is preferably larger than the diameter D enclosing the region of the base 3 which is in contact with the interior 5.
- the means 7 for holding the jacket 5 delimiting the inner space 5 are arranged not higher above the base 3 than one third of the height A of the inner space 5 , Even if is dispensed with the means 7 and the expansion 10 is supported directly on the conical portion of the shell 2, the expansion 10 surrounding diameter Y is preferably smaller than a the inner contour of the shell 2 enclosing diameter at a height above the bottom 3 of about one Third of the height A.
- the rib or bead 8 can be embossed or rolled by molding tools which are delivered to the shell 2 in the axial or radial direction of the cup 1.
- the diameter of the first means 7 for holding another cup 1 'of the same type W, that is the inner diameter W of the bead 8 is about the same size as that of the inner space 5 coming into contact region of the bottom 3 enclosing diameter D.
- Der den Inner space 5 limiting jacket 2 is characterized thereby between the first means 7 for holding and the bottom 3 is substantially cylindrical.
- the widening 10 on the frame 4 can be formed for example by a conical mandrel which is delivered to the frame 4 from the bottom.
- the frame 4 may be heated to form the expansion 10. Since a mold which makes a sliding movement relative to the surface of the frame 4 can very easily lead to wrinkling, it may also be advantageous to form the expansion 10 by means of a rolling tool or a radially expanding tool. It may be advantageous to deliver a correspondingly shaped counter-tool to the outer circumference of the frame 4 in order to support the formation of the widening 10. A particularly advantageous method for producing the cup 1 is described below with the aid of FIGS. 6 to 8 will be explained in more detail.
- FIG. 3 are shown in the individual representations A to C in schematic form different design options of the cup 1 in the frame 4.
- the frame 4 is always formed by three layers of material, namely two layers of material of the shell 2, which surround the wall 31 of the cup-shaped bottom 3 inside and outside formed.
- This embodiment is very often advantageous, but is not mandatory to implement the present invention.
- the variants described below may also be advantageous.
- FIG. 3A it is provided that the material of the bottom 3 is turned over and surrounds the material of the shell 2.
- the lower edge 14 of the expansion 10, which forms the base for the cup 1, is in this case formed by the material of the bottom 3.
- FIG. 3B an embodiment is shown in which the frame 4 is formed only by two layers of material.
- the material of the shell 2 and the wall 31 of the bottom 3 both end at the lower edge 14 and thereby form the footprint.
- FIG. 3C an embodiment of the frame 4 of the cup 1 is shown, in which the frame 4 in the height range B has different inclination angle to the central axis 13.
- the frame 4 in the height range B has different inclination angle to the central axis 13.
- the remaining area may for example be substantially cylindrical, so that the frame 4 runs there approximately parallel to the central axis 13.
- the jacket 2 in the upper region of the frame 4 continues the inclination angle ⁇ of the jacket 2 in the region of the interior 5 unchanged.
- the cup 1 may be advantageous to assign an outer sheath which surrounds the inner space 5 limiting sheath 2 preferably to form a cavity. So that the stacking of the cup 1 is not impaired, it may be advantageous for the outer contour of the outer casing to be is located within a parallel 15 to the inner space 5 limiting sheath 2, wherein the parallel 15 is applied to the expansion 10 of the frame 4. As long as an outer sheath is located within the space 16 between the parallel 15 and the sheath 2 bounding the inner space 5, the stacking properties of the cup are in no way affected. The freedom of design is therefore unlimited. In addition, it is possible to provide a common embodiment of the cup 1 with different outer shells, without having to change the first means 7 for holding and the second means 9 for holding. Below are with the help of FIGS. 4 and 5 some possible embodiments for such outer shells described.
- Each of the cups 1 shown has a heat-insulating outer jacket 17, which partially surrounds the jacket 2 delimiting the interior 5, forming a cavity 18.
- Such cups are also referred to as double-walled insulating cup, in which the located inside the outer shell 17 shell 2 in conjunction with the bottom 3 can also be referred to as "inner cup”.
- the first means 7 for holding another cup 1 'of the same kind and the second means 9 for holding are analogous to those in FIG FIG. 1 designed variant, so that can be dispensed with a repeated description.
- the outer jacket 17 of in FIG. 4 Cup 1 shown is arranged substantially parallel to the inner space bounding jacket 2. Die Mantel 2 ist mit dem Gepatiuse 2sky.
- the outer shell 17 has at an upper and at a lower end in each case an inwardly directed curl 19 and 20 and is supported by the curls 19 and 20 on the inner space 5 bounding shell 2 from. It can be provided that the outer jacket 17 is fixed in the region of the curl 19 and / or 20, for example by gluing.
- the curl 20 is supported in the region of the frame 4 and thus below the horizontal bottom 3 of the inner cup on the inner shell 5, whereby the outer sheath 17 is very stable.
- the outer shell 17 also conceals the first means 7 for holding, so that it is not recognizable from the outside.
- the curl 20 has a parallel to the outer shell 17 extending portion 23.
- the region 23 extends close to the inside of the outer shell 17 and can also rest there.
- the sliding of the outer shell 17 is simplified to the shell 2, since the outer shell 17 can not stick to the frame 4.
- FIG. 5 has the interior 5 limiting jacket 2 in the area below the mouth roll 6 on a sudden change in size in the form of a shoulder 21, which is seen from the bottom 3 to the mouth roll 6 represents a sudden cross-sectional widening.
- the outer shell 17 is in the area between the mouth roll 6 and the shoulder 21 with the inner space 5 bounding jacket 2, for example by sealing or gluing, connected.
- the outer jacket 17 has an inwardly directed curl 20, which likewise has a region 23 extending parallel to the outer jacket 17.
- the curl 20 is supported below the bottom 3 on the frame 4.
- the curl 20 is in contrast to FIG. 4 flattened and slightly compressed at the lower edge region 24 of the outer shell 17, so that there is a greater conicity of the outer shell 17 is present.
- Deviating from the presentation of FIG. 5 can the cup 1 in the region of the shoulder 21 also be designed differently.
- An advantageous variant in the region of the shoulder 21 is in FIG. 5A shown greatly enlarged.
- the region 25 of the casing 2 extends between the mouth roll 6 and the shoulder 21 approximately parallel to the central axis 13.
- the outer shell 17 can be pushed a little under the mouth roll 6 when pushed onto the inner cup 1, the upper edge portion 26 of the outer shell 17 is slightly compressed.
- the edge region 26 thus does not continue the conical outer jacket 17 uniformly, but has a somewhat smaller diameter. If the outer jacket 17, as in FIG. 5A , shown with its upper edge a little inserted into the mouth roll 6, the result is a particularly good appearance of the cup 1, since the upper edge of the outer shell 17 is no longer visible. If the outer sheath 17 is inserted further into the mouth roll 6 in an unillustrated embodiment, the clamping of the outer sheath 17 by the material of the mouth roll 6 causes a fixation of the outer sheath 17. For certain applications, the clamping of the outer sheath 17 in the mouth roll 6 as only attachment of the outer jacket 17 may be sufficient.
- the bead 8 of the first means 7 for holding the cups is adapted to the dimension Y of the second means 9 for holding another cup 1 'of the same kind. If the dimensions X and Y in the cups 1 of FIGS. 4 and 5 are identical to the different outer shells 17, all these cups 1 can be stacked in any combination with each other without jamming, since all outer shells 17 are within the space 16 between the parallel 15 and the interior 5 forming shell 2.
- the outer side 22 of the outer shells 17 may have different structures.
- the outer side 22 may, for example, be corrugated, embossed, corrugated or have a foamed coating. It can also be provided to carry out the outer jacket 17, for example, corrugated and additionally provide on the outer side 22 a smooth cover of the wave structure in the form of another jacket to further improve the insulating effect of the cup 1.
- the design of the outer shell 17 with an upper curl 19 or the attachment of the outer shell 17 in the region of a shoulder 21 of the shell 2 have the advantage that even in a region just below the mouth roll 6, a very wide cavity 18 between shell 2 and outer shell 17th arises, which has a very high insulation effect.
- the curl 19 or the shoulder 21 ensure even without additional means, such as foamed layers or corrugated layers within the cavity 18, that the distance between the jacket 2 and outer shell 17 is not reduced under pressure, for example by a cross-hand, and the Isolation effect is lost.
- a conical outer shell 2 and an approximately cup-shaped bottom are formed.
- the outer shell 2 has initially the shape of a conical sleeve and the bottom 3 has the shape of a truncated cone, which tapers parallel to the outer sleeve 2.
- the bottom 3 and the outer shell 2 are not yet connected to each other, but only inserted into each other.
- the outer casing 2 is attached to a mandrel 30, which has a frustoconical shape in a first region 29, in which, however, adjoins the tapered end of the frusto-conical portion 29, a further frusto-conical surface 32, which tapers more and the shaping the bead 8, see Fig. 1 , is provided.
- the surface 32 is followed by a circular cylindrical region 33, at the free end of the bottom 3 abuts.
- a diameter E of this circular cylindrical region 33 may be smaller, in particular about 0.5 mm smaller than the diameter D of the bottom, see also Fig.
- the outer shell 2 can be compressed slightly more to form the bead 8, as would be possible with already sealed jacket 2 and bottom 3. Since the coat 2 as well as the bottom 3 off coated paper material, the bottom 3 can be at least slightly compressed. It is thereby possible to draw the bead 8 relatively far into the interior of the cup in order to ensure a safe stacking of several cups.
- a mold 34 To form the bead 8 is next to the mandrel 30, a mold 34, the in Fig. 6 is shown, and in the direction of the arrow 35 upwards, to be driven towards the mandrel 30.
- the molding tool 34 has a frustoconical surface 36, which corresponds in its conicity substantially to the surface 32 on the mandrel 30. The outer sleeve 2 is thus clamped between mandrel 30 and mold 34 and between the surfaces 32 and 36, the bead 8 is formed.
- the molding tool 34 has a channel-shaped region 38, which in the sectional view of the molding tool 34 in FIG Fig. 6 is shown only in sections, but extends over 360 °.
- the simultaneous turning over of the lower edge 37 of the shell 2 with the molding of the bead 8 facilitates the production of the cup according to the invention considerably.
- the jacket 2 is wound from a circular segment over a mandrel and then glued or sealed along a longitudinal seam.
- the longitudinal seam of the shell 2 in the region of the lower end 37 can not be glued or sealed.
- This area is in the representation of Fig. 6 denoted by F. If the longitudinal seam in the area F is not glued or sealed, the sheath 2 can deform more freely when the lower end 37 is folded over, and corrugation of the paper material, which in principle is difficult to deform, is avoided.
- the region F may extend from the lower edge 37 of the shell 2 even to the lower edge of the bottom 3, as in FIG Fig. 6 also indicated by the reference numeral F '.
- the length F or F ' is thus variable and can be changed.
- FIG. 7 shows a further embodiment of the invention, wherein, in contrast to the embodiment of Fig. 6 the shell 2 'has an initially conical shape, which then merges with the horizontal bottom 3' but into a cylindrical shape. Consequently, the bottom 3 'in this embodiment, a reverse pot shape with cylindrical circumferential wall 31.
- an outer ring 38 is moved into the area below the bottom 3 '.
- the shell 2 'facing inner surface of the outer ring 38 is exposed to the outside and has the angle that the frame 4 should take in the final state.
- a plurality of inner jaws 39 are provided, wherein in the illustration of Fig. 8 only an inner jaw 39 is shown.
- the inner jaws 39 can in the representation of Fig. 8 outwardly, are moved in the direction of the outer ring 38 and thereby press the folded edge 37 'against the wall 31 of the bottom 3' and against the inner surface of the outer ring 38th
- a radially outwardly facing surface of the inner jaw 39 is arranged parallel to the inner surface of the outer ring 38 and also has the angle at which the frame 4 should be arranged in the final state,
- the inner jaws 39 are for example part of a mandrel and can be moved by moving an in Fig. 6 not shown middle part are moved radially outward.
- the outer ring 38 may be formed as a solid ring or, for example, as an openable ring to facilitate the sliding onto the shell 2 '.
- a circumferential roller may be provided, which exerts a radially outward, in the direction of the outer ring 38 directed force on the edge 37 'and the wall 31 to the Frame 4 to form.
- the cup remains on the mandrel 30th
- the inner cup 1 is completed and can be removed from the mandrel 30.
- the outer jacket 22 For the production of the outer jacket 22, this is first wound from a circular segment-shaped blank on a mandrel and connected to a frusto-conical sleeve. In the area of the lower, tapered end is then according to Fig. 9 initially a curl 40 vorgefomt. This curl 40 represents a precursor of the curl 20, as shown in the 4 and 5 is shown. For the production of in Fig. 5 The cup 40 is then flat pressed until the in Fig. 10 shown form of curl is reached. It will be appreciated that the lower edge of the outer shell 17, formed by the curl 20, is slightly retracted and therefore has a greater taper at the lower end, as previously discussed. In the presentation of the Fig.
- a knurling or ribbing 41 indicated.
- Such a knurling or corrugation 41 on the inside of the curl 20 can be provided to achieve a higher elasticity when pushing the outer sheath 17 on the inner cup 1.
- an inner diameter V of the curl 20 is smaller than an outer diameter Y, see Fig. 5 of the frame 4.
- the end of the outer jacket 17 with the curl 20 must therefore expand slightly in order to be pushed over the frame 4 can. This expansion is facilitated by the knurling or ribbing 41.
- the longitudinal seam of the outer shell 17 may not be glued or sealed in the region of the curl 20. Thereby, a certain rising of the outer shell 17 in the region of the curl 20 is facilitated, so that the outer shell 17 can be pushed over the frame 4 and then contracts again, so that the curl 20 in the in Fig. 5 shown position on the outside of the frame 4 rests.
- a diameter U at the upper end of the curl 20 is greater than the outer diameter Y of the frame 4.
- Fig. 5 refer to.
- the frame 4 runs on the slope, which is formed by the inside of the curl 20 and the further extension of the outer shell 17, this is widened, slips over the area with the largest diameter Y of the frame 4 away and then takes the in Fig. 5 shown position.
- the outer sheath 17 is then held by the residual stress on the inner cup 1, since to remove the outer shell 17 this would have to be pulled over the conically widening frame 4 again.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Becher aus einem Papiermaterial mit einem befüllbaren Innenraum, der durch einen konischen Mantel und einen Boden gebildet wird, wobei der Boden am unteren Ende des Innenraums mit einer Zarge im Wesentlichen flüssigkeitsdicht am Mantel befestigt ist.
- Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Bechers aus einem Papiermaterial, der aus einem konischen Mantel und einem im Bereich des geringeren Umfangs des Mantels durch eine Zarge befestigten Boden besteht.
- Ein Becher dieser Art ist durch die
JP2001-192015A - Bei dem bekannten Becher umschließt der Außenmantel vollständig die Zarge, so dass diese von außen nicht mehr sichtbar ist. Beim Einschlagen und Befestigen des Außenmantels von innen an der Zarge ist deshalb ein Gegenhalten von außen nicht mehr möglich. Der Außenmantel kann nur mit einer sehr geringen Kraft, die die Zarge selbst aufnehmen kann, von innen angedrückt werden. Ist die Andruckkraft zu hoch, kann die Zarge reißen, andererseits kann die Befestigung des Außenmantels mangelhaft sein, wenn die Andruckkraft zu gering ist. Bei einem Verbinden des Außenmantels durch Heißsiegeln kann es vorkommen, dass sich die Versiegelung zwischen Boden und dem den Innenraum begrenzenden Mantel wieder löst, da beim Siegeln des nach innen eingeschlagenen Außenmantels kein Gegendruck an der Zarge von außen mehr ausgeübt werden kann.
- Bei Bechern aus Papiermaterial ist die Zarge ein sehr wichtiges Element des Bechers. Die Zarge ist notwendig für die Verbindung zwischen dem Mantel und dem Boden. An der Zarge liegen wenigstens zwei Materialschichten in Dickenrichtung aufeinander, nämlich das Material des Bodens und das Material des den Innenraum begrenzenden Mantels. Bevorzugt ist der Boden topfförmig gestaltet, dessen offene Seite der Füllöffnung des Bechers abgewandt ist. Die wenigstens zwei Materialschichten sind also bevorzugt entlang der Wandung des topfförmigen Bodens angeordnet. Es kann zusätzlich vorgesehen sein, dass beispielsweise der Mantel um das Material des Bodens herum eingeschlagen ist, und dass die Zarge aus drei oder mehr Materialschichten besteht. Das Material des Bodens ist mit dem Material des Mantels im Bereich der Zarge verklebt oder versiegelt, um wenigstens für einen gewissen Zeitraum flüssigkeitsdicht zu sein.
- Unter dem Begriff "Papiermaterial" aus dem der Boden und der Mantel besteht, können dabei unterschiedliche Materialien verstanden werden, die wenigstens eine Schicht aus Papier, Pappe oder Karton aufweisen. Zusätzlich kann das Material eine oder mehrere Schichten aus Kunststoff und/oder Aluminium aufweisen. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Papiermaterial gewachst oder lackiert ist, um eine Beständigkeit gegenüber der in den Innenraum einzufüllenden Flüssigkeit aufzuweisen. Bevorzugt ist das Papiermaterial wenigstens auf der den Innenraum begrenzenden Seite mit einer dünnen Kunststoffschicht, vorzugsweise aus Polyethylen, beschichtet. Im Gegensatz zu reinem Kunststoffmaterial ist die Formbarkeit und insbesondere die Dehnbarkeit von derartigem Papiermaterial eingeschränkt. Bei zu starker Verformung kann das Papiermaterial selbst oder auch eine vorgesehene Beschichtung reißen, so dass die Dichtigkeit beeinträchtigt ist. Bei Bechern aus Papiermaterial ist deshalb die Zarge ein wesentliches Konstruktionsmerkmal, auf das nicht verzichtet werden kann.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Herstellbarkeit eines Bechers der eingangs genannten Art zu vereinfachen und Dichtigkeitsprobleme an der Zarge zu vermeiden.
- Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Mantel und/oder der Boden im Bereich der Zarge und/oder die Zarge selbst wenigstens in einem Bereich entlang des Umfangs eine nach außen ragende Aufweitung aufweist, und dass ein unterer Rand eine Standfläche für den Becher bildet.
- Die Aufgabe wird bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass der Boden mit dem Mantel unter Bildung einer Zarge verbunden wird, wobei während der Bildung der Zarge der Mantel und/oder der Boden im Bereich der Zarge und/oder die Zarge selbst wenigstens in einem Bereich entlang des Umfangs nach außen aufgeweitet wird, so dass ein unterer Rand der Aufweitung eine Standfläche für den Becher bildet.
- Die Standfläche des Bechers ist durch die Aufweitung vergrößert, so dass der Becher eine verbesserte Standfestigkeit aufweist. Die Aufweitung wird dabei nicht oder nicht vollständig durch einen Außenmantel abgedeckt, so dass das Material des Mantels oder des Bodens unmittelbar die Standfläche bildet. Die Zarge kann dadurch in ihrer Dichtigkeit nicht durch die Anbringung des zusätzlichen Materials des Außenmantels beeinträchtigt werden. In bevorzugter Ausgestaltung ist die Aufweitung durchgehend und gleichmäßig entlang des Umfangs geformt. Wenn das Papiermaterial beschichtet ist, ist es vorteilhaft, die Aufweitung nur so groß zu formen, dass die Beschichtung nicht einreißt.
- Bevorzugt wird die Zarge auf ihrer gesamten Höhe aufgeweitet. Die Zarge weist dann - in einem Axialschnitt gesehen - einen im Wesentlichen konstanten Neigungswinkel zu der Mittelachse des Bechers auf. In Ausgestaltung kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Zarge unterschiedliche Höhenbereiche enthält, die unterschiedliche Neigungswinkel aufweisen. Dabei kann der an den Boden angrenzende Bereich der Zarge in seiner ursprünglichen Form verbleiben, während der untere Rand der Zarge vermehrt aufgeweitet wird. Der obere Höhenbereich kann hauptsächlich zur Abdichtung des befüllbaren Innenraums dienen und verbindet den konischen Mantel im Wesentlichen flüssigkeitsdicht mit dem Boden. In diesem oberen Höhenbereich sind der Mantel und die Wandung aneinander angesiegelt oder verklebt. Im unteren Höhenbereich der Zarge ist das Material des den Innenraum begrenzenden Mantels und/oder die Wandung des Bodens aufgeweitet und bildet mit seinem unteren Rand eine vergrößerte Standfläche für den Becher. In diesem Höhenbereich ist eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Material des Bodens und dem Material des Mantels nicht mehr unbedingt erforderlich, so dass ein Siegeln oder Verkleben im unteren Höhenbereich wenigstens teilweise entfallen kann.
- Der erfindungsgemäße Becher lässt sich sehr vielseitig einsetzen, da er sowohl ohne Außenmantel als auch mit verschiedenen Außenmänteln eingesetzt werden kann. Bevorzugt ist ein wärmeisolierender Mantel vorgesehen, der den den Innenraum begrenzenden Mantel teilweise unter Bildung eines Hohlraumes umgibt. Der Außenmantel wird dabei bevorzugt auf den den Innenraum begrenzenden konischen Mantel entlang der Mittelachse aufgeschoben und fixiert, nachdem die Zarge geformt und aufgeweitet wurde.
- Die Aufweitung an der Zarge lässt sich sehr vorteilhaft einsetzen, um die Stapeleigenschaften des Bechers zu verbessern. Ein stapelbarer Becher ist beispielsweise durch die
EP 1 227 042 B1 bekannt. Der den Innenraum begrenzende Mantel des bekannten Bechers weist ein erstes Mittel zum Halten eines anderen Bechers gleicher Art auf. Der bekannte Becher weist an einem Außenmantel, der den Innenraum begrenzenden Mantel mit einem wärmeisolierenden Hohlraum umgibt, ein zweites Mittel zum Halten auf. Das zweite Mittel zum Halten wird durch eine am unteren Ende des Außenmantels angebrachte und nach innen gerichtete Einrollung gebildet. Bei einem Stapeln des Bechers kann das an dem Außenmantel angebrachte zweite Mittel zum Halten mit einem an einem gleichartigen Becher angebrachten ersten Mittel zum Halten zusammenwirken. Mehrere aufeinander gestapelte Becher bilden dadurch einen stabilen Stapel, bei dem die gestapelten Becher sicher aufeinander stehen, ohne sich jedoch ineinander zu verklemmen. Da ein Verklemmen der gestapelten Becher verhindert wird, lassen sich die Becher aus dem Stapel auch wieder sehr gut vereinzeln. - Der bekannte Becher hat den Nachteil, dass die beim Stapeln auftretenden Kräfte, über den den Innenraum begrenzenden Mantel und über den Außenmantel übertragen werden. Die Kräfte, die innerhalb des Bechers von dem ersten Mittel zum Halten an das zweite Mittel zum Halten weitergeleitet werden müssen, werden zuerst durch den den Innenraum begrenzenden Mantel zu der Verbindungsstelle zwischen Innenmantel und Außenmantel übertragen und über diese Verbindungsstelle an den Außenmantel weitergegeben. Im Außenmantel werden die Kräfte dann zu dem als Einrollung ausgebildeten zweiten Mittel zum Halten weitergeleitet und dort an den nächsten Becher übertragen. Hierdurch müssen sowohl der Innenmantel als auch der Außenmantel stabil genug ausgelegt sein, um die auftretenden Kräfte aufnehmen zu können. Außerdem muss auch die Verbindungsstelle zwischen dem Außenmantel und dem Innenmantel auf die maximal auftretenden Kräfte ausgelegt sein.
- Die Gestaltungsfreiheit des Bechers nach der
EP 1 227 042 B1 ist in nachteiliger Weise eingeschränkt, da das am Außenmantel angebrachte zweite Mittel zum Halten immer an die Abmessungen des ersten Mittels zum Halten eines anderen Bechers gleicher Art und an die zu übertragenden Kräfte angepasst sein muss. Es ist nicht möglich den Außenmantel mit einer beliebigen Form zu versehen, oder seine Form beliebig zu ändern. Außerdem ist es nicht möglich, im Bedarfsfall den Außenmantel wegzulassen, ohne die guten Stapeleigenschaften zu verlieren. - Bei dem Becher gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass an der Zarge ein Mittel zum Halten eines anderen Bechers gleicher Art angeordnet ist, das bei einem Stapeln des Bechers mit einem gleichartigen Becher zusammenwirken kann. Das Mittel zum Halten wird vorteilhafterweise durch die Aufweitung gebildet. Bevorzugt ist vorgesehen, dass an dem den Innenraum begrenzenden Mantel ein erstes Mittel zu Halten angeordnet ist, dass bei einem Stapeln des Bechers mit einem an der Aufweitung eines gleichartigen Bechers angebrachten zweiten Mittel zum Halten zusammenwirken kann.
- Der stapelbare Becher wird bevorzugt durch ein Verfahren mit den folgenden Verfahrensschritten hergestellt:
- Formen wenigstens eines ersten Mittels zum Halten eines anderen Bechers gleicher Art an dem den Innenraum begrenzenden Mantel;
- Formen eines zweiten Mittels zum Halten an der Zarge, das bei einem Stapeln des Bechers mit einem an einem gleichartigen Becher gebrachten ersten Mittel zum Halten zusammenwirken kann.
- Das zweite Mittel zum Halten ist dabei an dem den Innenraum begrenzenden Mantel oder an dem Boden oder an einer Zarge angeordnet, durch die der den Innenraum begrenzende Mantel mit dem Boden verbunden ist. Jedenfalls ist das zweite Mittel zum Halten an einer Komponente des Bechers angebracht, die mit dem befüllbaren Innenraum in Kontakt steht.
- Der erfindungsgemäße Becher hat den Vorteil, dass er auch ohne Vorhandensein eines Außenmantels sicher und stabil gestapelt und ohne Verklemmen auch wieder entstapelt werden kann. Falls vorgesehen ist, dem Becher einen wärmeisolierenden Außenmantel zuzuordnen, so lässt sich dieser weitgehend unabhängig und frei von den beim Becher der
EP 1 227 042 B1 vorhandenen Beschränkungen gestalten. Die beim Stapeln auftretenden Kräfte werden lediglich innerhalb des den Innenraum begrenzenden Mantels vom ersten Mittel zum Halten zu dem zweiten Mittel zum Halten weitergeleitet. Ein Außenmantel ist somit nicht unbedingt erforderlich. Wenn dennoch ein Außenmantel vorhanden sein soll, so wird dieser durch die beim Stapeln auftretenden Kräfte nicht beansprucht. Die Zarge, durch die der den Innenraum begrenzenden Mantel mit dem Boden verbunden ist, ist ein sehr stabiler Teil des Bechers und ist besonders gut zur Aufnahme von Kräften geeignet. Die beim Stapeln auftretenden Kräfte werden im Wesentlichen durch den den Innenraum begrenzenden Mantel vom ersten Mittel zum Halten auf das zweite Mittel zum Halten, das durch die Aufweitung an der Zarge gebildet werden kann, übertragen. Es lassen sich hierdurch sehr stabile Stapel mit einer Vielzahl von Bechern bilden, die sich auch dann nicht ineinander verkeilen, wenn die Stapel Stößen ausgesetzt oder beispielsweise ruckartig auf den Untergrund abgesetzt werden. Der den Innenraum begrenzende Mantel und der Boden sind ohnehin stark genug, um die beim Stapeln auftretenden Kräfte aufzunehmen, da sie auch die bei der Befüllung auftretenden Kräfte aufnehmen müssen. - Um ein Verklemmen mehrerer Becher beim Stapeln zu verhindern, ist es vorteilhaft, dass die Abmessungen des zweiten Mittels zum Halten an die Abmessungen des ersten Mittels zum Halten eines anderen Bechers gleicher Art angepasst sind. Das erste Mittel zum Halten eines anderen Bechers gleicher Art kann dabei an sich beliebig ausgeformt sein. Wesentlich ist, dass eine Kontur geformt wird, die in axialer Richtung des Bechers wirkende Kräfte, also der Kräfte, die beim Stapeln zwischen zwei Bechern wirken, aufnehmen kann. Das erste Mittel zum Halten ist bevorzugt als eine Sicke oder Rippe ausgestaltet, die wenigstens in einem Bereich entlang des Umfangs in den den Innenraum begrenzenden Mantel eingeformt ist. Die Sicke oder Rippe kann dabei entlang des Umfangs durchgehend oder mit Unterbrechungen gestaltet sein.
- Wenn nun in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, dass der Becher einen wärmeisolierenden Außenmantel aufweist, ist dabei die Ausgestaltung des wärmeisolierenden Außenmantels an sich beliebig. Der Außenmantel kann beispielsweise aus einem Kunststoff-Papier- oder Verbundmaterial hergestellt sein. Zur Verbesserung der Isolationswirkung kann der Außenmantel auch gewellt, geriffelt, geprägt oder mit einer aufgeschäumten Schicht versehen sein. Der Außenmantel kann auch mehrschichtig ausgebildet sein, beispielsweise kann eine gewellte Zwischenschicht vorgesehen sein, die von einer glatt darüber gelegten Außenschicht abgedeckt ist. Dadurch, dass der erfindungsgemäße Becher unabhängig vom Außenmantel gestapelt werden kann, lässt sich ein und derselbe Innenbecher in einfacher und nahezu beliebiger Weise mit den unterschiedlichsten Außenmänteln kombinieren. Ohne die Form und Abmaße des Innenbechers bzw. der den befüllbaren Innenraum bildenden Komponenten zu verändern, lassen sich verschiedene Becher mit unterschiedlichem optischen und haptischen Erscheinungsbild schaffen, da das Erscheinungsbild, das der Benutzer des Bechers wahrnimmt, hauptsächlich durch die Gestaltung des Außenmantels bestimmt wird.
- Bei einem Verfahren zum Herstellen eines doppelwandigen Bechers werden vorteilhafterweise folgende Verfahrensschritte ausgeführt:
- Formen wenigstens eines ersten Mittels zum Halten eines anderen Bechers gleicher Art an dem den Innenraum begrenzenden Mantel;
- Formen einer aufgeweiteten Zarge und Verpressen von dem den Innenraum begrenzenden Mantel und dem Boden;
- Formen eines zweiten Mittels zum Halten an der Zarge, das bei einem Stapeln des Bechers mit einem an einem gleichartigen Becher angebrachten ersten Mittel zum Halten zusammenwirken kann;
- Aufschieben eines hülsenförmig vorgeformten Außenmantels auf den den Innenraum begrenzenden konischen Mantel in axialer Richtung;
- Fixieren des Außenmantels an dem den Innenraum begrenzenden Mantel.
- Das Fixieren des Außenmantels an dem Innenbecher kann dabei beispielsweise durch Siegeln oder Leimen geschehen. Es bewirkt eine sichere Verbindung zwischen dem Außenmantel und dem den Innenraum begrenzenden Mantel, so dass ein Verrutschen des Außenmantels sicher verhindert wird, auch wenn der Außenmantel nur eine geringe Höhe hat.
- Um ein gutes äußeres Erscheinungsbild des Bechers zu erreichen, ist es vorteilhaft, dass der Außenmantel unterhalb des ersten Mittels zum Halten eines anderen Bechers gleicher Art oder sogar unterhalb des Bodens endet. Das an dem Innenmantel angebrachte erste Mittel zum Halten wird dadurch von dem Außenmantel überdeckt und ist von außen nicht mehr sichtbar. Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass der Außenmantel oberhalb der Aufweitung der Zarge endet.
- Bevorzugt wird die Aufweitung an der Zarge durch ein Zusammenwirken eines außerhalb und innerhalb der Zarge angeordneten Werkzeuges erfolgen. Die Aufweitung lässt sich dadurch sehr präzise formen.
- Die Aufweitung ist vorteilhafterweise so weit nach außen aufgeweitet, dass eine an dem unteren Rand der Aufweitung angelegte Parallele zu dem den Innenraum begrenzenden Mantel mit einem gewissen Abstand außerhalb des den Innenraum begrenzenden Mantels verläuft. Damit ein vorgesehener Außenmantel das Stapeln des Bechers nicht behindert, ist es vorteilhaft, dass sich die Außenkontur des Außenmantels innerhalb der Parallelen zu dem den Innenraum begrenzenden Mantel befindet, die an der Aufweitung der Zarge angelegt wird.
- Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den Figuren. Einzelmerkmale der unterschiedlichen dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen lassen sich dabei in beliebiger Weise kombinieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.
- Es zeigen:
-
Figur 1 einen erfindungsgemäßen Becher im Längsschnitt, -
Figur 2 eine Ansicht ähnlichFigur 1 auf zwei gestapelte Becher, -
Figuren 3 A bis C schematisch und nur teilweise dargestellte Längsschnitte auf unterschiedliche Ausgestaltungsformen im Bereich der Zarge von erfindungsgemäßen Bechern, -
Figur 4 und 5 Ansichten ähnlichFigur 1 auf teilweise dargestellte Becher unterschiedlicher Ausgestaltung, bei denen verschiedene Außenmäntel vorgesehen sind, -
Figur 5A eine vergrößerte Ansicht auf eine Variante derFigur 5 , -
Figur 6 einen Längsschnitt eines Bechers im Bereich der Zarge beim Einschlagen des Mantels und beim Formen eines Mittels zum Halten eines anderen Bechers, -
Figur 7 eine Ansicht einer Variante derFigur 6 , -
Figur 8 einen Längsschnitt durch die Zarge eines erfindungsgemäßen Bechers mit einem Innenwerkzeug und einem Außenwerkzeug zum Verpressen der Zarge, -
Figur 9 und 10 einen teilweise dargestellten Außenmantel des Bechers derFigur 5 in unterschiedlichen Herstellungsschritten. - Der in
Figur 1 dargestellte Becher 1 besteht im Wesentlichen aus einem konischen Mantel 2 und einem topfförmigen Boden 3. Die offene Seite des topfförmigen Bodens 3 ist so angeordnet, dass sie von der Füllöffnung des Bechers 1 abgewandt ist. Der Boden 3 ist mit seiner Wandung 31 im Bereich des geringeren Umfangs des Mantels 2 flüssigkeitsdicht mit diesem durch Bildung einer Zarge 4 verbunden. Im Bereich der Zarge 4 ist das Material des Mantels 2 um die Wandung 31 des Bodens 3 herumgelegt und nach innen eingeschlagen. Der Mantel 2 und der Boden 3 bilden einen befüllbaren Innenraum 5 des Bechers 1. Der befüllbare Innenraum 5 weist eine Höhe A auf. Der den Innenraum 5 begrenzende Mantel 2 weist an seinem oberen Rand, also in dem Bereich des größeren Umfangs, eine nach außen gebördelte Mundrolle 6 auf, die die Füllöffnung umgibt. - Die Eigenschaft "konisch" des Mantels 2 ist dabei so zu verstehen, dass sich der Mantel 2 in dem in
Figur 1 dargestellten Längsschnitt von der Mundrolle 6 zu dem Boden 3 wenigstens abschnittsweise verjüngt. Der Mantel 2 weist dabei im Bereich des befüllbaren Innenraums 5 oberhalb einer Sicke 8 einen Neigungswinkel α zu der Mittelachse 13 des Bechers 1 auf. Unterhalb der Sicke 8 hat der Mantel 2 dann bis zum Boden 3 eine kreiszylindrische Form. Es ist dabei unerheblich, welche Form der Mantel 2 im Querschnitt aufweist. Der Mantel 2 ist im Querschnitt bevorzugt kreisrund, kann aber alternativ auch beispielsweise oval oder rechteckig mit abgerundeten Ecken sein. Der Becher 1 hat im Falle eines runden Querschnitts des konischen Mantels 2 eine kegelstumpfähnliche Form, während er im Falle eines rechteckigen Querschnitts des konischen Mantels 2 eine eher pyramidenstumpfartige Form aufweist. - Die Zarge 4 weist wenigstens in einem Bereich entlang ihres Umfanges eine nach außen ragende Aufweitung 10 auf. Unter Aufweitung ist dabei zu verstehen, dass die Zarge 4 bezogen auf einen Kreiszylinder um die Mittelachse 13 nach außen ausgestellt ist, so dass die Zarge 4 eine sich nach unten, zur Standfläche hin erweiternde Querschnittsfläche einschließt. Ein unterer Rand 14 der Aufweitung 10 an der Zarge 4 bildet die Standfläche für den Becher 1. Der Becher 1 steht bei Gebrauch auf seiner Standfläche, die durch die Aufweitung 10 vergrößert ist. Dadurch ist ein Umkippen des Bechers 1 erschwert. Die Aufweitung 10 ist bevorzugt entlang des Umfangs der Zarge 4 umlaufend gestaltet.
- Die nach außenragende Aufweitung 10 bildet auch ein Mittel 9 zum Halten eines anderen Bechers 1' gleicher Art, das bei einem Stapeln des Bechers 1 mit einem gleichartigen Becher 1' zusammenwirken kann. Das Stapeln des Bechers 1 in einem gleichartigen Becher 1' ist in
Figur 2 dargestellt. Die Aufweitung 10 als Mittel 9 zum Stapeln des Bechers 1 kann dabei beispielsweise mit einem den Innenraum 5' begrenzenden Mantel 2' zusammenwirken. Weitere Mittel zum Stapeln sind nicht unbedingt erforderlich. - Bevorzugt weist der den Innenraum 5 begrenzende Mantel 2 wenigstens ein erstes Mittel 7 zum Halten eines anderen Bechers 1 gleicher Art auf, das an sich beliebig geformt sein kann. Wichtig ist, dass das erste Mittel 7 zum Halten wenigstens eine Kontur aufweist, die in Richtung der Mittelachse 13 des Bechers 1 wirkende Kräfte, also Kräfte, die beim Stapeln zwischen zwei Bechern wirken, aufnehmen kann. Das erste Mittel 7 zum Halten kann beispielsweise durch eine Rippe oder Sicke 8 gebildet werden, die in den Innenraum des Bechers 1 hineinragt. An der Zarge 4, an der der den Innenraum 5 begrenzende Mantel 2 um den topfförmig tiefgezogenen Boden 3 herumgebördelt und flüssigkeitsdicht versiegelt ist, ist das genannte zweite Mittel 9 in Form der Aufweitung 10 angeordnet.
- Die Abmessung Y des zweiten Mittels 9 zum Halten ist an die Abmessung X des ersten Mittels 7 zum Halten des anderen Bechers 1' gleicher Art angepasst. Im Falle eines kreisrunden Querschnitts des Bechers 1 entspricht die Abmessung X des ersten Mittels 7 zum Halten dem Innendurchmesser des Mantels 2 oberhalb der Sicke 8. Die Abmessung Y des zweiten Mittels 9 zum Halten entspricht dem größten Außendurchmesser der Aufweitung 10 an der Zarge 4, also dem Durchmesser, der die Aufweitung 10 umschließt. Die Anpassung der Abmessungen X und Y erfolgt vorteilhafterweise derart, dass die Abmessung Y etwas kleiner oder maximal gleich groß wie die Abmessung X gewählt wird.
- Das Zusammenwirken des ersten Mittels 7 und des zweiten Mittels 9 zum Halten wird an den in
Figur 2 dargestellten Bechern 1 und 1' deutlich. Das an dem den Innenraum 5' begrenzenden Mantel 2' angebrachte erste Mittel 7' des Bechers 1' nimmt das zweite Mittel 9 des Bechers 1 auf. Die an der Zarge 4 des Bechers 1 angebrachte Aufweitung 10 und speziell das untere Ende der Aufweitung 10, also etwa die Standfläche am unteren Rand 14, stützt sich dabei auf die Sicke 8', die in den Mantel 2' eingeformt ist. Durch die genannte Anpassung der Abmessung X des ersten Mittels 7 zum Halten an die Abmessung Y des zweiten Mittels 9 zum Halten wird gewährleistet, dass die Aufweitung 10 des Bechers 1 stabil und sicher auf der Sicke 8' des gleichartigen Bechers 1' aufsteht, ohne sich jedoch in dem konischen Mantel 2' zu verklemmen. Die Kräfte, die beim Stapeln entlang der Mittelachse 13 auftreten, beispielsweise die Gewichtskräfte des Bechers 1 und der eventuell noch darüber gestapelten Becher, werden sicher von der Sicke 8' als Mittel 7' zum Halten aufgenommen und über den Mantel 2' bis zum unteren Rand 14' der Zarge 4' des unteren Bechers 1' weitergeleitet und von der am unteren Rand 14' befindlichen Standfläche an den Untergrund abgegeben. Auch wenn sehr hohe Kräfte in Richtung der Mittelachse 13 auftreten, ist eine leichte Entnehmbarkeit des Bechers 1 bzw. 1' beim Entstapeln gewährleistet. - Um eine genügend große Aufweitung 10 mit einem entsprechend großen Maß Y zu erreichen, ohne die Dichtigkeit des Mantels 2 zu beeinträchtigen, ist es vorteilhaft, wenn die Höhe der Aufweitung 10 - wie in
Figur 1 erkennbar - sich im Wesentlichen über die gesamte Höhe B der Zarge 4 erstreckt. Im Axialschnitt derFigur 1 gesehen weist die Zarge 4 einen konstanten Neigungswinkel β zu der Mittelachse 13 des Bechers 1 auf. Der Neigungswinkel β des Höhenbereiches B der Zarge 4 ist dabei in jedem Fall so gerichtet, dass sich die Zarge 4 zum unteren Rand 14 hin aufweitet und an ihrem unteren Rand 14 die größte Abmessung Y aufweist, also parallel zur Mittelachse 13 gesehen der untere Rand 14 der Zarge 4 den am weitesten von der Mittelachse 13 beabstandeten Bereich der Zarge 4 bildet. Im Vergleich zu dem Neigungswinkel α des Mantels 2 im Bereich des Innenraumes 5 ist der Neigungswinkel β so gerichtet, dass die Konizität in entgegengesetzte Richtung verläuft. - Der die Aufweitung 10 umschließende Durchmesser Y ist dabei bevorzugt größer als der Durchmesser D, der den mit dem Innenraum 5 in Kontakt stehenden Bereich des Bodens 3 umschließt. Damit ein effektives Stapeln möglich ist und die Stapelhöhe nicht unnötig hoch wird, ist es vorteilhaft, wenn das an dem den Innenraum 5 begrenzenden Mantel 2 angeordnete Mittel 7 zum Halten nicht höher oberhalb des Bodens 3 als ein Drittel der Höhe A des Innenraums 5 angeordnet ist. Selbst wenn auf das Mittel 7 verzichtet wird und sich die Aufweitung 10 unmittelbar auf dem konischen Bereich des Mantels 2 abstützt, ist der die Aufweitung 10 umschließende Durchmesser Y bevorzugt kleiner als ein die Innenkontur des Mantels 2 umschließender Durchmesser in einer Höhe oberhalb des Bodens 3 von etwa einem Drittel der Höhe A.
- Die Rippe oder Sicke 8 kann durch Formwerkzeuge geprägt oder gerollt werden, die dem Mantel 2 in axialer oder radialer Richtung des Bechers 1 zugestellt werden. Der das erste Mittel 7 zum Halten eines anderen Bechers 1' gleicher Art einschließende Durchmesser W, also der Innendurchmesser W der Sicke 8, ist etwa genauso groß wie ein den mit dem Innenraum 5 in Kontakt kommenden Bereich des Bodens 3 umschließender Durchmesser D. Der den Innenraum 5 begrenzenden Mantel 2 ist dadurch zwischen dem ersten Mittel 7 zum Halten und dem Boden 3 im Wesentlichen zylindrisch.
- Die Aufweitung 10 an der Zarge 4 kann beispielsweise durch einen kegelförmigen Dorn geformt werden, der der Zarge 4 von der Unterseite her zugestellt wird. Gegebenenfalls kann die Zarge 4 zum Formen der Aufweitung 10 erwärmt werden. Da ein Formwerkzeug, das eine Gleitbewegung relativ zu der Oberfläche der Zarge 4 ausführt, sehr leicht zu einer Faltenbildung führen kann, kann es auch vorteilhaft sein, die Aufweitung 10 mittels eines Rollwerkzeuges oder eines sich radial aufspreizenden Werkzeuges zu formen. Es kann dabei vorteilhaft sein, dem Außenumfang der Zarge 4 ein entsprechend geformtes Gegenwerkzeug zuzustellen, um die Formung der Aufweitung 10 zu unterstützen. Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zum Herstellen des Bechers 1 wird weiter unten mit Hilfe der
Figuren 6 bis 8 noch näher erläutert werden. - In
Figur 3 sind in den einzelnen Darstellungen A bis C in schematischer Form unterschiedliche Gestaltungsmöglichkeiten des Bechers 1 im Bereich der Zarge 4 dargestellt. In den Varianten der übrigen Figuren ist die Zarge 4 stets durch drei Materialschichten, nämlich von zwei Materialschichten des Mantels 2, die die Wandung 31 des topfförmigen Bodens 3 innen und außen umgeben, gebildet. Diese Ausgestaltung ist sehr oft vorteilhaft, ist jedoch nicht zwingend erforderlich um die vorliegende Erfindung umzusetzen. Für gewisse Anforderungen können auch die nachfolgend beschriebenen Varianten vorteilhaft sein. - In
Figur 3A ist vorgesehen, dass das Material des Bodens 3 nach außen umgeschlagen ist und das Material des Mantels 2 umschließt. Der untere Rand 14 der Aufweitung 10, der die Standfläche für den Becher 1 bildet, wird hierbei durch das Material des Bodens 3 gebildet. - In
Figur 3B ist eine Ausführungen dargestellt, bei der die Zarge 4 lediglich durch zwei Materialschichten gebildet wird. Das Material des Mantels 2 und die Wandung 31 des Bodens 3 enden beide am unteren Rand 14 und bilden dadurch die Standfläche. - In der
Figur 3C ist eine Ausgestaltung der Zarge 4 des Bechers 1 dargestellt, bei der die Zarge 4 im Höhenbereich B unterschiedliche Neigungswinkel zur Mittelachse 13 aufweist. Je nach Höhe B der Zarge 4 und der gewünschten Abmessung Y der Aufweitung 10 kann es ausreichend sein, nur einen Teilbereich innerhalb des Höhenbereiches B mit einer Aufweitung 10 zu versehen. Der übrige Bereich kann beispielsweise im Wesentlichen zylindrisch sein, so dass die Zarge 4 dort in etwa parallel zur Mittelachse 13 verläuft. Für geringe Aufweitungen 10 kann es auch genügen, dass der Mantel 2 im oberen Bereich der Zarge 4 den Neigungswinkel α des Mantels 2 im Bereich des Innenraums 5 unverändert fortsetzt. - Obwohl es in den
Figuren 1 bis 3 nicht dargestellt ist, kann es vorteilhaft sein, dem Becher 1 einen Außenmantel zuzuordnen, der den den Innenraum 5 begrenzenden Mantel 2 bevorzugt unter Bildung eines Hohlraumes umgibt. Damit das Stapeln des Bechers 1 nicht beeinträchtigt wird, kann es vorteilhaft sein, dass sich die Außenkontur des Außenmantels innerhalb einer Parallelen 15 zu dem den Innenraum 5 begrenzenden Mantel 2 befindet, wobei die Parallele 15 an der Aufweitung 10 der Zarge 4 angelegt wird. Solange sich ein Außenmantel innerhalb des Raumes 16 zwischen der Parallelen 15 und dem den Innenraum 5 begrenzenden Mantel 2 befindet, werden die Stapeleigenschaften des Bechers in keiner Weise beeinflusst. Der Gestaltungsfreiheit sind somit keine Grenzen gesetzt. Außerdem ist es möglich, eine gemeinsame Ausführung des Bechers 1 mit unterschiedlichen Außenmänteln auszustatten, ohne das erste Mittel 7 zum Halten und das zweite Mittel 9 zum Halten verändern zu müssen. Nachfolgend werden mit Hilfe derFiguren 4 und 5 einige mögliche Ausgestaltungen für derartige Außenmäntel beschrieben. - Die in den
Figuren 4 und 5 dargestellten Becher 1 weisen jeweils einen wärmeisolierenden Außenmantel 17 auf, der den den Innenraum 5 begrenzenden Mantel 2 teilweise unter Bildung eines Hohlraumes 18 umgibt. Derartige Becher werden auch als doppelwandige Isolierbecher bezeichnet, bei denen der sich innerhalb des Außenmantels 17 befindliche Mantel 2 in Verbindung mit dem Boden 3 auch als "Innenbecher" bezeichnet werden kann. Das erste Mittel 7 zum Halten eines anderen Bechers 1' gleicher Art und das zweite Mittel 9 zum Halten sind jeweils analog der inFigur 1 beschriebenen Variante gestaltet, so dass auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet werden kann. - Der Außenmantel 17 des in
Figur 4 dargestellten Bechers 1 ist im Wesentlichen parallel zu dem den Innenraum begrenzenden Mantel 2 angeordnet. Der Außenmantel 17 weist an einem oberen und an einem unteren Ende jeweils eine nach innen gerichtete Einrollung 19 und 20 auf und stützt sich durch die Einrollungen 19 und 20 an dem den Innenraum 5 begrenzenden Mantel 2 ab. Es kann vorgesehen sein, dass der Außenmantel 17 im Bereich der Einrollung 19 und/oder 20, beispielsweise durch Leimen, fixiert ist. Die Einrollung 20 stützt sich im Bereich der Zarge 4 und damit unterhalb des waagerechten Bodens 3 des Innenbechers am Innenmantel 5 ab, wodurch der Außenmantel 17 sehr stabil wird. Gleichzeitig verdeckt der Außenmantel 17 auch das erste Mittel 7 zum Halten, so dass dieses von außen nicht erkennbar ist. Die Einrollung 20 weist einen parallel zum Außenmantel 17 verlaufenden Bereich 23 auf. Der Bereich 23 verläuft nahe an der Innenseite des Außenmantels 17 und kann dort auch anliegen. Durch den parallel zum Außenmantel 17 verlaufenden Bereich 23 wird das Aufschieben des Außenmantels 17 auf den Mantel 2 vereinfacht, da der Außenmantel 17 nicht mehr an der Zarge 4 hängenbleiben kann. - In
Figur 5 weist der den Innenraum 5 begrenzende Mantel 2 im Bereich unterhalb der Mundrolle 6 eine sprunghafte Größenveränderung in Form einer Schulter 21 auf, die sich vom Boden 3 zur Mundrolle 6 gesehen als sprunghafte Querschnittserweiterung darstellt. Der Außenmantel 17 ist im Bereich zwischen der Mundrolle 6 und der Schulter 21 mit dem den Innenraum 5 begrenzenden Mantel 2, beispielsweise durch Siegeln oder Leimen, verbunden. An seinem unteren Ende weist der Außenmantel 17 eine nach innen gerichtete Einrollung 20, die ebenfalls einen parallel zum Außenmantel 17 verlaufenden Bereich 23 aufweist. Die Einrollung 20 stützt sich unterhalb des Bodens 3 an der Zarge 4 ab. Die Einrollung 20 ist im Gegensatz zuFigur 4 flachgedrückt und an unteren Randbereich 24 des Außenmantels 17 leicht eingestaucht, so dass dort eine größere Konizität des Außenmantels 17 vorhanden ist. - Abweichend zur Darstellung der
Figur 5 kann der Becher 1 im Bereich der Schulter 21 auch anders gestaltet sein. Eine vorteilhafte Variante im Bereich der Schulter 21 ist inFigur 5A stark vergrößert dargestellt. Der Bereich des den Innenraum 5 begrenzenden Mantels 2, der zwischen der Mundrolle 6 und der Schulter 21 liegt und inFigur 5A mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnet ist, weist im Gegensatz zu der Darstellung nachFigur 5 einen anderen Neigungswinkel zur Mittelachse 13 als der übrige Mantel 2 auf. InFigur 5A verläuft der Bereich 25 des Mantels 2 zwischen der Mundrolle 6 und der Schulter 21 in etwa parallel zur Mittelachse 13. Damit der Außenmantel 17 beim Aufschieben auf den Innenbecher 1 ein wenig unter die Mundrolle 6 geschoben werden kann, ist der obere Randbereich 26 des Außenmantels 17 leicht eingestaucht. Der Randbereich 26 setzt den konischen Außenmantel 17 also nicht gleichmäßig fort, sondern weist einen etwas geringer werdenden Durchmesser auf. Wird der Außenmantel 17, so wie inFigur 5A , dargestellt, mit seinem oberen Rand ein wenig in die Mundrolle 6 eingeschoben, so ergibt sich ein besonders gutes Erscheinungsbild des Bechers 1, da der obere Rand des Außenmantels 17 nicht mehr sichtbar ist. Wird der Außenmantel 17 in nicht dargestellter Ausgestaltung noch weiter in die Mundrolle 6 eingeschoben, so bewirkt schon die Klemmung des Außenmantels 17 durch das Material der Mundrolle 6 eine Fixierung des Außenmantels 17. Für gewisse Anwendungsfälle kann die Klemmung des Außenmantels 17 in der Mundrolle 6 als einzige Befestigung des Außenmantels 17 ausreichend sein. - Die Sicke 8 des ersten Mittels 7 zum Halten bei den Bechern ist an die Abmessung Y des zweiten Mittels 9 zum Halten eines anderen Bechers 1' gleicher Art angepasst. Wenn die Abmessungen X und Y bei den Bechern 1 der
Figuren 4 und 5 mit den unterschiedlichen Außenmänteln 17 identisch sind, können alle diese Becher 1 auch in beliebiger Kombination untereinander gestapelt werden ohne sich zu verklemmen, da alle Außenmäntel 17innerhalb des Raumes 16 zwischen der Parallelen 15 und dem den Innenraum 5 bildenden Mantel 2 liegen. Zur Variation der optischen und haptischen Wahrnehmung der Becher 1 kann die Außenseite 22 der Außenmäntel 17 unterschiedliche Strukturen aufweisen. Die Außenseite 22 kann beispielsweise geriffelt, geprägt, gewellt sein oder eine aufgeschäumte Beschichtung aufweisen. Es kann auch vorgesehen sein, den Außenmantel 17 beispielsweise gewellt auszuführen und zusätzlich an der Außenseite 22 eine glatte Abdeckung der Wellenstruktur in Form eines weiteren Mantels vorzusehen, um die Isolierwirkung des Bechers 1 weiter zu verbessern. - Die Ausgestaltung des Außenmantels 17 mit einer oberen Einrollung 19 oder die Befestigung des Außenmantels 17 im Bereich einer Schulter 21 des Mantels 2 haben den Vorteil, dass auch schon in einem Bereich dicht unterhalb der Mundrolle 6 ein sehr breiter Hohlraum 18 zwischen Mantel 2 und Außenmantel 17 entsteht, der eine sehr hohe Isolationswirkung aufweist. Die Einrollung 19 oder die Schulter 21 gewährleisten auch ohne zusätzliche Mittel, wie beispielsweise aufgeschäumte Schichten oder Wellpappe-Schichten innerhalb des Hohlraumes 18, dass sich der Abstand zwischen Mantel 2 und Außenmantel 17 auch unter Druckbelastung, beispielsweise durch eine greifende Hand, nicht verringert und die Isolationswirkung verloren geht.
- Bei der Herstellung eines Bechers 1 gemäß
Fig. 1 werden zunächst ein konischer Außenmantel 2 und ein etwa topfförmiger Boden geformt. Wie in der Darstellung derFig. 6 zu erkennen ist, hat der Außenmantel 2 zunächst die Form einer konischen Hülse und der Boden 3 weist die Form eines Kegelstumpfes auf, der sich parallel zu Außenhülse 2 verjüngt. In dem inFig. 6 dargestellten Zustand sind der Boden 3 und der Außenmantel 2 noch nicht miteinander verbunden, sondern lediglich ineinander gesteckt. Der Außenmantel 2 ist dabei auf einen Dorn 30 aufgesteckt, der in einem ersten Bereich 29 eine kegelstumpfartige Form hat, bei dem sich dann aber an das verjüngte Ende des kegelstumpfförmigen Bereichs 29 eine weitere kegelstumpfförmige Fläche 32 anschließt, die sich stärker verjüngt und die zum Ausformen der Sicke 8, sieheFig. 1 , vorgesehen ist. An die Fläche 32 schließt sich ein kreiszylinderförmiger Bereich 33 an, an dessen freiem Ende dann der Boden 3 anliegt. Ein Durchmesser E dieses kreiszylinderförmigen Bereichs 33 kann dabei kleiner sein, insbesondere etwa 0,5mm kleiner sein, als der Durchmesser D des Bodens, siehe auchFig. 1 . Da der Boden 3 und der Außenmantel 2 noch nicht durch Siegeln oder Leimen miteinander verbunden sind, kann der Außenmantel 2 etwas stärker zur Bildung der Sicke 8 zusammengedrückt werden, als dies bei bereits gesiegelte Mantel 2 und Boden 3 möglich wäre. Da ja der Mantel 2 wie auch der Boden 3 aus beschichtetem Papiermaterial bestehen, kann der Boden 3 wenigstens geringfügig zusammengedrückt werden. Es wird dadurch möglich, die Sicke 8 relativ weit in den Innenraum des Bechers hineinzuziehen, um ein sicheres Abstapeln mehrerer Becher zu gewährleisten. - Überraschenderweise ist es sogar möglich, die Sicke 8 über den Durchmesser D des Bodens hinaus weiter in den Innenraum hineinzuziehen. Am fertiggestellten Becher 1 würde sich in diesem Fall dann an die Sicke 8 in Richtung auf den Boden 3 zu ein kegelstumpfförmiger Bereich anschließen, dessen Konizität aber zum übrigen Mantel 2 umgekehrt wäre, der sich also von der Sicke 8 bis zum Boden 3 wieder erweitert.
- Zum Ausformen der Sicke 8 dient neben dem Dorn 30 ein Formwerkzeug 34, das in
Fig. 6 dargestellt ist, und das in Richtung des Pfeiles 35 nach oben, in Richtung auf den Dorn 30 zu gefahren wird. Das Formwerkzeug 34 weist eine Kegelstumpffläche 36 auf, die in ihrer Konizität im Wesentlichen der Fläche 32 am Dorn 30 entspricht. Die Außenhülse 2 wird somit zwischen Dorn 30 und Formwerkzeug 34 eingeklemmt und zwischen den Flächen 32 und 36 wird die Sicke 8 ausgeformt. - Gleichzeitig wird mit dem Formwerkzeug 34 das untere Ende 37 des Mantels 2 umgeschlagen, so dass es die in
Fig. 6 gestrichelt dargestellte Lage einnimmt. Hierzu weist das Formwerkzeug 34 einen rinnenförmigen Bereich 38 auf, der in der Schnittdarstellung des Formwerkzeugs 34 inFig. 6 lediglich abschnittsweise dargestellt ist, sich aber über 360° erstreckt. Das gleichzeitige Umschlagen des unteren Randes 37 des Mantels 2 mit dem Ausformen der Sicke 8 erleichtert die Herstellung des erfindungsgemäßen Bechers erheblich. - Der Mantel 2 wird aus einem Kreisringsegment über einen Dorn gewickelt und dann entlang einer Längsnaht geleimt oder gesiegelt. Um das Umschlagen des unteren Randes 37 des Mantels 2 mittels des Formwerkzeuges 34 zu erleichtern, kann die Längsnaht des Mantels 2 im Bereich des unteren Endes 37 nicht geleimt oder gesiegelt sein. Dieser Bereich ist in der Darstellung der
Fig. 6 mit F bezeichnet. Wenn die Längsnaht im Bereich F nicht geleimt oder gesiegelt ist, kann sich der Mantel 2 beim Umschlagen des unteren Endes 37 freier verformen und eine Wellenbildung des im Prinzip schlecht zu verformenden Papiermaterials wird vermieden. Der Bereich F kann sich vom unteren Rand 37 des Mantels 2 sogar bis zur Unterkante des Bodens 3 erstrecken, wie in derFig. 6 ebenfalls mit der Bezugsziffer F' angedeutet ist. Die Länge F bzw. F' ist somit variabel und kann verändert werden. - Anschließend an das Ausformen der Sicke 8 und dem Umschlagen des unteren Endes 37 des Mantels 2 wird zum Fertigstellen des Innenbechers 1 der Boden 3 mit dem Mantel 2 zu der Zarge 4 verbunden. Dies erfolgt mit Hilfe eines Außenringes und eines Innenwerkzeuges, wobei beim Verbinden des Bodens 3 mit dem Mantel 2 gleichzeitig die Zarge 4 aufgeweitet wird, so dass sich die in
Fig. 1 dargestellte, sich zum unteren Rand 14 hin erweiternde Form der Zarge 4 ergibt. Dies wird noch anhandFig. 8 erläutert. - Die Darstellung der
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei im Unterschied zur Ausführungsform derFig. 6 der Mantel 2' eine zunächst konische Form hat, die dann an dem waagerechten Boden 3' aber in eine zylindrische Form übergeht. Konsequenterweise hat der Boden 3' bei dieser Ausführungsform eine umgekehrte Topfform mit zylindrischer umlaufender Wandung 31. Sowohl die Gestaltung des Dornes 30 als auch des Formwerkzeuges 34 sind aber zu der bereits erläuterten Formgebung gemäßFig. 6 identisch. Durch das zylindrische Vorformen der umlaufenden Wandung 31 des Bodens 3' und das ebenfalls zylindrische Vorformen des unteren Bereichs des Mantels 2' wird die Faltenbildung beim Umschlagen des unteren Randes 37' des Mantels 2' sowie beim nachfolgenden Aufweiten und Bilden der Zarge 4 verringert. - Ausgehend von dem in
Fig. 7 gestrichelt dargestellten Zustand mit umgeschlagenem unterem Rand 37 verbleibt der Mantel 2' mit dem Boden 3' am Dorn 30 und nach Entfernen des Formwerkzeugs 34 wird ein Außenring 38 in den Bereich unterhalb des Bodens 3' bewegt. Eine, dem Mantel 2' zugewandte Innenfläche des Außenringes 38 ist nach außen ausgestellt und weist den Winkel auf, den die Zarge 4 im Endzustand einnehmen soll. Gegenüberliegend zum Außenring 38 sind mehrere Innenbacken 39 vorgesehen, wobei in der Darstellung derFig. 8 lediglich ein Innenbacken 39 dargestellt ist. Die Innenbacken 39 können in der Darstellung derFig. 8 nach außen, in Richtung des Außenringes 38 bewegt werden und pressen dadurch den umgeschlagenen Rand 37' gegen die Wandung 31 des Bodens 3' und gegen die Innenfläche des Außenringes 38. - Beispielsweise können entweder nur die Backen 39 oder der Ring 38 oder sowohl die Innenbacken 39 als auch der Außenring 38 beheizt werden, so dass gleichzeitig mit dem Aufweiten der topfförmigen Wandung 31 die drei dann aufeinanderliegenden Materialschichten aneinander angesiedelt werden und dadurch die Zarge 4 bilden. Eine radial nach außen gewandte Fläche des Innenbackens 39 ist parallel zur innenliegenden Fläche des Außenringes 38 angeordnet und weist ebenfalls den Winkel auf, unter dem die Zarge 4 im Endzustand angeordnet sein soll,
- Die Innenbacken 39 sind beispielsweise Teil eines Dorns und können durch Verschieben eines in
Fig. 6 nicht dargestellten Mittelteiles radial nach außen bewegt werden. Der Außenring 38 kann als fester Ring oder beispielsweise auch als öffenbarer Ring ausgebildet sein, um das Aufschieben auf den Mantel 2' zu erleichtern. An Stelle mehrerer Innenbacken 39 kann beispielsweise auch eine umlaufende Rolle vorgesehen sein, die einen radial nach außen, in Richtung des Außenrings 38 gerichtete Kraft auf den Rand 37' und die Wandung 31 ausübt, um die Zarge 4 zu bilden. Während der Ausformung der Zarge 4 verbleibt der Becher auf dem Dorn 30. - Nach Bilden der Zarge 4 ist der Innenbecher 1 fertig gestellt und kann vom Dorn 30 abgenommen werden.
- Auf den so fertig gestellten Innenbecher 1 wird dann, siehe
Fig. 4, Fig. 5 , ein Außenmantel 17 aufgeschoben. Dies erfolgt dabei derart, dass der Außenmantel 17 in einem ringartigem Außenwerkzeug aufgenommen wird und sich durch das verjüngte Ende der Außenmantel 17 dann ein Pilotdorn mit einem Saugkopf hindurch erstreckt. Dieser Saugkopf greift an einem Innenbecher 1 von unten her am Boden 3 an, saugt diesen an und zieht diesen in den sich verjüngenden Außenmantel 17 hinein, bis der in denFig. 4 und 5 dargestellte Zustand erreicht ist. - Zur Herstellung des Außenmantels 22 wird dieser zunächst aus einem kreisringsegmentförmigen Zuschnitt auf einem Dorn gewickelt und zu einer kegelstumpfförmigen Hülse verbunden. Im Bereich des unteren, verjüngten Endes wird dann gemäß
Fig. 9 zunächst eine Einrollung 40 vorgefomt. Diese Einrollung 40 stellt eine Vorstufe der Einrollung 20 dar, wie sie in denFig. 4 und 5 dargestellt ist. Zur Herstellung des inFig. 5 gezeigten Bechers wird die Einrollung 40 dann flachgepreßt, bis die inFig. 10 dargestellte Form der Einrollung erreicht ist. Es ist zu erkennen, dass der untere Rand des Außenmantels 17, der durch die Einrollung 20 gebildet ist, leicht eingezogen ist und daher am unteren Ende eine stärkere Konizität aufweist, wie bereits erörtert wurde. In der Darstellung derFig. 10 ist auf der Innenseite der Einrollung 20 eine Rändelung oder Riffelung 41 angedeutet. Eine solche Rändelung oder Riffelung 41 auf der Innenseite der Einrollung 20 kann vorgesehen werden, um eine höhere Elastizität beim Aufschieben des Außenmantels 17 auf den Innenbecher 1 zu erreichen. - Wie bereits in der Darstellung der
Fig. 5 zu erkennen ist, ist nämlich ein Innendurchmesser V der Einrollung 20 kleiner als ein Außendurchmesser Y, sieheFig. 5 der Zarge 4. Beim Aufschieben des Außenmantels 17 muss sich das Ende des Außenmantels 17 mit der Einrollung 20 daher etwas aufweiten, um über die Zarge 4 geschoben werden zu können. Diese Aufweitung wird durch die Rändelung oder Riffelung 41 erleichtert. Darüber hinaus kann die Längsnaht des Außenmantels 17 im Bereich der Einrollung 20 nicht verleimt oder gesiegelt sein. Dadurch wird ein gewisses Aufgehen des Außenmantels 17 im Bereich der Einrollung 20 erleichtert, so dass der Außenmantel 17 über die Zarge 4 geschoben werden kann und sich danach wieder zusammenzieht, so dass die Einrollung 20 in der inFig. 5 dargestellten Position an der Außenseite der Zarge 4 anliegt. - Es ist weiter festzustellen, dass ein Durchmesser U am oberen Ende der Einrollung 20 größer ist als der Außendurchmesser Y der Zarge 4. Dies ist auch
Fig. 5 , zu entnehmen. Da somit der Innendurchmesser des Außenmantels 17 an der oberen Kante der Einrollung 20 größer ist als der Außendurchmesser Y, kann sich diese obere Kante der Einrollung 20 beim Aufschieben auf die Zarge 4 nicht an dieser verhaken. Stattdessen läuft die Zarge 4 auf die Schräge auf, die durch die Innenseite der Einrollung 20 gebildet wird und beim weiteren Aufschieben des Außenmantels 17 wird dieser aufgeweitet, rutscht über den Bereich mit größtem Durchmesser Y der Zarge 4 hinweg und nimmt dann die inFig. 5 dargestellte Stellung ein. Ersichtlich wird der Außenmantel 17 dann auch durch die Eigenspannung am Innenbecher 1 gehalten, da zum Entfernen des Außenmantels 17 dieser wieder über die sich konisch aufweitende Zarge 4 gezogen werden müsste. - Es sei noch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die unterschiedlichen Ausgestaltungen der Außenmäntel 17 und anderer Gestaltungsmittel des Bechers 1 wie der Sicke 8 oder der Schulter 21 je nach Bedarf beliebig miteinander kombiniert werden können, und nicht auf die dargestellten Varianten beschränkt sind. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass die Darstellungen nicht maßstäblich sind. Aus Gründen der besseren Erkennbarkeit sind die Größen von der Aufweitung 10 und des Neigungswinkels der Zarge 4 verstärkt dargestellt.
Claims (17)
- Becher (1) aus einem Papiermaterial mit einem befüllbaren Innenraum (5), der durch einen konischen Mantel (2) und einen Boden (3) gebildet wird, wobei der Boden (3) am unteren Ende des Innenraums (5) mit einer Zarge (4) im Wesentlichen flüssigkeitsdicht am Mantel (2) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (2) und/oder der Boden (3) im Bereich der Zarge (4) und/oder die Zarge (4) selbst wenigstens in einem Bereich entlang des Umfangs eine nach außen ragende Aufweitung (10) aufweist, und dass ein unterer Rand (14) der Aufweitung (10) eine Standfläche für den Becher (1) bildet.
- Becher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zarge (4) - in einem Axialschnitt gesehen - einen Neigungswinkel (β) zu der Mittelachse (13) des Bechers (1) aufweist, wobei sich die Zarge (4) mit dem Neigungswinkel (β) in Richtung des unteren Randes (14) aufweitet.
- Becher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zarge (4) ein Mittel (9) zum Halten aufweist, das bei einem Stapeln des Bechers (1) mit einem gleichartigen Becher (1') zusammenwirken kann.
- Becher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem den Innenraum (5) begrenzenden Mantel (2) ein erstes Mittel (7) zum Halten angeordnet ist, das bei einem Stapeln des Bechers (1) mit einem an einem gleichartigen Becher (1') angebrachten zweiten Mittel (9') zum Halten zusammenwirken kann.
- Becher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Mittel (7) zum Halten eines anderen Bechers (1') gleicher Art als eine Rippe (58) oder Sicke (8; 48; 68; 78) ausgestaltet ist, die wenigstens in einem Bereich entlang des Umfangs in den den Innenraum (5) begrenzenden Mantel (2) eingeformt ist.
- Becher nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der das erste Mittel (7) zum Halten eines anderen Bechers (1') gleicher Art einschließende Durchmesser (W) etwa genauso groß wie ein den mit dem Innenraum (5) in Kontakt kommenden Bereich des Bodens (3) umschließender Durchmesser (D) ist.
- Becher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der den Innenraum (5) begrenzende Mantel (2) zwischen dem ersten Mittel (7) zum Halten und dem Boden (3) im Wesentlichen zylindrisch ist.
- Becher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Becher (1) einen Außenmantel (17) aufweist.
- Becher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein konischer Außenmantel (17) in einem Randbereich eine nach innen gerichtete Einrollung (20) aufweist, die einen im Wesentlichen parallel zum Außenmantel (17) verlaufenden Bereich (23) aufweist.
- Verfahren zum Herstellen eines Bechers aus einem Papiermaterial, der aus einem konischen Mantel und einem im Bereich des geringeren Umfangs des Mantels eingesetzten Boden besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden mit dem Mantel unter Bildung einer Zarge verbunden wird, wobei während der Bildung der Zarge der Mantel und/oder der Boden im Bereich der Zarge und/oder die Zarge selbst wenigstens in einem Bereich entlang des Umfangs nach außen aufgeweitet wird, so dass ein unterer Rand der Aufweitung eine Standfläche für den Becher bildet.
- Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden beim Verbinden mit dem Mantel unter Bildung der Zarge durch ein Innenwerkzeug und ein Außenwerkzeug verpresst werden.
- Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass - vor dem Verpressen der Zarge - eine Kante des Mantels nach innen um die Wand des topfförmigen Bodens eingeschlagen wird und in dem gleichen Verfahrensschritt ein erstes Mittel zum Halten eines anderen Bechers gleicher Art an dem den Innenraum begrenzenden Mantel geformt wird.
- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der den Innenraum begrenzende Mantel zur Bildung des Mittels zum Halten oberhalb des Bodens im Wesentlichen zylindrisch verformt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außenmantel auf den den Innenraum begrenzenden konischen Mantel aufgeschoben und fixiert wird.
- Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass - nach dem Formen einer aufgeweiteten Zarge - ein hülsenförmig vorgeformter Außenmantel in axialer Richtung auf den den Innenraum begrenzenden konischen Mantel aufgeschoben wird.
- Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenförmig vorgeformte Außenmantel - beim Aufschieben auf den den Innenraum begrenzenden konischen Mantel - wenigstens in einem Bereich einen Durchmesser aufweist, der kleiner als eine äußere Abmessung der Aufweitung an der Zarge ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16 zum Herstellen eines stapelbaren Bechers, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:- Formen wenigstens eines ersten Mittels zum Halten eines anderen Bechers gleicher Art an dem den Innenraum begrenzenden Mantel;- Formen einer aufgeweiteten Zarge und Verpressen von dem den Innenraum begrenzenden Mantel und dem Boden;- Aufschieben eines hülsenförmig vorgeformten Außenmantels auf den den Innenraum begrenzenden konischen Mantel in axialer Richtung;- Fixieren des Außenmantels an dem den Innenraum begrenzenden Mantel.
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