WO2008009372A1 - Becher aus einem papiermaterial - Google Patents

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WO2008009372A1
WO2008009372A1 PCT/EP2007/006095 EP2007006095W WO2008009372A1 WO 2008009372 A1 WO2008009372 A1 WO 2008009372A1 EP 2007006095 W EP2007006095 W EP 2007006095W WO 2008009372 A1 WO2008009372 A1 WO 2008009372A1
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cup
frame
holding
jacket
shell
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PCT/EP2007/006095
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Robert Frost
Uwe Messerschmid
Werner Stahlecker
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Ptm Packaging Tools Machinery Pte. Ltd.
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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 cup of this kind is known from JP2001 -192015A prior 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 widening of the frame defines the distance between the inner jacket and the outer jacket, the widening of the frame must be circumferential along the circumference. A partial expansion of the frame is not possible.
  • 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 sheath can be pressed from the inside only with a very small force, which can absorb the frame itself If the pressure force is too high, the frame can tear, on the other hand, the attachment of the outer sheath may be poor 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 bottom is glued or sealed to the material of the jacket in the region of the frame in order 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, paperboard 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 introduced into the interior space Too much plastic material, the plasticity and in particular the extensibility of such paper material is limited.Excessive deformation, the paper material itself or even a proposed coating tear, so that the tightness is impaired e an essential design feature that can not be dispensed with.
  • 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 a substantially liquid-tight semi-finished product is used with a fillable interior, where the shell and / or the bottom in the frame and / or the frame itself at least in a region along the circumference to the outside is widened.
  • the base of the cup is increased by the expansion, even if the expansion, for example, is only partial, so that the cup has an 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 not widened over its entire height.
  • the region of the frame bordering the bottom remains in its original form, while the lower edge of the frame is widened.
  • the height of the expansion of the frame can correspond to approximately half the height of the frame.
  • the frame then has - seen in an axial section - different angles of inclination to the central axis of the cup, wherein the frame widens in the region of the lower edge with an increased angle of inclination.
  • the frame has two different height ranges that fulfill different functions.
  • the upper height area serves to seal the fillable interior and connects the conical jacket substantially liquid-tight with the ground.
  • 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 soil and the material of the shell is no longer essential.
  • the material of the jacket or of the floor may be heated in the region of the frame, at least in the region of the lower edge, before and / or during the expansion.
  • the warming can be done for example by blowing the frame with hot air or by a warmed-Avemweit tool.
  • the temperature is preferably chosen such that a plastic layer present on the paper material does not yet reach its melting point, but merely becomes somewhat softer.
  • a widening tool has at least two elements, one of which widens the frame from the inside, while the second holds it as a counter-tool from the outside. In this way it can be ensured that, even with a heated frame, the liquid-tight connection between jacket and bottom does not come off.
  • the two elements of the expansion tool can be made, for example, of radially movable jaws, axially movable domes, or rollers revolving along the circumference of the frame.
  • 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 before the frame is expanded.
  • a stackable cup is known for example from EP 1 227 042 B1.
  • the interior of the limiting jacket of the known cup has a first means for holding another cup of the same kind.
  • the well-known cup points to a Outer jacket, 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 which is attached to the lower end of the outer shell.
  • the second holding means attached to the outer shell can cooperate with a first holding means attached to a similar cup.
  • 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 transmitted through the inner space bounding sheath to the connection point between the inner shell and outer shell and passed through this connection point to the outer shell.
  • 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 according to EP 1 227 042 B1 is disadvantageously limited, since the second means for holding attached to the outer jacket must always be adapted to the dimensions of the first means for holding another cup of the same type 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 is arranged to hold on the jacket bounding the interior, that at a Stacking of the cup can cooperate with a attached to the expansion of a similar cup second means for holding.
  • the stackable cup is preferably made by a process having the following process steps:
  • Forming a second means for holding on the frame which can cooperate in a stacking of the cup with a mounted on a similar cup first means for holding.
  • 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 forming of the first and second means for holding on a prefabricated as a semi-finished mug has the advantage that the manufacture of the semifinished product can be carried out on a conventional cup machine, which is followed by a device for forming these holding means.
  • 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, then this can be largely independent and free of the existing in the cup of EP 1 227 042 B1 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 determined by the jacket delimiting the interior from the first means for holding on the second means for holding, which can be formed by the widening on the frame. transfer. This makes it possible to form very stable stacks with a large number of cups, which do not then become wedged into one another even when the stacks are exposed to impacts or, for example, jerkily dropped onto the ground.
  • the inner space 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 an outside and inside the frame arranged tool, without the already on the inner space limiting jacket deferred outer sheath impedes the forms of expansion.
  • the expansion can be formed very precisely. So that space remains below the outer sheath for the application of a tool, a distance of more than 1 millimeter, in particular of more than 2 mm, is provided between the outer sheath and the widening.
  • 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.
  • FIG. 1 shows a cup according to the invention in longitudinal section
  • FIG. 2 shows a view similar to FIG. 1 on two stacked cups
  • FIG. 3 shows a view cut along the sectional surface IH-III of FIG. 2 onto a frame provided with a plurality of partial widenings
  • FIGS. 4 to 7 are views similar to FIG. 1 of partially illustrated cups of different configurations, in which different outer shells are provided,
  • FIG. 8 shows a longitudinal section similar to FIG. 1 on a frame provided with a plurality of partial widenings and intermediate recesses, FIG.
  • FIGS 9 A to K schematically and only partially illustrated longitudinal sections on different embodiments in the frame of cups of the invention.
  • the cup 1 shown in Figure 1 consists essentially 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 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 characteristic "conical” of the jacket 2 is understood to mean that the jacket 2 tapers in the longitudinal section shown in Figure 1 from the mouth roll 6 to the bottom 3.
  • the jacket 2 has an angle of inclination ⁇ in the region of the fillable interior 5 to the central axis 13 of the cup 1. It is irrelevant which shape the shell 2 has in cross section.
  • the shell 2 may be circular in cross section, 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.
  • a lower edge 14 of the expansion 10 on the frame 4 forms a 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 1 is shown in Figure 2.
  • 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 kind, which may be of any desired shape. 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 Y of the second means 9 for holding corresponds to the largest outer diameter of the expansion 10 on the frame, so that Diameter enclosing the expansion 10.
  • the adaptation of the dimensions X and Y takes place advantageously such 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 becomes clear on the cups 1 and 1 'shown in FIG.
  • the attached to the frame 4 of the cup 1 expansion 10 and especially the lower end of the expansion 10 relies on the bead 8 ', which is formed in the shell 2'.
  • the height B of the expansion 10 - is smaller than the entire height Z of the frame 4. Due to the lower height B of Widening 10 remains on the frame a height range C, which takes over the seal between the inner space 5 bounding jacket 2 and the bottom 3. In this case, the height B preferably corresponds approximately to half the height Z. As seen in the axial section of FIG. 1, the frame 4 has different inclination angles ⁇ and ⁇ relative to the central axis 13 of the cup 1.
  • the inclination angle ß of the height range B of the frame 4 is directed in each case so that the frame widens towards the lower edge 14 and at its lower edge 14 has the largest dimension Y, ie parallel to the central axis 13 seen the lower edge 14 of Frame 4 forms the furthest from the central axis 13 region of the frame 4.
  • the frame 4 tapers in the height range C still with the inclination angle ⁇ , which corresponds to the inclination angle ⁇ of the shell 2 in the region of the inner space 5.
  • the widening 10 continues in any case to the lower edge 14, which forms the base. Further possible embodiments of the frame 4 are described below with the help of Figure 9.
  • the diameter Y enclosing the widening 10 is preferably larger than the diameter D 1 which encloses 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 the means 7 are dispensed with and the widening 10 is supported directly on the conical region of the jacket 2, the diameter Y surrounding the widening 10 is preferably smaller than a diameter enclosing the inner contour of the jacket 2 at a height above the base 3 of FIG about one third of the height A.
  • a height range C without expansion, in which a part of the frame 4 remains in its original shape and is not expanded, is particularly important for the inventive method for producing a stackable cup 1, in which a semifinished product is used with a fillable interior 5, the consists of the conical jacket 2 and the already liquid-tight attached bottom 3.
  • the semifinished product thus has a frame 4, which, however, does not yet contain a widening 10.
  • the bead 8 is shaped as a first means 7 for holding and the expansion 10 as a second means 9 for holding. This method has the advantage that the semifinished product can be produced on a conventional cupping machine.
  • the semifinished product is then fed to a device which forms the first means 7 for holding and the second means 9 for holding the semifinished product and completes the stackable cup 1. Due to the undeformed height range C, the tightness of the frame 4 is not affected.
  • 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 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.
  • FIG. 3 shows a special embodiment of the widening 10 on the frame 4.
  • the widening 10 according to FIG. 3 is not executed circumferentially on the entire circumference of the frame 4. There are instead four widenings 10 evenly distributed on the circumference, between each of which a region 1 1 is provided without expansion, which corresponds substantially to the original contour of the frame 4.
  • a peripheral bead 8 all the time when stacking the cup 1 in a similar cup 1 'air passages 12 between the jacket 2' and the bead 8 'of the cup 1' and the non-expanded portions 11 of the cup 1 is formed which can relieve the unstacking of the cups.
  • the partial widening 10 of FIG. 3 in addition to the concave configuration of the region 11 between the four widenings 10, this can also be embodied in a straight-line or slightly convex manner.
  • the outline of the frame 4 may be polygonal, the corners are naturally rounded.
  • the frame has recesses 111, slots or predetermined breaking points in regions 11 according to FIG. In particular, when the expansion 10 is to project relatively far outwards, it may happen that the paper material of the jacket 2 tears uncontrollably at the lower edge 14.
  • recesses 111 or slots may be punched, which extend over the height range B of the frame 4, which is not for the tightness of the frame. 4 is needed.
  • the height of the recesses 111 may be different depending on the elasticity of the material on the frame 4, but does not significantly beyond the height range B, so that a sufficiently large height range C remains to seal.
  • the recesses 111 can either be provided already in the blank of the jacket 2 before the semifinished product of the jacket 2 and the bottom 3 is produced, but can just as well be introduced into the finished frame 4 before the expansion.
  • FIGS. 1 to 3 it may be advantageous to associate the cup 1 with an outer casing according to one of FIGS. 4 to 7, which preferably surrounds the casing 2 delimiting the inner space 5 to form a cavity. So that the stacking of the cup 1 is not impaired, it may be advantageous that the outer contour of the outer shell is within a parallel 15 to the interior 5 limiting jacket 2, wherein the parallel 15 is applied to the expansion 10 of the frame 4. As long as an outer sheath within the space 16 between the parallel 15 and the interior of the fifth limiting jacket 2, the stacking properties of the cup are not affected in any way. The freedom of design is therefore unlimited.
  • the cups 1 illustrated in FIGS. 4 to 7 each have a heat-insulating outer jacket 417, 517, 617 and 717 which partially surrounds the jacket 2 delimiting the inner space 5 to form a cavity 18.
  • Such cups are also referred to as double-walled insulating cups in which the jacket 2 located inside the outer jacket 417, 517, 617, 717 can also be referred to as "inner cup” in connection with the bottom 3.
  • the first means 7 for holding another cup 1 'of the same type and the second means 9 for holding are each designed analogously to the variant described in Figure 1, so that can be dispensed with a repeated description.
  • a first means 7 for holding is formed on an inner cup supplied as a semi-finished product, which may already have a mouth roll 6. Subsequently, the outer sheath 417, 517, 617 and 717 is pushed and fixed to the inner space 5 limiting coat 2. As a last step, the second means 9 is formed for holding.
  • the outer jacket 417 of the cup 1 shown in FIG. 4 is arranged substantially parallel to the jacket 2 delimiting the inner space.
  • the outer shell 417 has at an upper and at a lower end in each case an inwardly directed curl 419 and 420 and is supported by the curls 419 and 420 on the inner space 5 bounding shell 2 from. It can be provided that the outer jacket 417 is fixed in the region of the curl 419 and / or 420, for example by gluing.
  • the height of the outer jacket 417 may be different as required by the curl 420 'shown in dashed lines. Particularly advantageous is a height of the outer jacket 417, which corresponds to the curl 420 shown, in which the outer shell 417 ends above the widening 10 of the frame 4 and below the bottom 3.
  • the distance E between the outer shell 417 and the Expansion 10 about 1 to 2 mm.
  • Such a height of the outer jacket 417 ensures the accessibility of the frame 4 in the height range B from the outside, even when already pushed on outer jacket 417, so that a shaping of the widening 10 is not hindered by a radially externally supplied tool by the outer jacket 417.
  • the curl 420 is supported in the region of the frame 4 on the inner shell 5, whereby the outer jacket 417 is very stable.
  • the outer jacket 417 also conceals the first means 7 for holding, so that this is not recognizable from the outside.
  • the bead 48 is formed in contrast to Figure 1 to the outside. The force-absorbing capacity of the means 7 for holding can be increased because the stretched paper material of the bead 48 has a higher stability than the compressed paper material of the bead 8 of Figure 1.
  • the inner space 5 limiting sheath 2 in the area below the mouth roll 6 on a sudden change in size in the form of a shoulder 21, which seen from the bottom 3 to the mouth roll 6 represents a sudden cross-sectional widening.
  • the outer sheath 517 is in the area between the mouth roll 6 and the shoulder 21 with the inner space 5 limiting sheath 2, for example, by sealing or gluing, connected.
  • the outer jacket 517 has an inwardly directed curl 520 analogous to the curl 420, which may also be located further up in the position 520 'indicated by dashed lines.
  • An outer jacket 517 ending above the bottom 3 often has a sufficient insulating effect and has the advantage that the material requirement for the outer jacket 517 is reduced.
  • the height position of the curl 520 can alternatively also be carried out according to the selection criteria described under FIG. 4 and lie further below.
  • the means 7 for holding is designed here as a rounded rib 58, wherein the rib 58 does not need to be embossed completely encircling, but can very advantageously consist of punctiform impressions in the jacket 2.
  • the cup 1 can be designed differently in the region of the shoulder 21.
  • An advantageous variant in the region of the shoulder 21 is shown greatly enlarged in FIG. 5A.
  • the area of the inner space 5 delimiting shell 2, which lies between the mouth roll 6 and the shoulder 21 and is designated in Figure 5A by the reference numeral 25, in contrast to the illustration of Figure 5 has a different inclination angle to the central axis 13 than the rest of the jacket 2 on.
  • the region 25 of the casing 2 extends between the mouth roll 6 and the shoulder 21 approximately parallel to the center axis 13.
  • the upper edge region 26 is of the outer jacket 517 slightly dented.
  • the edge region 26 does not continue the conical outer shell 517 uniformly, but instead has a slightly smaller diameter. If the outer sheath 517, as shown in Figure 5A, shown with its upper edge a little inserted into the mouth roll 16, the result is a particularly good appearance of the cup 1, since the upper edge of the outer sheath 517 is no longer visible. If the outer sheath 517 inserted in an unillustrated embodiment further into the mouth roll 6, so already causes the clamping of the outer sheath 517 by the material of the mouth roll 6 a fixation of the outer sheath 517. For certain applications, the clamping of the outer sheath 517 in the mouth roll 6 as only attachment of the outer jacket 517 be sufficient.
  • FIG. 6 shows a variant of an outer jacket 617, in which the cavity 18 has its greatest thickness in the upper region and increasingly tapers downwards.
  • an inwardly directed curl 619 is provided, which can be supported on the jacket 5 delimiting the inner space 5.
  • the outer sheath 617 can likewise end above the frame 4 or, as shown, end shortly above the widening 10 with a distance E and, for example, be sealed flat there.
  • FIG. 6A 1 An alternative is shown in FIG. 6A 1 in which the outer casing 617 likewise does not run parallel to the casing 2.
  • the outer sheath 617 ' is sealed flat below the mouth roll 6 and the thickness of the cavity 18 increases towards the bottom.
  • the outer sheath 617 ' is supported with a curl 620 analogous to the curl 420 on the casing 2.
  • the cup 1 of Figure 6A has no bead 68.
  • the expansion 10 acts without further means for stacking with another cup 1 'of the same kind together and is based directly on the interior 5 limiting jacket 2 from.
  • FIG. 7 shows an outer jacket 717 which tightly encloses the jacket 2 delimiting the inner space 5 and rests substantially tightly over the entire area.
  • Such an outer jacket 717 may be sufficient if the requirements for the insulating effect of the cup 1 are not particularly high.
  • a close-fitting outer sheath 717 improve the stability of the cup 1, since the sheath 2 is supported virtually on its entire height on the outer shell 717.
  • the fixation of the outer jacket 717 is preferably done again by sealing or gluing, the fixation can be done in individual areas or even over the entire area.
  • outward embossings 23 may be provided in the outer jacket 717.
  • the embossings 23 may be design elements for the design of the cup, which identify the contained product, for example in the form of a lettering. However, the embossings 23 can also be used in order to increase the insulating effect of the outer jacket 717 in certain areas, since below the embossments 23 again cavities 18 arise. For example, the embossings 23 can be arranged precisely in the areas on the cup 1 at which the contact points to a hand gripping the cup 1 are located.
  • the bead 48, 58 of the first means 7 for holding in the cups of Figures 4 and 5 has a slightly different configuration than in the other figures, nonetheless, the dimension Y of the second means 9 to the dimension X of the first means 7 to Holding another cup 1 'of the same kind adapted. If the dimensions X and Y in the cups 1 of Figures 4 to 7 with the different outer shells 417, 517, 617 and 717 are identical, all these cups 1 can be stacked in any combination with each other without jamming, since all outer shells 417th , 517, 617 and 717 are within the space 16 between the parallel 15 and the jacket 2 forming the inner space 5.
  • the outer side 22 of the outer shells 417, 517, 617, 717 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 perform the outer sheath 417, 517, 617, for example, corrugated and in addition to provide on the outer side 22 a smooth cover of the wave structure in the form of another shell to further improve the insulating effect of the cup 1.
  • the embodiment of the outer jacket 417 with an upper curl 419 or the attachment of the outer jacket 517 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 417, 517 is created, which has a very high insulation effect.
  • the curl 419 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 shell 2 and outer shell 417 and 517, even under pressure, for example, by a cross hand, not reduced and the insulation effect is lost.
  • the different embodiments of the outer shells 417, 517, 617 and 717 and other design means of the cup 1 such as the bead 8, 48, 58, 68, 78 or the shoulder 21 can be combined as desired with each other , and are not limited to the variants shown.
  • Figure 9 different design options of the cup 1 in the region of the frame 4 are shown in the individual representations A to K in schematic form.
  • 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. This embodiment is very often advantageous, but is not mandatory to implement the present invention.
  • the variants described below may also be advantageous.
  • FIG. 9A it is provided that the material of the jacket 2 turned inwards extends only over the height region B of the widening 10.
  • FIG. 9B it is provided that the material of the bottom 3 is turned outwards and encloses the material of the jacket 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.
  • the frame 4 is formed only by two layers of material.
  • the material of the jacket 2 and the wall 31 of the bottom 3 both end at the lower edge 14 and thereby form the standing surface.
  • the material of the jacket 2 is turned inside out, but without covering the material of the bottom 3 in the region of the wall 31.
  • the joint 24 between the material of the shell 2 and the bottom 3 may be at different heights, for example, exactly at the boundary between the height range B and C. In this case, the material of the bottom 3 is not widened during the formation of the expansion 10. The expansion is introduced only in the double-lying material of the shell 2.
  • the wall 31 of the cup-shaped bottom 3 extends only over the height range C and serves to seal the inner space to be filled 5.
  • the frame 4 of Figure 9E is formed analogously to Figure 9D, but here the material of the soil in the height range B is turned to the outside.
  • the material of the shell 2 extends only over the height range C.
  • FIGS. 9H 1 9J, 9K show embodiments of the frame 4 of the cup 1, in which the frame 4 has different angles of inclination to the central axis 13, in particular in the height range C.
  • the angle of inclination ⁇ approximately corresponds to the angle of inclination ⁇ of the jacket 2 in the region of the fillable interior 5.
  • This embodiment is very simple to produce since the semi-finished product has the same angle of inclination ⁇ over the entire height before the expansion 10 is attached.
  • the inclination angle ⁇ is reduced so far that it is about 0 °, so that the frame in the height range C is approximately parallel to the central axis 13, as shown in Figure 9J.
  • the inclination angle ⁇ is preferably greater than the inclination angle ⁇ .

Abstract

Es ist ein Becher (1) aus einem Papiermaterial mit einem befüllbaren Innenraum beschrieben, der durch einen konischen Mantel (2) und einen Boden (3) gebildet wird. Der Boden ist am unteren Ende des Innenraums mit einer Zarge (4) im Wesentlichen flüssigkeitsdicht am Mantel befestigt. Der Mantel und/oder der Boden im Bereich der Zarge und/oder die Zarge selbst weist wenigstens in einem Bereich entlang des Umfangs eine nach außen ragende Aufweitung (10) auf. Ein unterer Rand (14) der Aufweitung bildet eine Standfläche für den Becher. Die Aufweitung kann ein Mittel zum Halten eines anderen Bechers gleicher Art bilden, das bei einem Stapeln des Bechers mit einem gleichartigen Becher zusammenwirken kann. Der Becher kann einen wärmeisolierenden Außenmantel aufweisen.

Description

Becher aus einem Papiermaterial
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 Stand der Technik. Die Zarge des bekannten Bechers weitet sich nach unten hin auf. Die Aufweitung dient zur Befestigung eines Außenmantels, der den den Innenraum begrenzenden Mantel unter Bildung eines Hohlraums umgibt. Da die Aufweitung der Zarge den Abstand zwischen Innenmantel und Außenmantel definiert, muss die Aufweitung der Zarge entlang des Umfangs umlaufend sein. Eine partielle Aufweitung der Zarge ist nicht möglich. Der Außenmantel ist um die Zarge herum gelegt, nach innen eingeschlagen und dort befestigt. Beim Befestigen des Außenmantels an der Zarge kann es vorkommen, dass die Dichtigkeit der Zarge beeinträchtigt wird. Außerdem ist die Befestigung des Außenmantels durch das Einschlagen sehr aufwändig.
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 ein im Wesentlichen flüssigkeitsdichtes Halbzeug mit einem befüllbaren Innenraum verwendet wird, an dem 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.
Die Standfläche des Bechers ist durch die Aufweitung vergrößert, auch wenn die Aufweitung beispielsweise nur partiell ist, 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.
Dadurch dass ein Halbzeug verwendet wird, bei dem der Boden und der Mantel im Bereich der Zarge bereits flüssigkeitsdicht verbunden sind, kann die Aufweitung an der Zarge geformt werden, ohne dass die Dichtigkeit der Zarge beeinträchtigt wird. Es kann vorteilhaft sein, ein Halbzeug zu verwenden, bei dem die Zarge - in einem Axialschnitt gesehen - im Wesentlichen parallel zur Mittelachse des Bechers verläuft, bei dem also im Fall eines runden Becherquerschnitts die Zarge im Wesentlichen zylindrisch verläuft. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Aufweitung nur partiell in einem Bereich entlang des Umfangs erfolgt. Durch eine nicht mehr sich konisch verjüngende Zarge oder eine partielle Aufweitung ist eine geringere Dehnung des Papiermaterials erforderlich und die Gefahr von Rissbildung wird verringert. Trotzdem kann die Standfestigkeit des Bechers durch eine vergrößerte Standfläche erhöht werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Zarge nicht auf ihrer gesamten Höhe aufgeweitet. Bevorzugt verbleibt der an den Boden angrenzende Bereich der Zarge in seiner ursprünglichen Form, während der untere Rand der Zarge aufgeweitet wird. Die Höhe der Aufweitung an der Zarge kann dabei in etwa der halben Höhe der Zarge entsprechen. Die Zarge weist dann - in einem Axialschnitt gesehen - unterschiedliche Neigungswinkel zu der Mittelachse des Bechers auf, wobei sich die Zarge im Bereich des unteren Randes mit einem vergrößerten Neigungswinkel aufweitet. Die Zarge weist zwei unterschiedliche Höhenbereiche auf, die unterschiedliche Funktionen erfüllen. Der obere Höhenbereich dient zur Abdichtung des befüllbaren Innenraums und verbindet den konischen Mantel im Wesentlichen flüssigkeitsdicht mit dem Boden. 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.
Es kann vorteilhaft sein, dass das Material des Mantels oder des Bodens im Bereich der Zarge - wenigstens im Bereich des unteren Randes - vor und/oder bei dem Aufweiten angewärmt wird. Das Anwärmen kann beispielsweise durch Anblasen der Zarge mit heißer Luft oder durch ein angewärmtes Aufweit-Werkzeug erfolgen. Bevorzugt wird die Temperatur so gewählt, dass eine auf dem Papiermaterial vorhandene Kunststoffschicht ihren Schmelzpunkt noch nicht erreicht, sondern lediglich etwas weicher wird.
Es ist vorteilhaft, dass ein Aufweit-Werkzeug wenigstens zwei Elemente aufweist, von denen das eine die Zarge von innen aufweitet, während das zweite als Gegenwerkzeug von außen dagegen hält. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass sich auch bei erwärmter Zarge, die flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen Mantel und Boden nicht löst. Die beiden Elemente des Aufweit-Werkzeuges können dabei beispielsweise aus radial beweglichen Backen, axial beweglichen Domen oder aus entlang des Umfangs der Zarge umlaufenden Rollen bestehen.
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, bevor die Zarge aufgeweitet wird.
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 Mittet 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 angebrachten 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.
Das Formen des ersten und zweiten Mittels zum Halten an einem als Halbzeug vorgefertigten Becher hat den Vorteil, dass die Herstellung des Halbzeugs auf einer herkömmlichen Bechermaschine erfolgen kann, welcher eine Vorrichtung zum Formen dieser Haltemittel nachgeordnet wird.
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; - Aufschieben eines Außenmantels auf den den Innenraum begrenzenden konischen Mantel; Fixieren des Außenmantels 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 angebrachten ersten Mittel zum Halten zusammenwirken kann.
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, ohne dass der bereits auf den den Innenraum begrenzenden Mantel aufgeschobene Außenmantel das Formen der Aufweitung behindert. Die Aufweitung lässt sich dadurch sehr präzise formen. Damit unterhalb des Außenmantels Raum für das Ansetzen eines Werkzeuges verbleibt, ist zwischen dem Außenmantel und der Aufweitung bevorzugt ein Abstand von mehr als 1 Millimeter, insbesondere von mehr als 2 mm, vorgesehen.
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 ähnlich Figur 1 auf zwei gestapelte Becher,
Figur 3 eine entlang der Schnittfläche IH-III der Figur 2 geschnittene Ansicht auf eine mit mehreren partiellen Aufweitungen versehene Zarge,
Figuren 4 bis 7 Ansichten ähnlich Figur 1 auf teilweise dargestellte Becher unterschiedlicher Ausgestaltung, bei denen verschiedene Außenmäntel vorgesehen sind,
Figur 8 einen Längsschnitt ähnlich Figur 1 auf eine mit mehreren partiellen Aufweitungen und dazwischenliegenden Aussparungen versehene Zarge,
Figuren 9 A bis K schematisch und nur teilweise dargestellte Längsschnitte auf unterschiedliche Ausgestaltungsformen im Bereich der Zarge von erfindungsgemäßen Bechern.
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 eine 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 verjüngt. Der Mantel 2 weist dabei im Bereich des befüllbaren Innenraums 5 einen Neigungswinkel α zu der Mittelachse 13 des Bechers 1 auf. Es ist dabei unerheblich, welche Form der Mantel 2 im Querschnitt aufweist. Der Mantel 2 kann im Querschnitt beispielsweise kreisrund, oval oder auch 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. Ein unterer Rand 14 der Aufweitung 10 an der Zarge 4 bildet eine 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 11 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, 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 V 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 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 T zum Halten aufgenommen und über den Mantel 2' bis zum unteren Rand 14' der Zarge 4' des unteren Bechers V 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. V beim Entstapeln gewährleistet.
Um die Dichtigkeit der Zarge 4 beim Formen der Aufweitung 10 nicht zu beeinträchtigen, ist es vorteilhaft, wenn die Höhe B der Aufweitung 10 - wie in Figur 1 erkennbar - kleiner ist als die gesamte Höhe Z der Zarge 4. Durch die geringere Höhe B der Aufweitung 10 verbleibt an der Zarge ein Höhenbereich C, der die Abdichtung zwischen dem den Innenraum 5 begrenzenden Mantel 2 und dem Boden 3 übernimmt. Dabei entspricht die Höhe B bevorzugt in etwa der halben Höhe Z. Im Axialschnitt der Figur 1 gesehen weist die Zarge 4 unterschiedliche Neigungswinkel ß und γ zu der Mittelachse 13 des Bechers 1 auf. Der Neigungswinkel ß des Höhenbereiches B der Zarge 4 ist dabei in jedem Fall so gerichtet, dass sich die Zarge 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 dargestellten Fall verjüngt sich die Zarge 4 im Höhenbereich C noch mit dem Neigungswinkel γ, der dem Neigungswinkel α des Mantels 2 im Bereich des Innenraumes 5 entspricht. Die Aufweitung 10 setzt sich jedenfalls bis zum unteren Rand 14 fort, der die Standfläche bildet. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Zarge 4 sind unten noch mit Hilfe von Figur 9 beschrieben. Der die Aufweitung 10 umschließende Durchmesser Y ist dabei bevorzugt größer als der Durchmesser D1 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.
Ein Höhenbereich C ohne Aufweitung, bei dem ein Teil der Zarge 4 in seiner ursprünglichen Form verbleibt und nicht aufgeweitet wird, ist insbesondere für das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines stapelbaren Bechers 1 wichtig, bei dem ein Halbzeug mit einem befüllbaren Innenraum 5 verwendet wird, das aus dem konischen Mantel 2 und dem darin bereits flüssigkeitsdicht befestigten Boden 3 besteht. Das Halbzeug weist also eine Zarge 4 auf, die jedoch noch keine Aufweitung 10 enthält. An dem Halbzeug wird die Sicke 8 als erstes Mittel 7 zum Halten und die Aufweitung 10 als zweites Mittel 9 zum Halten geformt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass das Halbzeug auf einer herkömmlichen Bechermaschine hergestellt werden kann. Im Anschluss an diese herkömmliche Bechermaschine wird das Halbzeug dann einer Vorrichtung zugeführt, die das erste Mittel 7 zum Halten und das zweite Mittel 9 zum Halten an das Halbzeug anformt und den stapelbaren Becher 1 fertigstellt. Durch den unverformt bleibenden Höhenbereich C wird die Dichtigkeit der Zarge 4 nicht beeinträchtigt.
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. 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.
In Figur 3 ist eine besondere Ausgestaltung der Aufweitung 10 an der Zarge 4 dargestellt. Die Aufweitung 10 gemäß Figur 3 ist nicht am gesamten Umfang der Zarge 4 umlaufend ausgeführt. Es sind stattdessen vier Aufweitungen 10 gleichmäßig am Umfang verteilt, zwischen denen jeweils ein Bereich 1 1 ohne Aufweitung vorgesehen ist, der im Wesentlichen der ursprünglichen Kontur der Zarge 4 entspricht. In Verbindung mit einer am gesamten Umfang umlaufenden Sicke 8 werden beim Stapeln des Bechers 1 in einem gleichartigen Becher 1' Luftdurchlässe 12 zwischen dem Mantel 2' bzw. der Sicke 8' des Bechers 1 ' und den nicht aufgeweiteten Bereichen 11 des Bechers 1 gebildet, die das Entstapeln der Becher erleichtern können. Durch die Luftdurchlässe 12 kann beim Herausnehmen des Bechers 1 aus dem Becher V Luft aus der Umgebung in den unter dem Boden 3 des Bechers 1 befindlichen Bereich des Innenraums 5' des Bechers V einströmen, so dass sich dort kein Unterdruck bilden kann, der der Entnahmebewegung des Bechers 1 entgegenwirkt.
In weiterer Ausgestaltung der partiellen Aufweitung 10 der Figur 3 kann neben der konkaven Ausgestaltung des Bereiches 1 1 zwischen den vier Aufweitungen 10 dieser auch geradlinig oder leicht konvex ausgestaltet sein. Der Umriss der Zarge 4 kann polygonförmig sein, wobei die Ecken natürlich abgerundet sind. Des Weiteren kann - wie in Figur 8 angedeutet - vorgesehen sein, dass die Zarge in Bereichen 11 gemäß Figur 3 Aussparungen 111, Schlitze oder Sollbruchstellen aufweist. Insbesondere wenn die Aufweitung 10 relativ weit nach außen ragen soll, kann es vorkommen, dass das Papiermaterial des Mantels 2 am unteren Rand 14 unkontrolliert einreißt. Um ein unkontrolliertes Einreißen zu verhindern, können, wie in Figur 8 dargestellt, in den Bereichen 11 zwischen den Aufweitungen 10 Aussparungen 111 oder Schlitze eingestanzt sein, die sich über den Höhenbereich B der Zarge 4 erstrecken, der ja nicht für die Dichtigkeit der Zarge 4 benötigt wird. Die Höhe der Aussparungen 111 kann dabei in Abhängigkeit von der Dehnfähigkeit des Materials an der Zarge 4 unterschiedlich sein, geht jedoch nicht wesentlich über den Höhenbereich B hinaus, so dass ein genügend großer Höhenbereich C zur Abdichtung verbleibt. Die Aussparungen 111 können entweder bereits im Zuschnitt des Mantels 2 vorgesehen sein, bevor das Halbzeug aus Mantel 2 und Boden 3 hergestellt wird, können aber genauso gut auch erst in die fertiggestellte Zarge 4 vor dem Aufweiten eingebracht werden.
Obwohl es in den Figuren 1 bis 3 nicht dargestellt ist, kann es vorteilhaft sein, dem Becher 1 einen Außenmantel gemäß einer der Figuren 4 bis 7 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 der Figuren 4 bis 7 einige mögliche Ausgestaltungen für derartige Außenmäntel beschrieben.
Die in den Figuren 4 bis 7 dargestellten Becher 1 weisen jeweils einen wärmeisolierenden Außenmantel 417, 517, 617 und 717 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 417, 517, 617, 717 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 in Figur 1 beschriebenen Variante gestaltet, so dass auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet werden kann.
Bei der Herstellung eines doppelwandigen Bechers 1 nach den Figuren 4 bis 7 wird an einem als Halbzeug zugeführten Innenbecher, der auch schon eine Mundrolle 6 aufweisen kann, ein erstes Mittel 7 zum Halten geformt. Anschließend wird der Außenmantel 417, 517, 617 bzw. 717 aufgeschoben und an dem den Innenraum 5 begrenzenden Mantel 2 fixiert. Als letzter Schritt wird das zweite Mittel 9 zum Halten geformt. Dies hat den Vorteil, dass das zweite Mittel 9 zum Halten das Aufschieben des Außenmantels 417, 517, 617, 717nicht behindert, und dass beispielsweise die Abmessung Y der Aufweitung 10 größer als die Innenkontur des Außenmantels 417, 517, 617, 717 sein kann.
Der Außenmantel 417 des in Figur 4 dargestellten Bechers 1 ist im Wesentlichen parallel zu dem den Innenraum begrenzenden Mantel 2 angeordnet. Der Außenmantel 417 weist an einem oberen und an einem unteren Ende jeweils eine nach innen gerichtete Einrollung 419 und 420 auf und stützt sich durch die Einrollungen 419 und 420 an dem den Innenraum 5 begrenzenden Mantel 2 ab. Es kann vorgesehen sein, dass der Außenmantel 417 im Bereich der Einrollung 419 und/oder 420, beispielsweise durch Leimen, fixiert ist. Die Höhe des Außenmantels 417 kann wie durch die gestrichelt dargestellte Einrollung 420' angedeutet, je nach Bedarf unterschiedlich sein. Besonders vorteilhaft ist eine Höhe des Außenmantels 417, die der dargestellten Einrollung 420 entspricht, bei der der Außenmantel 417 oberhalb der Aufweitung 10 der Zarge 4 und unterhalb des Bodens 3 endet. Bevorzugt beträgt der Abstand E zwischen dem Außenmantel 417 und der Aufweitung 10 etwa 1 bis 2 mm. Eine derartige Höhe des Außenmantels 417 gewährleistet auch bei schon aufgeschobenem Außenmantel 417 die Zugänglichkeit der Zarge 4 in dem Höhenbereich B von außen, so dass eine Formung der Aufweitung 10 mit einem radial von außen zugestellten Werkzeug nicht durch den Außenmantel 417 behindert wird. Die Einrollung 420 stützt sich im Bereich der Zarge 4 am Innenmantel 5 ab, wodurch der Außenmantel 417 sehr stabil wird. Gleichzeitig verdeckt der Außenmantel 417 auch das erste Mittel 7 zum Halten, so dass dieses von außen nicht erkennbar ist. Die Sicke 48 ist im Gegensatz zu Figur 1 nach außen geformt. Die Kraftaufnahmefähigkeit des Mittels 7 zum Halten kann dadurch gesteigert werden, da das gestreckte Papiermaterial der Sicke 48 eine höhere Stabilität als das gestauchte Papiermaterial der Sicke 8 der Figur 1 aufweist.
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 517 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 517 eine nach innen gerichtete Einrollung 520 analog der Einrollung 420 auf, die auch weiter oben in der gestrichelt angedeuteten Position 520' liegen kann. Ein oberhalb des Bodens 3 endender Außenmantel 517 bewirkt oftmals eine ausreichende Isolationswirkung und hat den Vorteil, dass der Materialbedarf für den Außenmantel 517 reduziert ist. Die Höhenposition der Einrollung 520 kann alternativ auch entsprechend den unter Figur 4 beschriebenen Auswahlkriterien erfolgen und weiter unten liegen. Das Mittel 7 zum Halten ist hier als gerundete Rippe 58 gestaltet, wobei die Rippe 58 nicht komplett umlaufend geprägt sein braucht, sondern sehr vorteilhaft auch aus nur punktuellen Einprägungen im Mantel 2 bestehen kann.
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 in Figur 5A stark vergrößert dargestellt. Der Bereich des den Innenraum 5 begrenzenden Mantels 2, der zwischen der Mundrolle 6 und der Schulter 21 liegt und in Figur 5A mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnet ist, weist im Gegensatz zu der Darstellung nach Figur 5 einen anderen Neigungswinkel zur Mittelachse 13 als der übrige Mantel 2 auf. In Figur 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 517 beim Aufschieben auf den Innenbecher 1 ein wenig unter die Mundrolle 6 geschoben werden kann, ist der obere Randbereich 26 des Außenmantels 517 leicht eingestaucht. Der Randbereich 26 setzt den konischen Außenmantel 517 also nicht gleichmäßig fort, sondern weist einen etwas geringer werdenden Durchmesser auf. Wird der Außenmantel 517, so wie in Figur 5A, dargestellt, mit seinem oberen Rand ein wenig in die Mundrolle 16 eingeschoben, so ergibt sich ein besonders gutes Erscheinungsbild des Bechers 1 , da der obere Rand des Außenmantels 517 nicht mehr sichtbar ist. Wird der Außenmantel 517 in nicht dargestellter Ausgestaltung noch weiter in die Mundrolle 6 eingeschoben, so bewirkt schon die Klemmung des Außenmantels 517 durch das Material der Mundrolle 6 eine Fixierung des Außenmantels 517. Für gewisse Anwendungsfälle kann die Klemmung des Außenmantels 517 in der Mundrolle 6 als einzige Befestigung des Außenmantels 517 ausreichend sein.
Figur 6 zeigt eine Variante eines Außenmantels 617, bei der der Hohlraum 18 im oberen Bereich seine größte Dicke aufweist und sich nach unten hin zunehmend verjüngt. Am oberen Ende des Außenmantels 617 ist eine nach innen gerichtete Einrollung 619 vorgesehen, die sich an dem den Innenraum 5 begrenzenden Mantel 2 abstützen kann. Der Außenmantel 617 kann ebenfalls oberhalb der Zarge 4 oder - wie dargestellt - kurz oberhalb der Aufweitung 10 mit einem Abstand E enden und dort beispielsweise flach angesiegelt sein. Eine Alternative zeigt die Figur 6A1 bei der Außenmantel 617 ebenfalls nicht parallel zum Mantel 2 verläuft. Der Außenmantel 617' ist unterhalb der Mundrolle 6 flach angesiegelt und die Dicke des Hohlraumes 18 vergrößert sich nach unten hin. Am unteren Ende ist stützt sich der Außenmantel 617' mit einer Einrollung 620 analog der Einrollung 420 an dem Mantel 2 ab. Der Becher 1 der Figur 6A weist keine Sicke 68 auf. Beim Stapeln wirkt dann die Aufweitung 10 ohne weitere Mittel zum Stapeln mit einem anderen Bechers 1' gleicher Art zusammen und stützt sich direkt an dem den Innenraum 5 begrenzenden Mantel 2 ab.
In Figur 7 ist ein Außenmantel 717 dargestellt, der den den Innenraum 5 begrenzenden Mantel 2 eng umschließt und im Wesentlichen auf der gesamten Fläche dicht aufliegt. Ein solcher Außenmantel 717 kann ausreichend sein, wenn die Anforderungen an die Isolationswirkung des Bechers 1 nicht besonders hoch sind. Außerdem kann ein dicht anliegender Außenmantel 717 die Stabilität des Bechers 1 verbessern, da der Mantel 2 praktisch auf seiner gesamten Höhe am Außenmantel 717 abgestützt ist. Die Fixierung des Außenmantels 717 geschieht bevorzugt wiederum durch Siegeln oder Leimen, wobei die Fixierung in einzelnen Bereichen oder auch vollflächig erfolgen kann. In Ausgestaltung des Außenmantels 717 können im Außenmantel 717 nach außen gerichtete Prägungen 23 vorgesehen sein. Die Prägungen 23 können Design- Elemente zur Gestaltung des Bechers sein, die beispielsweise in Form eines Schriftzuges das enthaltene Produkt kennzeichnen. Die Prägungen 23 können jedoch auch benützt werden, um die Isolationswirkung des Außenmantels 717 in bestimmten Bereichen gezielt zu erhöhen, da unterhalb der Prägungen 23 wiederum Hohlräume 18 entstehen. Die Prägungen 23 können beispielsweise genau in den Bereichen am Becher 1 angeordnet werden, an denen sich die Kontaktpunkte zu einer den Becher 1 greifenden Hand befinden.
Auch wenn die Sicke 48, 58 des ersten Mittels 7 zum Halten bei den Bechern der Figuren 4 und 5 eine etwas andere Ausgestaltung als in den übrigen Figuren aufweist, ist nichtsdestotrotz die Abmessung Y des zweiten Mittels 9 an die Abmessung X des ersten Mittels 7 zu Halten eines anderen Bechers 1 ' gleicher Art angepasst. Wenn die Abmessungen X und Y bei den Bechern 1 der Figuren 4 bis 7 mit den unterschiedlichen Außenmänteln 417, 517, 617 und 717 identisch sind, können alle diese Becher 1 auch in beliebiger Kombination untereinander gestapelt werden ohne sich zu verklemmen, da alle Außenmäntel 417, 517, 617 und 717 innerhalb 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 417, 517, 617, 717 unterschiedliche Strukturen aufweisen. Die Außenseite 22 kann beispielsweise geriffelt, geprägt, gewellt sein oder eine aufgeschäumte Beschichtung aufweisen. Es kann auch vorgesehen sein, den Außenmantel 417, 517, 617 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.
Insbesondere die Ausgestaltung des Außenmantels 417 mit einer oberen Einrollung 419 oder die Befestigung des Außenmantels 517 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 417, 517 entsteht, der eine sehr hohe Isolationswirkung aufweist. Die Einrollung 419 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 417 bzw. 517 auch unter Druckbelastung, beispielsweise durch eine greifende Hand, nicht verringert und die Isolationswirkung verloren geht.
Es sei noch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die unterschiedlichen Ausgestaltungen der Außenmäntel 417, 517, 617 und 717 und anderer Gestaltungsmittel des Bechers 1 wie der Sicke 8, 48, 58, 68, 78 oder der Schulter 21 je nach Bedarf beliebig miteinander kombiniert werden können, und nicht auf die dargestellten Varianten beschränkt sind. In Figur 9 sind in den einzelnen Darstellungen A bis K in schem atischer Form unterschiedliche Gestaltungsmöglichkeiten des Bechers 1 im Bereich der Zarge 4 dargestellt. In den Varianten der Figuren 1 bis 8 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 9A ist vorgesehen, dass sich das nach innen eingeschlagene Material des Mantels 2 nur über den Höhenbereich B der Aufweitung 10 erstreckt. In Figur 9B 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 den Figuren 9C, 9D und 9E sind Ausführungen dargestellt, bei denen die Zarge 4 lediglich durch zwei Materialschichten gebildet wird. In Figur 9C enden das Material des Mantels 2 und die Wandung 31 des Bodens 3 beide am unteren Rand 14 und bilden dadurch die Standfläche. In Figur 9D ist das Material des Mantels 2 nach innen umgeschlagen, ohne jedoch das Material des Bodens 3 im Bereich der Wandung 31 zu überdecken. Die Stoßstelle 24 zwischen dem Material des Mantels 2 und des Bodens 3 kann in unterschiedlicher Höhe, beispielsweise genau an der Grenze zwischen den Höhenbereich B und C, liegen. In diesem Fall wird das Material des Bodens 3 bei der Formung der Aufweitung 10 nicht mit aufgeweitet. Die Aufweitung wird lediglich in dem doppelt liegenden Material des Mantels 2 eingebracht. Die Wandung 31 des topfförmigen Bodens 3 erstreckt sich lediglich über den Höhenbereich C und dient der Abdichtung des befüllbaren Innenraums 5. Die Zarge 4 nach Figur 9E ist analog Figur 9D ausgebildet, allerdings ist hier das Material des Bodens im Höhenbereich B nach außen umgeschlagen. Das Material des Mantels 2 erstreckt sich lediglich über den Höhenbereich C.
Wenn das Material des Mantels 2 bzw. des Bodens 3 stabil genug ist, kann auf das in den Figur 9D und 9E gezeigte Umschlagen gänzlich verzichtet werden und die Aufweitung 10, wie in den Figuren 9F und 9G dargestellt, lediglich durch eine Materialschicht gebildet werden. Für die Abdichtung des befüllbaren Innenraums 5 ist es ausreichend, wenn das Material des Bodens 3 und des Mantels 2 im Höhenbereich C übereinanderliegen und flüssigkeitsdicht miteinander verbunden sind. In den Figuren 9H1 9J, 9K sind Ausgestaltungen der Zarge 4 des Bechers 1 dargestellt, bei denen die Zarge 4 insbesondere im Höhenbereich C unterschiedliche Neigungswinkel zur Mittelachse 13 aufweist. In den Figuren 1 bis 8 entspricht der Neigungswinkel γ in etwa dem Neigungswinkel α des Mantels 2 im Bereich des befüllbaren Innenraums 5. Diese Ausführung ist sehr einfach herzustellen, da das Halbzeug vor der Anbringung der Aufweitung 10 über die gesamte Höhe denselben Neigungswinkel α besitzt. Je nach Höhe Z der Zarge 4 und der gewünschten Größe der Aufweitung 10 kann es jedoch erforderlich sein, ein Halbzeug zu verwenden, bei dem der Neigungswinkel γ der Zarge 4 von dem Neigungswinkel α abweicht, um beim Aufweiten der Zarge 4 am unteren Rand 14 ein Einreißen des Papiermaterials zu verhindern. Es kann dabei ausreichen, den Neigungswinkel γ, wie in Figur 9H dargestellt, etwas kleiner als den Neigungswinkel α zu wählen. Bevorzugt wird der Neigungswinkel γ soweit verkleinert, dass er etwa 0° beträgt, so dass die Zarge im Höhenbereich C in etwa parallel zur Mittelachse 13 verläuft, wie es in Figur 9J dargestellt ist. Beim Aufweiten um den gleichen Betrag lassen sich hierdurch größere Abmessungen Y der Aufweitung 10 erzielen. Dieser Effekt lässt sich noch verstärken, wenn sich, wie in Figur 9K dargestellt, die Zarge 4 bereits in dem Höhenbereich C mit einem Neigungswinkel γ aufweitet. Bei der Variante nach Figur 9K ist der Neigungswinkel ß bevorzugt größer als der Neigungswinkel γ.

Claims

Patentansprüche
1. 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.
2. Becher nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zarge (4) - in einem Axialschnitt gesehen - unterschiedliche Neigungswinkel (ß, γ) zu der Mittelachse (13) des Bechers (1) aufweist, wobei sich die Zarge (4) im Bereich des unteren Randes (14) mit einem vergrößerten Neigungswinkel (ß) aufweitet.
3. Becher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (B) der Aufweitung (10) an der Zarge (4) in etwa der halben Höhe (A) der Zarge (4) entspricht.
4. Becher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der die Aufweitung (10) umschließende Durchmesser (Y) größer als der den Boden (3) umschließende Durchmesser (D) ist.
5. Becher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 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.
6. Becher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufweitung (10) das Mittel (9) zum Halten bildet.
7. Becher nach Anspruch 5 oder 6, 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 (V) angebrachten zweiten Mittel (91) zum Halten zusammenwirken kann.
8. Becher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen (Y) des zweiten Mittels (9) zum Halten an die Abmessungen (X) des ersten Mittels (7) zum Halten eines anderen Bechers (1') gleicher Art angepasst sind.
9. Becher nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Mittel (7) zum Halten eines anderen Bechers (11) 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.
10. Becher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Becher (1) einen Außenmantel (417; 517; 617; 717) aufweist.
11. Becher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Außenkontur des Außenmantels (417; 517; 617; 717) innerhalb einer Parallelen (15) zu dem den Innenraum (5) begrenzenden Mantel (2) befindet, die an der Aufweitung (10) der Zarge (4) angelegt wird.
12. Becher nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel (417; 517; 617; 717) unterhalb des Bodens (3) endet, und dabei noch einen Abstand (E) von der Aufweitung (10) aufweist.
13. 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 flüssigkeitsdicht befestigten Boden besteht, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Wesentlichen flüssigkeitsdichtes Halbzeug mit einem befüllbaren Innenraum verwendet wird, an dem 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.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Halbzeug verwendet wird, bei dem die Zarge - in einem Axialschnitt gesehen - im Wesentlichen parallel zur Mittelachse des Bechers verläuft.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Papiermaterial im Bereich der Zarge vor und/oder bei dem Aufweiten angewärmt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außenmantel auf den den Innenraum begrenzenden konischen Mantel aufgeschoben und fixiert wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 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 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.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17 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;
- Aufschieben eines Außenmantels auf den den Innenraum begrenzenden konischen Mantel;
- Fixieren des Außenmantels an dem den Innenraum begrenzenden Mantel;
- anschließend an das Fixieren des Außenmantels, 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.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Sicke oder Rippe als erstes Mittel zum Halten eines anderen Bechers gleicher Art in einem Bereich entlang des Umfangs des den Innenraum begrenzenden Mantels geformt wird.
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