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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Bechers
mit einem Boden und einem daran anschließenden Mantel, wobei der Mantel
an seinem vom Boden abgewandten Ende mit einer Mundrolle versehen
werden kann und ein- oder mehrlagig ausgebildet wird, wobei wenigstens
eine Lage des Mantels aus Papier oder Pappe, Kunststoff, PLA, nachwachsenden
und/oder biologisch abbaubaren Rohstoffen oder anderen vergleichbaren
Materialien hergestellt wird.
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Es
ist eine Vielzahl verschiedener Becher dieser Art bekannt, die jedoch
alle den Nachteil aufweisen, nur eine geringe Festigkeit zu besitzen.
Es besteht das Problem, daß die
Becher gerade im Bereich ihres oberen Randes sehr instabil sind
und sehr leicht zusammengedrückt
werden können.
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Dieses
Problem hat in der Vergangenheit dazu geführt, daß auch die eingesetzte Materialdicke nach
unten begrenzt war. Es musste, um eine ausreichende Festigkeit zu
erzielen ein vergleichsweise dickes Material eingesetzt werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren und einen damit hergestellten
Becher vorzuschlagen, der eine sehr hohe Eigenfestigkeit aufweist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß zumindest
in eine Lage wenigstens eine wenigstens teilweise um den Mantel
umlaufende, wenigstens einen ringförmigen Anteil aufweisende Prägung eingebracht
wird, die nach innen oder außen
gerichtet sein kann, wobei die Prägungen in Höhenrichtung derart gestaucht
werden, daß eine Kante
jeder Prägung
auf einem gegenüberliegenden Abschnitt
der Prägung
und/oder die beiden Kanten jeder Prägungen aufeinander zu liegen
kommen und miteinander verbunden werden.
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Hierdurch
wird eine sehr große
Stabilität
des Bechers erzielt. Der Becher kann bereits ab einer gestauchten
Prägung
nur mit großer
Kraftaufwendung zusammengedrückt
werden.
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Dabei
hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn die Prägung, die
Prägewerkzeuge
und die Stauchwerkzeuge derart ausgestaltet sind, daß diese beim
Stauchen der Prägungen
einen Hohlraum erzeugen.
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Durch
einen derartigen Hohlraum wird auch eine sehr gute Isolationswirkung
erzielt.
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Ebenfalls
sehr vorteilhaft ist es erfindungsgemäß, wenn die Prägung, die
Prägewerkzeuge
und die Stauchwerkzeuge derart ausgestaltet sind, daß diese
beim Stauchen ein flaches Profil erzeugen.
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Damit
wird eine äußerst hohe
Stabilität
erzielt. Das flache Profil kann auch sehr gut als Anschlag oder
Abstandhalter genutzt werden.
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Eine
weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung liegt auch vor, wenn die
Prägung
derart ausgestaltet ist, daß diese
beim Stauchen eine Rippe bildet.
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Durch
eine Rippe wird eine größtmögliche Stabilität gegen
unerwünschtem
Zusammendrücken des
Bechers gewährleistet.
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Erfindungsgemäß hat es
sich auch als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn die Prägung durch
Ultraschall, Laser oder auch eine andere Wärmequelle erwärmt und
damit zum Stauchen vorbereitet wird.
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Es
hat sich gezeigt, daß eine
erwärmte
Prägung
mit wenig Kraftaufwand gestaucht werden kann.
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Sehr
vorteilhaft ist es erfindungsgemäß auch,
wenn die Kanten der Prägung
mittels eines Heiß-
oder Kaltklebers, mittels Heißsiegelung
oder einer anderen Verbindungsmethode miteinander verbunden werden.
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Damit
wird sichergestellt, daß die
Stauchung sich nicht unbeabsichtigt zurückbildet.
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Eine
weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt auch
vor, wenn zumindest im Bereich der Kanten der Prägung eine Beschichtung aus einem
heißsiegelfähigen Material
vorgesehen wird, welches zur Verbindung der Kanten genutzt wird.
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Diese
Beschichtung kann beispielsweise aus Polyethylen bestehen. Dadurch
wird der beschichtete Bereich nicht nur unempfindlich gegenüber Flüssigkeiten,
sondern auch siegelfähig
zum Verschließen
der gestauchten Prägungen.
Aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellte siegelfähige Materialien sind
ebenfalls denkbar. Alle Beschichtungen können vollflächig oder partiell aufgebracht
werden. Bei einer vollflächigen
Beschichtung kann diese auch als Flüssigkeits- bzw. Feuchtigkeitsbarriere
dienen.
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Es
sich auch als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn die Prägung derart
gestaucht wird, daß sich
die Kanten eng aneinander legen und eine im wesentlichen ebene Oberfläche bilden.
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Durch
dieses Stauchen und das Verbinden kann eine glatte Oberfläche zwischen
den Kanten der Prägungen
geschaffen werden. Wenn diese verbundenen Kanten auf der Becherinnenseite
angeordnet werden, wird damit auch verhindert, daß Füllgut, meist
eine Flüssigkeit
in die gestauchten Prägungen einzudringen
vermag.
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Ein
erfindungsgemäß äußerst vorteilhafter Becher
liegt vor, wenn zumindest in einer Lage wenigstens eine wenigstens
teilweise um den Mantel umlaufende, wenigstens einen ringförmigen Anteil aufweisende
Prägung
eingebracht ist, die nach innen oder außen gerichtet sein kann, wobei
die Prägungen in
Höhenrichtung
derart gestaucht sind, daß die
beiden Kanten jeder Prägungen
aufeinander liegen und miteinander verbunden sind.
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Damit
wird eine hervorragende Stabilität
des Bechers erzielt.
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Dabei
ist es erfindungsgemäß sehr vorteilhaft,
wenn die gestauchten Prägungen
nach innen oder außen
ragende Rippen bilden, die Hohlräume einschließen oder
flachgelegt sein können.
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Hiermit
können
die Prägungen
sowohl bei einlagigen Bechern, als auch bei mehrlagigen Bechern
in der Innenlage oder auch in der Außenlage eingesetzt werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als sehr vorteilhaft
erwiesen, wenn die gestauchten Prägungen als Isolierung oder als
Abstandhalter für
eine weitere, vorzugsweise glatte Lage vorgesehen sind.
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Damit
wird eine hervorragende Isolierung erzielt, die sonst nur mit äußerst aufwendigen
Verfahrensschritten geschaffen werden könnte.
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Eine
weitere erfindungsgemäß sehr vorteilhafte
Ausgestaltung liegt auch vor, wenn die gestauchten Prägungen an
ihrer Verbindungsstelle im wesentlichen glatt miteinander verbunden
sind.
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Damit
wird verhindert, daß sich
das meist flüssige
Füllgut
des Bechers in den gestauchten Prägungen festzusetzen vermag.
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Eine
ebenfalls sehr vorteilhafte Fortbildung der Erfindung liegt auch
vor, wenn die die Prägungen enthaltende
Becherlage aus einem heißsiegelbaren Material
besteht oder mit einem heißsiegelbaren
Material beschichtet ist.
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Damit
wird nicht nur eine Flüssigkeitsdichtigkeit
erzielt, sondern es kann auch auf einfache Art und Weise gute Siegelfähigkeit
sichergestellt werden. Das heißsiegelbare
Material kann beispiesweise Polyethylen sein. Aus nachwachsenden
Rohstoffen hergestellte siegelfähige
Materialien sind ebenso denkbar wie weitere herkömmliche Materialien. Alle Beschichtungen
können
vollflächig
oder partiell aufgebracht sein.
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Äußerst vorteilhaft
ist es erfindungsgemäß auch,
wenn die gestauchten Prägungen
eine Verstärkung
des Mantels bilden.
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Damit
wird der Mantel besonders fest und stabil, ohne daß ein erheblicher
Materialmehraufwand eingesetzt werden müsste.
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Eine
weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt auch
vor, wenn die gestauchten Prägungen
einen Griffbereich bilden, der einen hohen Reibwert aufweist.
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Damit
wird selbst bei einem einlagigen Becher eine gut isolierte, und
griffstabile Grifffläche
geschaffen, die durch ihre Oberflächenbeschaffenheit und Textur
ein Abrutschen wirksam verhindert.
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Erfindungsgemäß ist es
auch sehr vorteilhaft, wenn der Becher aus einem Kunststoff, einem Papier,
Pappe, Karton, und/oder aus anderen Faserwerkstoffen besteht, die
präg- und stauchbar sind.
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Damit
wird ein einfacher Aufbau des erfindungsgemäßen Bechers sichergestellt.
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Als
ebenfalls sehr vorteilhaft hat es sich erfindungsgemäß erwiesen,
wenn die Prägungen
als umlaufende Ringe, Ringabschnitte, Spiralen, Spiralabschnitte
oder dergleichen ausgebildet sind.
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Dadurch
können
viele verschiedene optische und technische Ausgestaltungen geschaffen
werden.
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Eine
weitere sehr vorteilhafte Fortbildung der Erfindung liegt auch vor,
wenn in Bodennähe
eine wenigstens teilweise umlaufende Prägung als Stapelhilfe angeordnet
ist, die nach innen gerichtet sein kann.
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Durch
eine solche meist im Mantel angeordnete Stapelhilfe wird verhindert,
daß mehrere
ineinander gestapelte Becher soweit ineinander rutschen, daß diese
nur noch schwer oder gar nicht mehr trennbar sind. Gerade bei maschineller
Trennung solcher Becherstapel ist diese Stapelhilfe sehr hilfreich.
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Dabei
hat es sich erfindungsgemäß als sehr vorteilhaft
erwiesen, wenn die obere oder untere Kante dieser Prägung weiter
nach innen gezogen ist als die andere Kante.
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Hierdurch
kann ein Absatz geschaffen werden, der für eine Verjüngung des Bechers sorgt.
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Desweiteren
hat es sich gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung auch als sehr vorteilhaft erwiesen,
wenn mehrere Prägungen
vorgesehen sind, die in Höhenrichtung
nebeneinander angeordnet sind, wobei die Prägungen nach unten hin jeweils
weiter nach innen versetzt sind und/oder eine geringere Tiefe aufweisen.
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Dadurch
wird die Stapelbarkeit stark verbessert. Die Stapelhöhe wird
reduziert.
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Ebenfalls
sehr vorteilhaft ist es, wenn ein zweiter Mantel vorgesehen ist,
der ein oder mehrlagig ausgebildet sein kann, um den ersten Mantel
herumgelegt oder über
diesen geschoben ist und mit diesem verrastet ist.
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Hierdurch
kann ein Außenmantel
quasi aufgeklickt werden und durch diese Klickverbindung befestigt
und gehalten werden.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt.
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Dabei
zeigen:
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1 einen
Becher mit drei nach außen
gerichteten Prägungen,
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2 denselben
Becher nachdem die Prägungen
gestaucht wurden,
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3 eine
Detaildarstellung einer gestauchten Prägung im Schnitt,
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4 eine
schematische Darstellung eines Herstellungsprozesses für einen
erfindungsgemäßen Becher
mit wenigstens einer nach innen gerichteten Rippe,
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5 einen
Schnitt mit unterschiedlichen, nach innen gerichteten Rippen,
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6 ein
Schaubild eines Bechers mit nach außen gerichteten Rippen und
einer als Stapelhilfe ausgebildeten, nach innen gerichteten Rippe,
wobei die nach außen
gerichteten Rippen in Höhenrichtung versetzt
angeordnet sind, und
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7 einen
Schnitt durch zwei solche, ineinander gestapelte Becher.
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Mit 1 ist
in 1 ein Becher mit einem umlaufenden Mantel 2 und
einem Boden 3 bezeichnet. Am vom Boden 3 abgewandten
Ende des Mantels 2 ist eine Mundrolle 4 angeformt.
Unterhalb der Mundrolle 4 sind in diesem Ausführungsbeispiel
drei nach außen
ragende, umlaufende Prägungen 5 angeordnet.
Diese Prägungen 5 werden
in ihrer Höhe
gestaucht, so daß sich
nach außen
ragende, flache Ringe 6 ergeben, wie dies in 2 dargestellt
ist.
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Der
Mantel 2 ist aus einem Papier oder Karton gefertigt und
auf der Innenseite mit einer Polyethylen-Beschichtung 7 versehen.
Beim Stauchen der Prägungen 5 wird
zumindest diese Beschichtung 7 erwärmt, so daß diese beim Zusammenstauchen
im Bereich der Kanten 8 der Prägungen 5 mit jeweils
der anderen Kante 8 derselben Prägung 5 verschweißt wird.
Für die
Beschichtung 7 sind auch andere bekannte Siegelmaterialien,
und dabei auch aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellte siegelfähige Materialien
denkbar. Die Beschichtung 7 kann vollflächig oder partiell aufgebracht
sein. Bei einem vollflächigen
Auftrag kann die Beschichtung 7 auch ein Aufweichen des
Mantels 2 durch flüssiges
Füllgut
verhindern.
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Es
ist auch denkbar, daß der
Mantel 2 wenigstens teilweise aus Kunststoff, PLA und/oder nachwachsenden
und/oder biologisch abbaubaren Rohstoffen hergestellt ist.
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Durch
das Verschweißen
der Kanten 8 miteinander wird verhindert, daß die zu
den Ringen 6 gestauchten Prägungen 5 sich wieder öffnen. Zudem wird
eine verhältnismäßig glatte
Oberfläche
auf der Innenseite des Bechers 1 auch im Bereich der Ringe 6 geschaffen.
Füllgut
im Becher kann nicht in die Ringe 6 eindringen.
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Die
Ringe 6 sind damit auch hermetisch abgeschlossen. Beim
Stauchen werden die Ringe 6 meistens nicht vollständig flach
gedrückt,
so daß sich ein
Hohlraum 9 im inneren der Ringe 6 ergibt. Es ist aber
auch denkbar, daß durch
geeignetes Stauchwerkzeug ein völliges
Flachlegen der Ringe 6 erfolgt.
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Die
Ringe 6 versteifen den Mantel 2 des Bechers 1.
Ein versehentliches Zusammendrücken beim
Halten des Bechers 1 kann nicht mehr stattfinden. Durch
diese konstruktiv erhöhte
Stabilität
kann auch die Materialstärke
des Mantels 1 reduziert werden. Es ist auch denkbar, daß weicheres
Material eingesetzt werden kann.
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Die
Ringe 6 versteifen den Mantel 2 aber nicht nur.
Sie bieten auch eine sehr gute Isolationswirkung insbesondere bei
einlagigen Bechern 1. Die Hohlräume 9 dienen dabei
als sehr gute Wärmeisolierung.
Damit wird es möglich,
mit heißen
oder kalten Getränken
befüllte
Becher angenehm zu halten. Durch diese durch die Ringe 6 gebildete
Textur wird auch eine sehr gute Rutschhemmung erzielt. Es wird sichergestellt,
daß der
Becher 1 nicht einem Benutzer ungewollte entgleitet.
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Die
Ringe 6 können
aber auch als Abstandhalter zu einer weiteren Lage des Mantels 2 dienen. Es
kann beispielsweise eine zweite, auch glatte Außenlage vorgesehen werden.
Mehrlagige Konstruktionen sind denkbar. Es ist aber auch denkbar,
daß sowohl
die Innenlage als auch die Außenlage
Ringe 6 aufweisen. Dabei ist es denkbar, daß zum Beispiel die
Ringe der Außenlage
nach innen gerichtet sind und die der Innenlage nach außen.
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Die
Verbindung der Kanten 8 kann nicht nur durch Heißsiegeln,
sondern auch durch Verkleben oder dergleichen erfolgen. Dazu kann
zum Beispiel im Bereich der Kanten 8 ein Heiß- oder
Kaltkleber aufgebracht werden, der beim Stauchen die Verbindung
erzeugt. Eine Kombination aus Siegelmaterial und Klebstoff ist denkbar.
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Durch
einen Überschuß an Siegelmaterial und/oder
Klebstoff kann beispielsweise eine zusätzliche Glättung der Stoßstelle
zweier Kanten 8 erfolgen.
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Zum
Stauchen der Prägungen 5 können die Prägungen 5 zum
Beispiel durch Ultraschall, Laser oder eine andere Wärmequelle
erhitzt werden. Die aufzuwendenden Kräfte zum Stauchen können sich dabei
erniedrigen. Zudem wird ein Siegelmaterial bereits erweicht, so
daß im
Moment des Zusammentreffens zweier Kanten 8 eine Verbindung
zwischen diesen hergestellt wird.
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Vorzugsweise
auf der Außenseite
des Bechers 1 können
Bedruckungen oder Gestaltungen vorgesehen werden.
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Versuche
mit Prägungen 5 mit
einer Breite von 3 Millimeter und einer Tiefe von 2 Millimeter wurden
erfolgreich unternommen. Andere Abmessungen sind denkbar und sind
einerseits von der gewünschten
Festigkeit und dem verwendeten Material abhängig.
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Der
in 4 dargestellte Prozess zum Herstellen erfindungsgemäßer Becher
zeigt eine weitere Variante. Bei diesen Bechern 41 sind
im Mantel 42 mehrere nach innen ragende Prägungen 45 vorgesehen.
Eine dieser Prägungen 45 ist
nahe dem Boden 3 angeordnet. Diese unterste Prägung 45 wird
zu einem Ring 46 zusammengestaucht und dient dann als Stapelhilfe.
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Wenn
mehrere Becher 41 ineinander gestapelt werden, stoßen diese
mit ihrer Unterkante auf diesem Ring 46 auf. Ein weiteres
Hineindrücken
der oberen Becher wird vermieden. Damit kann es nicht dazu kommen,
daß die
ineinander gestapelten Becher aneinander kleben und nicht mehr oder
nur schlecht entstapelt werden können.
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Die
weiteren in diesem Ausführungsbeispiel dargestellten
Prägungen 45 können ebenfalls
gestaucht werden. Es ist auch denkbar, daß diese nach außen ragend
ausgeführt
werden.
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Beliebige
Kombinationen zwischen den beiden dargestellten Ausführungsbeispielen
sind ebenso denkbar wie beliebige Anordnungen der Prägungen 5 bzw. 45 auf
dem Mantel 2 bzw. 42.
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Der
Mantel 2 bzw. 42 kann auch aus einem anderen Material
hergestellt sein. Es ist denkbar, daß ein Kunststoff oder auch
ein Faserwerkstoff eingesetzt wird.
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Das
Siegelmaterial kann aus einer beliebigen heißsiegelfähigen Beschichtung, aber auch
aus einem Siegellack oder dergleichen bestehen. Aus nachwachsenden
Rohstoffen hergestellte siegelfähige
Materialien sind denkbar. Hierzu zählt unter anderem auch PLA
oder dergleichen.
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Es
ist auch denkbar, daß die
Prägungen 5 bzw. 45 nur
aus Segmenten bestehen, die zusammen einen Ring bilden können. Es
ist aber auch denkbar, daß die
Prägungen 5 bzw. 45 spiralförmig, abschnittsweise
spiralförmig
oder einen ringförmigen Anteil
aufweisend verlaufen.
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Desweiteren
ist es denkbar, daß mehrere, vorzugsweise
im oberen Bereich des Bechers angeordnete Prägungen 5 bzw. 45 in
ihrer Position und Höhe
variieren. Dabei sind weiter unten liegende Prägungen weiter innen angeordnet
bzw. weisen eine geringere Tiefe auf. Durch diese Gestaltung, wie
sie in 6 dargestellt ist, wird das Stapeln mehrerer Becher
erleichtert. Die Becher können
weiter ineinander geschoben werden, wodurch die Stapelhöhe minimiert
wird. Trotzdem können
die Becher wieder leicht entstapelt werden.
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Ein
innerer Ring 46 kann als Stapelhilfe dienen und dabei nach
innen abgesetzt ausgebildet sein, wodurch der Ring 46 besser
vertikale Kräfte auszunehmen
vermag. Durch den ausgebildeten inneren Ring 46 wird das
leichte Entstapeln sichergestellt.
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Es
ist auch denkbar, daß ein äußerer, auch mehrlagiger
Mantel um den Becher herumgelegt ist und mit den Prägungen 5 bzw. 45 verrastet
ist. Dabei kann der äußere Mantel
auch aufgeschoben sein.
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Weiterhin
ist es denkbar, daß der
innere Mantel glatt ausgebildet ist und ein äußerer Mantel die Prägungen 5 bzw. 45 aufweist.
