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Stapelbare Behälter, insbesondere Flachbehälter sowie Verfahren und
Vorrichtung zu seiner Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf stapelbare Behälter,
insbesondere Flachbehälter wie Teller, Schalen o.dgl. mit dünner, durch Thermoformen
uns folien- oder plattenförmigem Thermoplastischem Kunststoff gebildeter Wandung,
die eine sich im wesentlichen konisch nach der offenen Behälterseite hin erweiternde
Umfangswand mit angeformtem Aussenrand und dem Behälterboden bildet, wobei in der
Wandung mindestens eine sich axial zum Behälter erstreckende, rippenförmige Stapeleinrichtung
an möglichst in Normalebene zur Behälterachse liegendem Bereich ausgebildet ist.
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Es sind stapelbare Behälter, insbesondere Flachbehälter dieser
Art
bekannt, bei welchen die rippenförmige Stapeleinrichtung relativ breit, d.h. ein
mehrfaches der Dicke der.Behälterwandung ausgebildet ist. Hierdurch ist auf der
einen Seite der Behälterwandung ein Wulst und auf der anderen Seite eine entsprechende
Nut gebildet, so dass beim Ubereinanderstapeln solcher Behälter damit gerechnet
werden muss, dass die Stapelwulst zumindest teilweise in die ihr gegenüberstehende
Nut eingreift und dadurch der gewünschte Stapelabstand zwischen zwei ineinandergesteckten
Behältern verringert wird. Bei Plachbehältern führt dies sehr leicht zum Verklemmen
und damit zur wesentlichen Erschwerung beim Vereinzeln der Behälter. iui hat bereits
versucht, diesem Mangel dadurch zu begegnen, dass man der Stapelwulst und damit
der mit ihr unvermeidlich entstehenden Nut eine gewellte oder sonstige Borm gibt,
oder dass man die Stapelwulst abschnittsweise mit verschiedenen Radien und verschiedenen
Abständen von der Behälterachse anordnet (D2-Gbm 7 047 845 und 7 125 640). Hierdurch
wird die Wahrscheinlichkeit des Ineinanderpassens von Wulst und Nut bei ineinander
gestapelten Behältern stark herabgesetzt. trotzdem kann an Umfangbereichen ein teilweises
Zusammenpassen eintreten. Dies hat zur Folge, dass sich in dem Bereich der zusammenpassenden
Wulst und Nut die beiden Behälter enger zusammenstapeln als an dem Bereich, an dem
Wulst und Nut nichkzusammenpasseno Es kommt dadurch zu
schiefer
auflage und erst recht zum Verkeilen der gestapelten Behälter.
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Es ist auch bereits flir becherförmiges, also tiefe Behälter bekannigeworden,
den Behälterboden einwärts umzuschlagen und dadurch einen ringförmigen, schmalen
Stellrand zu bilden.
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Der Stellrand wird dabei in der Regel als Fortsetzung der Umfangswand
des Behälters ausgebildet. Man hat jedoch hierzu auch schon die eigentliche Umfangswand
am unteren Rand etwas einwärts geformt und dann in Art eines Gegenkonus den Stellrand
angeXchlossen (vergl. US-PS 3 224 310). Das Entformen solcher Formlinge ist aber
mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden und kann praktisch nur dadurch erfolgen,
dass der Formvorgang und das Zurlickformen des Behälterbodens sehr schnell vonstatten
gehen und der Behälter noch so lange in der Form zurtickgehalten wird, bis er sich
durch Schrumpfen von den den Stellrand formenden Formteilen abhebt.
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Schliesslich ist es bekannt, Becher, also tiefe Behälter mit sich
konisch nach der Behälteröffnung erweiternder Umfangswand mit sich radial erstreckenden
Stapelrippen auszubilden, die zunächst in der Umfangswand vorgeformt und durch axiales
Stauchen des Bechers zu einer ringsumlaufenden Stapelfalte zusammengedrickt werden
(DU-OS 1 432 189). Solche radialen
Stapelfalten haben jedoch nur
bei tiefen Behältern die gewünschte Stapelwirkung und neigen bei flachen Behältern
leicht zum gegenseitigen Verkeilen der ineinandergestapelten Behälter. Im übrigen
ist die Herstellungsweise solcher radialer susammengepresster Stapelrippen relativ
aufwendig, da in jedem Fall zwei Arbeitsgänge für ihre-Herstellung notwendig sind.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, stapelbare
Behälter, insbesondere Flachbehälter mit einer leicht und sicher herstellbaren Stapeleinrichtung
mit sich axial erstreckender Stapelrippe zu schaffen, bei der die mit der axialen
Rippe bisher unvermeidlichen IWrångel, nämlich die Entstehung einer Nut an der Rückseite
bzw. die unvermeidlichen Herstellungssehnfierigkeiteh in erster Linie Entformungsschwierigkeiten,
vermieden werden.
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Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass die Stapeleinrichtung
als axiale Faltung der Wandung, also im wesentlichen in doppelter Wandungsstärke
ausgebildet ist.
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Die beiden Schenkel der Stapelfalte können dabei in gegenseitiger
Blächenberührung geformt sein. Es wird hierdurch erreicht, dass eine relativ schmale,
aber trotzdem sehr stabile Rippe in Form der Falte gebildet wird. An der Rückseite
ist jedoch diese Rippe geschlossen, so dass beim Stapeln
kein Eindringen
der Rippe in die Nut im benachbarten Behälter mehr vorkommen kann. Durch den Wegfall
der Nut entfallen auch deren STachteile hinsichtlich Ansetzen von Schmutz u.dgl..
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Die Stapelfalte ist im Rahmen der Erfindung bevorzugt nach dem Behälteräusseren
geformt. Es ist jedoch auch möglich, die Stapelfalte nach dem Behälterinneren zu
formen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Stapelfalte im Behälterboden
angebracht. Ist der Behälterboden aus irgendwelchen Gründen, beispielsweise durch
Unterteilungsrippen in Tellern oder Versteifungsrippen unterteilt, so weist bevorzugt
jeder Bodenteil mindestens eine Stapelfalte auf, wobei die Unterkanten aller Stapelfalten
in einer gemeinsamen Normalebene zur Behälterachse liegen. Ist die Behälterwandung
durch Noppen o.dgl. versteift, so kann im Rahmen der Erfindung sich zumindest zu
einer Seite ein durch eingeformte Noppen versteifter Wandungsteil an die Stapelfalte
angeschlossen sein. Es ist jedoch auch möglich, die Stapelfalte innerhaib eines
durch eingeformten Noppen versteiften Wandungsbereiches anzubringen, also zu beiden
Seiten der Stapelfalte durch eingeformte Noppen versteifte Vandungsbereiche anzuschliessen.
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Die Stapelfalte kann in anderer Ausfahrungsform der Erfindung auch
am Aussenrand der Wandung ausgebildet sein. Es ist jedoch auch eine dritte Ausführungsmöglichkeit,denkbar,
bei der die Umfangswand mit einem Absatz ausgebildet ist, in dem die Stapelfalte
gebildet ist.
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Die Stapelfalte bzw. Stapelfalten kann bzw. können ringförmig ausgebildet
sein. Es ist jedoch geradlinige oder bogenförmige Ausbildung der Stapelfalten denkbar.
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Vorzugsweise wird die Stapelfalte bzw. werden die Stapelfalten der
Form des sie aufnehmenden Wandungsbereiches angepasst.
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Zur Herstellung von Behältern gemäss der Erfindung eignet sich insbesondere
ein Verfahren durch Dhermoformen einer vorher auf Yerformbarkeit erhitzten Folie
oder Platte aus thermoplastischem IIaterial in einem Formwerkzeug. Im Rahmen der
Erfindung sollte bei einem soclhen Verfi ren die Bolie bzw.
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Platte, in dem die Stapelfalte aufnehmenden Bereich in einen der Höhe
der Stapelfalte entsprechenden vertieften Bereich geformt und unmittelbar anschliessend
in einem Abstand entsprechend etwa der doppelten Wandungastärke in die Ebene des
die Stapelfalte enthaltenden Wandungsbereiches zurückgeformt werden. Durch das schnell
aufeinanderfolgende vertiefte Ausformen und Zurückformen entsteht eine stabile Falte,
deren
Höhe genau vorherbestimmbar ist. Die beiden, beim Ausformen
und Zurtlckformen gebildeten Faltenschenkel können während des Zurtickformens gegeneinandergepresst
werden. Beispielsweise kann dieses Aneinanderpressen dadurch erfolgen, dass bei
Ende des Zurückformens die beiden Faltenschenkel in gegenseitige Flächenpressung
gedrückt werden. Zur Durchführung dieses Verfahrens eignet sich eine Vorrichtung,
die ein Thermo-Formwerkzeug mit axial gegeneinander verschiebbaren Werkzeugteilen
enthält. Das Formwerkzeug soll gemäss der Erfindung an mindestens einem im wesentlichen
in einer Normalebene zur Werkzeugachse liegenden Formwandbereich unterteilt sein
und an der Unterteilung eine Bormnut aufweisen, deren Breite im wesentlichen dem
Doppelten der gewünschten Wandstärke entspricht. Die Seitenflächen der Formnut sind
dabei im wesentlichen parallel zueinander. Sie können zugleich in einem sitzen Winkel,
beispielsweise marx. 80 gegenüber der Formachse angestellt sein.
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Ist die Yorrichtung mit einer Auswerfeinrichtung und einer automatischen
Steuerung für die Arbeitsabläufe ausgerüstet, so können im Rahmen der Erfindung
die Formwerkzeugteile und die Auswerfer derart gesteuert sein, dass das Auswerfen
der Formlinge erst erfolgt, wenn die Formwerkzeugteile aus ihrer Rückformstellung
wieder in die anfängliche Ausformstellung zuSEckbewegt worden sind. Dies ist von
besonderem Vorteil,
wenn die Formnut relativ eng ausgebildet ist,
also eine relativ starke Flächenpressung der kalten Schenkel erfolgt. Durch das
Zurückbewegen der beweglichen Formteile in die Anfangsstellung ist die für die Erzeugung
der Flächenpressung erforderliche Kraftausübung an der Falte wieder vollständig
aufgehoben, so dass der Formling gefahrlos und leicht, d.h. ohne übermässige Kraftanwendung
entformt werden kann.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 zwei gestapelte Teller gemäss der
Erfindung mit Stapelfalte am äusseren Randbereich des Teller bodens im Teilschnitt;
Fig. 2 zwei gestapelte Blachschalen gemäss der Erfindung mit einem etwa waagerechten
Umfangsrand mit eingeformter Stapelfalte im Teilschnitt; Fig. -3 zwei gestapelte
Teller oder Schalen gemäss der Erfindung mit einem stufenförmigen Absatz in der
Umfangswand, in welchem eine Stapelfalte ausgebildet ist, ebenfalls im Teilschnitt;
Fig. 4 einige Teller gemäss der Erfindung in Unteransicht;
Fig.
5 einen Teilschnitt eines Werkzeuges gemäss der Erfindung in Ausformstellung und
Fig. 6 einen Figur 5 entsprechenden Ausschnitt des Werkzeuges in Rückformstellung.
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Im Beispiel der Figur 1 ist ein ansonsten zum Einmal-Gebrauch bekannter
Teller 1 aus tiefgezogener thermoplastischer Kunststoff-Folie mit Stapeleinrichtung
gemäss der Erfindung ausgerüstet. Der Teller 1 weist einen Umfangswulst oder -rand
2, einen leicht konischen Randteil 4 und einen mit Noppen 6 versteiften und damit
schnittfesten Boden 3 auf. Am äusseren Randbereich des etwa ebenen Boden 3 als Umgrenzung
der mit Noppen 6 ausgebildeten versteiften Bodenfläche und noch vor dem Ubergang
zum konischen Randteil 4 ist ein ringsum laufende kreisförmige Stapelfalte 5 ausgebildet,
deren beiden Schenkel 5a und 5b in unmittelbarer Berührung aneinanderliegen. Die
Stapelfalte 5 hat dadurch die doppelte Wandstärke des Tellers 1. An der Oberseite
der Stapelfalte 5 ist die Tellerinnenfläche praktisch vollkommen geschlossen.
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Die im Beispiel der Figur 2 gezeigten Flachschalen 11 unterscheiden
sich dadurch vom Teller nach Figur 1, dass sich die Stapelfalte 15 nicht am Boden
13 des Formlings 11, sondern am äusseren Umfangsrand 12 befindet. Auch in diesem
Beispiel sind die beiden Schenkel 15a und 15b in flächiger, gegenseitiger Anlage,
so
dass auch hier die Oberseite des Umfangsrandes 12 prak tisch geschlossen ist, und
die Stapelfalte 15 sicher auf dieser geschlossenen Rand oberseite liegt.
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Im Beispiel der Figur 3 ist ein Teller bzw. eine Flachsohale 21 gezeigt,
die aus einem Boden 23 und einem äusseren Umfangsrand 22 und einer Seitenwand 24
gebildet ist. Die Seitenwand ist mit einer Stufe 26 versehen, die in einer Normalebene
zur Achse des Formlings 21 liegt. In dieser Stufe 26 ist die Stapelspalte 25 gebildet,
deren beiden Schenkel 25a und 25b auch in diesem Beispiel dicht aneinanderliegen0
Figur 4 zeigt zeigt im oberen Teil die Unterseite eines Tellers, der im wesentlichen
denjenigen nach Figur 1 entspricht. Hiernach hat der Teller 1 einen äusseren Umfangsrand
2, eine konische Umfangswand 4 und einen Boden 3. Im Boden 3 ist ein äusserer glatter
ringförmiger Teil 3a gebildet, der sich an die Umfangswand 4 anschliesst. Innerhalb
dieses ringförmigen glatten Bodenteiles 3a ist die nach der Tellerunterseite vorstehende
Stapelfalte 5 ausgebildet, die in diesem Beispiel in Form eines Kreisringes ausgebildet
ist. Innerhalb der kreisringförmigen Stapelfalte 5 ist die genoppte Bodenfläche
Db angeordnet, die im wesentlichen in der gleichen Ebene wie der äussere glatte,
ringförmige Bodenteil 3a liegt.
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Im mittleren Teil der Figur 4 ist ein Teller 31 gezeigt, der wie der
Teller 1 mit Umfangsrand 2 und Umfangswand 4 ausgebildet ist, jedoch ist bei diesem
Teller der Boden 33 durch eine in das Innere des Tellers geformte Versteifungs-
und Trennrippe 32 in zwei Bodenflächen geteilt. Diese Versteifungs- und Trennrippe
32 dient im wesentlichen dazu, den Tellerinnenraum zu unterteilen, um Speisen voneinander
zu trennen. Wie im Beispiel der oberen Darstellung der Figur 4 weist der Teller
boden 33 wiederum einen äusseren glatten ringförmigen Teil 33a und einen inneren,
genoppten Flächenteil 33b auf. Sowohl der glatte ringförmige Bodenteil 33a als auch
der genoppte Bodenteil 33b sind durch die Versteifungs- und Unterteilungsrippe 32
geteilt. Im Rahmen der Erfindung ist zu beiden Seiten der Versteifungs- und Unterteilungsrippe
32 in dem genoppten Bodenteil 33 je eine Stapelfalte 35a und 35b ausgebildet. Jede
dieser Stapelfalten 35a und 35b hat eine geschlossene Form und zwar ist diese Form
den beiden Teilen des genoppten Bodenbereiches 33b angepasst. Hierzu erstreckt sich
jede der Stapelfalten 35a und 35b im äusseren Bereich entlang der Grenzlinie des
genoppten Bodenbereiches 33 und im inneren Teil entlang der Versteifungs-und Unterteilungsrippen
32.
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Im unteren Teil der Figo 4 ist die Unterseite eines Tellers 41
gezeigt,
der mit gleichem Umfangsrand 2 und in praktisch gleicher Umfangswand 4 wie die beiden
anderen Teller der Figur 4 ausgebildet ist. Jedoch enthält der im unteren Teil der
Figur 4 gezeigte Teller zwei einander treffende Versteifungs-und Unterteilungsrippen
42a und 42b. Dadurch ist die Fläche des Tellerboden 43 in drei Felder unterteilt,
und zwar gilt dies sowohl für den glatten kreisringförmigen Bodenteil 43a als auch
für den genoppten, mittleren Bodenteil 43b. Im Rahmen der Erfindung sind innerhalb
des genoppten Bodenteiles 43b in jedem der drei Felder eine kreisringförmige Stapelfalte
45a, 45b und 45c ausgebildet, die dem Teller eine Dreipunktauflage geben. Im dargestellten
Beispiel sind alle drei Stapelfalten 45a, 45b und 45c mit gleichem Durchmesser ausgebildet.
Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, statt dessen Stapelfalten verschiedenen
Durchmessers vorzusehen.
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Die drei in Figur 4 gezeigten Beispiele sollen lediglich zeigen, wie.
sich die Stapelfalte auf den von der Ausführungsform nach Figur 1 im Boden eines
Formlings den Formgegebenheiten anpassen kant. Über die gezeigten Beispiele hinaus
sind auch noch Anpassungsmöglichkeiten jeglicher anderer Art denkbar. Entsprechende
und ähnliche Anpassungsmöglichkeiten bestehen auch für die Ausführungsformen nach
Figur 2 und 3.
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Zur Erläuterung des Verfahrens und der Vorrichtung zur Ausbildung
der Stapelfalte ist in den Figuren 5 und 6 ein Ausschnitt aus einem Bormaferkseug
in den beiden verschiedenen Stellungen schematisch wiedergegeben. Wie die Figuren
5 und 6 zeigen, enthält das Thermo-Formwerkzeug 51 einen feststehenden Werkzeugteil
52 und einen auf- und abbewegbaren Werkzeugteil 53, der sich im Beispiel der Figur
5 in seiner unteren Stellung befindet. Dadurch wird der Formling 54 zunächst mit
einer Vertiefung 56 ausgeformt, die der späteren Stapelfalte 55 (vergl. Fig. 6)entspricht.
Um den Werkstoff in dem beim Rückformen nochmals zu verformenden Bereich nicht oder
zumindest nicht zu stark abzukühlen, kann zwischen dem feststehenden Werkzeugteil52
und dem beweglichen Werkzeugteil 53 ein Einsatz 57 aus wärmedämmendem liaterial,
beispielsweise Gummi angebracht sein. ITach dem Ausformen der Vertiefung 56 wird
der bewegliche Werkzeugteil 53 im Sinne des Pfeiles 58 in die in Figur 6 gezeigte
Stellung bewegt, wobei die Stapelfalte 55 gebildet und mit ihren beiden Schenkeln
55a und 55b zusammengedrückt wird.
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Nach diesem Zurückformen wird der bewegliche Formteil 53 im Sinne
des Pfeiles 59 in die in Figur 5 gezeigte Ausgangsstellung zurückbewegt, um die
zwischen dem Umfangsrand des beweglichen Formteiles 53 und dem feststehenden Formteiles
52 vorgenommene messung der Stapelfalte 55 aufzuheben und das Entformen zu erleichtern.
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Um die seitliche Kraftwirkung auf die Stapelfalte 55 zu verstärken,
könnten, wie bei 60 in Fig. 5 und 6 angedeutet, die Formflächen für die Stapelfalte
sowohl im feststehenden Formteil 52 als auch im beweglichen Formteil 53 mit einem
kleinen Winkel schräg gegen die Formachse angestellt sein. Im Interesse einer schnellen
und sicheren Entformung könnten solche in einem bestimmten Anstellwinkel in Betracht
gezogen werden.
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Alle in der Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zeichnung wiedergegebenen
Merkmale des Anmeldungsgegenstandes können für sich allein oder in jeder denkbaren
Kombination von wesentlicher Bedeutung für die Erfindung sein.
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Patentansprüche: