DE2541912A1

DE2541912A1 - Behaelter, insbesondere verpackungsbehaelter, daraus aufgebaute verpackungseinheit sowie verfahren und vorrichtung zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2541912A1
Application number: DE19752541912
Authority: DE
Inventors: Marcel Prot
Original assignee: Mead Corp
Current assignee: Mead Corp
Priority date: 1974-09-20
Filing date: 1975-09-19
Publication date: 1976-04-08
Also published as: IT1047190B; NL7511005A; ES441086A1; ES226448U; JPS5729343B2; GB1518817A; DE2541912C2; US4057444A; BR7506076A; NL161409B; ES226448Y; NL161409C; JPS5232764A

Description

PATENTANWALT 8 MÖNCHEN , 18.9.1975/R. DR. WILHELM HASSE PGm 421 3/The DIPLOMINGENIEUR

THE MEAD CORPORATION, Dayton, Ohio 45402 (V.St.A.)

Behälter, insbesondere Verpackungsbehälter, daraus aufgebaute Verpackungseinheit sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung

Beispielsweise aus der FR-PS 2 174 588 sind bereits Verpackungsbehälter bekannt, die aus einem Mantel aus Karton bestehen, der an wenigstens einem seiner Enden durch einen Boden aus Kunststoff abgeschlossen ist, der fest mit diesem Mantel verbunden ist. Bei diesen bekannten Behältern werden der Boden und nötigenfalls auch der Deckel für den Behälter mit Hilfe relativ komplizierter und entsprechend kostspieliger Spritzverfahren aus Kunststoff hergestellt.

Aus der DT-OS 1 454 953 ist weiter ein Verpackungsbehälter bekannt, der aus einem Mantel aus Papier oder Kunststoff besteht, der an einem seiner Enden durch einen fest damit verbundenen Boden aus Kunststoff abgeschlossen ist und durch Thermoformung hergestellt wird. Wenn diese bekannten Behälter einen Mantel aus

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Papier aufweisen, lassen sie sich nicht für die Aufnahme von flüssigen, pastenförmigen oder viskosen Produkten wie beispielsweise Lebensmitteln auf Milchbasis verwenden, da die Verbindung zwischen dem aus Kunststoff bestehenden Behälterboden einerseits und dem aus Papier bestehenden Behältermantel andererseits nicht hinreichend dicht wird, weil sich die üblichen Kunststoffe mit Papier nicht verschweißen lassen. Besitzen diese bekannten Behälter einen Mantel aus Kunststoff, so ist ihre Herstellung mit erheblichen Kosten für das Ausgangsmaterial verbunden, wobei die schon jetzt hohen und immer noch steigenden Kosten für das Kunststoffmaterial die Gestehungskosten für diese bekannten Behälter so stark in die Höhe treiben, daß deren wirtschaftlicher Einsatz nicht mehr gewährleistet werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Behälter und insbesondere einen Verpackungsbehälter sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu dessen Herstellung zu schaffen, die von den oben erwähnten Nachteilen der bekannten Behälter, Verfahren und Vorrichtungen frei sind.

In Lösung dieser Aufgabe ist ein Behälter, insbesondere ein Verpackungsbehälter, mit einem Mantel aus Karton und einem Boden aus Kunststoff mit einer umfangsseitigen

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Krempe, die mit dem Mantel durch thermisches Verschweißen oder Verkleben an einem Randstreifen eines den Mantel auf seiner Innenseite mindestens im Bereich seines bodenseitigen Endes auskleidenden Filmes aus einem thermisch verschweißbaren oder verkldbaren Kunststoff fest verbunden ist, erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß er an seinem bodenfernen Ende einen mit dem Mantel durch eine übliche Technik wie Kleben, thermisches Vergießen oder dgl. fest verbundenen Kragen aus dem auch den Boden bildenden Kunststoffmaterial aufweist.

Die Erfindung führt insoweit zu einem Behälter und insbesondere einem Verpackungsbehälter, der einen Mantel aus Karton und einen Boden aus Kunststoff besitzt, wobei sich die Verbindung zwischen dem Behältermantel aus Karton einerseits und dem Behälterboden aus Kunststoff andererseits zum einen durch eine hervorragende mechanische Festigkeit und zum anderen durch absolute Dichtigkeit gegenüber den Behälterinhalt auszeichnet. Außerdem läßt sich der erfindungsgemäß ausgebildete Behälter an seinem oberen Ende ohne weiteres durch einen Abschlußdeckel, beispielsweise in Form einer Aluminiumfolie oder eines ähnlichen Verschlußteils abschließen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß ausgebildeten Behälters liegt darin, daß sich sein Mantel ohne weiteres mit jeder gewünschten Aufschrift bedrucken läßt. Der als Bindeglied

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zwischen Behältermantel und Behälterboden vorgesehene Film kannein Kunststoff- oder Parafiinfilm oder ein Überzug nach Art eines thermisch erweichbaren Klebers oder ein thermisch vergießbarer Lack sein. Das Kunststoffmaterial für die Herstellung des Behälterbodens wird in Abhängigkeit von seinem Verhalten gegenüber Thermoformung ausgewählt, und nötigenfalls lassen sich die an dieses Material zu stehenden Anforderungen dadurch erfüllen, daß eine Folie aus einer Kunststoffkombination verwendet wird, die aus zwei oder mehr Schichten unterschiedlicher Art besteht. So kann beispielsweise eine Schicht aus Polystyrol zur Erzielung der gewünschten mechanischen Steifigkeit mit einer Schicht aus Polyäthylen kombiniert werden, die im fertigen Behälter die innere und mit dem Behälterinhalt in Berührung kommende Schicht bildet, wobei dieser Behälterinhalt beispielsweise ein Fruchtsaft sein kann.

Ein Verfahren zum Herstellen eines Behälters mit einem Mantel aus Karton und einem Boden aus Kunststoff, der unter Anpassung an den Mantel durch Thermoformung aus einer Kunststoffolie in der Weise herausgearbeitet ist, daß sich eine mit dem Mantel querschnittsgleiche umfangsseitige Krempe ergibt, die mit dem Mantel durch thermisches Verschweißen oder Verkleben an einem Rand-

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streifen eines den Mantel auf seiner Innenseite mindestens im Bereich seines bodenseitigen Endes auskleidenden Filmes aus einem thermisch verschweißbaren oder verkletfcaren Kunststoff fest verbunden wird, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß nach Abtrennung des Behälterbodens von der Kunststoffolie, in der dieser durch Thermoformung ausgebildet worden ist, der obere Teil des Behältermantels an die dann eine dem Behälterboden entsprechende Ausnehmung aufweisende Kunststoffolie herangeführt und der darin ausgebildete, der Krempe des Behälterbodens konjuj.erte Kragen mit dem Behältermantel mittels thermischen Verschweißens oder Verklebens an einem den Behältermantel im Bereich seines bodenfernen Endes außen umkleidenden Streifen aus Kunststoff oder thermisch vergießbarem Lack fest verbunden wird.

Das erfindungsgemäße Verirren führt zu einem Behälter, bei dem allein der Boden aus warmverformtem Kunststoff besteht, so daß sich die Gestehungskosten für diesen Behälter auf einem Wert halten lassen, der sich mit einer weiten Verbreitung und einem wirtschaftlichen Einsatz des Behälters verträgt. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt man zu einem Behälter, der an seinem oberen Teil eine Kunststoffoberflache aufweist, auf die sich in an sich bekannter Weise ein Abschlußdeckel wie beispielsweise ein Verschluß aus Aluminiumfolie oder

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einem ähnlichen Material aufbringen läßt. Außerdem wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren praktisch die gesamte Kunststoffolie, aus der die Behälterboden herausgearbeitet werden, ausgenutzt, wodurch die Verluste an Rohmaterial in sehr engen Grenzen bleiben.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise mit Hilfe einer Vorrichtung durchgeführt, die eine gleichzeitige, kontinuierliche oder halbkontinuierliche Herstellung einer Vielzahl von Behältern in der Weise ermöglicht, daß durch die Verbindung aller Kragen einer Rohfolie mit den Oberteilen der Behältermäntel einer Mehrzahl von Behältern gleichzeitig auch eine Vereinigung dieser Behälter miteinander erreicht wird. Durch Zerschneiden der Kunststoffolie entlang einer eine bestimmte Anzahl von Behältern umschließenden Umrißlinie kann man dann, wie dies häufig, beispielsweise für den Vertrieb von Joghurt oder analogen Produkten gewünscht wird, Gruppen von Behältern erhalten, die an ihrem oberen Ende über die Kunststoffolie miteinander zusammenhängen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sowohl hinsichtlich der Behälter selbst als auch hinsichtlich des Verfahrens und der Vorrichtung zu deren Herstellung sind im übrigen in Unteransprüchen im einzelnen gekennzeichnet.

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In der Zeichnung ist die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele veranschaulicht; dabei zeigen in der Zeichnung:

Fig. 1 eine schematisch gehaltene Darstellung eines Mechanismus für die Zuführung von Rohlingen für die Behältermäntel aus Karton zu einer Vorrichtung für die Herstellung von Behältern,

Fig. 2 eine Stirnansicht für eine bevorzugte Ausführungsform eines Mantelrohlings, wie solche in dem Mechanismus von Fig. 1 in Vorrat gehalten werden,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der am Ausgang des Mechanismus von Fig. 1 vorgesehenen Einrichtung zum Auffalten der Behältermäntel,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch den aus Karton bestehenden Mantel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Behälters,

Fig. 5 das Verfahren der Thermoformung für den Boden eines erfindungsgemäß ausgebildeten Behälters,

Fig. 6 eine Zwischenstufe des Herstellungsverfahrens für ein/erfindungsgemäß ausgebildeten Behälter,

Fig. 7 eine anschließende Stufe dieses Herstellungsverfahrens ,

Fig. 7a eine Fig. 7 entsprechende Darstellung für eine AusführungsVariante des erfindungsgemäßen Verfahrens,

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Fig. 8 die Verfahrensstufe der Befestigung des äußeren Kragens am bodenfernen Ende des Behältermantels im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 9 einen erfindungsgemäß ausgebildeten Verpackungsbehälter am Ende der in Fig. 8 dargestellten Verfahrensstufe,

Fig. 10 einen mit dem aufzunehmenden Produkt gefüllten, durch ein Verschlußelement abgeschlossenen Behälter in erfindungsgemäßer Ausbildung,

Fig. 11 eine Fig. 10 analoge Darstellung des Behälters nach dem Abschneiden des Deckels und seines ihn tragenden Kragens,

Fig. 12 eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht auf den in Fig. 11 dargestellten Verpackungsbehälter,

Fig. 13 eine Draufsicht auf eine einfache oder zusammengesetzte Kunststoffolie für die Ausbildung der Böden von erfindungsgemäß gestalteten Behältern,

Fig. 13a eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine Mehrzahl von erfindungsgemäß ausgebildeten Behältern nach der Aufbringung der Verschlußdeckel mit Hilfe einer Aluminiumfolie oder eines analogen Verschlußelements,

Fig. 14 eine schematisch gehaltene Seitenansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

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Fig. 15 eine schematische Darstellung eines Teils der in Fig. 14 dargestellten Vorrichtung für die der Ausbildung des Behälterbodens vorausgehende Verfahrensstufe,

Fig. 16 eine Fig. I5 analoge Darstellung für eine weitere Verfahrensstufe,

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Fig. 17 eine Fig. 15 und 16 analoge Darstellung für wiederum eine andere Verfahrensstufe,

Fig. 18 eine in größerem Maßstab gehaltene Darstellung der Verformung einer Kunststoffolie im Verlaufe der Thermoformung des Behälterbodens,

Fig. 19 einen schematisch gehaltenen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zur Veranschaulichung der Einrichtung zum Verbinden eines Kragens mit dem bodenfernen Ende eines erfindungsgemäß ausgebildeten Behälters,

Fig. 20 eine Fig. 19 analoge Darstellung für eine andere Verfahrensstufe uid

Fig. 21 eine Fig. 19 und 20 analoge Darstellung für eine andere Ausführungsform.

Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Behälter, der als Verpackungsbehälter, aber auch als Trinkgefäß Verwendung finden kann, weist entsprechend der Darstellung in Fig. und 12 im wesentlichen einen Mantel 10 aus Karton und einen dicht mit diesem Mantel 10 verbundenen Boden 11

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aus Kunststoff auf. Der Behältermantel 10 besitzt eine zylindrische oder zur Vereinfachung seiner Herstellung, seiner Handhabung und seiner Speicherung in den üblichen Maschinen für die Verarbeitung von Karton mit Vorteil eine prismatische Form, wobei in der Zeichnung als Anschauungsbeispiel eine Ausführungsform mit sechseckigem Querschnitt dargestellt ist, was jedoch keine Einschränkung der Erfindung auf diese spezielle Ausführungsform bedeutet.

Der aus Karton bestehende Mantel 10, der sich mit Hilfe üblicher Maschinen für das Zerschneiden, Falzen und Verkleben von Karton gewinnen läßt, weist an seiner Innenseite 12 entsprechend der Darstellung in Fig. 4 im Bereich seines einen Endes einen Streifen 1 3 aus einem Film aus einem thermisch verschweißbaren oder verklebbaren Material wie beispielsweise einen Film aus einem Kunststoff auf, dessen Dicke in der Größenordnung einiger zehn Mikron liegt. Dieser Streifen 13, der sich über einen kleinen Bruchteil der Länge des Mantels 10 erstreikt, ist auf den Karton des Mantels 10 mit Hilfe üblicher Anstrich- oder Klebetechniken aufgebracht, und sein Material ist so ausgewählt, daß dazwischen und dem Kunststoff für die Ausbildung des Behälterbodens 11 eine Affinität hinsichtlich thermischer Verklebung oder Ver—

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schweißung besteht, wobei sowohl für das Material des Streifens 13 als auch für die Ausbildung des Bodens 11 durch Thermoformung in unten im einzelnen beschriebener Weise einfache oder zusammengesetzte Folien verwendet werden können.

Während bei einigen Ausführungsformen der Streifen 13 in Form eines Bandes auf die Innenseite des Mantels 10 aufgebracht sein kann, bildet er bei anderen Ausführungsformen den Endabschnitt einer sich über die gesamte Innenseite 12 des Mantels 10 erstreckenden Hülle.

Erfindungsgemäß ist weiter auch auf dem dem Streifen entgegengesetzten Abschnitt des Mantels 10, und zwar auf dessen Außenseite 14, ein Streifen 15 vorgesehen, der etwa die gleiche Breite aufweist wie der Streifen 13. Dieser Streifen 15 besteht aus einem thermisch vergießbaren Lack mit der Eigenschaft, in der Wärme Kunststoff und Karton miteinander zu verschweißen, oder aus einem Kunststoffilm, der aus dem gleichen Material wie der Streifen 1 3 oder aus einem anderen Material bestehen kann, jedoch in gleicher Weise so ausgewählt wird, daß er hinsichtlich thermischer Verklebung oder thermischer Verschweißung eine gewisse Affinität zu dem einfachen oder zusammengesetzten Material aufweist, aus dem die

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Kunststoffolie für die Ausbildung des Behälterbodens 11 durch Thermoformung besteht.

Für die Herstellung des Behälters wird zunächst entsprechend der Darstellung in Fig. 1 mit Hilfe eines penumatischen Saugers 17 aus einem einen Teil eines Zuführungsmechanismus bildenden Magazin 16 ein darin in der in Fig. 2 dargestellten, also entlang seiner Falzlinien flach zusammengefalteten Form gespeicherter Mantel 10 entnommen, und anschließend wird dieser Mantel 10 durch in Fig. 3 bei 18 und 19 schematisch dargestellte Mittel entfaltet, so daß sich bei dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel eine an beiden Enden offene Hülse mit einem Querschnitt in Form eines regelmäßigen Sechsecks ergibt.

Die Schmalseite oder Kante 20 des dem Streifen 13 benachbarten Endes des Mantels 10 wird wie ein Teil einer für die Thermoformung des Bodens 11 ausgehend von einer einfachen oder zusammengesetzten Kunststoffolie vorgesehenen Form eingesetzt, Wie die Darstellung in Fig* 5 zeigt, wird die Kxmststoffolie 21» die zuvor wie bei der Technik der Thermoformung- üblich diarcfa Aufheizen erweicht wird» zwischen zwei Platten 22 und 23 gehalten,

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die entlang Bohrungen ausgeschnitten sind, die in ihrem Umriß der Form des Mantels 10 entsprechen, jedoch geringfügig größere Abmessungen aufweisen. Während die Kunststoffolie 21 in dieser Weise gehalten wird, werden der Mantel 10 und ein darin enthaltener Dorn 24 gleichzeitig mit der Kunststoffolie 21 in Berührung gebracht, wobei die Stirnseite 25 des von Kanälen 26 durchzogenen Dornes 24 an der Kunststoffolie 21 zur Anlage kommt, während der Mantel 10 sich in die dann in plastischem Zustand befindliche Kunststofföse 21 entlang einer etwa der Breite des Streifens 13 entsprechenden Höhe einschiebt. Unter Inbetriebnahme einer mit den Kanälen 26 im Dorn 24 verbundenen UnterdruckquelIe wird sodann die Kunststoffolie 21 in der Weise verformt, so daß der Boden 11 entsteht, dessen Umriß genau dem des ihn erzeugenden Mantels 10 entspricht und der eine umfangsseitige Krempe 27 erhält, die in ihrer Breite der Länge des Abschnitts des Mantels 10 entspricht, mit dem dieser über die Stirnseite 25 des Dornes 24 vorsteht. Gleichzeitig mit dieser Formung der Kunststoffolie 21 wird diese an den Streifen 13 auf der Innenseite 12 des Mantels 10 angedrückt, und es kommt damit zu einer thermischen Verklebung oder Verschweißung der umfangsseitigen Krempe 27 des Bodens 11 einerseits und des Streifens 13 auf dem Mantel 10 andererseits und damit zu einer dichten Verbindung zwischen dem Mantel 10 und der thermisch verform-

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ten Kunststoffolie 21. Wenn dann die Platten 22 und 23 voneinander entfernt werden und der Dorn 24 zurückgezogen wird, ergibt sich der in der Darstellung in Fig. gezeigte Zustand, der Mantel 10 ist dann fest mit der Kunststoffolie 21 verbunden, die in diesem Zustand nicht nur die Krempe 27, sondern in gleicher Weise, auf der Außenseite des Mantels 10, jedoch wegen der fehlenden Verschweißbarkeit des die Kunststoffolie 21 bildenden Kunststoffs mit dem Karton des Mantels 10 nicht damit^ verbunden, einen Kragen 28 aufweist.

Bei der Thermoformung des Bodens 11 mit oder ohne Unterdruck kann von einem Werkzeug mit zur Form des Mantels 10 konjugierter Form Gebrauch gemacht werden, wie dies unten unter Bezugnahme auf die Darstellungen in Fig. bis 18 noch näher erläutert wird.

Zur Abtrennung des Bodens 11 des Behälters vom übrigen Teil der Kunststoffolie 21 wird diese in der in Fig. 7 dargestellten Weise an der Stelle des Kragens 28 zerschnitten. Zu diesem Zwecke wird durch einen Dorn 29, dessen Stirnseite 30 eine der Form des Bodens 11 konjugierte Form aufweist, eine Verschiebung des Mantels 10 und des Bodens 11 relativ zu der durch die Platten und 23 oder eine analoge Halterung in ihrer Lage gehalte-

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Kunststoffolie 21 ausgelöst.

Bei der in Fig. 7a dargestellten Ausführungsvariante wird die aus dem Mantel 10 und der damit über die Krempe 27 des Bodens 11 fest verbundenen Kunststoffolie 2! bestehende Einheit einem Scherwerkzeug 31 gegenübergestellt, an dem sie unter der Einwirkung eines Dornes 32 zur Anlage kommt, der in das Innere des Mantels 10 eingeführt wird und dessen Stirnseite eine der Form des Bodens 11 konjugierte Form aufweist. Unter der Einwirkung des Werkzeugs 31 wird dann der die Krempe 27 und den Kragen 28 in Fig. 6 miteinander verbindende Steg 33 unterbrochen, womit die Folie 21 vom Mantel 10 gelöst wird, der jedoch seinerseits selbstverständlxch wegen der thermischen Verschweissung oder Verklebung der Krempe 27 mit dem Streifen 13 fest mit dem Boden 11 verbunden bleibt.

Der am Ende der in Fig. 7 oder 7a dargestellten Herstellungsstufe erhaltene Behälter besitzt daher einen Mantel 10 aus Karton, an dem in dichter Weise ein Boden 11 aus Kunststoff befestigt ist. Dieser Behälter kann dann beispielsweise als Trinkgefäß oder in analoger Weise verwendet werden, oder er kann nach seiner Füllung oberseitig durch einen geeigneten Deckel verschlossen werden und so als Verpackungsbehälter dienen.

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Für die Herstellung von verpackungsbehältern, die zur Aufnahme von Lebensmitteln, wie beispielsweise Milchprodukten wie Yoghurt, Sahne oder ähnlichem bestimmt sind, kann man den während der oben beschriebenen Verfahrensstufen an der Kunststoffolie 21 ausgebildeten Kragen 28 dazu verwenden, um am oberen, dem Boden 11 abgewandten, also bodenfernen Ende des Behälters eine Anschlagfläche zu schaffen, auf die ein Deckel oder ein sonstiger Abschluß beispielsweise durch thermisches Aufschweißen einer Aluminiumfolie oder eines ähnlichen Materials aufgebracht werden kann.

Zu diesem Zwecke wird der Mantel 10, dessen oberer Abschnitt entweder zuvor mit dem Streifen 15 aus Kunststoff oder thermisch erweichbarem Lack versehen worden ist, oder diesen Streifen 15 jetzt erhält, relativ zur Kunststofffolie 21 so verscho-ben, daß deren Kragen 28 in der in Fig. 8 gezeigten weise mit dem Streifen 15 in Berührung kommt. Dabei wird der Mantel 10 durch ein Werkzeug 35 gehalten, während die Berührungszone zwischen dem Kragen 28 und dem Streifen 15 mit Hilfe von an der Folie 21 zur Anlage kommenden und diese festhaltenden Bauteilen36 und 37 erwärmt wird, wodurch es zu einer thermischen Verklebung oder Verschweißung der Kunststoffolie 21 mit der Außenseite 14 des Mantels 10 kommt. Damit weist der Behälter

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dann die in Fig. 9 dargestellte Form auf. Nach seiner Füllung mit einem zu verpackenden Produkt an einer Abfüllstation kann der Behälter einer Einrichtung zugeführt werden, die auf die in Verlängerung zum Kragen 28 liegende Oberfläche 38 der Kunststoffolie 21 eine Aluminiumfolie 39 oder ein anal-oges Abschlußelement aufbringt, das dann auf der Oberfläche 38 durch thermische Verschweißung oder Verklebung mit Hilfe eines thermisch erweichbaren Lackes oder eines analogen Mittels in dichter V7eise befestigt werden kann.

Nach der Festlegung der den Behälterdeckel bildenden Folie 39 auf dem mit dem produkt C gefüllten Behälter entsprechend der Darstellung in Fig. 10 kann der Behälter dann durch gleichzeitiges Abschneiden der Aluminiumfolie 39 und der Kunststoffolie 21 in die in Fig. und 12 gezeigte Form gebracht werden.

Vorstehend ist das erfindungsgemäße Verfahren zwar in Verbindung mit der Herstellung nur eines einzigen Behälters beschrieben, es wird jedoch vorzugsweise so durchgeführt, daß gleichzeitig, kontinuierlich oder halbkontinuierlich, eine Mehrzahl von Behältern hergestellt wird, wobei vorzugsweise eine in Fig. 14 dargestellte Maschine 50 zur Anwendung kommt. Dieser Maschine

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50 wird in Fig. 14 an einem Ende eine Folie 21 aus einem einfachen oder zusammengesetzten Kunststoffma-terial zugeführt, die über eine Rolle 51 läuft, sodann über eine Heizeinrichtung 52 hinweggeht, wo sie eine Vorerwärmung erfährt, und schließlich an einer Station 53 einer Thermoformung unterworfen wird. Dieser Station 53 werden aus dem Speicher 16 der Zuführeinrichtung Behältermäntel 10 zugeführt, und sie enthält in der zeichnung nicht im einzelnen dargestellte Einrichtungen, durch die eine Mehrzahl von Beliältermänteln 10 nach einer vorgegebenen geometrischen Verteilung, beispielsweise in Zeilen und Spalten, angeordnet wird, wie dies der verteilung der Dorne 24 und der öffnungen in den Platten 22 und 23 entspricht. Am Ausgang der Station 53 ist die Folie 21 aus einfachem oder zusammengesetztem Kunststoffmaterial dann entsprechend einer Mehrzahl von Behälterboden 11 verformt, die jeweils mit den Behältermänteln 10 fest verbunden sind.

in einer auf die Station 53 folgenden Station 54 werden die Behälterboden 11 durch. Abschneiden, durch Abscheren» durch Abreissen oder sonst einen thermischen oder mechanischen Vorgang vom verbleibenden Teil der Folie 21 abgetrennt, und am Ausgang dieser Station 54 weist die Folie 21 die in Fig. 13 dargestellte Form auf, sie ist also von öffnungen 40 durchbrochen_f die jeweils einen

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den Querschnitt der Behältermäntel 10 entsprechenden Umriß zeigen. Diese öffnungen 40 sind über die ganze Breite der Folie 21 - zwischen zwei Randstreifen 41 und 42, an denen die Folie 21 bei ihrer Bewegung quer durch die Maschine 50 im Sinne des Pfeiles f in Fig. 13 gehalten wird - verteilt, wobei sich beispielsweise η Spalten mit je ρ öffnungen ergeben, wenn die Anzahl der gleich-/ge zeitig her/Stellten Behälter η χ ρ beträgt, wobei dann ein Vorschubschritt der Maschine 50 das η-fache der Längsabmessung der Behälter beträgt.

An einer im Sinne des Vorschubs der Folie 21 auf die Station 54 folgenden weiteren Station 55 wird an den Behältern der in Fig. 8 veranschaulichte Verfahrensschritt vorgenommen, d.h. die in der in Fig. 13 gezeigten Weise von Ausnehmungen unterbrochene Kunststoffolie 21 wird relativ zu den bereits mit ihren Böden 11 versehenen Behältermänteln 10 verschoben, worauf die Folie 21 dann durch thermische Verklebung oder thermisches Vergießen am oberen Teil der verschiedenen Behälter festgelegt wird.

Nach dem Durchlaufen einer weiteren Station 56, in der sie mit dem zu verpackenden Produkt C gefüllt werden, können die Behälter R, die an ihrem oberen Ende über die

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den Zwischenraum zwischen den öffnungen 40 in der Folie 21 ausfüllenden Flächen 38 miteinander zusammenhängen, in einer weiteren Maschine 57 verschlossen werden, indem üblicherweise ein Deckel oder ein sonstiger Verschluß aus einer Aluminiumfolie 39 oder einem analogen Material aufgebracht wird, die von einer Vorratsrolle 58 abgewickelt wird. Der Vorgang des thermischen Vergießens oder Verklebens dieser Deckel mit den Behältern R vollzieht sich an einer Station 59 der Maschine 57, und am Ausgang dieser Station 59 weist die Gesamtheit der gefüllten und geschlossenen Behälter R die in Fig. 13a dargestellte Form auf, die verschiedenen Behälter R hängen also noch über die Flächen 38 der Kunststoffolie 21 miteinander zusammen, die mit den Behältern R über deren Kragen 28 verbunden ist.

Nach dem Durchgang durch eine Schneid-station 60, in der die Flächen 38 der Kunststoffolie 21 und der Aluminiumfolie 39 abgeschnitten werden, gelangen die Behälter R auf einen Förderer 61, der ihre Abgabe übernimmt. Der Abschneidvorgang in der Schneidstation 60 wird so gesteuert, daß er den wünschen des jeweiligen Benutzers der Maschine 57 entspricht. Er kann so geführt werden, daß sich einzelne Behälter ergeben, es können aber auch jeweils Gruppen von miteinander zusammenhängenden Be-

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hältern geschaffen werden, wie dies beispielsweise für eine Vierergruppe im oberen Teil der Darstellung in Fig. 13a mit strichpunktierten Linien veranschaulicht ist. Selbstverständlich kann der Schneidvorgang auch in jeder beliebigen anderen Form geführt werden, wobei sich beispielsweise entsprechend der Darstellung in gestrichelten Linien im unteren Teil von Fig. i3a Paare von jeweils zwei Behältern erhalten lassen, und schließlich kann die Schnittlinie auch dem Querschnitt jeweils eines einzigen Behälters folgen.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäß ausgebrLldete Vorrichtung in der Station 53 für die Thermoformung eine Mehrzahl von Stempeln 1OO auf, von denen jeder in seinem Querschnitt dem Querschnitt eines Behältermantels 10 entspricht und an seiner Unterseite 101 eine der Form des Behälterbodens 11 konjugierte Form aufweist, wie dies in Fig. 15 bis 18 dargestellt ist. Weiter weist die Maschine 50 an der Station 53 Matrizen 1O2 auf, von denen jede einen Behältermantel 10 umgibt und die Schneidkanten 103 aufweisen, die geringfügig über die Stirnfläche oder -kante 20 des entsprechenden Behältermantels 10 vorstehen, wobei die Schneidkanten 103 das Ende eines Ringes bilden, der auf seiner Außenseite 104 einen leicht konischen Verlauf zeigt. Auf der ihrer den Stempeln 100 und den Matrizen 102 zugewandten oberfläche entgegengesetzten Seite

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der Kunststoffolie 21 weist die Maschine 50 Gegen-stempel 105 mit Stirnflächen 106 von der Form der Behälterboden 11 konjugierter Form und Gegen-matrizen 107 auf, deren Endflächen 108 in ihrer Konizität der der Ringe der Matrizen 102 konjugiert sind.

Bei einer Ausführungsvariante können die Gegenstempel 105 so geformt sein, wie dies in Fig. 18 in strichpunktierten Linien angedeutet ist.

Für die Verformung der Kunststoffolie 21 entsprechend der Form der Behälterboden 11 einerseits und zur Befestigung dieser Behälterboden 11 an den Enden der Behältermäntel 10 andererseits werden die Stempel 100 und die Kombinationen aus Gegenstempeln 105 und Gegen-matrizen 107 einander soweit genähert, bis diese Bauteile/in Fig. 16 dargestellte Lage erreichen, in der die durch Thermoformung erhaltenen Behälterboden 11 mit ihrem jeweiligen Behältermantel 10 über eine durch den Behältermantel 10 in der Kunststoffolie 21 ausgebildete umfangsseitige Krempe 27 fest verbunden sind. Gegebenenfalls wird dabei auch mit einem Unterdruck gearbeitet, der über den Zwischenraum 99 zwischen einem Behältermantel 10 und dem diesem für die Ausbildung des Bodens 11 zugeordneten Stempel 100 herrscht. Im Zuge der oben beschriebenen Verfahrensschritte

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läßt jede der Matrizen 102 in Zusammenwirken mit ihrer Gegenmatrize 107 in der Kunststoffolie 21 einen Kragen 28 entstehen, der dann in der Station 54 dadurch von dem entsprechenden Behälterboden 11 abgetrennt wird, daß während der in Fig. 13 veranschaulichten Verfahrensstufe ein Teilstück 28a der Kunststoffolie 21 abgerissen wird, wobei während dieses Vorgangs jeder der Gegenstempel 105 unter Mitnahme des zugehörigen Stempels 100 und des entsprechenden Behälterbodens 11 relativ zu der zugehörigen Gegenmatrize 107 und der entsprechenden Matrize 102 im Sinne des Pfeiles f verschoben wird.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform für eine erfindungsgemäß ausgebildete vorrichtung werden die Behältermäntel, die zuvor mit einem Streifen 15 aus Kunststoff oder einem thermisch vergießbaren Lack versehen worden sind, durch eine Kelat i wer Schiebung gegenüber der Kunststoffolie 21 in der Station 55 Ringen no gegenübergestellt, deren innere Oberfläche öffnungen m für den Austritt von heißer Luft aufweist.

in diesem in Fig. 19 dargestellten Verfahrensabschnitt ist die Kunststoffolie 21 mit den daran hängenden Kragen 28 zwischen einer Buchse 118 und einer Gegenbuchse 119 mit einem Boden 120 von in Fig. 20 veranschaulichter,

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zur Form der Behälterboden 11 konjugierter Form eingeklemmt, und es wird dann in jeden der Behältermäntel 10 ein über einen deformierbaren, beispielsweise aus Kautschuk bestehenden Klotz 117 mit einer Stange 116 verbundener Stempel 115 soweit eingeführt, bis der betreffende Behältermantel 10 die in Fig. 20 dargestellte Lage einnimmt, in der sein zuvor aufgeheizter Streifen 15 einem Kragen der Folie 21 gegenübersteht.

Dabei werden der Behältermantel 10 und der damit fest verbundene Behälterboden 11 durch den Boden 120 der Gegenbuchse 119 gehalten, und ein auf die Stange 116 in Richtung des Pfeiles ρ ausgeübter Druck führt zu einer Verformung des Klotzes 117, woraus sich eine ausreichende Andruckkraft für die Anlage des Streifens 15 des Behältermantels 10 an den Kragen 28 ergibt, um eine feste Verbindung zwischen diesem Streifen 15 und dem zugehörigen Kragen 28 zu erreichen.

Bei einer in Fig. 21 veranschaulichten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Vorgänge der Verbindung eines Kragens 28 mit dem Streifen 15 des zugehörigen Behältermantels 10 einerseits und der Aufbringung eines Verschluß deckeis 125 auf den entsprechenden Behälter in ein und derselben verfahrensstufe durchgeführt. Dazu

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wird an eine zum Verschließen des Behälters bestimmte Folie 127 aus Aluminium oder ähnlichem Material ein mit einer in der Zeichnung nicht eigens dargestellten Heizeinrichtung versehener Dorn 126 angelegt, während der Behältermantel 10 und der entsprechende Kragen 28 von einer ebenfalls mit einer in der Zeichnung nicht eigens dargestellten Heizeinrichtung versehenen Vorrichtung 128 gehalten wird, die diesen Kragen 28 und den Behältermantel 10 umgibt. Da einerseits auf die Aluminiumfolie 127 an deren zur Anlage an den entsprechenden Kragen 28 bestimmten Zonen a und b und andererseits auf die Innenseite des entsprechenden Behältermantels 10 ein thermisch vergießbarer oder sonst erweichbarer Lack aufgebracht ist, führt der auf die Aluminiumfolie 127, den Behältermantel 10 und den Kragen 28 zwischen der Einrichtung 128 und dem Dorn 126 ausgeübte Druck zu einer thermischen Verschweissung oder Verklebung der Aluminiumfolie 127 an deren Zonen a mit dem Kragen 28, zu einer thermischen verschweißung oder Verklebung der Aluminiumfolie 127 an deren Zonen b mit dem Behältermantel 10 aus Karton und schließlich zu einer festen Verbindung zwischen dem Behältermantel 10 und dem Kragen 28 an den Zonen c, wo der oben erwähnte Streifen 15 angeordnet ist.

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Bei der Herstellung von erfindungsgemäß ausgebildeten Behältern, die auf der gesamten Innenseite 12 ihres Behältermantels 10 mit einem Kunststoffilm versehen sind, wird dieser Film in Abhängigkeit von der Bestimmung des betreffenden Behälters gewählt, m&an dieser Behälter nicht für die Aufnahme von Lebensmitteln bestimmt ist, lcann dieser FiI-m aus Acrylonitrii-Butadien-Styrol (ABS), aus hocnpolymerem oder niederpolymerem Polyäthylen, aus polypropylen, aus Metacryi?Butadien-Styrol (MBS), aus Polystyrol, aus Polyvinylchlorid, aus Polyester oder ähnlichem Material bestehen. Wenn der Behälter zur Aufnahme von Milchprodukten bestimmt ist, wird für diesen Film mit Vorteil Polystyrol gewählt, während der Behälter dann, wenn er zum Verpacken von Fruchtsaft oder ähnlichem Gut bestimmt ist ^ mit einem Film aus Polyäthylen versehen sein kann» Auch 3cann dieser Film aus hochpolymere» Polyäthylen oder aus Polypropylen bestenen, wenn das zu verpackende Gut sich in heißem Zustand befindet, während die Verwendung eines Filmes aus polyvinylidenchlorid {PVIXi) angezeigt ist, -wenn das Verpackungsgut gegen den Zutritt von Sauerstoff aus der Ifiagebungsluft geseiaütst werden soll.

Nach der Bestimmung der Art des Films für die Auskleidung der gesamten Innenseite des Benältermantels oder auch nur eines Sandstreifens davon wird die einfache oder zusasssen—

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gesetzte Kunststoffolie für die Ausbildung des Behälterbodens 11 durch Thermoformung in Entsprechung zu diesem Film so gewählt, daß zwischen ihm und der Kunststofffolie eine gewisse Affinität hinsichtlich thermischer Verklebung oder thermischer Verschweißung besteht.

Außer den bereits erwähnten Vorteilen der erfindungsgemäß ausgebildeten Behälter hinsichtlich mechanischer Qualität, Dichtigkeit, hygienischer Forderungen und Gestehungskosten schaltet die Verwendung eines Behältermantels aus Karton, der sich leicht und kostengünstig bedrucken läßt, die mit dem Bedrucken von Kunststoff verbundenen Schwierigkeiten aus, die bei Behältern aus Kunststoff meist dazu führen, daß diese mit einer Manschette oder einer ähnlichen Hülle aus Papier versehen werden müssen, die dann die gewünschten Angaben über das Verpackungsgut trägt.

Die Erfindung führt zu einem Behälter, dessen Mantel aus Karton besteht, der mit Paraffin, mit Überzugsschmelze, mit Schmelzkleber, mit Lack oder sonst einem gleichförmig auf Oberflächen auftragbaren Material behandelt oder überzogen ist.

Die Überzüge können unter dem Gesichtspunkt einer vollkommenen Undurchlässigkeit des Behälters innen und außen aufgebracht werden, und sie lassen sich in verschiedene

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Fabrikationsstufen für den Behälter einbeziehen, wie das thermische Vergießen des Behälterbodens mit dem Behälterinneren, das nicht thermische Vergießen der Folie für die Ausbildung des Bodens mit der Außenseite des Behälters oder das thermische Vergießen des Kragens.

Die Erfindung sieht auch ein Undurchlässigmachen der Kanten des Behälters wie dessen Ober- und Unterkante oder des mit dem Verpackungsgut auf der Höhe des Klebumschlages in Berührung kommenden Teils vor. Dazu wird die Verwendung eines Kartons vorgesehen, der in seiner Masse mit einem für einen Kontakt mit Lebensmittel geeigneten Stoff behandelt ist, wobei ein Aufstäuben auf die Schnittstellen der Lackierung oder ein weiterer undurchlässiger überzug in Betracht kommt.

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Claims

PATENTANWAIT 8 MÖNCHEN, 18.9.1975/R DR. WIiHElM HASSE _ 29 _ PGm 4213/The DIPLOMINGENIEUR Z ρ 4 iy ι / Patentansprüche

1. Behälter, insbesondere Verpackungsbehälter, mit

—einem Mantel aus Karton und einem Boden aus Kunststoff mit einer umfangsseitigen Krempe, die mit dem Mantel durch thermisches Verschweißen oder Verkleben an einem Randstreifen eines den Mantel auf seiner Innenseite mindestens im Bereich seines bodenseitigen Endes auskleidenden Filmes aus einem thermisch verschweißbaren oder verklebbaren Kunststoff fest verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß er an seinem bodenfernen Ende einen mit dem Mantel (10) durch eine übliche Technik wie Kleben, thermisches Vergießen oder dgl. fest verbundenen Kragen (28) aus dem auch den Boden (11) bildenden Kunststoffmaterial aufweist.

2. Behälter nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (10) aus Karton in seiner Masse mit einem Mittel behandelt ist, das ihn einerseits undurchlässig macht und andererseits in hygienischer Hinsicht mit den Lebensmitteln

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verträglich ist, für deren Aufnahme der Behälter bestimmt ist.

3. Verpackungseinheit,

dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Mehrzahl von Behältern (R) nach Anspruch 1 oder 2 umfaßt, die an ihren bodenfernen Enden über die nicht vom Ziehvorgang erfaßten Teile einer Kunststoffolie (21), aus der die Böden (11) der einzelnen Behälter (R) herausgearbeitet sind, miteinander verbunden sind, wobei diese Kunststoffolie (21) mit den Mänteln (10) der Behälter (R) durch eine übliche Technik wie Kleben, thermisches Vergießen oder dgl. verbunden ist.

4. Verfahren zum Herstellen eines Behälters mit einem Mantel aus Karton und einem Boden aus Kunststoff, der unter Anpassung an den Mantel durch Thermoformung aus aner Kunststoffolie in der Weise herausgearbeitet ist, daß sich eine mit dem Mantel querschnittsgleiche umfangsseitige Krempe ergibt, die mit dem Mantel durch thermisches Verschweißen oder Verkleben an einem Randstreifen eines den Mantel auf seiner Innenseite mindestens im Bereich seines bodenseitigen Endes auskleidenden Filmes aus einem thermisch verschweißbaren oder verklebbaren Kunststoff fest verbunden wird,

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dadurch gekennzeichnet, daß nach Abtrennung des Behälterbodens (11) von der Kunststoffolie (21), in der dieser durch Thermoformung ausgebildet worden ist, der obere Teil des Behältermantels (10) an die dann eine dem Behälterboden (11) entsprechende Ausnehmung (40) aufweisende Kunststoffolie (21) herangeführt und der darin ausgebildete,der Krempe (27) des Behälterbodens (11) konjugierte Kragen (28) mit dem Behältermantel (10) mittels thermischen Verschweißens oder Verklebens an einem den Behältermantel (10) im Bereich seines bodenfernen Endes außen umkleidenden Streifen (15) aus Kunststoff oder thermisch vergießbarem Lack fest verbunden wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der Behiäterboden (11) von der Kunststoffolie (21), in der er ausgebildet worden ist, durch Abschneiden, Abscheren, Abreißen oder dgl, abgetrennt wird.

6. Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen einer Mehrzahl von Behältern, insbesondere Verpackungsbehältern, von denen jeder einen Mantel aus Karton und einen Boden aus Kunststoff aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Böden (11) für alle Behälter (R) aus einer gemeinsamen Kunststoffolie (21 )

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durch Thermoforming mit Hilfe der Behälter-mäntel (10) oder mittels Werkzeugen von dazu analoger Form unter Ausbildung einer umfangsseitigen Krempe (27) von gleichem Querschnitt für jeden Behältermantel (10) am entsprechenden Behälterboden (11) herausgearbeitet werden, daß die Krempen (27) aller Behälterböden (11) mit den zugehörigen Behältermänteln (10) mittels thermischen Verschweißens oder Verklebens an einem Randstreifen (13) eines den Behältermantel (10) mindestens im Bereich seines bodenseitigen Endes auf seiner Innenseite (12) auskleidenden Filmes aus einem thermisch verschweißbaren oder verklebbaren Material fest verbunden werden und daß nach dem Abtrennen der Behälterböden (11) von der Kunststoffolie (21), aus der sie herausgearbeitet worden sind, die Behältermäntel (10) mit ihrem oberen Teil, an die dann den Behälterböden (11) entsprechende Ausnehmungen (40) und um diese herum den Krempen (27) der Behälterboden (11) konjugierte Kragen (28) aufweisende Kunststoffolie (21) herangeführt und mittels thermischem Verschweißens oder Verklebens an einem die Behältermäntel (10) auf ihrer Außenseite (14) im Bereich ihrer bodenfernen Enden umkleidenden Streifen(15) aus Kunststoff oder thermisch vergießbarem Lack mit dem an der Kunststoffolie (21 ) ausgebildeten Kragen (28) fest verbunden werden, wobei sich eine gegenseitige Verbindung

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der Behälter (R) durch die zwischen den Ausnehmungen (40) verbleibenden Teile (38)der Kunststoffolie (21) ergibt.

7. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 4 bis 6 mit einer Einrichtung zur Thermoformung einer Kunststoffolie in Entsprechung zu einem Behälterboden,

dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (115 _t 116, 117; 126, 128) zum auf die Abtrennung der Behälterboden (11) von der Kunststoffolie (21), in der sie ausgebildet worden sind, folgenden Verschieben der Behältermäntel (10) mit ihren Böden (11) relativ zur Kunststoffolie (21) und zum festen Verbinden der Kunststoffolie (21) mit den bodenfernen Teilen der Behältermäntel (10) durch thermisches Verschweißen oder Verkleben von Kragen (28) an der Kunststoffolie (21) an einem die Behältermäntel (1O) außen umkleidenden streifen (15) aus Kunststoff oder thermisch vergießbarem Lack aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß für die Ausbildung der Kragen (28) an der Kunststoffolie (21) ein Werkzeug (102) von der Form der Behältermäntel (10) analoger Form vor-

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gesehen ist, das bei der Thermoformung der Kunststofffolie (21) für die Ausbildung der Behälterböden (11) über die Unterkante der Behältermäntel (-10) hinaussteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verbinden der Kragen (28) an der Kunststoffolie (21) mit den Behältermänteln (10) Heizorgane (110, 111) zum Aufheizen der die Behältermäntel (TO) aus Karton an ihrem bodenfernen Ende außen umkleidenden Streifen (15) aus Kunststoff oder thermisch verklebbarem Lack und einen verformbaren Stempel (115, 116, II7) für die Ausübung eines Druckes für das thermische Verschweißen oder Verkleben der Behältermäntel (1O) mit den Kragen (28) an der Kunststoffolie (21) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (126, 128) zum Verbinden der Kragen (28) an der Kunststoffolie (21) mit den bodenfernen Enden der Behältermäntel (1O) gleichzeitig auch ein thermisches Verschweißen einer Aluminiumfolie (12$ oder eines analogen Verschlußelements mit den Kragen (28) an der Kunststoffolie (21) und/oder einem Teil der Innenseite (12) der Behältermäntel (10) zum Verschließen der Behälter (R) bewirkt.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verbinden der Kragen (28) an der Kunststoffolie (21) mit den bodenfernen Enden der Behältermäntel (10) einen mit Heizorganen versehenen Stempel (126) und einen damit zusammenwirkenden und ebenfalls Heizorgane enthaltenden Gegenstempel (128) für das Andrücken der Aluminiumfolie (127) an die Kragen (28) der Kunststoffolie (21) und an die Innenseite (12) der Behältermäntel (1O) im Bereich von deren bodenfernen Enden und zum Aufheizen der Kragen (28) aus der Kunststofffolie (21) und deren Andrücken an die Behältermäntel (10) aus Karton im Bereich ihrer bodenfernen Enden außen umkleidende Streifen (15) aus Kunststoff oder thermisch vergießbarem Lack aufweist.

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