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EP2238046B1 - Becher aus einem papiermaterial und verfahren und vorrichtung zum herstellen - Google Patents

Becher aus einem papiermaterial und verfahren und vorrichtung zum herstellen Download PDF

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Publication number
EP2238046B1
EP2238046B1 EP09704582.7A EP09704582A EP2238046B1 EP 2238046 B1 EP2238046 B1 EP 2238046B1 EP 09704582 A EP09704582 A EP 09704582A EP 2238046 B1 EP2238046 B1 EP 2238046B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sleeve
shoulder
cup
radius
shell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP09704582.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2238046A1 (de
Inventor
Uwe Messerschmid
Werner Stahlecker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PTM Packaging Tools Machinery Pte Ltd
Original Assignee
PTM Packaging Tools Machinery Pte Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=40578355&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2238046(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by PTM Packaging Tools Machinery Pte Ltd filed Critical PTM Packaging Tools Machinery Pte Ltd
Priority to PL09704582T priority Critical patent/PL2238046T3/pl
Publication of EP2238046A1 publication Critical patent/EP2238046A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2238046B1 publication Critical patent/EP2238046B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65D21/00—Nestable, stackable or joinable containers; Containers of variable capacity
    • B65D21/02—Containers specially shaped, or provided with fittings or attachments, to facilitate nesting, stacking, or joining together
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65D3/00—Rigid or semi-rigid containers having bodies or peripheral walls of curved or partially-curved cross-section made by winding or bending paper without folding along defined lines
    • B65D3/10—Rigid or semi-rigid containers having bodies or peripheral walls of curved or partially-curved cross-section made by winding or bending paper without folding along defined lines characterised by form of integral or permanently secured end closure
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    • B65D3/14—Discs fitting within container end and secured by bending, rolling, or folding operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B31B50/00—Making rigid or semi-rigid containers, e.g. boxes or cartons
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    • B31B2105/0022—Making boxes from tubular webs or blanks, e.g. with separate bottoms, including tube or bottom forming operations
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    • B31B2110/00—Shape of rigid or semi-rigid containers
    • B31B2110/10—Shape of rigid or semi-rigid containers having a cross section of varying size or shape, e.g. conical or pyramidal
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    • B31B50/00—Making rigid or semi-rigid containers, e.g. boxes or cartons
    • B31B50/59—Shaping sheet material under pressure
    • B31B50/594—Modifying the shape of tubular boxes or of paper bottle necks

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 fixed at the lower end of the interior with a frame substantially liquid-tight manner on the jacket, wherein on the inner space bounding shell a shoulder is arranged for holding a similar cup in stacking a plurality of cups.
  • the invention further relates to a method for producing a cup of a paper material, which consists of a conical jacket and a liquid-tightly secured in the region of the smaller circumference of the shell by a frame bottom, wherein a shoulder is formed in the jacket, which is used to hold a similar Bechers serves in stacking several cups.
  • the invention further relates to an apparatus for producing a cup from a paper material having a mandrel for a conical shell and a bottom of the cup, the mandrel having a shoulder for forming a shoulder in the shell.
  • shoulder should be understood so that the shoulder forms a sudden change in size of the shell. Seen from the bottom of the cup to a filling opening, the shoulder presents itself as an abrupt cross-sectional enlargement.
  • the shoulder can also be referred to as a "bead”.
  • the shoulder or bead is a means for holding another cup of the same kind. For transportation, a plurality of similar cups are stacked in one another. Thus, the cups do not wedged into each other and also can be unstacked well, the shoulder is provided as a means for stacking in the jacket.
  • a cup, a method and a device of the type mentioned is by the DE 10 2004 056 932 A1 State of the art.
  • the well-known cup has a shoulder that gives the cup quite good stacking properties.
  • a prefabricated cup is used as a semi-finished product, in which the bottom is already attached to the frame liquid-tight manner on the jacket.
  • the shoulder is shaped by an axial displacement of a mold towards the larger circumference of the conical jacket.
  • the inner diameter of the mold is larger than the outer diameter of the bottom and the frame, so that the mold can be pushed over from below over the frame, without damaging the frame and affecting the tightness. This inevitably results in that the radius of the shell below the shoulder is greater than at the level of the ground.
  • the size of the sudden change in size of the jacket at the shoulder is limited.
  • a double-walled plastic cup which is made by vacuum-forming heated plastic sheet material.
  • the inner cup of this double-walled cup may have a reentrant shoulder which may serve to unstack a second cup.
  • the bottom of the upper cup rests on the circumferential shoulder of the lower cup.
  • the bottom frame is widened at its lower edge in the radial direction.
  • the bottom frame has a course following the cone angle of the inner cup in its region adjoining directly to the bottom of the cup, and is expanded radially outward only in a region spaced from the bottom. The expansion serves to secure an insulating sleeve of the cup, which is pushed onto the inner cup against slipping off.
  • the invention is based on the object to further improve the stacking properties of a cup of the type mentioned.
  • the object is achieved by a cup having the features of claim 1.
  • the radius of the shell is - seen to the central axis of the cup - below the shoulder highest as large as the radius of the ground.
  • the radius of the shell below the shoulder is even smaller than at the level of the ground.
  • the object is solved by the features of claim 5.
  • an area of the shell is deformed to a radius - seen to the central axis of the cup - which is smaller than the radius of the shell on the finished cup at the level of the bottom.
  • the shoulder is formed before the floor is substantially liquid tightly connected to the shell.
  • the object is solved by the features of claim 13.
  • At the shoulder of the mandrel adjoins an area in which the radius of the mandrel - seen to the central axis of the mandrel - smaller than the outer radius of the cup bottom is.
  • the stacking properties of such a cup are improved because the sudden change in size of the shell at the shoulder is increased.
  • the stability and power-absorbing capacity of the shoulder is increased, so that even a large number of stacked cups can not be wedged together and easily unstacked again.
  • the jacket is preferably circular in cross-section, but may alternatively be, for example, oval or rectangular with rounded corners.
  • the cup has a roughly truncated cone-like shape in the case of a round cross-section, while in the case of a rectangular cross-section of the shell it has a rather truncated pyramidal shape.
  • the radius of the shell is defined at a non-circular cross-section of the shell as the distance of a region of the shell to the central axis of the cup. For a circular cross-section of the shell, the radius is defined as half the diameter.
  • paper material from which the bottom and the jacket are made can be understood as meaning different materials which have at least one layer of paper, cardboard or cardboard.
  • the material may comprise one or more layers of plastic and / or aluminum.
  • the paper material is waxed or painted in order to have a resistance to the liquid to be filled into the interior.
  • the paper material is at least on the side bounding the interior with a thin plastic layer, preferably made of polyethylene, coated.
  • a thin plastic layer preferably made of polyethylene, coated.
  • the frame is an essential design feature that can not be dispensed with.
  • 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 pot-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.
  • the shoulder is formed before the bottom is substantially liquid-tightly connected to the shell.
  • the bottom is already inside the shell shaped sleeve, but is not yet connected to the mantle.
  • the radius of the bottom can thereby be reduced by forming the shoulder in the elastic region by compression.
  • the tightness of the frame can not be adversely affected by the shaping of the shoulder, since the bottom is connected to the shell substantially liquid-tight only in a shoulder forming the shoulder downstream process step.
  • the compression of the soil does not affect the subsequent production of the frame at all.
  • the shoulder is formed by an axial displacement of a mold towards the larger circumference of the conical jacket out.
  • the mold is pushed from below, ie from the region of the smaller circumference of the conical jacket, over the jacket.
  • the material of the jacket is compressed.
  • the compression causes a material compaction in the area of the shoulder which increases the stability of the shoulder.
  • a height range of the accommodating mandrel disposed within the conical shell has a constant radius, which supports the shell from the inside when shaping the shoulder.
  • the mantle is deformed to a constant radius when shaping the shoulder in a height range. It can thereby be achieved preferably below the shoulder, a height range of the shell, in which the jacket extends substantially parallel to the central axis of the cup. The forces acting parallel to the central axis when stacking several cups can be very well absorbed and discharged from the shoulder.
  • the jacket does not extend exactly parallel to the central axis in an area below the shoulder.
  • the radius of the shell below the shoulder is preferably 0.05 mm to 0.5 mm, in particular about 0.1 mm to 0.3 mm, smaller than the radius of the shell at the level of the bottom. This makes it possible to achieve a very stable shoulder, in which no cracks occur in the paper material. Below the shoulder, a height range of the shell is then present, in which the angle of the jacket is negative, that is less than zero.
  • the shoulder can also be defined with this definition of the cone angle such that below the shoulder there is a height region of the shell in which the angle of the shell to the central axis is substantially smaller than the angle of the conical shell above the shoulder. This condition is also met by negative cone angles, even though they should be greater in magnitude than the cone angle above the shoulder.
  • the angle of the jacket below the shoulder is less than half of the angle above the shoulder.
  • the distance from the shoulder to the ground is less than 10 mm. The forces occurring during stacking can be absorbed very well by the frame.
  • a height range of the shell is present, are arranged in the parallel to the central axis extending ribs.
  • the ribs can be molded into the mantle as the shoulder forms.
  • the molding tool has recesses extending parallel to the central axis for shaping the shoulder. Since the material is compressed below the shoulder, the recesses in the mold can accommodate a portion of the excess material so that uncontrolled wrinkling of the shape of the shoulder does not occur.
  • the radius of the sheath below the shoulder is more than 0.5 mm, in particular even more than 1 mm, smaller than the radius of the sheath above the shoulder.
  • the radius of the receiving mandrel preferably changes at the shoulder shaping shoulder by more than 0.5 mm, in particular by more than 1 mm.
  • the radius of the mandrel on the shoulder changes by about 1 mm to 1.5 mm.
  • the shoulder has an angle to the central axis of the mandrel of 40 ° to 70 °, in particular from 50 ° to 60 °, to form a shoulder with a high stability.
  • the shaping tool for the shoulder has a means for shaping the curl of the jacket surrounding the bottom.
  • the lower edge of the casing is thus rolled inwards and laid around the wall of the soil at the same time as the shaping of the shoulder.
  • the preparation of the cup according to the invention is thereby considerably facilitated.
  • the molding tool is preferably designed as a ring.
  • the stacking of a similar cup on the shoulder can be done in different ways. It is advantageous that a lower edge of the frame, which forms the base for the cup, is supported during stacking on the shoulder of a similar cup. It is particularly advantageously provided that the casing 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 expansion, and that a lower edge of the expansion forms a base for the cup , Preferably, the outer radius of the expansion is greater than the outer radius of the shell at the level of the ground. The base of the cup is enlarged by the expansion, so that the cup has improved stability.
  • the stacking properties of the cup are also improved because the frame is a very stable element of the cup and is very well suited to absorb the forces occurring during stacking.
  • the expansion is formed in a preferred embodiment continuously and uniformly along the circumference.
  • the preparation of the cup is greatly simplified if, during the formation of the frame, the jacket and / or the bottom in the region of the frame and / or the frame itself is widened outwardly at least in a region along the circumference, so that a lower edge of the expansion forms a base for the cup. For the preparation of the expansion then no additional process steps are necessary.
  • the expansion like the shoulder, is a means of holding another cup of the same type. The dimensions of the shoulder and the expansion are adapted to each other to ensure optimal stacking.
  • the cup has a heat-insulating outer jacket.
  • the design of the heat-insulating outer shell is arbitrary per se.
  • 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.
  • a corrugated intermediate layer may be provided, which is covered by a smooth overlying outer layer.
  • the cup can be safely and stably stacked even without the presence of an outer sheath.
  • An optionally provided outer sheath can be made largely independent and free. The outer sheath is not stressed by the forces occurring during stacking, so that no special stability requirements are placed on the outer sheath.
  • One and the same inner cup can be combined in a simple and almost arbitrary manner with a variety of outer shells. Without changing the shape and dimensions of the inner cup or the components forming the interior of the filling, different cups with different visual and haptic appearance can be created, since the appearance that the user of the cup perceives, mainly determined by the design of the outer shell.
  • This design freedom can be assisted by the fact that the outer contour of the outer shell is in a parallel to the inner space bounding shell, which is applied to the expansion of the frame. It is advantageous for a simple production that - after forming a widened frame - a sleeve-shaped preformed outer jacket is pushed in the axial direction on the inner space bounding conical jacket of the inner cup.
  • this is first of a blank, which has the shape of a segment of a circular ring, wound on a mandrel and connected to a frusto-conical sleeve. In the region of the smaller circumference of the outer jacket, an inward curvature is formed.
  • the inwardly directed curl has an area running substantially parallel to the outer jacket.
  • the curl at the bottom of the outer shell can be pressed flat.
  • the lower edge may be slightly retracted, so that at the lower end of the outer shell, a greater conicity is present.
  • the inward curl at the lower end of the outer shell serves to support the outer shell on the inner cup.
  • the curl is supported below the bottom of the frame.
  • the outer shell in the region of the curl has an inner radius which is smaller than the outer radius of the frame at the lower edge of the expansion.
  • Cup 1 shown essentially consists of a conical shell 2 and a cup-shaped bottom 3.
  • the open side of the cup-shaped bottom 3 is arranged so that it faces away from the filling opening of the cup 1.
  • the bottom 3 is connected with its wall 4 in the region of the smaller circumference of the shell 2 liquid-tight with this to form a frame 5.
  • the material of the jacket 2 is wrapped around the wall 4 of the bottom 3 and hammered inwards.
  • the shell 2 and the bottom 3 form a fillable interior 6 of the cup 1.
  • the shell 2 has at its upper edge, ie in the region of the larger circumference, an outwardly beaded mouth roll 7, which surrounds the filling opening.
  • the property "conical" of the shell 2 is understood to mean that the shell 2 in the in FIG. 1 shown longitudinal section of the mouth roll 7 to the bottom 3 at least partially tapers, so at least partially reduced its radius to the central axis 8.
  • the jacket 2 In the lower region of the fillable interior 6, preferably in the lower third, the jacket 2 has a shoulder or bead 9.
  • the jacket 2 has an angle A to the central axis 8.
  • the jacket 2 may have different angles of inclination A in different areas. Over a large area of the interior 6, the angle A is constant.
  • the angle A is defined so that the angle A of the shell 2 between the mouth roll 7 and the shoulder 9 in FIG. 1 has a positive value.
  • An inclination angle A of 0 ° corresponds to a parallel to the central axis 8 extending jacket 2. If the jacket 2 expands towards the base of the cup on, as is the case in the frame 5, the inclination angle A is negative.
  • the frame 5 has at least in an area along its circumference an outwardly projecting widening 10.
  • a lower edge 11 of the expansion 10 on the frame 5 forms the base for the cup 1.
  • the footprint is increased by the expansion 10, so that a tipping over of the cup is difficult.
  • the shoulder 9 is formed by a virtually sudden change in size of the shell 2.
  • the radius B of the shell 2 below the shoulder 9 - seen to the central axis 8 - is about 1 mm to 1.5 mm smaller than the radius C of the shell 2 above the shoulder 9.
  • the cup 1 preferably has a circular cross-section. In this case, the radius of the shell corresponds to half the diameter.
  • the jacket 2 has a very large angle of inclination A, which is about 40 ° to 70 °, and preferably 50 ° to 60 °.
  • the shoulder 9 serves to hold a similar cup 1 'when stacking a plurality of cups 1 and 1', such as this in FIG. 2 is shown.
  • the cup 1 ' which is stacked in the cup 1, is supported by its frame 5' on the shoulder 9 of the cup 1.
  • the radius D of the expansion 10 is adapted to the radius C above the shoulder 9. This ensures that the cup 1 'stably and securely rests on the shoulder 9, but without jamming in the conical jacket 2.
  • the forces that occur when stacking along the central axis 8, for example, the weight forces of the cup 1 'and possibly even stacked cups are safely absorbed by the shoulder 9 and the jacket 2 to the lower edge 11 of the frame 5 of the lower cup. 1 forwarded and released from there to the underground.
  • the shoulder 9 is designed so that the radius B of the shell 2 below the shoulder is at most equal to the radius E of the shell 2 at the level of the bottom 3.
  • the outside of the casing 2 measured radius B 'and E' could be compared.
  • a height range F of the jacket 2 is present, in which the angle A of the jacket 2 deviates from the angle A of the conical jacket above the shoulder 9.
  • the height range F extends from the shoulder 9 to the bottom 3. In order to achieve a good stability of the height range F, it has proven to be advantageous not to make the height range F greater than 10 mm.
  • the jacket 2 extends substantially parallel to the central axis 8. This is advantageous in order to achieve a good transfer of the forces occurring during stacking from the shoulder 9 to the frame 5.
  • FIGS. 3A to 3D are different advantageous variants of the design of the height range F below the shoulder 9 shown enlarged.
  • FIG. 3A extends the mantle 2 in the height range F exactly parallel to the central axis 8.
  • the radius C of the shell below the shoulder is thus the same size as the radius E of the shell at the level of the bottom 3.
  • the radius B below the shoulder 9 is smaller than the radius E at the level of the bottom 3.
  • the radius B is preferably about 0.15 mm to 0.2 mm smaller than the radius E.
  • the radius B is a few tenths of a millimeter smaller than is the radius E, can be at a constant radius C above the shoulder 9, the width of the shoulder 9 increase.
  • the shoulder 9 can be a significant increase in stability of the shoulder 9 when stacking several cups 1, 1 'reach.
  • the height range F is divided into two areas.
  • the mantle 2 extends parallel to the central axis 8.
  • the inclination angle A of the shell 2 is negative, here the coat 2 widens towards the bottom 3.
  • the angle A is positive, but substantially smaller than the angle A of the conical jacket 2 above the shoulder 9.
  • the angle A in the height range F' is preferred less than half of the angle A of the conical jacket 2 above the shoulder. 9
  • FIG. 3D an embodiment is shown in which the jacket 2 has a negative angle over the entire height range F.
  • the jacket 2 thus has a reverse conicity in the height region F in comparison to the jacket above the shoulder 9.
  • the inclination angle A of the jacket 2 in the height range F below the shoulder 9 is substantially smaller than the angle A of the conical jacket 2 above the shoulder 9.
  • the cup 1 may be advantageous to assign the cup 1 an outer sheath which surrounds the inner space 6 limiting sheath 2 preferably to form a cavity. So that the stacking of the cup 1 is not impaired, it may be advantageous for the outer contour of the outer casing to be located within a parallelism 12 to the casing 2 delimiting the inner space 6, the parallel 12 being applied to the widening 10 of the frame 5. As long as an outer sheath is located within the space between the parallels 12 and the sheath 2 bounding the inner space 6, the stacking properties of the cup are in no way affected. The freedom of design for the outer shell are thus almost no limits. In addition, it is possible to provide a common embodiment of the cup 1 with different outer shells, without having to change the stacking essential shoulder 9 and the expansion 10. Below are with the help of FIGS. 4 and 5 some possible embodiments for such outer shells described.
  • Each of the cups 1 shown has a heat-insulating outer jacket 13, which partially surrounds the jacket 2 bounding the interior 6 to form a cavity 14.
  • Such cups are also called double-walled Isolierbecher referred to, in which the coat 2 located within the outer shell 13 can also be referred to as "inner cup” in connection with the bottom 3.
  • the inner cup, in particular with the shoulder 9, are each analogous to those in the FIGS. 1 to 3 designed variants, so that can be dispensed with a repeated description.
  • the outer jacket 13 of in FIG. 4 Cup 1 shown is arranged substantially parallel to the inner space 6 limiting shell 2.
  • the outer shell 13 has at an upper and at a lower end in each case an inwardly directed curl 15 and 16 and is supported by the curls 15 and 16 on which the jacket 2 from.
  • the outer casing 13 is fixed in the region of the curl 15 and / or 16, for example by gluing.
  • the curl 16 is supported in the region of the frame 5 and thus below the horizontal bottom 3 on the inner casing 2, whereby the outer casing 13 is very stable.
  • the inner radius P of the curl 16 is therefore smaller than the radius D of the widening 10.
  • the outer casing 13 also covers the shoulder 9 so that it is not recognizable from the outside.
  • the curl 16 has a region 17 extending parallel to the outer casing 13.
  • the region 17 extends close to the inside of the outer shell 13 and can also rest there.
  • the radius G at the upper edge 35 of the parallel to the outer shell 13 extending portion 17 is greater than the radius D of the expansion 10 on the frame 5.
  • FIG. 5 has the shell 2 in the area below the mouth roll 7, a second shoulder 18, which is seen from the bottom 3 to the mouth roll 7 as a sudden cross-sectional enlargement.
  • the outer jacket 13 is in the area between the mouth roll 7 and the shoulder 18 with the inner space 6 limiting coat 2, for example, by sealing or gluing, connected.
  • the outer jacket 13 has an inwardly directed curl 16, which also has a region 17 extending parallel to the outer jacket 13.
  • the curl 16 is supported below the bottom 3 on the frame 5 from.
  • the curl 16 is in contrast to FIG. 4 flattened and slightly retracted at the lower edge portion 19 so that there is a greater taper of the outer shell 13 is present.
  • the radius P is smaller than the radius D, while the radius G is greater than the radius D.
  • FIG. 5A An advantageous modification of the cup 1 in the region of the upper shoulder 18 is in FIG. 5A shown greatly enlarged.
  • the area of the shell 2 which lies between the mouth roll 7 and the shoulder 18 has a different angle of inclination than the shell 2 between the shoulder 18 and the shoulder 9 up.
  • FIG. 5A extends the shell 2 between the mandrel 7 and the shoulder 18 approximately parallel to the central axis 8.
  • the outer shell 13 can be pushed a little below the mouth roll 7 when pushed onto the inner cup, the upper edge portion 20 of the outer shell 13 is slightly retracted.
  • the edge region 20 thus does not continue the conical outer casing 13 uniformly but has a different angle to the central axis 8. If the outer jacket 13, as in FIG.
  • the result is a particularly good appearance of the cup 1, since the upper edge of the outer shell 13 is no longer visible. If the outer sheath 13 is pushed further into the mouth roll 7 in an unillustrated embodiment, the clamping of the outer sheath 13 by the material of the mouth roll 7 causes a fixation of the outer sheath 13. For certain applications, the clamping of the outer sheath 13 in the mouth roll 7 as only attachment of the outer jacket 13 may be sufficient.
  • a conical jacket 2 and an approximately cup-shaped bottom 3 are formed.
  • the jacket 2 which later forms the interior 6, initially the shape of a conical sleeve.
  • the bottom 3 has the shape of a truncated cone, which tapers parallel to the sleeve 2.
  • the bottom 3 and the jacket 2 are not yet connected to each other, but only inserted into each other.
  • Jacket 2 is attached to a receiving mandrel 21, which has a frustoconical shape in a first height range H, in which the angle of inclination of the peripheral surface corresponds to the angle A of the jacket 2 to the central axis 8.
  • the tapered end of the frusto-conical region H is followed by a shoulder 22 for forming a shoulder 9 in the jacket 2.
  • the paragraph 22 has a greater inclination angle A than the height range H, wherein the angle A of the shoulder 22 is preferably 50 ° to 60 ° and is selected according to the desired inclination angle of the shoulder 9 on the cup 9.
  • the section 22 is adjoined by a region J in which the radius K of the receiving mandrel 21, viewed in relation to the central axis 8 of the receiving mandrel, is smaller than the outer radius E of the cup bottom 3 and preferably remains constant over the height J.
  • the radius of the receiving mandrel 21 changes at the shoulder 22 by more than 1 mm, in particular by 1 mm to 1.5 mm.
  • the radius K is smaller by a few tenths of a millimeter, in particular about 0.15 to 0.2 mm, than the radius E.
  • a mold 23 the bottom of FIG. 6 is shown and that is movable along the central axis 8 of the mandrel 21.
  • the mold 23 is moved in the direction of arrow L on the mandrel 21.
  • the molding tool 23 has a surface 24 which essentially corresponds in its angle to the central axis 8 to the angle of inclination A of the shoulder 22.
  • the mold also has a surface 25 whose radius M is matched to the radius K of the mandrel 21 and the thickness of the paper material of the shell 2.
  • the radius M can be chosen even smaller than the radius E of the bottom 3.
  • the sleeve 2 is thus clamped between the mandrel 21 and the mold 23, so that between the surface 24 and the shoulder 22, the shoulder 9 is formed. Since the bottom 3 and the shell 2 are not yet connected to each other by sealing or gluing, the shell 2 can be compressed to form the shoulder 9 stronger than would be possible with already connected shell 2 and bottom 3.
  • the radius E of the bottom 3 which is already inside the shell 2, is reduced in the elastic region by compression.
  • the bottom 3 reduces its radius E so that the radius K of the mandrel 21.
  • FIGS. 7A and 7B are top views of two different variants of the mandrel 21 shown.
  • the in FIG. 7A shown receiving mandrel 21 is used to form a shoulder 9, which rotates along the entire circumference of the shell 2.
  • the paragraph 22 is therefore designed as a peripheral surface of a truncated cone.
  • the shoulder 22 is adjoined by a cylindrical region J, which has the radius K.
  • the cooperating with the shoulder 22 during the molding of the shoulder 9 surface 24 of the mold 23 is also configured in this case as a frustoconical surface.
  • the surface 25 of the mold, which encloses the region J below the shoulder 22, is designed as a cylindrical surface, as in the view of FIG. 8 is recognizable.
  • Such an embodiment of the device for producing the cup 1 with a circumferential shoulder 9 around the entire circumference is simple and allows the production of a very stable shoulder. 9
  • FIG. 7B an alternative embodiment of a mandrel 21 'is shown, with the three separate shoulders along the cup circumference can be formed. Such an embodiment may also be advantageous for particular applications, since the stresses of the paper material of the shell 2 in the formation of separate shoulders depending on the used paper material is more advantageous.
  • the mandrel 21 ' are three paragraphs 22' distributed uniformly along the circumference. In the region of each shoulder 22 ', a height range J is present, which has a radius K to the central axis 8 and is used to form one shoulder each.
  • the forming mandrel 21 'associated mold is not shown. This in FIG. 6 shown mold 23 is in the area of the surfaces 24 and 25 on the design of paragraphs 22 'of the mandrel 21' adapt.
  • the paper material of the shell 2 is compressed when pushing the mold 23 in the region J to a smaller radius.
  • the recesses 26 are in the FIGS. 6 and 8th dashed to interpreted.
  • the formed by the recesses 26 ribs 27 are on the finished cup 1 in FIG. 1 indicated by dashed lines.
  • the ribs 27 cause an additional stiffening of the height range F below the shoulder 9 and can further improve the stacking properties of the cup 1.
  • the jacket 2 can be connected to the bottom 3 under the formation of the frame 5, the lower end 28 of the shell 2 is turned over so that it in FIG. 6 Dashed line 30 shown assumes position.
  • the molding tool 23 has a means 29 for forming a curl 30 surrounding the base 3 of the shell 2.
  • the means 29 for curling the shell 2 is designed as a groove-shaped area, which in the sectional view of the mold 23 in FIG. 6 is shown only in sections, but extends over 360 °.
  • the simultaneous turning over of the lower edge 28 of the shell 2 with the shaping of the shoulder 9 facilitates the production of the cup according to the invention considerably.
  • the jacket 2 is wound from a segment of a circular ring over a mandrel and then glued or sealed along a longitudinal seam.
  • the longitudinal seam of the jacket 2 in the region of the lower end 28 can not be glued or sealed.
  • This area is in the presentation of the FIG. 6 denoted by N. If the longitudinal seam in the area N is not glued or sealed, the jacket 2 can deform more freely when the lower end 28 is folded over, and corrugation of the paper material, which in principle is difficult to deform, is avoided.
  • the region N may extend from the lower edge 28 of the shell even to the lower edge of the bottom 3, as in the FIG. 6 is indicated by the reference N '.
  • the length of the region N or N ' is thus variable and can be changed according to the requirements.
  • the bottom 3 is connected to the shell 2 to form a frame 5 substantially liquid-tight to finish the inner cup 1 in a subsequent process step.
  • This is done with the help of an outer ring and an inner tool, wherein at the same time when connecting the bottom 3 with the jacket 2, the frame 5 is widened so that the in FIG. 1 shown, to the lower edge 11 towards expanding shape of the frame 5 results.
  • FIG. 9 a further embodiment of the invention is shown, wherein, in contrast to the embodiment of the FIG. 6 the shell 2 'has an initially conical shape, which then merges with the horizontal bottom 3' into a cylindrical shape.
  • the bottom 3 'in this embodiment has an inverted cup shape with a cylindrical peripheral wall 4'.
  • both the design of the receiving mandrel 21 and the mold 23 are in accordance with the already explanatory shaping FIG. 6 identical. Due to the cylindrical preforming of the peripheral wall 4 'of the bottom 3' and the likewise cylindrical preforming of the lower portion of the shell 2 ', the wrinkling during the folding of the lower edge 28' of the shell 2 'and in the subsequent expansion and forming of the frame 5 is reduced.
  • FIG. 10 the process step of forming the frame 5, which is arranged downstream of the shaping of the shoulder 9, is described.
  • Initial state is the in FIG. 9 shown in phantom 30 ', which results after the folding of the lower end 28' of the shell 2 '.
  • the angle A of the shoulder 9 substantially corresponds to the angle of inclination of the shoulder 22.
  • the radius B below the shoulder 9 slightly increases compared to the radius K of the mandrel 21 when removing the molding tool 23.
  • the jacket 2 is compressed by the surface 25 of the molding tool 23 so far that the jacket rests in the region J of the receiving mandrel 21.
  • FIG. 10 To form the frame 5 with the expansion 10 is in FIG. 10 an outer ring 31 and inner jaws 32 are provided. A jacket 2 facing the inner surface of the outer ring 31 is exposed to the outside and has the angle that the frame 5 should take in the final state. Opposite the outer ring a plurality of inner jaws 32 are provided, wherein in the illustration of FIG. 10 only an inner jaw is shown. The inner jaws 32 may in the representation of FIG. 10 are moved toward the outside, in the direction of the outer ring 31 and thereby press the curl 30 'against the wall 4 of the bottom 3 and finally against the inner surface of the outer ring 31st
  • a radially outwardly facing surface of the inner jaw 32 is arranged parallel to the inner surface of the outer ring 31 and also has the angle at which the frame 5 should be arranged in the final state.
  • the inner jaws 32 for example, part of a mandrel, not shown, and can by moving a likewise in FIG. 10 not shown middle part are moved radially outward.
  • the outer ring 31 may be formed as a solid ring or, for example, as an openable ring to facilitate the pushing down of the finished sealed frame 5.
  • a circumferential roller can be provided, which exert a radially outward, directed toward the inner surface of the outer ring 31 force on the curl 30 'to form the frame 5.
  • FIGS. 4 and 5 On the thus finished inner cup 1 is then, see FIGS. 4 and 5 , an outer jacket 13 pushed. This takes place in such a way that the outer jacket 13 is received in an annular outer tool, and by the tapered end of the outer shell 13 a Pilot mandrel is pushed with a suction head.
  • the inner cup 1 is inserted into the outer casing 13.
  • the suction head engages on the inner cup 1 from below to the bottom 3, sucks on this and pulls the inner cup in the tapered outer shell 13 into until the in the FIGS. 4 and 5 shown state is reached.
  • a flat blank which has the shape of a segment of a circular ring, wound on a mandrel and connected to a frusto-conical sleeve in the region of the lower tapered end is then according to FIG. 11 initially a curl 33 preformed.
  • This curl 33 represents a precursor of the curl 20, as shown in the FIGS. 4 and 5 is shown.
  • cup 1 shown the curl 33 is then pressed flat until the in FIG. 12 shown form of curl is reached. It will be appreciated that the lower edge 19 of the outer jacket 13 formed by the curl 16 is slightly retracted and therefore has a greater taper at the lower end, as previously discussed.
  • the FIG. 12 the lower edge 19 of the outer jacket 13 formed by the curl 16 is slightly retracted and therefore has a greater taper at the lower end, as previously discussed.
  • FIG. 12 is on the inside of the curl 20 a knurling or corrugation 34 indicated.
  • a knurling or corrugation 34 on the inside of the curl 20 can be provided in order to achieve a higher elasticity when pushing the outer shell 13 onto the inner cup 1.
  • FIG. 12 the parallel to the outer casing 13 extending portion 17 of the curl 20 recognizable.
  • FIG. 11 precursor 33 shown a curl 16 according to FIG. 4 manufacture, only the area 17 is applied in parallel to the outer jacket 13, wherein a further flat pressing is omitted.
  • the inner radius P of the outer shell 13 is formed smaller than the radius D of the expansion 10. This is already in the presentation of FIGS. 4 and 5 to recognize.
  • the end of the outer sheath 13 with the curl 16 must therefore expand slightly in order to be pushed over the frame 5 can. This expansion is facilitated by the knurling or corrugation 34.
  • the longitudinal seam of the outer shell 13 in the region of the curl 16 can not be glued or sealed. As a result, a certain rising of the outer sheath 13 in the region of the curl 16 is facilitated, so that the outer sheath 13 contracts again after being pushed over the frame 5; so that the curl 16 in the in FIG. 5 shown position securely abuts the outside of the frame 5 and is supported there.
  • a radius G at the upper end 35 of the parallel portion 17 is greater than the outer radius D of the frame 5.
  • FIG. 5 refers to. Since thus the Inner diameter of the outer jacket 13 at the upper edge 35 of the curl 16 is greater than the outer diameter of the expansion 10, this upper edge 35 of the curl 16 can not catch on the frame 5 when pushed onto the frame 5. Instead, the frame 5 runs on the slope, which is formed by the area 17 and upon further pushing the outer shell 13 of this is widened, slips over the area with the largest radius D of the frame 5 and then takes the in FIG. 5 shown position. Obviously, the outer sheath 13 is then held by the residual stress in the outer jacket 13 on the inner cup 1, since to remove the outer shell 13 of this again on the conically widening frame 5 would have to be pulled.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Becher aus einem Papiermaterial mit einem befüllbaren Innenraum, der durch einen konischen Mantel und einen Boden gebildet wird, wobei der Boden am unteren Ende des Innenraums mit einer Zarge im Wesentlichen flüssigkeitsdicht am Mantel befestigt ist, wobei an dem den Innenraum begrenzenden Mantel eine Schulter zum Halten eines gleichartigen Bechers bei einem Stapeln mehrerer Becher angeordnet 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 flüssigkeitsdicht befestigten Boden besteht, wobei eine Schulter in den Mantel eingeformt wird, die zum Halten eines gleichartigen Bechers bei einem Stapeln mehrerer Becher dient.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen eines Bechers aus einem Papiermaterial mit einem Aufnahmedorn für einen konischen Mantel und einen Boden des Bechers, wobei der Aufnahmedorn einen Absatz zum Formen einer Schulter in dem Mantel aufweist.
  • Der Begriff "Schulter" soll so verstanden werden, dass die Schulter eine sprunghafte Größenveränderung des Mantels bildet. Vom Boden des Bechers zu einer Füllöffnung gesehen stellt sich die Schulter als eine sprunghafte Querschnittserweiterung dar. Die Schulter kann auch als "Sicke" bezeichnet werden. Die Schulter oder Sicke ist ein Mittel zum Halten eines anderen Bechers gleicher Art. Zum Transport wird eine Vielzahl gleichartiger Becher ineinander gestapelt. Damit sich die Becher nicht ineinander verkeilen und auch wieder gut entstapelt werden können, ist die Schulter als Mittel zum Stapeln in dem Mantel vorgesehen.
  • Ein Becher, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist durch die DE 10 2004 056 932 A1 Stand der Technik. Der bekannte Becher weist eine Schulter auf, die dem Becher recht gute Stapeleigenschaften verleiht. Bei der Herstellung des bekannten Bechers wird als Halbzeug ein vorgefertigter Becher verwendet, bei dem der Boden bereits mit der Zarge flüssigkeitsdicht am Mantel befestigt ist. Die Schulter wird durch eine Axialverschiebung eines Formwerkzeugs in Richtung zum größeren Umfang des konischen Mantels hin geformt. Der Innendurchmesser des Formwerkzeugs ist größer als der Außendurchmesser des Bodens und der Zarge, damit das Formwerkzeug von unten her über die Zarge herübergeschoben werden kann, ohne die Zarge zu beschädigen und die Dichtigkeit zu beeinträchtigen. Dadurch ergibt sich zwangsläufig, dass der Radius des Mantels unterhalb der Schulter größer als in Höhe des Bodens ist. Die Größe der sprunghaften Größenveränderung des Mantels an der Schulter ist dadurch eingeschränkt.
  • Aus der britischen Patentschrift GB 1 261 531 ist ein doppelwandiger Kunststoffbecher bekannt, der mittels Vakuumtiefziehen von erwärmtem Kunststoffplattenmaterial hergestellt wird. Der Innenbecher dieses doppelwandigen Bechers kann eine einspringende Schulter aufweisen, die zum Abstapeln eines zweiten Bechers dienen kann. Im abgestapelten Zustand liegt der Boden des oberen Bechers auf der umlaufenden Schulter des unteren Bechers auf.
  • Aus der koreanischen Offenlegungsschrift KR 2002-0005420 A ist ein Papierbecher bekannt, der einwandig ausgeführt ist und der stapelbar ist. Um die Stapelbarkeit des beschriebenen Bechers zu ermöglichen, wird eine Bodenzarge des Bechers nach innen umgeschlagen und zusätzlich an ihrem unteren Rand nach unten, vom Innenraum des Bechers weg, abgebogen. Ein unterer Rand des Bechers liegt dadurch radial deutlich innerhalb des Außenumfangs des Bodens. Die abgebogene Bodenzarge stellt aber einen Zwischenraum zwischen den Böden zweier übereinander gestapelter Becher sicher und kann dadurch ein Verklemmen der jeweiligen konischen Becherwandungen beim Stapeln verhindern.
  • Aus der japanischen Offenlegungsschrift JP 2003/340943 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausformen einer Bodenzarge eines Papierbechers beschrieben.
  • Aus der französischen Patentschrift FR 1 181 342 ist ein einwandiger Papierbecher bekannt, bei dem der Bechermantel auf Höhe des Bodens radial nach außen aufweitet wird. Durch diese Aufweitung auf Höhe des Becherbodens wird ein Stapelanschlag für den unteren Rand einer Bodenzarge eines gestapelten Bechers geschaffen. Ein Abstand zwischen den Böden zweier übereinander gestapelter Becher ist dadurch so groß, dass ein Verklemmen der konischen Becherwände der ineinander gestapelten Becher vermieden wird.
  • Aus der japanischen Offenlegungsschrift JP 2005/153899 ist ein einwandiger Papierbecher sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausformen einer Bodenzarge eines solchen einwandigen Papierbechers bekannt.
  • Aus der japanischen Offenlegungsschrift JP 2003/128038 ist ein Papierbecher bekannt, dessen Bodenzarge an ihrem unteren Rand in radialer Richtung aufgeweitet ist. Die Bodenzarge weist dabei in ihrem, unmittelbar an den Boden des Bechers anschließenden Bereich, einen dem Konuswinkel des Innenbechers folgenden Verlauf auf und ist erst in einem vom Boden beabstandeten Bereich radial nach außen aufgeweitet. Die Aufweitung dient dazu, eine isolierende Hülse des Bechers, die auf den Innenbecher aufgeschoben wird, gegen ein Herunterrutschen zu sichern.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Stapeleigenschaften eines Bechers der eingangs genannten Art weiter zu verbessern.
  • Die Aufgabe wird durch einen Becher mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Der Radius des Mantels ist - zur Mittelachse des Bechers gesehen - unterhalb der Schulter höchstes genauso groß wie der Radius des Bodens ist. Bevorzugt ist der Radius des Mantels unterhalb der Schulter sogar kleiner als in Höhe des Bodens.
  • Bei dem Verfahren wird die Aufgabe durch die Merkmale von Anspruch 5 gelöst. Zur Formung der Schulter wird ein Bereich des Mantels auf einen Radius - zur Mittelachse des Bechers gesehen - verformt , der kleiner als der Radius des Mantels am fertigen Becher in Höhe des Bodens ist. Vorzugsweise wird die Schulter geformt, bevor der Boden im Wesentlichen flüssigkeitsdicht mit dem Mantel verbunden wird. Bei der Vorrichtung wird die Aufgabe durch die Merkmale von Anspruch 13 gelöst. An den Absatz des Aufnahmedorns grenzt ein Bereich an, in dem der Radius des Aufnahmedorns - zur Mittelachse des Aufnahmedorns gesehen - kleiner als der Außenradius des Becherbodens ist.
  • Die Stapeleigenschaften eines derartigen Bechers sind verbessert, da die sprunghafte Größenveränderung des Mantels an der Schulter vergrößert ist. Die Stabilität und Kraft-aufnahmefähigkeit der Schulter ist erhöht, so dass auch eine große Anzahl gestapelter Becher sich nicht ineinander verkeilt und problemlos wieder entstapelt werden kann.
  • Es ist unerheblich, welche Form der Mantel des Bechers im Querschnitt aufweist. Der Mantel ist im Querschnitt bevorzugt kreisrund, kann aber alternativ auch beispielsweise oval oder rechteckig mit abgerundeten Ecken sein. Der Becher hat im Falle eines runden Querschnitts eine etwa kegelstumpfähnliche Form, während er im Falle eines rechteckigen Querschnitts des Mantels eine eher pyramidenstumpfartige Form aufweist. Der Radius des Mantels ist bei einem unrunden Querschnitt des Mantels als Abstand eines Bereichs des Mantels zur Mittelachse des Bechers definiert. Bei einem kreisförmigen Querschnitt des Mantels ist der Radius als die Hälfte des Durchmessers definiert.
  • 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 Kunststöffmaterial 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. 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 ausgestaltet, 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.
  • Es ist vorteilhaft, dass bei der Herstellung des Bechers die Schulter geformt wird, bevor der Boden im Wesentlichen flüssigkeitsdicht mit dem Mantel verbunden wird. Vorzugsweise befindet sich der Boden beim Formen der Schulter bereits innerhalb des zu einer Hülse geformten Mantels, ist aber noch nicht mit dem Mantel verbunden. Der Radius des Bodens kann dadurch beim Formen der Schulter im elastischen Bereich durch Zusammendrücken verringert werden. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Zarge das Verformen der Schulter nicht behindert, und sich dadurch eine Schulter mit einer größeren sprunghaften Größenveränderung herstellen lässt. Die Dichtigkeit der Zarge kann durch das Formen der Schulter nicht beeinträchtigt werden, da der Boden erst in einem dem Formen der Schulter nachgeordneten Verfahrensschritt mit dem Mantel im Wesentlichen flüssigkeitsdicht verbunden wird. Überraschenderweise beeinträchtigt das Zusammendrücken des Bodens das nachfolgende Herstellen der Zarge überhaupt nicht.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Schulter durch eine Axialverschiebung eines Formwerkzeugs in Richtung zum größeren Umfang des konischen Mantels hin geformt. Das Formwerkzeug wird von unten her, also vom Bereich des geringeren Umfangs des konischen Mantels, über den Mantel geschoben. Das Material des Mantels wird dabei gestaucht. Bei der Stauchung kommt es zu einer Materialverdichtung im Bereich der Schulter, die die Stabilität der Schulter erhöht. Bevorzugt weist ein Höhenbereich des innerhalb des konischen Mantels angeordneten Aufnahmedorns einen konstanten Radius auf, der den Mantel beim Formen der Schulter von innen abstützt. Der Mantel wird beim Formen der Schulter in einem Höhenbereich auf einen konstanten Radius verformt. Es lässt sich dadurch bevorzugt unterhalb der Schulter ein Höhenbereich des Mantels erreichen, in dem der Mantel im Wesentlichen parallel zur Mittelachse des Bechers verläuft. Die parallel zur Mittelachse wirkenden Kräfte beim Stapeln mehrerer Becher können dadurch von der Schulter sehr gut aufgenommen und abgeleitet werden.
  • Insbesondere wenn der Radius des Mantels unterhalb der Schulter kleiner als in Höhe des Bodens ist, verläuft der Mantel in einem Bereich unterhalb der Schulter nicht exakt parallel zur Mittelachse. Je nach Größenunterschied der Radien und der Eigenschaften des verwendeten Papiermaterials, insbesondere der Steifigkeit, werden sich unterschiedliche Winkel des Mantels in einem Höhenbereich unterhalb der Schulter ergeben. Der Radius des Mantels unterhalb der Schulter ist vorzugsweise 0,05 mm bis 0,5 mm, insbesondere etwa 0,1 mm bis 0,3 mm, kleiner als der Radius des Mantels in Höhe des Bodens. Hierdurch lässt sich eine sehr stabile Schulter erreichen, bei der noch keine Risse im Papiermaterial auftreten. Unterhalb der Schulter ist dann ein Höhenbereich des Mantels vorhanden, in dem der Winkel des Mantels negativ, also kleiner als Null, ist. Dabei wird von einer Definition des Winkels des Mantels zur Mittelachse des Bechers ausgegangen, bei der ein positiver Konuswinkel dann vorliegt, wenn sich der Umfang des Mantels von der Einfüllöffnung in Richtung zum Boden hin verkleinert. Ein parallel zur Mittelachse verlaufender Bereich des Mantels hat einen Konuswinkel von 0°, und ein sich zum Boden hin erweiternder Bereich des Bereich des Bechers hat einen negativen Konuswinkel.
  • Die Schulter lässt sich mit dieser Definition des Konuswinkels auch so definieren, dass unterhalb der Schulter ein Höhenbereich des Mantels vorhanden ist, in dem der Winkel des Mantels zur Mittelachse wesentlich kleiner als der Winkel des konischen Mantels oberhalb der Schulter ist. Diese Bedingung wird auch durch negative Konuswinkel erfüllt, auch wenn sie betragsmäßig größer als der Konuswinkel oberhalb der Schulter sein sollten. Bevorzugt ist der Winkel des Mantels unterhalb der Schulter kleiner als die Hälfte des Winkels oberhalb der Schulter. Hierdurch kann eine Schulter mit deutlicher sprunghafter Größenveränderung erreicht werden, die gute Stapeleigenschaften aufweist. In Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, dass sich der Höhenbereich des Mantels unterhalb der Schulter, in dem der Winkel des Mantels vom Konuswinkel oberhalb der Schulter abweicht, sich von der Schulter bis zum Boden erstreckt. Vorzugsweise beträgt der Abstand von der Schulter zum Boden weniger als 10 mm. Die beim Stapeln auftretenden Kräfte können dadurch sehr gut von der Zarge aufgenommen werden.
  • Zur weiteren Stabilitätsverbesserung des Mantels im Bereich unterhalb der Schulter kann vorgesehen sein, dass unterhalb der Schulter ein Höhenbereich des Mantels vorhanden ist, in dem parallel zur Mittelachse verlaufende Rippen angeordnet sind. Die Rippen können beim Formen der Schulter in den Mantel eingeformt werden. Hierzu ist es vorteilhaft, dass das Formwerkzeug zum Formen der Schulter parallel zur Mittelachse verlaufende Aussparungen aufweist. Da das Material unterhalb der Schulter gestaucht wird, können die Aussparungen in dem Formwerkzeug einen Teil des überschüssigen Materials aufnehmen, so dass es nicht zu unkontrolliertem Faltenwurf beim Formen der Schulter kommt.
  • Um eine stabile Schulter zu erreichen, ist es vorteilhaft, dass der Radius des Mantels unterhalb der Schulter mehr als 0,5 mm, insbesondere sogar mehr als 1 mm, kleiner als der Radius des Mantels oberhalb der Schulter ist. Der Radius des Aufnahmedorns ändert sich vorzugsweise an dem Absatz zum Formen der Schulter um mehr als 0,5 mm, insbesondere um mehr als 1 mm. Bevorzugt ändert sich der Radius des Aufnahmedorns an dem Absatz um etwa 1 mm bis 1,5 mm. Es ist vorteilhaft, dass der Absatz einen Winkel zur Mittelachse des Aufnahmedorns von 40° bis 70°, insbesondere von 50° bis 60° aufweist, um eine Schulter mit einer hohen Stabilität zu formen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, in einem einzigen Verfahrensschritt, zusammen mit dem Formen der Schulter, den Mantel um einen Bereich des Bodens einzurollen.
  • Das Formwerkzeug zum Formen der Schulter weist hierfür ein Mittel zum Formen der den Boden umschließenden Einrollung des Mantels auf. Beim axialen Aufschieben des Formwerkzeuges auf den Mantel wird also gleichzeitig zu dem Formen der Schulter die Unterkante des Mantels nach innen eingerollt und um die Wandung des Bodens herumgelegt. Die Herstellung des erfindungsgemäßen Bechers wird dadurch erheblich erleichtert. Das Formwerkzeug ist bevorzugt als Ring ausgestaltet.
  • Die Abstapelung eines gleichartigen Bechers auf der Schulter kann in unterschiedlicher Weise geschehen. Es ist vorteilhaft, dass ein unterer Rand der Zarge, der die Standfläche für den Becher bildet, sich beim Stapeln auf der Schulter eines gleichartigen Bechers abstützt. Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, 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 der Aufweitung eine Standfläche für den Becher bildet. Bevorzugt ist der äußere Radius der Aufweitung größer als der äußere Radius des Mantels in Höhe des Bodens. Die Standfläche des Bechers ist durch die Aufweitung vergrößert, so dass der Becher eine verbesserte Standfestigkeit aufweist. Die Stapeleigenschaften des Bechers werden ebenfalls verbessert, da die Zarge ein sehr stabiles Element des Bechers ist und sehr gut geeignet ist, die beim Stapeln auftretenden Kräfte aufzunehmen. Die Aufweitung ist in bevorzugter Ausgestaltung durchgehend und gleichmäßig entlang des Umfangs geformt. Die Herstellung des Bechers wird stark vereinfacht, wenn während der Bildung der Zarge der Mantel und/oder der Boden im Bereich der Zarge und/oder die Zarge selbst wenigstens in einem Bereich entlang des Umfangs nach außen aufgeweitet wird, so dass ein unterer Rand der Aufweitung eine Standfläche für den Becher bildet. Zur Herstellung der Aufweitung sind dann keine zusätzlichen Verfahrensschritte notwendig. Die Aufweitung ist, genau wie die Schulter, ein Mittel zum Halten eines anderen Bechers gleicher Art. Die Abmessungen der Schulter und der Aufweitung sind aneinander angepasst, um ein optimales Stapeln zu gewährleisten.
  • In Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Becher einen wärmeisolierenden Außenmantel aufweist. Die Ausgestaltung des wärmeisolierenden Außenmantels ist dabei 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. Beispielsweise kann eine gewellte Zwischenschicht vorgesehen sein, die von einer glatt darüber gelegten Außenschicht abgedeckt ist.
  • Je nach Ausgestaltung des Außenmantels kann es vorteilhaft sein, dass am Außenmantel ein Mittel zum Halten eines anderen Bechers gleicher Art angebracht ist, das sich beim Stapeln auf der Schulter abstützt. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass an dem Innenbecher kein zweites Mittel zum Stapeln vorgesehen sein braucht. Auf die Aufweitung an der Zarge kann in diesem Falle verzichtet werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Becher auch ohne Vorhandensein eines Außenmantels sicher und stabil gestapelt werden kann. Ein optional vorgesehener Außenmantel lässt sich dadurch weitgehend unabhängig und frei gestalten. Der Außenmantel wird nicht durch die beim Stapeln auftretenden Kräfte beansprucht, so dass keine besonderen Stabilitätsanforderungen an den Außenmantel gestellt werden. Ein und derselbe Innenbecher lässt sich 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. Diese Gestaltungsfreiheit kann dadurch unterstützt werden, dass sich die Außenkontur des Außenmantels innerhalb einer Parallelen zu dem den Innenraum begrenzenden Mantel befindet, die an der Aufweitung der Zarge angelegt wird. Es ist für eine einfache Herstellung vorteilhaft, dass - nach dem Formen einer aufgeweiteten Zarge - ein hülsenförmig vorgeformter Außenmantel in axialer Richtung auf den den Innenraum begrenzenden konischen Mantel des Innenbechers aufgeschoben wird. Zur Herstellung des Außenmantels wird dieser zunächst aus einem Zuschnitt, der die Form eines Segmentes aus einem Kreisring aufweist, auf einen Dorn gewickelt und zu einer kegelstumpfförmigen Hülse verbunden. Im Bereich des geringeren Umfangs des Außenmantels wird eine nach innen gerichtete Einrollung geformt Die nach innen gerichtete Einrollung weist einen im Wesentlichen parallel zum Außenmantel verlaufenden Bereich auf. Die Einrollung am unteren Rand des Außenmantels kann flachgepresst sein. Zusätzlich kann der untere Rand leicht eingezogen sein, so dass am unteren Ende des Außenmantels eine stärkere Konizität vorhanden ist. Die nach innen gerichtete Einrollung am unteren Ende des Außenmantels dient zur Abstützung des Außenmantels am Innenbecher. Bevorzugt stützt sich die Einrollung unterhalb des Bodens an der Zarge ab. Um eine gute Anlage der Einrollung am Innenbecher zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, dass der Außenmantel im Bereich der Einrollung einen inneren Radius aufweist, der kleiner als der äußere Radius der Zarge am unteren Rand der Aufweitung ist.
  • 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 3A bis Figur 3D unterschiedliche Ausgestaltungsformen des Bereichs III des Bechers der Figur 1 in vergrößerter Darstellung,
    • Figuren 4 und 5 Ansichten ähnlich Figur 1 auf teilweise dargestellte Becher unterschiedlicher Ausgestaltung, bei denen verschiedene Außenmäntel vorgesehen sind,
    • Figur 5A eine vergrößerte Ansicht eines Teilbereichs einer Abwandlung des Bechers nach Figur 5,
    • Figur 6 einen teilweise dargestellten Längsschnitt einer Vorrichtung zum Herstellen einer Schulter an dem Mantel des Bechers der Figur 1,
    • Figuren 7A und 7B Ansichten in Richtung des Pfeiles VII der Figur 6 auf Aufnahmedorne unterschiedlicher Ausgestaltung,
    • Figur 8 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VIII der Figur 6 eines Formwerkzeuges zum Formen einer Schulter,
    • Figur 9 eine Ansicht einer Variante der Figur 6,
    • Figur 10 einen teilweise dargestellten Längsschnitt einer Vorrichtung zum Verpressen der Zarge,
    • Figuren 11 und 12 einen teilweise dargestellten Außenmantel des Bechers der Figur 5 im Längsschritt bei unterschiedlichen Herstellungsschritten.
  • Der in Figur 1 dargestellte Becher 1 besteht im Wesentlichen aus einem konischen Mantel 2 und einem topfförmigen Boden 3. Die offene Seite des topfförmigen Bodens 3 ist so angeordnet, dass sie von der Füllöffnung des Bechers 1 abgewandt ist. Der Boden 3 ist mit seiner Wandung 4 im Bereich des geringeren Umfangs des Mantels 2 flüssigkeitsdicht mit diesem unter Bildung einer Zarge 5 verbunden. Im Bereich der Zarge 5 ist das Material des Mantels 2 um die Wandung 4 des Bodens 3 herumgelegt und nach innen eingeschlagen. Der Mantel 2 und der Boden 3 bilden einen befüllbaren Innenraum 6 des Bechers 1. Der Mantel 2 weist an seinem oberen Rand, also in dem Bereich des größeren Umfangs, eine nach außen gebördelte Mundrolle 7 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 7 zu dem Boden 3 wenigstens abschnittsweise verjüngt, also wenigstens abschnittsweise seinen Radius zu der Mittelachse 8 verringert. Im unteren Bereich des befüllbaren Innenraums 6, bevorzugt im unteren Drittel, weist der Mantel 2 eine Schulter oder Sicke 9 auf. Der Mantel 2 weist einen Winkel A zur Mittelachse 8 auf. Der Mantel 2 kann in verschiedenen Bereichen unterschiedliche Neigungswinkel A aufweisen. Über einen großen Bereich des Innenraums 6 ist der Winkel A konstant. Der Winkel A ist so definiert, dass der Winkel A des Mantels 2 zwischen der Mundrolle 7 und der Schulter 9 in Figur 1 einen positiven Wert aufweist. Ein Neigungswinkel A von 0° entspricht einem parallel zur Mittelachse 8 verlaufenden Mantel 2. Weitet sich der Mantel 2 in Richtung zur Standfläche des Bechers hin auf, so wie es im Bereich der Zarge 5 der Fall ist, ist der Neigungswinkel A negativ.
  • Die Zarge 5 weist wenigstens in einem Bereich entlang ihres Umfanges eine nach außen ragende Aufweitung 10 auf. Ein unterer Rand 11 der Aufweitung 10 an der Zarge 5 bildet die Standfläche für den Becher 1. Die Standfläche ist durch die Aufweitung 10 vergrößert, so dass ein Umkippen des Bechers erschwert ist.
  • Die Schulter 9 wird durch eine praktisch sprunghafte Größenveränderung des Mantels 2 gebildet. Der Radius B des Mantels 2 unterhalb der Schulter 9 - zur Mittelachse 8 gesehen - ist etwa 1 mm bis 1,5 mm kleiner als der Radius C des Mantels 2 oberhalb der Schulter 9. Der Becher 1 weist bevorzugt einen kreisrunden Querschnitt auf. In diesem Fall entspricht der Radius des Mantels der Hälfte des Durchmessers. Im Bereich der Schulter 9 weist der Mantel 2 einen sehr großen Neigungswinkel A auf, der etwa 40° bis 70°, und bevorzugt 50° bis 60°, beträgt. Die Schulter 9 dient zum Halten eines gleichartigen Bechers 1' bei einem Stapeln mehrerer Becher 1 und 1', wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Der in den Becher 1 eingestapelte Becher 1' stützt sich mit seiner Zarge 5' auf der Schulter 9 des Bechers 1 ab. Der Radius D der Aufweitung 10 ist dabei an den Radius C oberhalb der Schulter 9 angepasst. Dadurch wird gewährleistet, dass der Becher 1' stabil und sicher auf der Schulter 9 aufsteht, ohne sich jedoch in dem konischen Mantel 2 zu verklemmen. Die Kräfte die beim Stapeln entlang der Mittelachse 8 auftreten, beispielsweise die Gewichtskräfte des Bechers 1' und der eventuell noch darüber gestapelten Becher, werden sicher von der Schulter 9 aufgenommen und über den Mantel 2 bis zum unteren Rand 11 der Zarge 5 des unteren Bechers 1 weitergeleitet und von dort an den Untergrund abgegeben. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Schulter 9 können auch sehr hohe Kräfte in Richtung der Mittelachse 8 aufgenommen werden und es ist eine leichte Entnehmbarkeit des Bechers 1 bzw. 1' beim Entstapeln gewährleistet.
  • Bei einem Becher 1 gemäß der Erfindung ist die Schulter 9 so gestaltet, dass der Radius B des Mantels 2 unterhalb der Schulter höchstens genauso groß wie der Radius E des Mantels 2 in Höhe des Bodens 3 ist. Selbstverständlich ließe sich hier jeweils auch der außen am Mantel 2 gemessene Radius B' und E' miteinander vergleichen. Unterhalb der Schulter 9 ist ein Höhenbereich F des Mantels 2 vorhanden, in dem der Winkel A des Mantels 2 vom Winkel A des konischen Mantels oberhalb der Schulter 9 abweicht. Der Höhenbereich F erstreckt sich von der Schulter 9 bis zum Boden 3. Um eine gute Stabilität des Höhenbereiches F zu erreichen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Höhenbereich F nicht größer als 10 mm zu gestalten.
  • In dem Höhenbereich F verläuft der Mantel 2 im Wesentlichen parallel zur Mittelachse 8. Dies ist vorteilhaft, um eine gute Übertragung der beim Stapeln auftretenden Kräfte von der Schulter 9 auf die Zarge 5 zu erreichen. In den Figuren 3A bis 3D sind unterschiedliche vorteilhafte Varianten der Gestaltung des Höhenbereiches F unterhalb der Schulter 9 vergrößert dargestellt. In Figur 3A verläuft der Mantel 2 im Höhenbereich F exakt parallel zur Mittelachse 8. Der Radius C des Mantels unterhalb der Schulter ist somit genauso groß wie der Radius E des Mantels in Höhe des Bodens 3. In den Figuren 3B, 3C und 3D ist der Radius B unterhalb der Schulter 9 kleiner als der Radius E in Höhe des Bodens 3. Der Radius B ist bevorzugt etwa 0,15 mm bis 0,2 mm kleiner als der Radius E. Dadurch dass der Radius B einige Zehntel Millimeter kleiner als der Radius E ist, lässt sich bei gleichbleibendem Radius C oberhalb der Schulter 9 die Breite der Schulter 9 vergrößern. Durch die Verbreiterung der Schulter 9 lässt sich eine signifikante Stabilitätserhöhung der Schulter 9 beim Stapeln mehrerer Becher 1, 1' erreichen.
  • Bei der in Figur 3B dargestellten Ausgestaltung ist der Höhenbereich F in zwei Bereiche unterteilt. In dem Höhenbreich F' verläuft der Mantel 2 parallel zur Mittelachse 8. In dem Höhenbereich In Höhenbereich Mittelachse Höhenbereich ist der Neigungswinkel A des Mantels 2 negativ, hier erweitert sich der Mantel 2 zum Boden 3 hin.
  • Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 3C ist der Winkel A des Mantels 2 im Höhenbereich F" ebenfalls negativ. Im Höhenbereich F' ist der Winkel A positiv, jedoch wesentlich kleiner als der Winkel A des konischen Mantels 2 oberhalb der Schulter 9. Der Winkel A in dem Höhenbereich F' ist bevorzugt kleiner als die Hälfte des Winkel A des konischen Mantels 2 oberhalb der Schulter 9.
  • In Figur 3D ist eine Ausgestaltung dargestellt, bei der der Mantel 2 über den gesamten Höhenbereich F einen negativen Winkel aufweist. Der Mantel 2 weist also im Höhenbereich F eine umgekehrte Konizität im Vergleich zu dem Mantel oberhalb der Schulter 9 auf.
  • Aufgrund der Definition des Konuswinkels A mit positiven und negativen Werten ist bei sämtlichen Ausgestaltungen der Figuren 3A bis 3D der Neigungswinkel A des Mantels 2 in dem Höhenbereich F unterhalb der Schulter 9 wesentlich kleiner als der Winkel A des konischen Mantels 2 oberhalb der Schulter 9.
  • Obwohl es in den Figuren 1 bis 3 nicht dargestellt ist, kann es vorteilhaft sein, dem Becher 1 einen Außenmantel zuzuordnen, der den den Innenraum 6 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 12 zu dem den Innenraum 6 begrenzenden Mantel 2 befindet, wobei die Parallele 12 an der Aufweitung 10 der Zarge 5 angelegt wird. Solange sich ein Außenmantel innerhalb des Raumes zwischen der Parallelen 12 und dem den Innenraum 6 begrenzenden Mantel 2 befindet, werden die Stapeleigenschaften des Bechers in keiner Weise beeinflusst. Der Gestaltungsfreiheit für den Außenmantel sind somit fast keine Grenzen gesetzt. Außerdem ist es möglich, eine gemeinsame Ausführung des Bechers 1 mit unterschiedlichen Außenmänteln auszustatten, ohne die zum Stapeln wesentliche Schulter 9 und die Aufweitung 10 verändern zu müssen. Nachfolgend werden mit Hilfe der Figuren 4 und 5 einige mögliche Ausgestaltungen für derartige Außenmäntel beschrieben.
  • Die in den Figuren 4 und 5 dargestellten Becher 1 weisen jeweils einen wärmeisolierenden Außenmantel 13 auf, der den den Innenraum 6 begrenzenden Mantel 2 teilweise unter Bildung eines Hohlraumes 14 umgibt. Derartige Becher werden auch als doppelwandige Isolierbecher bezeichnet, bei denen der sich innerhalb des Außenmantels 13 befindliche Mantel 2 in Verbindung mit dem Boden 3 auch als "Innenbecher" bezeichnet werden kann. Die Innenbecher, insbesondere mit der Schulter 9, sind jeweils analog der in den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Varianten gestaltet, so dass auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet werden kann.
  • Der Außenmantel 13 des in Figur 4 dargestellten Bechers 1 ist im Wesentlichen parallel zu dem den Innenraum 6 begrenzenden Mantel 2 angeordnet. Der Außenmantel 13 weist an einem oberen und an einem unteren Ende jeweils eine nach innen gerichtete Einrollung 15 und 16 auf und stützt sich durch die Einrollungen 15 und 16 an dem dem Mantel 2 ab. Es kann vorgesehen sein, dass der Außenmantel 13 im Bereich der Einrollung 15 und/oder 16, beispielsweise durch Leimen, fixiert ist. Die Einrollung 16 stützt sich im Bereich der Zarge 5 und damit unterhalb des waagerechten Bodens 3 am Innenmantel 2 ab, wodurch der Außenmantel 13 sehr stabil wird. Der innere Radius P der Einrollung 16 ist daher kleiner als der Radius D der Aufweitung 10. Gleichzeitig verdeckt der Außenmantel 13 auch die Schulter 9, so dass diese von außen nicht erkennbar ist. Die Einrollung 16 weist einen parallel zum Außenmantel 13 verlaufenden Bereich 17 auf. Der Bereich 17 verläuft nahe an der Innenseite des Außenmantels 13 und kann dort auch anliegen. Der Radius G an der Oberkante 35 des parallel zum Außenmantel 13 verlaufenden Bereichs 17 ist größer als der Radius D der Aufweitung 10 an der Zarge 5. Dadurch wird das Aufschieben des Außenmantels 13 auf den Mantel 2 stark vereinfacht, da sich die Einrollung 16 des Außenmantels 13 nicht mehr an der Zarge 5 verhaken kann.
  • In Figur 5 weist der Mantel 2 im Bereich unterhalb der Mundrolle 7 eine zweite Schulter 18 auf, die sich vom Boden 3 zur Mundrolle 7 gesehen als sprunghafte Querschnittserweiterung darstellt. Der Außenmantel 13 ist im Bereich zwischen der Mundrolle 7 und der Schulter 18 mit dem den Innenraum 6 begrenzenden Mantel 2, beispielsweise durch Siegeln oder Leimen, verbunden. An seinem unteren Ende weist der Außenmantel 13 eine nach innen gerichtete Einrollung 16 auf, die ebenfalls einen parallel zum Außenmantel 13 verlaufenden Bereich 17 aufweist. Die Einrollung 16 stützt sich unterhalb des Bodens 3 an der Zarge 5 ab. Die Einrollung 16 ist im Gegensatz zu Figur 4 flachgedrückt und am unteren Randbereich 19 leicht eingezogen, so dass dort eine größere Konizität des Außenmantels 13 vorhanden ist. Der Radius P ist kleiner als der Radius D, während der Radius G größer als der Radius D ist.
  • Eine vorteilhafte Abwandlung des Bechers 1 im Bereich der oberen Schulter 18 ist in Figur 5A stark vergrößert dargestellt. Der Bereich des Mantels 2 der zwischen der Mundrolle 7 und der Schulter 18 liegt weist einen anderen Neigungswinkel als der Mantel 2 zwischen der Schulter 18 und der Schulter 9 auf. In Figur 5A verläuft der Mantels 2 zwischen der Mundrolle 7 und der Schulter 18 in etwa parallel zur Mittelachse 8. Damit der Außenmantel 13 beim Aufschieben auf den Innenbecher ein wenig unter die Mundrolle 7 geschoben werden kann, ist der obere Randbereich 20 des Außenmantels 13 leicht eingezogen. Der Randbereich 20 setzt den konischen Außenmantel 13 also nicht gleichmäßig fort, sondern weist einen anderen Winkel zur Mittelachse 8 auf. Wird der Außenmantel 13, so wie in Figur 5A dargestellt, mit seinem oberen Randbereich 20 ein wenig in die Mundrolle 7 eingeschoben, so ergibt sich ein besonders gutes Erscheinungsbild des Bechers 1, da der obere Rand des Außenmantels 13 nicht mehr sichtbar ist. Wird der Außenmantel 13 in nicht dargestellter Ausgestaltung noch weiter in die Mundrolle 7 eingeschoben, so bewirkt schon die Klemmung des Außenmantels 13 durch das Material der Mundrolle 7 eine Fixierung des Außenmantels 13. Für gewisse Anwendungsfälle kann die Klemmung des Außenmantels 13 in der Mundrolle 7 als einzige Befestigung des Außenmantels 13 ausreichend sein.
  • Bei der Herstellung eines Bechers 1 gemäß Figur 1 werden zunächst ein konischer Mantel 2 und ein etwa topfförmiger Boden 3 geformt. Wie in der Darstellung der Figur 6 zu erkennen ist, hat der Mantel 2, der später den Innenraum 6 bildet, zunächst die Form einer konischen Hülse. Der Boden 3 weist die Form eines Kegelstumpfes auf, der sich parallel zur Hülse 2 verjüngt. In dem in Figur 6 dargestellten Zustand sind der Boden 3 und der Mantel 2 noch nicht miteinander verbunden, sondern lediglich ineinander gesteckt. Mantel 2 ist dabei auf einen Aufnahmedorn 21 aufgesteckt, der in einem ersten Höhenbereich H eine kegelstumpfartige Form hat, in dem der Neigungswinkel der Umfangsfläche dem Winkel A des Mantels 2 zur Mittelachse 8 entspricht. An das verjüngte Ende des kegelstumpfförmigen Bereichs H schließt sich ein Absatz 22 zum Formen einer Schulter 9 in dem Mantel 2 an. Der Absatz 22 weist einen größeren Neigungswinkel A als der Höhenbereich H auf, wobei der Winkel A des Absatzes 22 bevorzugt 50° bis 60° beträgt und entsprechend dem am Becher 1 gewünschten Neigungswinkel der Schulter 9 gewählt wird. An den Absatz 22 schließt sich ein Bereich J an, in dem der Radius K des Aufnahmedorns 21 zur Mittelachse 8 des Aufnahmedorns gesehen kleiner als der Außenradius E des Becherbodens 3 ist und vorzugsweise über die Höhe J konstant bleibt. Der Radius des Aufnahmedorns 21 ändert sich an dem Absatz 22 um mehr als 1 mm, insbesondere um 1 mm bis 1,5 mm. Dadurch lässt sich eine relativ weit in den Innenraum 6 hineingezogene Schulter 9 herstellen, um ein sicheres Abstapeln mehrerer Becher zu gewährleisten, wie es oben bereits beschrieben wurde. Der Radius K ist dabei um einige Zehntel Millimeter kleiner, insbesondere etwa 0,15 bis 0,2 mm kleiner, als der Radius E. Die Größe des Radius K im Vergleich zum Radius C und zum Radius E sowie die Steifigkeit des für den Mantels 2 verwendeten Papiermaterials bestimmt später das Aussehen der Schulter 9 und des Höhenbereiches F unterhalb der Schulter 9 an dem fertigen Becher 1, wie insbesondere in Figur 3 dargestellt ist.
  • Zum Ausformen der Schulter 9 dient neben dem Aufnahmedorn 21 ein Formwerkzeug 23, das unten in Figur 6 dargestellt ist und das längs der Mittelachse 8 des Aufnahmedorns 21 beweglich ist. Das Formwerkzeug 23 wird in Richtung des Pfeiles L auf den Aufnahmedorn 21 gefahren. Das Formwerkzeug 23 weist eine Fläche 24 auf, die in ihrem Winkel zur Mittelachse 8 dem Neigungswinkel A des Absatzes 22 im Wesentlichen entspricht. Das Formwerkzeug weist außerdem eine Fläche 25 auf, deren Radius M auf den Radius K des Aufnahmedorns 21 und die Dicke des Papiermaterials des Mantels 2 abgestimmt ist. Der Radius M kann dabei sogar kleiner als der Radius E des Bodens 3 gewählt werden. Die Hülse 2 wird somit zwischen dem Aufnahmedorn 21 und dem Formwerkzeug 23 eingeklemmt, so dass zwischen der Fläche 24 und dem Absatz 22 die Schulter 9 ausgeformt wird. Da der Boden 3 und der Mantel 2 noch nicht durch Siegeln oder Leimen miteinander verbunden sind, kann der Mantel 2 zur Bildung der Schulter 9 stärker zusammengedrückt werden, als dies bei bereits verbundenen Mantel 2 und Boden 3 möglich wäre. Beim Aufschieben des Formwerkzeugs 23 in Richtung des Pfeiles L wird der Radius E des Bodens 3, der sich ja bereits innerhalb des Mantels 2 befindet, im elastischen Bereich durch Zusammendrücken verringert. Der Boden 3 verringert seinen Radius E also auf den Radius K des Aufnahmedorns 21. Durch die Axialverschiebung des Formwerkzeugs 23 in Richtung L zum größeren Umfang des konischen Mantels 2 kommt es im Bereich zwischen der Fläche 24 und dem Absatz 22 zu einer Verdichtung des Papiermaterials des Mantels 2. Es lässt sich dadurch eine sehr stabile Schulter 9 an dem fertigen Becher 1 herstellen.
  • In den Figuren 7A und 7B sind Draufsichten auf zwei unterschiedliche Varianten des Aufnahmedorns 21 dargestellt. Der in Figur 7A dargestellte Aufnahmedorn 21 dient zum Formen einer Schulter 9, die entlang des gesamten Umfangs des Mantels 2 umläuft. Der Absatz 22 ist daher als Umfangsfläche eines Kegelstumpfes gestaltet. An den Absatz 22 schließt sich ein zylindrischer Bereich J an, der den Radius K aufweist. Die mit dem Absatz 22 beim Formen der Schulter 9 zusammenwirkende Fläche 24 des Formwerkzeugs 23 ist in diesem Fall ebenfalls als Kegelstumpffläche ausgestaltet. Die Fläche 25 des Formwerkzeugs, die den Bereich J unterhalb des Absatzes 22 umschließt, ist als Zylinderfläche ausgestaltet, wie in der Ansicht der Figur 8 erkennbar ist. Eine solche Ausgestaltung der Vorrichtung zum Herstellen des Bechers 1 mit einer um den gesamten Umfang umlaufenden Schulter 9 ist einfach aufgebaut und ermöglicht das Herstellen einer sehr stabilen Schulter 9.
  • In Figur 7B ist eine alternative Ausgestaltung eines Aufnahmedorns 21' dargestellt, mit dem drei getrennte Schultern entlang des Becherumfangs geformt werden können. Eine derartige Ausführung kann für besondere Anwendungsfälle ebenfalls vorteilhaft sein, da die Beanspruchungen des Papiermaterials des Mantels 2 bei der Formung getrennter Schultern je nach verwendetem Papiermaterial vorteilhafter ist. Bei dem Aufnahmedorn 21' sind drei Absätze 22' entlang des Umfangs gleichmäßig verteilt. Im Bereich eines jeden Absatzes 22' ist ein Höhenbereich J vorhanden, der einen Radius K zur Mittelachse 8 aufweist und zum Formen jeweils einer Schulter dient. Die bereits zur Figur 6 gemachten Ausführungen gelten bei einer Ausführungsform gemäß Figur 7B entsprechend. Das zu dem Aufnahmedorn 21' gehörige Formwerkzeug ist nicht dargestellt. Das in Figur 6 dargestellte Formwerkzeug 23 ist im Bereich der Flächen 24 und 25 auf die Gestaltung der Absätze 22' des Aufnahmedorns 21' anzupassen.
  • Wie schon erwähnt wurde, wird das Papiermaterial des Mantels 2 beim Aufschieben des Formwerkzeuges 23 im Bereich J auf einen kleineren Radius zusammengedrückt. Je nach Papiermaterial und je nach Größenänderung zwischen dem Radius C und dem Radius K kann es vorteilhaft sein, in dem Formwerkzeug 23 parallel zur Mittelachse 8 verlaufende Aussparungen 26 zum Formen von Rippen 27 vorzusehen, die Material aufnehmen können. Die Aussparungen 26 sind in den Figuren 6 und 8 gestrichelt an gedeutet. Die durch die Aussparungen 26 geformten Rippen 27 sind am fertigen Becher 1 in Figur 1 gestrichelt angedeutet. Die Rippen 27 bewirken eine zusätzliche Versteifung des Höhenbereichs F unterhalb der Schulter 9 und können die Stapeleigenschaften des Bechers 1 weiter verbessern.
  • Damit der Mantel 2 mit dem Boden 3 unter der Bildung der Zarge 5 verbunden werden kann, wird das untere Ende 28 des Mantels 2 umgeschlagen, so dass es die in Figur 6 gestrichelt dargestellte Lage 30 einnimmt. Das Formwerkzeug 23 weist ein Mittel 29 zum Formen einer den Boden 3 umschließenden Einrollung 30 des Mantels 2 auf. Das Mittel 29 zum Einrollen des Mantels 2 ist als rinnenförmiger Bereich gestaltet, der in der Schnittdarstellung des Formwerkzeugs 23 in Figur 6 lediglich abschnittsweise dargestellt ist, sich aber über 360° erstreckt. Das gleichzeitige Umschlagen des unteren Randes 28 des Mantels 2 mit dem Ausformen der Schulter 9 erleichtert die Herstellung des erfindungsgemäßen Bechers erheblich.
  • Der Mantel 2 wird aus einem Segment eines Kreisringes über einen Dorn gewickelt und dann entlang einer Längsnaht geleimt oder gesiegelt. Um das Umschlagen des unteren Randes 28 des Mantels 2 mittels des Formwerkzeuges 23 zu erleichtern, kann die Längsnaht des Mantels 2 im Bereich des unteren Endes 28 nicht geleimt oder gesiegelt sein. Dieser Bereich ist in der Darstellung der Figur 6 mit N bezeichnet. Wenn die Längsnaht im Bereich N nicht geleimt oder gesiegelt ist, kann sich der Mantel 2 beim Umschlagen des unteren Endes 28 freier verformen und eine Wellenbildung des im Prinzip schlecht zu verformenden Papiermaterials wird vermieden. Der Bereich N kann sich vom unteren Rand 28 des Mantels sogar bis zur Unterkante des Bodens 3 erstrecken, wie er in der Figur 6 mit dem Bezugszeichen N' angedeutet ist. Die Länge des Bereiches N bzw. N' ist somit variabel und kann den Anforderungen entsprechend verändert werden.
  • Anschließend an das Ausformen der Schulter 9 und das Umschlagen des unteren Endes 28 des Mantels 2 wird zum Fertigstellen des Innenbechers 1 in einem nachgeordneten Verfahrensschritt der Boden 3 mit dem Mantel 2 unter Bildung einer Zarge 5 im Wesentlichen flüssigkeitsdicht verbunden. Dies erfolgt mit Hilfe eines Außenringes und eines Innenwerkzeuges, wobei beim Verbinden des Bodens 3 mit dem Mantel 2 gleichzeitig die Zarge 5 aufgeweitet wird, so dass sich die in Figur 1 dargestellte, sich zum unteren Rand 11 hin erweiternde Form der Zarge 5 ergibt. Dies wird noch anhand der Figur 10 erläutert. In Figur 9 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei im Unterschied zur Ausführungsform der Figur 6 der Mantel 2' eine zunächst konische Form hat, die dann an dem waagerechten Boden 3' in eine zylindrische Form übergeht. Konsequenterweise hat der Boden 3' bei dieser Ausführungsform eine umgekehrte Topfform mit zylindrischer umlaufender Wandung 4'. Sowohl die Gestaltung des Aufnahmedornes 21 als auch des Formwerkzeuges 23 sind aber zu der bereits erläuternden Formgebung gemäß Figur 6 identisch. Durch das zylindrische Vorformen der umlaufenden Wandung 4' des Boden 3' und das ebenfalls zylindrische Vorformen des unteren Bereichs des Mantels 2' wird die Faltenbildung beim Umschlagen des unteren Randes 28' des Mantels 2' sowie beim nachfolgenden Aufweiten und Bilden der Zarge 5 verringert.
  • Mit Hilfe von Figur 10 wird der dem Formen der Schulter 9 nachgeordnete Verfahrensschritt zur Bildung der Zarge 5 beschrieben. Ausgangszustand ist die in Figur 9 gestrichelt dargestellte Einrollung 30', die sich nach dem Umschlagen des unteren Endes 28' des Mantels 2' ergibt. In Figur 10 ist erkennbar, dass der Winkel A der Schulter 9 im Wesentlichen dem Neigungswinkel des Absatzes 22 entspricht. Je nach Steifigkeit und Elastizität des für den Mantel 2 verwendeten Papiermaterials kann es vorkommen, dass sich der Radius B unterhalb der Schulter 9 im Vergleich zu dem Radius K des Aufnahmedorns 21 beim Abziehen des Formwerkzeuges 23 wieder leicht vergrößert. Beim Formen der Schulter 9 wird der Mantel 2 durch die Fläche 25 des Formwerkzeugs 23 so weit zusammengedrückt, dass der Mantel im Bereich J des Aufnahmedorns 21 anliegt. Wie schon erwähnt wird dabei auch der Radius E des Bodens 3 durch Zusammendrücken verringert. Durch die elastischen Rückstellkräfte des Papiermaterials ergibt sich dann nach dem Abziehen des Formwerkzeugs 23 der in Figur 10 dargestellte Zustand, bei dem sich der Radius B wieder etwas vergrößert hat. Trotz dieser elastischen Rückstellung bleibt das erfindungsgemäße Merkmal erhalten, dass der Radius B höchstens genauso groß wie der Radius E ist, und wie es oben bereits beschrieben wurde.
  • Zur Formung der Zarge 5 mit der Aufweitung 10 ist in Figur 10 ein Außenring 31 und Innenbacken 32 vorgesehen. Eine dem Mantel 2 zugewandte Innenfläche des Außenrings 31 ist nach außen ausgestellt und weist den Winkel auf, den die Zarge 5 im Endzustand einnehmen soll. Gegenüberliegend zum Außenring sind mehrere Innenbacken 32 vorgesehen, wobei in der Darstellung der Figur 10 lediglich ein Innenbacken dargestellt ist. Die Innenbacken 32 können in der Darstellung der Figur 10 nach außen, in Richtung auf den Außenring 31 zubewegt werden und pressen dadurch die Einrollung 30' gegen die Wandung 4 des Bodens 3 und schließlich gegen die Innenfläche des Außenrings 31.
  • Beispielsweise können entweder nur die Backen 32 oder der Ring 31 oder sowohl die Innenbacken 32 als auch der Außenring 31 beheizt werden, so dass gleichzeitig mit dem Aufweiten der topfförmigen Wandung 4 die drei dann aufeinanderliegenden Materialschichten aneinander angesiegelt werden und dadurch die Zarge 5 bilden. Eine radial nach außen gewandte Fläche des Innenbackens 32 ist parallel zur innenliegenden Fläche des Außenrings 31 angeordnet und weist ebenfalls den Winkel auf, unter dem die Zarge 5 im Endzustand angeordnet sein soll.
  • Die Innenbacken 32 sind beispielsweise Teil eines nicht dargestellten Dorns und können durch Verschieben eines ebenfalls in Figur 10 nicht dargestellten Mittelteiles radial nach außen bewegt werden. Der Außenring 31 kann als fester Ring oder beispielsweise auch als öffenbarer Ring ausgebildet sein, um das Herunterschieben von der fertig gesiegelten Zarge 5 zu erleichtern. Anstelle der Innenbacken 32 kann beispielsweise auch eine umlaufende Rolle vorgesehen sein, die eine radial nach außen, in Richtung zur Innenfläche des Außenrings 31 gerichtete Kraft auf die Einrollung 30' ausüben, um die Zarge 5 zu bilden. Während der Ausformung der Zarge 5 verbleibt der Becher auf dem Aufnahmedorn 21. Nach dem Bilden der Zarge 5 ist der Innenbecher 1 fertiggestellt und kann vom Aufnahmedorn 21 abgenommen werden.
  • Auf den so fertiggestellten Innenbecher 1 wird dann, siehe Figuren 4 und 5, ein Außenmantel 13 aufgeschoben. Dies erfolgt dabei derart, dass der Außenmantel 13 in einem ringartigen Außenwerkzeug aufgenommen wird, und durch das verjüngte Ende des Außenmantels 13 ein Pilotdorn mit einem Saugkopf hindurchgeschoben wird. Der Innenbecher 1 wird in den Außenmantel 13 eingeschoben. Dabei greift der Saugkopf an dem innenbecher 1 von unter her an dem Boden 3 an, saugt diesen an und zieht den Innenbecher in den sich verjüngenden Außenmantel 13 hinein, bis der in den Figuren 4 und 5 dargestellte Zustand erreicht ist.
  • Zur Herstellung des Außenmantels 13 wird ein flachliegender Zuschnitt, der die Form eines Segmentes aus einem Kreisring aufweist, auf einen Dorn gewickelt und zu einer kegelstumpfförmigen Hülse verbunden Im Bereich des unteren verjüngten Endes wird dann gemäß Figur 11 zunächst eine Einrollung 33 vorgeformt. Diese Einrollung 33 stellt eine Vorstufe der Einrollung 20 dar, wie sie in den Figuren 4 und 5 dargestellt ist. Zur Herstellung des in Figur 5 gezeigten Bechers 1 wird die Einrollung 33 dann flachgepresst, bis die in Figur 12 dargestellte Form der Einrollung erreicht ist. Es ist zu erkennen, dass der untere Rand 19 des Außenmantels 13, der durch die Einrollung 16 gebildet ist, leicht eingezogen ist und daher am unteren Ende eine stärkere Konizität aufweist, wie bereits erörtert wurde. In der Darstellung der Figur 12 ist auf der Innenseite der Einrollung 20 eine Rändelung oder Riffelung 34 angedeutet. Eine solche Rändelung oder Riffelung 34 auf der Innenseite der Einrollung 20 kann vorgesehen werden, um eine höhere Elastizität beim Aufschieben des Außenmantels 13 auf den Innenbecher 1 zu erreichen. Des Weiteren ist in Figur 12 der parallel zum Außenmantel 13 verlaufende Bereich 17 der Einrollung 20 erkennbar. Um aus der in Figur 11 dargestellten Vorstufe 33 eine Einrollung 16 gemäß Figur 4 herzustellen, wird lediglich der Bereich 17 parallel an den Außenmantel 13 angelegt, wobei ein weiteres Flachpressen entfällt.
  • Beim Formen der Einrollung 16 gemäß Figur 12 wird der innere Radius P des Außenmantels 13 kleiner als der Radius D der Aufweitung 10 geformt. Dies ist auch bereits in der Darstellung der Figuren 4 und 5 zu erkennen. Beim Aufschieben des Außenmantels 13 muss sich das Ende des Außenmantels 13 mit der Einrollung 16 daher etwas aufweiten, um über die Zarge 5 geschoben werden zu können. Diese Aufweitung wird durch die Rändelung oder Riffelung 34 erleichtert. Darüber hinaus kann die Längsnaht des Außenmantels 13 im Bereich der Einrollung 16 nicht verleimt oder gesiegelt sein. Dadurch wird ein gewissen Aufgehen des Außenmantels 13 im Bereich der Einrollung 16 erleichtert, so dass der Außenmantel 13 sich nach dem Hinüberschieben über die Zarge 5 wieder zusammenzieht; so dass die Einrollung 16 in der in Figur 5 dargestellten Position sicher an der Außenseite der Zarge 5 anliegt und sich dort abstützt.
  • Es ist weiter festzustellen, dass ein Radius G am oberen Ende 35 des parallelen Bereichs 17 größer ist als der Außenradius D der Zarge 5. Dies ist auch Figur 5 zu entnehmen. Da somit der Innendurchmesser des Außenmantels 13 an der oberen Kante 35 der Einrollung 16 größer ist als der Außendurchmesser der Aufweitung 10 kann sich diese obere Kante 35 der Einrollung 16 beim Aufschieben auf die Zarge 5 nicht an der Aufweitung 10 verhaken. Statt dessen läuft die Zarge 5 auf die Schräge auf, die durch den Bereich 17 gebildet wird und beim weiteren Aufschieben des Außenmantels 13 wird dieser aufgeweitet, rutscht über den Bereich mit dem größten Radius D der Zarge 5 hinweg und nimmt dann die in Figur 5 dargestellte Stellung ein. Ersichtlich wird der Außenmantel 13 dann auch durch die Eigenspannung im Außenmantel 13 am Innenbecher 1 gehalten, da zum Entfernen des Außenmantels 13 dieser wieder über die sich konisch aufweitende Zarge 5 gezogen werden müsste.
  • Es sei noch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die unterschiedlichen Ausgestaltungen der Außenmäntel 13 und anderer Gestaltungsmittel des Bechers 1 wie der Schulter 9 oder der Schulter 18 je nach Bedarf beliebig miteinander kombiniert werden können, und nicht auf die dargestellten Varianten beschränkt sind. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass die Darstellungen nicht maßstäblich sind. Aus Gründen der besseren Erkennbarkeit sind insbesondere die Neigungswinkel A des Mantels 2 und die Größenunterschiede der Radien des Mantels 2 sowie die Aufweitung 10 verstärkt dargestellt.

Claims (18)

  1. Becher (1) aus einem Papiermaterial mit einem befüllbaren Innenraum (6), der durch einen konischen Mantel (2) und einen Boden (3) gebildet wird, wobei der Boden (3) am unteren Ende des Innenraums (6) mit einer Zarge (5) im Wesentlichen flüssigkeitsdicht am Mantel (2) befestigt ist, wobei an dem den Innenraum (6) begrenzenden Mantel (2) eine Schulter zum Halten eines gleichartigen Bechers (V) beim Stapeln mehrerer Becher angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (B) des Mantels (2) - zur Mittelachse (8) des Bechers (1) gesehen - unterhalb der Schulter (9) höchstens genauso groß wie der Radius (E) des Mantels in Höhe des Bodens (3) ist, wobei unterhalb der Schulter (9) ein Höhenbereich (F) des Mantels (2) vorhanden ist, in dem der Winkel (A) des Mantels (2) zur Mittelachse (8) wesentlich kleiner als der Winkel (A) des konischen Mantels (2) oberhalb der Schulter (9) ist.
  2. Becher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Innenraum (6) begrenzende Mantel (2) zwischen der Schulter (9) und dem Boden (3) im Wesentlichen zylindrisch ist.
  3. Becher nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (2) und/oder der Boden (3) im Bereich der Zarge (5) und/oder die Zarge (5) selbst wenigstens in einem Bereich entlang des Umfangs eine nach aussen ragende Aufweitung (10) aufweist und dass ein unterer Rand (11) der Aufweitung (10) eine Standfläche für den Becher (1) bildet und dass der äussere Radius (D) der Aufweitung (10) grösser als der äussere Radius (E') des Mantels (2) in Höhe des Bodens (3) ist.
  4. Becher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Becher (1) einen Außenmantel aufweist und dass ein konischer Außenmantel (13) in einem Randbereich eine nach innen gerichtete Einrollung (16) aufweist, die einen im Wesentlichen parallel zum Aussenmantel (13) verlaufenden Bereich (17) aufweist.
  5. 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, wobei eine Schulter zum Halten eines gleichartigen Bechers beim Stapeln mehrerer Becher in den Mantel eingeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Formung der Schulter ein Bereich des Mantels auf einen Radius - zur Mittelachse des Bechers gesehen - verformt wird, der kleiner als der Radius des Mantels am fertigen Becher in Höhe des Bodens ist und dass unterhalb der Schulter (9) ein Höhenbereich (F) des Mantels (2) geformt wird, in dem der Winkel (A) des Mantels (2) zur Mittelachse (8) wesentlich kleiner als der Winkel (A) des konischen Mantels (2) oberhalb der Schulter (9) ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Höhenbereich des Mantels auf einen konstanten Radius verformt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schulter geformt wird, bevor der Boden im Wesentlichen flüssigkeitsdicht mit dem Mantel verbunden wird, dass der Boden sich beim Formen der Schulter bereits innerhalb des zu einer Hülse geformten Mantels befindet, und/oder dass der äußere Radius des Bodens beim Formen der Schulter im elastischen Bereich durch Zusammendrücken verringert wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dem Formen der Schulter nachgeordneten Verfahrensschritt der Boden mit dem Mantel unter Bildung einer Zarge im Wesentlichen flüssigkeitsdicht verbunden wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass während der Bildung der Zarge der Mantel und/oder der Boden im Bereich der Zarge und/oder die Zarge selbst wenigstens in einem Bereich entlang des Umfangs nach außen aufgeweitet wird, so dass ein unterer Rand der Aufweitung eine Standfläche für den Becher bildet.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Höhenbereich des Mantels zur Bildung der Schulter im Wesentlichen zylindrisch verformt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aussenmantel auf den den Innenraum begrenzenden konischen Mantel aufgeschoben und fixiert wird, wobei nach dem Formen einer aufgeweiteten Zarge - der hülsenförmig vorgeformte Außenmantel in axialer Richtung auf den den Innenraum begrenzenden konischen Mantel aufgeschoben wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenförmig vorgeformte Aussenmantel - beim Aufschieben auf den den Innenraum begrenzenden konischen Mantel - wenigstens in einem Bereich einen Radius aufweist, der kleiner als der äußere Radius der Zarge am unteren Rand der Aufweitung ist.
  13. Vorrichtung zum Herstellen eines Bechers aus einem Papiermaterial mit einem Aufnahmedorn für einen konischen Mantel und einen Boden des Bechers, wobei der Aufnahmedorn einen Absatz zum Formen einer Schulter in dem Mantel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an den Absatz (22) des Aufnahmedorns (21) ein Bereich (J) angrenzt, in dem der Radius (K) des Aufnahmedorns (21) - zur Mittelachse (8) des Aufnahmedoms (21) gesehen - kleiner als der Außenradius (E) des Becherbodens (3) ist und dass der Bereich (J) zum Formen eines Höhenbereichs (F) des Mantels (2) ausgebildet ist, in dem der Winkel (A) des Mantels (2) zur Mittelachse (8) wesentlich kleiner ist als der Winkel (A) des konischen Mantels (2) oberhalb der Schulter (9).
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Höhenbereich (J) des Aufnahmedorns (21) einen konstanten Radius (K) aufweist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an den Absatz (22) ein zylindrischer Bereich (J) des Aufnahmedorns (21) angegrenzt, in dem der Radius (K) des Aufnahmedorns kleiner als der Außenradius (E) des Bodens (3) ist, dass der Absatz (22) die Form einer Umfangsfläche eines Kegelstumpfes aufweist, und dass die Vorrichtung ein mit dem Aufnahmedorn (21) zusammenwirkendes Formwerkzeug (23) zum Formen der Schulter (9) aufweist, das längs der Mittelachse (8) des Aufnahmedorns (21) beweglich ist und/oder dass das Formwerkzeug (23) ein Mittel (29) zum Formen einer den Boden (3) umschließenden Einrollung (30) des Mantels (2) aufweist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Formwerkzeug (23) als ein den Mantel (2) umschließender Ring ausgebildet ist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (23) einen Innenradius (M) aufweist, der kleiner ist als der Außenradius (E) des Becherbodens (3). 40.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Formwerkzeug (23) parallel zur Mittelachse (8) verlaufende Aussparungen (26) zum Formen von Rippen (27) aufweist.
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