DE69020038T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Formgebung eines vorgefertigten Kunststoffbehälters. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Formgebung eines Behälters, der eine periphere Wand und ein geschlossenes Ende zur Bildung eines Hohlkörpers aufweist, wobei die periphere Wand mit einem Trinkrand endigt, dessen freie Kante umgebogen werden soll. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Formung eines umgebogenen Trinkrandes eines randunbearbeiteten Behälters, der einen Körper mit einem geschlossenen Ende aufweist und aus einem dünnen rollbaren thermoplastischen Material geformt wird, und zur Ausgabe des mit umgebogenen Rand geformten Behälters, ferner auch auf einen Behälter, der durch die Vorrichtung gemäß dem obigen Verfahren hergestellt worden ist.
• Bei einem bekannten Verfahren und einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 15 (US-A-3,969,173) werden Behälter ohne umgebogenen Rand aus Folienmaterial hergestellt, welches zu einer Hülse gerollt wird, die über einen becherartigen Kern geschrumpft wird, dann mit einem Endstück versehen wird, woraufhin die Kante der Trinkwand zusammengepreßt wird, um einen kompakten Wulst zu formen. Zu diesem Zweck umfaßt die Vorrichtung eine erste Werkzeugeinrichtung auf dem Kern und eine zweite Werkzeugeinrichtung, die zu der ersten Werkzeugeinrichtung hin bewegt werden kann, um so eine Randbildungsmatrize zu bilden, worin der Wulst an dem Trinkrand des Behälters durch etwas zusammengepreßtes Material der Wandung geformt wird. Die Querschnittsfläche des Wulstes ist jedoch klein und sollte größer sein, um den Behälter am Trinkrand besser auszusteifen und einen sanften Rand zum Trinken zu bilden. Das bekannte Verfahren umfaßt die Schritte a), b), f) und teilweise c), g), h) und i) des Anspruches 1. Im Schritt c) bedeckt der Trinkrand den Kern und ist deshalb nicht frei. Es ist kein getrennter Heizschritt d) für den Trinkrand und das Randformungswerkzeug vorgesehen. Das erste Werkzeug besteht aus einem auf dem Kern montierten Ring und wird deshalb nicht zu dem Kern hin bewegt (Schritt e) und von diesem weg bewegt (Schritt h). Die relative Verschiebung des ersten und zweiten Werkzeugs (Schritt g) wird durch nur eine aktive Bewegung des zweiten Werkzeuges ausgeführt, welche den Trinkrand mitzieht und gegen das erste Werkzeug preßt, so daß ein Wulst geformt wird, jedoch wird keine Rollwirkung auf den Trinkrand ausgeübt, wie bei der Erfindung.
• Aus der EP-A-0 055 844 ist es bekannt, den oberen Rand von Behältern zu bördeln. Zu diesem Zweck werden Behälter von den Kernen aus der Behälterherstellungsbahn auf einen kernlosen Revolver zur oberseitigen Bördelung übergeben, der die Behälter in einem becherförmigen Hohlraum aufnimmt, wobei jedoch der oberseitige Rand aus dem Hohlraum hervorsteht. Wenn die Hohlraumwand zusammen mit dem Behälter sich entlang der kreiförmigen Bahn des Revolvers bewegen, greift ein Werkzeug an dem vorstehenden Rand an und bördelt es auf sich selbst zurück. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Behälter von der Hauptproduktionsbahn getrennt und auf einen speziellen Revolver übertragen werden müssen, wo die Behälter von der Außenseite her gestützt werden. Ferner wird Mineralöl beim Bördelschritt benutzt, um diesen zu unterstützen.
• Das zu lösende Problem besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Bildung eines Behälters mit einem gerollten Rand an dessen Trinkrand, das in einfacher Weise ausgeführt werden kann.
• Die Lösung dieses Problems kann aus Anspruch 1 bzw. 15 entnommen werden.
• Gemäß vorliegender Erfindung wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung eines gerollten Randes an der Öffnung eines Behälters geschaffen, der durch Herstellung aus einer thermoplastischen Folie gebildet wird. Das Verfahren und die Vorrichtung umfassen das Pressen der Seitennaht entlang ihrer Länge zur Reduzierung ihrer Dicke und das Pressen des Bodens zur Bildung einer radial dünnen, ringförmigen Aufsetzfläche mit einem angehobenen mittleren Teil. Das Verfahren und die Vorrichtung vermeiden die Notwendigkeit der relativen Drehung zwischen dem Behälter und der Randbearbeitungsvorrichtung, obzwar in Betracht gezogen wird, daß eine Vorrichtung zur Bewirkung relativer Drehung zwischen dem Behälter und der Randbearbeitungsvorrichtung während dieser Randbearbeitung ggf. vorgesehen werden kann.
• Das Randbildungsverfahren verwendet einen Kern zur Aufnahme eines randzubearbeitenden Behälters und die Randbearbeitungsvorrichtung umfaßt einen solchen Kern, der wiederum Werkzeuge an seiner Basis zur Bildung eines ersten Teils einer im wesentlichen geschlossenen ringförmigen Kammer zur Bildung des gerollten Randes des Behälters umfaßt. Ein zweiter Teil der im wesentlichen geschlossenen ringförmigen Kammer wird durch ein ringförmiges Teil gebildet, welches zwischen einer ersten Stellun, in der dieses Teil dem Werkzeug an der Basis des Kerns benachbart ist und im wesentlichen die geschlossene ringförmige Kammer zwischen dem ersten Teil und einem ringförmigen Oberflächenteil des hin- und hergehenden ringförmigen Teils bildet, und einer zweiten Stellung hin- und herbewegbar ist, die sich von dem Werkzeug an der Basis des Kerns entfernt befindet, um den mit Trinkrand versehenen Behälter von dem Kern entfernen zu können. Das Randformungsverfahren vermeidet auch die Notwendigkeit der Übertragung eines randunbearbeiteten Bechers vom Kern, auf dem er geformt worden ist, zu der Randbearbeitungsanordnung und Vorrichtung.
• Demgemäß ist es eine Zielrichtung der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung eines gerollten Randes an einem Behälter vorzusehen, der von einer thermoplastischen Folie hergestellt worden ist.
• Es ist eine weitere Zielrichtung der vorliegenden Erfingung, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung des Körpers eines Behälters zu schaffen, der aus einer thermoplastischen Folie hergestellt worden ist.
• Eine weitere Zielrichtung der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Formgebung eines Behälters zu schaffen, der einen Boden mit einer ringförmigen Aufsetzfläche von reduzierter radialer Breite aufweist, und zwar wegen verbessertem Widerstand gegen gelegentliches Kippen bei einem gegebenen Verhältnis der Höhe zur Breite des Behälters.
• Für das weitere Verständnis der vorliegenden Erfindung und der Zielrichtungen wird auf die Zeichnung und die nachfolgende kurze Beschreibung verwiesen, ferner auf die detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und auf die angefügten Ansprüche.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
• Fig. 1 stellt eine Seitenansicht einer Becherherstellmaschine dar, bei der Randbearbeitungswerkzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sind, wobei ein Teil der Struktur der Maschine aus Gründen der Klarheit fortgelassen ist.
• Fig. 2 ist eine Ansicht von oben bei vergrößertem Maßstab der Maschine der Fig. 1, wobei in Fig. 1 fortgelassene Teile dargestellt sind.
• Fig. 3 stellt eine Einzelheit im vergrößerten Maßstab und als Seitenansicht, teilweise in Querschnitt der Maschine nach Fig. 1 und 2 dar, und zwar des rechten Teils der Maschine nach Fig. 1 und 2.
• Fig. 4 ist eine Seitenansicht, teilweise in Querschnitt und teilweise schematisch, des Randbildungswerkzeugs der Vorrichtung nach Fig. 1-3 in einem frühen Stadium des Betriebs des Werkzeugs.
• Fig. 5 ist eine Einzelheit im vergrößerten Maßstab eines Teils der Vorrichtung nach Fig. 4, und zwar gemäß Linie 5-5 der Fig. 4.
• Fig. 6 ist eine Einzelheit im vergrößerten Maßstab eines Teils der in Fig. 4 und 5 dargestellten Vorrichtung, und zwar gemäß Linie 6-6 der Fig. 5.
• Fig. 7 ist eine Einzelheit im vergrößerten Maßstab und teilweise im vertikalen Querschnitt eines Teils der in den Fig. 4-6 dargestellten Vorrichtungen.
• Fig. 8 ist eine Einzelheit im vergrößerten Maßstab und teilweise im vertikalen Querschnitt des oberen Teils der in Fig. 4 illustrierten Vorrichtung.
• Fig. 9 ist eine Einzelheit im vergrößertem Maßstab und teilweise im vertikalen Querschnitt der in Fig. 8 illustrierten Vorrichtung in einem noch späteren Stadium des Betriebs der Vorrichtung.
• Fig. 10 ist eine Einzelheit gemäß Schnitt 10-10 der Fig. 3.
• Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
• Fig. 12 ist eine Einzelheit von der Seite gesehen, teilweise in Querschnitt, zur Darstellung einer modifizierten Ausführungsform der in den Fig. 8 und 9 illustrierten Vorrichtungen.
• Fig. 13 ist eine Seitenansicht, teilweise in Querschnitt, eines Behälters, der mit der Vorrichtung gemäß Fig. 12 hergestellt worden ist, und
• Fig. 14 ist eine Schnittansicht gemäß der Linie 14-14 der Fig. 13.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform:
• Wie in den Zeichnungsfiguren dargestellt, wird das Randbildungswerkzeug des Vorrichtung der Erfindung zur Bildung eines gerollten Randes R (Fig. 9) benutzt, vorzugsweise ein eng gerollter Rand am offenen Mund eines Behälters C (Fig. 9), und zwar durch Rollen des Randteils eines randunbearbeiteten Behälters UC (Fig. 8). Der Behälter C, der gegenüber seiner normalen Gebrauchsstellung in umgedrehter Richtung hergestellt wird, kann als kreisförmig im Querschnitt betrachtet werden und wird als ineinander stapelbar oder in allgemein konischer Gestalt gezeigt. Der gerollte Rand R des Behälters C ist an dem offenen, weiten Ende gelegen, und der Behälter C weist auch ein kleineres Ende E (Fig. 9) auf, das geschlossen ist, wie in dem erwähnten US Patent 3,854,583 beschrieben, so daß der Behälter C in seiner aufrechten Stellung eine Flüssigkeit halten kann, beispielsweise heißen Kaffee. Es wird natürlich auch in Betracht gezogen, daß zylindrische oder andere nicht ineinander steckbare Behälter mit einem gerollten Rand am offenen Ende vorgesehen werden können, ähnlich zu dem gerollten Rand R des Behälters C. In jedem Fall wird der Behälter C oder mindestens der Körperteil B (Fig. 9) vorzugsweise aus einem rechteckförmigen Ausgangsstück aus geeignetem wärmeschrumpfbaren thermoplastischen Material gemäß den Lehren des vorerwähnten US-Patents 3,854,583 hergestellt, und zwar mit einem Gerät das im großen und ganzen dem in dem US-Patent 4,053,346 offenbarten Gerät oder generell ähnlich ist dem im genannten US-Patent 4,072,549 offenbarten Gerät ähnlich ist, wenn dieses geeignet modifiziert worden ist, um das Randbildungswerkzeug dieser Erfindung aufzunehmen. Die Lehren obiger Patente können bei der Herstellung der Behälter angewendet werden. Alternativ kann die Vorrichtung gemäß der nachfolgenden Beschreibung zur Herstellung solcher Behälter C verwendet werden.
• Bei der Herstellung von Behältern zum Servieren von Einzelmengen eines Getränks, insbesondere von Behältern mit 6-20 Unzen, mittels beliebiger Arten der zuvor erwähnten Vorrichtungen wird jeder Behälter typischerweise aus einem Rohling aus steifem, gerichtetem, expandiertem Polymermaterial hergestellt, beispielsweise expandiertem Polystyren für allgemeine Zwecke oder mit mittlerer Stoßfestigkeit, und zwar mit einer Ausgangsdicke von ungefähr 0,45-0,64 mm (0.018-0,025 Zoll) und mit einer Dichte von ungefähr 160-182 kg/m3 (10-12 PCF). Natürlich wird auch die Anwendung anderer Arten von steifen thermoplastischen Materialien in Betracht gezogen, jedoch wird expandiertes Polystyren entweder allein oder in Kombination mit anderen Materialien, beispielsweise mit koextrudierten dünnen Oberflächenschichten aus Polyäthylen wegen des Glanzes, aus Gründen der Wirtschaftlichkeit, der Steifigkeit und der Isolationseigenschaften bevorzugt.
• Eine Becherherstellmaschine 100 gemäß Fig. 1-3 umfaßt im vertikalen Abstand angeordnete und horizontal sich erstreckende Wagenantirebsketten 102 und 104, die von koaxialen Kettenzahnrädern 106 bzw. 108 eines Antriebsrevolvers an dem linken Ende der Maschine 100 und von koaxilalen Kettenzahnrädern 110 bzw. 112 eines Revolvers für die Randbearbeitung am rechten Ende der Maschine angetrieben werden, und zwar in einer endlosen Bahn, die geradlinige Teile 114 und 116 im Abstand voneinander aufweist. Die Kettenzahnräder 106 und 108 sind an einer vertikalen Welle 118 des Antriebsrevolvers befestigt, die um ihre mittlere Achse durch einen von einem konventionellen Motor betriebene Antriebseinheit 112 drehbar angetrieben wird, so daß die Wagenantriebsketten 102 und 104 gleichzeitig durch die Maschine wandern. Die Becherherstellmaschine 100 weist auch eine Serie von horizontal im Abstand und vertikal sich erstreckender Schrumpfkern-Wageneinheiten 122 auf, die jeweils sowohl an der Wagenantriebskette 102 als auch an der Wagenantriebskette 104 befestigt sind, um mitgenommen zu werden. Jeder Schrumpfkern-Wagen 122 hat an seinem oberen Ende einen kegelstumpfartig gestalteten Schrumpfkern 124 mit einen kleineren Ende 126 auf der Oberseite.
• Die Antriebsrevolverwelle 118 trägt auch einen Antriebsrevolver 130 am oberen Ende, und zwar zur synchronisierten Drehung des Revolvers 130 mit den Kettenrädern 106 und 108. Der Antriebsrevolver 130 ist mit einer Vielzahl von zylindrischen Hülsenformungskernen 132 versehen, die zur mittleren Achse des Revolvers 130 gleichen Abstand annehmen und im gleichen Abstand über die Peripherie verteilt angeordnet sind. Die Hülsenbildungskerne 132 erstrecken sich von dem Revolver 130 nach unten, und jeder Kern 132 ist so angeordnet, daß er in axialer Ausrichtung mit einer Schrumpfkern-Wageneinheit 122 durch ein halbkreisförmiges Stück bei jedes Drehung des Antriebsrevolvers 130 wandert.
• Zylindrische Hülsen S werden aufeinanderfolgend auf den Hülsenbildungskernen 132 aus rechteckförmigen Rohlingen gebildet, die aufeinanderfolgend von einer Bahn W (Fig. 2) unbestimmter Länge eines geeigneten hitzeschrumpfenden Materials an der Hülsenwickelstation abgetrennt werden, die durch die allgemeine Bezugszahl 134 gekennzeichnet wird und deren Einzelteile kein Merkmal der vorliegenden Erfindung darstellen. Jede Hülse S wird auf einem Hülsenbildungskern 132 geformt, der ungefähr in der Sechs-Uhr-Stellung des Antriebsrevolvers 130 gelegen ist, wie in Fig. 2 dargestellt, in welcher sich der Revolver 130 entgegen der Uhrzeigerrichtung dreht. Jede Hülse S wird dann von dem Hülsenformkern 132 auf den Schrumpfkern 124 per Kernwageneinheit 122 übertragen, die zu dem jeweiligen Hülsenformungskern 132 ausgerichtet ist, wenn dieser Hülsenformungskern 132 sich ungefähr in die Neun-Uhr- Stellung des Revolvers 130 weiterbewegt hat, wie in Fig. 2 dargestellt, und zwar durch einen Mechanismus, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Das Verhältnis zwischen einem Hülsenformkern 132 und einer Kernwageneinheit 122 unmittelbar nach dem Übertrag einer Hülse S vom ersteren zum letzteren ist in Fig. 7 dargestellt. Die Kernwageneinheiten 122 mit den zylindrischen Hülsen S auf den Kernen 124 werden daraufhin nacheinander durch einen Heizabschnitt 148 der Becherherstellmaschine weiterbewegt. Der Heizabschnitt 148 Liegt vorzugsweise in Form von länglichen elektrischen Infrarotstrahlern vor, die oberhalb und auf entgegengesetzten Seiten der Kernwageneinheiten 122 angeordnet sind, wie diese von links der Becherherstellmaschine 100 nach rechts fortschreiten. Wegen des Wärmeschrumpfvermögens des Materials der Hülsen S bringt der Heizabschnitt 148 die zylindrischen Hülsen S auf den Schrumpfkernen 124 der Kernwageneinheiten 122 dazu, in enger Anlage zu diesen zu schrumpfen und die Körper der randunbearbeiteten Behälter zu bilden, beispielsweise den Körper des Behälters UC ohne umgebogenen Rand, wie in Fig. 8 dargestellt. Die jeweilige Kernwageneinheit 122 wird ferner um ihre eigene Achse durch eine Einrichtung gedreht, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, wenn sie durch den Heizabschnitt 148 hindurchgelangt, um für gleichmäßiges Schrumpfen der Hülsen S auf dem Kern 124 zu sorgen.
• Jeder randunbearbeitete Behälter UC wird mit einem Endstück EP versehen, und zwar durch eine Endstück- Stanzstation 140, die ausgerichtet darüberliegend angeordnet ist und kreisförmige Stücke von einer Bahn geeigneten Materials ausstanzt, beispielsweise Material der gleichen Art, wie bei der Herstellung der zylindrischen Hülsen S verwendet, und die aufeinanderfolgend solche Endstücke EP in horizontal sich erstreckenden Aussparungen der Kernwageneinheiten 122 ablegt, insbesondere in eine sich horizontal erstreckende Aussparung 128 (Fig. 7) am kleineren Ende 126 des Schrumpfkerns 124 der jeweiligen Kernwageneinheit 122, wenn die Kernwageneinheiten 122 sich entlang des geradlinigen Teils 116 ihres Weges durch die Bechermaschine 100 hindurch bewegen. Die Behälter UC ohne bearbeiteten Rand und die Endstücke EP werden zusammengefügt und der Körper der Behälter UC wird an dem rechten Ende der Bechermaschine 100 durch eine Vorrichtung bearbeitet, die einen Randbearbeitungsrevolver 142 und eine Mehrzahl von Bearbeitungsanordnungen umfaßt, die generell bei 144 in den Fig. 1, 3, 4, 8 und 9 dargestellt sind, und die im gleichen Abstand von der mittleren Achse des Revolvers 142 und im gleichen Abstand um die Peripherie herum verteilt angeordnet sind. Der Bearbeitungsrevolver 142 ist am oberen Ende einer sich im großen und ganzen vertikal erstreckenden Welle 146 befestigt, welche auch die Kettenzahnräder 110 und 112 trägt, und jede Bearbeitungsanordnung 144 ist in axialer Ausrichtung zu einer Schrumpfkern-Wageneinheit 122 während eines halbkreisförmigen Teils jeder Drehung des Bearbeitungsrevolvers 142 angeordnet.
• Jede Kernwageneinheit 122 ist mit einer ersten Randbildungsfläche 150 (Fig. 8 und 9) unmittelbar unterhalb des Kerns 124 versehen. Wie aus Fig. 10 und 11 hervorgeht, wird die Randbildungsfläche 150 aus Halbteilen 156 und 158 gebildet, die zusammen mit der Welle 146 umlaufen und die wiederholt zusammengebracht und wieder getrennt werden, wie ausführlicher beschrieben werden wird. Die erste Randbildungsfläche 150 empfängt den Randteil des randunbearbeiteten Behälters UC, wenn der Behälter UC ohne Randbearbeitung durch die Wirkung einer Randbearbeitungsanordnung 144 runtergedrückt wird, wenn sich diese von der Stellung der Fig. 8 in die Stellung der Fig. 9 weiterbewegt, und zwar durch eine noch zu beschreibende Einrichtung. Die Randbildungsfläche 150 ist bei der Außenausweitung und der Rückwärtswendung des Randteils behilflich, was ein Teil des Rollprozesses des bearbeiteten Randes R darstellt. Die Randbearbeitungsanordnung 144 umfaßt auch ein ringförmiges Teil 152 (Fig. 8 und 9) welches coaxial zu den ausgerichteten zentralen Achsen der Randbearbeitungsanordnung 144 und des Schrumpfkerns 124 der Kernwageneinheit 122 hin- und herbeweglich ist, wobei die Hin- und Herbewegung des ringförmigen Teils 142 in einer Weise bewirkt wird, die später noch beschrieben wird. Das ringförmige Teil 142 ist mit einer zweiten Randbildungsfläche 154 versehen und zwischen einer Randbearbeitungsstellung, wie in Fig. 9 gezeigt, und einer rückgezogenen Stellung, wie in Fig. 8 gezeigt, hin- und herbewegbar. In der Randbearbeitungsstellung (Fig. 9) arbeiten die zweite Randbildungsfläche 154 des ringförmigen Teils 152 und die erste Randbildungsfläche 150 der Kernwageneinheit 122 zusammen, um im wesentlichen eine geschlossene, im großen und ganzen torusförmige Randbearbeitungskammer zu bilden. In der rückgezogenen Stellung (Fig. 8) wird es dem Behälter C ermöglicht, von der Becherherstellmaschine abgezogen zu werden, wobei dieses Abziehen entlang des geradlinigen Bahnteils 116 erfolgt, vor der Bodenstanzstation 140 beispielsweise, und zwar durch eine konventionelle, nicht gezeigte Vakuumabnahmevorrichtung.
• Für das richtige Randbearbeiten des Behälters UC, ohne daß eine relative Drehung zwischen dem Behälter UC und der Randbearbeitungskammer stattfindet, welche durch die Randformungsfläche 150 und die Randformungsfläche 154 gebildet wird, ist es notwendig, den Randteil MW des Behälters UC an der Becheröffnung aufzuheizen, während der gerollte Rand R gerade gebildet wird. Im Falle eines randunbearbeiteten Behälters UC, der aus einer Folie expandierten Polystyrens für allgemeine Zwecke oder mit mittlerer Stoßfestigkeit hergestellt worden ist, ist es wünschenwert, daß die Temperatur des Randteils MW des Behälters UC ohne Randbearbeitung nahe der Becheröffnung ungefähr 88-110º C (190-230º F) während der Bildung eines gerollten Randes R beträgt.
• Diese Erwärmung wird in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch einen bogenförmigen Warmluftverteiler 160 (Fig. 3 und 10) ausgeführt, der warme Luft von einem konventionellen, nichtgezeigten Lufterhitzer-Gebläse gegen einen jeweiligen Satz von ersten und zweiten hälftigen Teilen 156 und 158 verteilt, wenn diese mit der Randbearbeitungsrevolverwelle 146 aus der ungefähren 5:30 Uhr-Stellung (Fig. 10) in die ungefähre 7:30 Uhr-Stellung weiterlaufen. Daher wird die in den jeweiligen hälftigen Teilen 156 und 158 des jeweiligen Satzes der hälftigen Teile während jeder Drehung der Welle 146 gespeicherte Wärme auf den Randteil des randunbearbeiteten Behälters UC während der Bildung des Randes R durch die Randbildungsoberfläche 150 übertragen, die aus einem solchen Satz hälftiger Teile 156 und 158 besteht.
• Jede Kernwageneinheit 122 ist mit einer zentralen Stange 146 versehen, die senkrecht hin- und hergeht und an ihrem unteren Ende mit einem Kugelteil 166 (Fig. 7) zur Anlage an einem Nocken versehen ist, um den Aufwärtshub zu bewirken, wenn das Kugelteil 166 an einem nicht-gezeigten Nocken anliegt, und zwar nach Beendigung der Randbearbeitung eines Behälters C und zur Hilfestellung beim Auswerfen des Behälters C aus der Kernwageneinheit 122, wie noch im einzelnen erläutert werden wird. Das Gewicht der jeweiligen Kernwageneinheit 122 plus das Gewicht des Kugelteils 166 und der Stange 164 führen zu der Rückkehr infolge Schwerkraft der Einheit, welche diese Teile umfaßt, nachdem das Kugelteil 166 sich außer Kontrakt zu dem Nocken bewegt hat. Diese zentrale Stange 164 geht innerhalb eines Rohrs 168 hin und her, welches sowohl hin und her als auch drehbar ist und welche den Schrumpfkern 124 der Kernwageneinheit 122 trägt. Das Rohr 168 weist ein Kettenzahnrad 170, welches nichtdrehbar und hin und her verschiebbar daran befestigt ist, und das Kettenzahnrad 170 greift in eine nicht-gezeigte ortsfeste Kette ein, um dem Rohr 168 und dem Kern 124 eine Drehung zu versetzen, wenn die Kernwageneinheit 122 durch die Becherherstellmaschine 100 hindurchläuft, speziell in der Aufheizstation 148 zur gleichförmigen Erwärmung der jeweiligen Hülse S während deren Schrumpfen. Das Rohr 168 wird wiederum von einem nicht-drehbaren ringförmigen Gehäuse 180 umgeben, welches sich gegenüberstehende und um horizontale Achsen drehbare Führungsräder 182 und 184 und vordere und rückwärtige, um vertikale Achsen drehbare Führungsräder 186 und 188 trägt. Die Führungsräder 182 und 184 und die Führungsräder 186 und 188 sind nahe des oberen Endes der jeweiligen Kernwageneinheit 122 angeordnet und eines der Führungsräder 182 und 184 (hier gezeigt das Führungsrad 184) liegt an der Oberseite einer nach oben gerichteten U-förmigen Führungsbahn 190 an, die sich um die Maschine 100 herum erstreckt, während die beiden Führungsräder 186 und 188 an einen der Schenkel der Führungsbahn 190 angreifen, um die Bewegung der jeweiligen Kernwageneinheiten 122 zu führen, wenn sich diese in ihrem Zyklus um die Maschine 100 herumbewegen. Das andere der Führungsräder 182 und 184 (hier gezeigt als Führungsrad 182) liegt an einer Nockenfläche 182 an, um die horizontale Erhebung der jeweiligen Kernwageneinheit 122 zu steuern. Das ringförmige Gehäuse 180 ist mit Kettenzahnrad-Trägerteilen 214 und 216 (Fig. 5) versehen, die an einer Ausrichteplatte 212 (Fig. 6) befestigt sind und welche das Kettenzahnrad 170 bei einer festgelegten Höhe mit Bezug auf das ringförmige Gehäuse stützen, und zwar unabhängig von der Hin- und Herbewegung der zentralen Stange 164, an der das Kettenzahnrad nichtdrehbar befestigt ist.
• Die Hin- und Herbewegung der Hülse 168 wird durch einen Nockenfolger 186 betätigt, der an der Hülse 184 befestigt ist, die wiederum mit der Hülse 168 verbunden ist. Der Nockenfolger 186 greift an einer Nockenoberfläche 198 (Fig. 3) an, um die Hülse 168 und den Kern 124 der Kernwageneinheit 122 zu der zugeordneten Randbearbeitungsanordnung 144 zu bewegen, wenn die Kernwageneinheit 122 ihre halbkreisförmige bogenförmige Fahrt um die Kettenzahnräder 110 und 112 beginnt, um den Schrumpfkern 124 in Stellung relativ zu der Randbearbeitungsanordnung 144 zu bringen, wie in Fig. 8 dargestellt ist. Die Hin- und Herbewegung der zentralen Stange 164 relativ zu der Hülse 168 wird ferner durch einen Nockenfolger 200 bewirkt, der an einer Hülse 202 befestigt ist, die wiederum mit der zentralen Stange 164 verbunden ist, um die zentrale Stange 164 aus ihrer in Fig. 7 gezeigten Stellung anzuheben, wo ihr oberes Endteil einen Teil der horizontal sich erstreckenden Aussparung 128 bildet, um das Endstück EP aufzunehmen und in die Fig. 8- Position anzuheben, wo es das Endstück EP und den dann nach innen gekehrten Randendteil des noch nicht randbearbeiteten Behälters UC für den Eingriff der benachbarten Randbearbeitungsanordnung 144 darbietet, die den Randendteil des randunbearbeiteten Behälters UC und den darüberliegenden Teil des Endstückes darbietet, miteinander verschweißt. Die Bewegung des Nockenfolgers 200 und der Hülse 168 wird durch eine Nockenfläche 204 (Fig. 3) bewirkt, die an dem Nockenfolger 200 anliegt, nachdem der Nockenfolger 186 die Nockenfläche 198 ergriffen hat. Wie in Fig. 6 gezeigt, wird die vertikale Ausrichtung des unteren Endes der Kernwageneinheit 122 während der vertikalen Bewegung der Hülse 168 und die zentrale Stange 164 durch das obere Führungsrad 206 und eine unteres Führungsrad 208 stabilisiert, die in einem vertikalen Schlitz 210 in der Ausrichteplatte 212 laufen, die an dem Gehäuse 180 befestigt ist und von dieser nach unten reicht.
• Wie in Fig. 9 gezeigt, weist jede Randbearbeitungsanordnung 144 ein Endpreßteil 218 auf, das an dem Ende E eines randunbearbeiteten Behälters UC während der Bildung eines Randes R anliegt, um gleichzeitig ein äußeres peripheres Teil des Endteils EP mit einem überlappenden, nach innen gekehrten Randteil MP des randunbearbeiteten Behälters UC zu verbinden. In dieser Beziehung weist jede Kernwageneinheit 122 ein Wiederlager 220 am oberen Ende der zentralen Stange 164 auf, die hiermit hin- und hergeht und die die Unterseite des Endstückes EP während der Endpreßarbeit stützt. Vorzugsweise wird die Verbindung des Endstückes EP an dem nach innen gekehrten Randteil MP des randunbearbeiteten Behälters UC, im Falle, daß ein Behälter C, dessen Endstück EP und der Körper B aus kompartiblen thermoplastischen Materialien bestehen, durch Hitzeschweißung ausgeführt, um die Notwendigkeit für separaten Klebstoff zu vermeiden, und dies wird durch die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung erreicht, da die Warmluftverteilung 160 dem Endpreßteil 218 und dem Widerlager 220 genügend Wärme erteilt, die zudem aus Metall bestehen und genügend Masse aufweisen, um genügende Wärmeenergie zu speichern, um abdichtendes Heißverschweißen ohne die Notwendigkeit von zusätzlicher Aufheizung dieser Teile auszuführen. Es ist klar aus Fig. 9, daß sowohl das Endpreßteil 218 als auch das Widerlager 220 einen solchen Umriß aufweisen, daß eine leichte Innenwölbung des zentralen Teils des Endstückes EP erzeugt wird, so daß der komplettierte Behälter C auf einer ringförmigen Stützfläche BR aufsitzt, die durch den nach innen gewendeten Randteil MP des unbearbeiteten Behälters UC gebildet wird und für mehr Stabilität in der aufrechten Stellung sorgt. Da ferner das Widerlager 220 auf der hin- und hergehenden zentralen Stange 164 gestützt wird, kann dieses in einer Höhe gehalten werden, die niedriger ist als die in Fig. 9 dargestellte Endpreßstellung (Fig. 7), wenn das Widerlager durch den Heizabschnitt 148 hindurchgelangt, um die Endstücke EP von Überhitzung in dem Aufheizabschnitt 148 abzuschirmen.
• Das Endpreßteil 218 ist am unteren Ende einer sich vertikal erstreckenden länglichen Stange 222 montiert, die gegen die nach unten gerichtete Wirkung einer Feder 172 hinund hergehend gelagert ist, welche zwischen einem festen Teil 174 und einem Kragen 178 gefangen ist, der gegen eine nach oben schauende Schulter 176 der Stange 222 anliegt. Die zentrale Stange 222 ist innerhalb einer Hülse 224 hin- und hergehend gelagert, die gegen die nach unten gerichtete Wirkung einer Feder 226 hin- und hergeht, und die Feder 226 ist zwischen einem Ringteil 228 und einem Kragen 230 gefangen, der in einer nach außen schauenden ringförmigen Aussparung 232 in dem ringförmigen Teil 228 befestigt ist. Die Hülse 224 ist auch mit Bezug auf die zentrale Stange 222 drehbar und obere und untere Buchsen 246 bzw. 248 sind zwischen der Hülse 224 und der zentralen Stange 222 vorgesehen, um die Drehung zu erleichtern. Ferner ist die Hülse 224 mit Bezug auf das ringförmige Teil 228 drehbar und eine Buchse 236 ist zwischen dem ringförmigen Teil 228 und der Hülse 224 vorgesehen, um diese Drehung zu erleichtern. Das ringförmige Teil 228 und die Buchse 236 sind mit Bezug auf die Hülse 224 über einen Kragen 238 axial festgelegt, der in einer nach außen schauenden ringförmigen Aussparung 240 in der Hülse 224 und durch die nach oben gerichtete Kraft festgelegt wird, der auf seiner Unterseite durch die Feder 226 aufgebracht wird. Die Abwärtsbewegung der zentralen Stange 222 an geeigneter Stelle der Fahrt der Randbearbeitungsanordnung 144, von der die Stange ein Teil ist, um das Endpreßteil 218 in die in Fig. 8 und 9 dargestellte Preßstellung zu bewegen, wird durch eine Nockenwalze 242 erteilt, die an dem festen Teil 174 zur Drehung um eine horizontale Achse befestigt ist und die an einer feststehenden Nockenoberfläche 244 anliegt. Die Nockenoberfläche 244 ist so gelegen, daß sie die Nockenwalze 242 ungefähr bei der 7:00 Uhr-Stellung in Fig. 7 ergreift und die zentrale Stange 222 und das Endpreßteil 218 ungefähr bei der 11:00 Uhr-Stellung in Fig. 10 freigibt, so daß diese in die in Fig. 4 dargestellte Außereingriffslage rückkehren.
• Die Hülse 224 der jeweiligen Randbearbeitungsanordnung 244 trägt eine ringförmige Anordnung 234, um welche ein oberes äußeres ringförmiges Teil 250, das an der Außenseite der Hülse 224 befestigt ist, ferner das ringförmige Teil 152, welches federnd an dem unteren Ende des oberen äußeren ringförmigen Teil 250 mittels einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Schrauben- und Federanordnungen 254 befestigt ist, wovon drei solcher Schrauben- und Federanordnungen gezeigt sind, ferner die Randbildungsoberfläche 150, welche eine Oberfläche des ringförmigen Teils 152 bildet, und ein oberes ringförmiges Teil 256 umfaßt, die eine innere kegelstumpfförmig gestaltete Oberfläche 258 aufweist, die an der Außenoberfläche eines randunbearbeiteten Behälters UC auf einem Schrumpfkernteil 124 einer Schrumpfwageneinheit 122 anliegt, wenn der Randbearbeitungsprozeß gerade beginnt (Fig. 8). Axialdrucklager 260 sind zwischen einer Ringfläche 262 des ringförmigen Teils 152 und einer Ringoberfläche eines Kragenteils 266 am oberen äußeren ringförmigen Teil 250 angeordnet, um die relative Drehung zwischen dem oberen äußeren ringförmingen Teil 250 und dem unteren ringförmigen Teil einerseits und dem oberen inneren ringförmigen Teil 256 auf der anderen Seite zu ermöglichen. Dadurch kann das obere innere ringförmige Teil 256 mit dem Schrumpfkernteil 124 der Schrumpfwageneinheit sich drehen, die an dem Rohr 168 der Schrumpfwageneinheit mit einer Schraube 252 (Fig. 8) befestigt ist, so daß sich das Rohr 168 dreht, wie zuvor erläutert. Die Abwärtsbewegung der Hülse 224 und die ringförmige Anordnung 234, die dabei an geeigneter Stelle in der Fahrt der Randbearbeitungsanordnung 144 mitgenommen wird, von dem diese ein Teil ist, um die Oberfläche 258 des oberen inneren ringförmigen Teils 256 in Eingriff mit der Außenoberfläche eines randunbearbeiteten Behälters UC und dann die Randformfläche 150 des unteren ringförmigen Teils in die Randformstellung (Fig. 9) mit Bezug auf das Halbteil 156 zu bewegen, wird durch eine Nockenwalze 266 erteilt, die an dem ringförmigen Teil 228 zur Drehung um eine horizontale Achse befestigt ist und die an einer Nockenoberf läche 268 anliegt. Die Nockenoberfläche 268 ist so gelegen, daß die Nockenwalze 266 ungefähr in der 7:00 Uhr-Stellung in Fig. 10 in Anlage kommt und diese Anlage ungefähr bei der 12:00 Uhrstellung in Fig. 10 beendigt wird, um die Hülse 224 und die ringförmige Anordnung 234 loszulassen, so daß die Außereingriffstellung nach Fig. 4 wieder erreicht wird. Wie aus Fig. 8 hervorgeht, liegt während des Abwärtshubs der Hülse 224 die Innenoberfläche 258 des oberen inneren ringförmigen Teil 256 an dem randunbearbeiteten Behälter UC an, bevor die Randformfläche 150 des ringförmigen Teils sich in die Randformstellung nach Fig. 9 bewegt. Die weitere axiale Verschiebung des ringförmigen Teils 152 mit Bezug auf das obere innere ringförmige Teil 256 wird durch die Fahrt des äußeren ringförmigen Teils 250 bewerkstelligt, was durch die Nocken 258 bewirkt wird und was zur Zusammenpressung der Feder 254 führt, um den Randbearbeitungsprozeß zu vervollständigen.
• Wie in Fig. 7 gezeigt, umfaßt jede Kernwageneinheit 122 auch einen ringförmigen unteren Schrumpfkern 268, dessen äußere Oberfläche 270 zu der Außenoberf läche des Schrumpfkernteils 124 der Kernwageneinheit fluchtet, um an der Innenseite eines unteren Randteils einer Hülse S und eines segmentierten Klemmteils 272 anzuliegen, das durch eine Klemmfeder 274 zusammengehalten wird und das an der Außenseite des unteren Randteils der Hülse S federnd angreift, um die Hülse S mit Bezug auf die Kernwageneinheit zu der Zeit sicher zu positionieren, wenn die Hülse S von dem Hülsenformkern 132 auf die Kernwageneinheit 122 übertragen wird und auch während der Fahrt der Kernwageneinheit 122 durch den Heizabschnitt 148. Der untere Schrumpfkern 268 ist an dem Rohr 168 über eine Einstellschraube 276 zur Drehung und Hin- und Herbewegung befestigt und der Abwärtshub des Rohrs 168 zur Entfernung des unteren Schrumpfkerns 268 und des segmentierten Dämpfgliedes 272 außer Eingriff von diesem unteren Randteil, nunmehr dem unteren Randteil eines randunbearbeiteten Behälters UC wird zeitlich so gelegt, daß dies vorkommt, bevor die Kernwageneinheit 122 sich in Ausrichtung zu einer Randbearbeitungsanordnung 144 bewegt. Die Drehung der Struktur, welche den Schrumpfkern 124, den unteren Schrumpfkern 268 und das segmentierte Klemmteil 272 umfaßt, mit Bezug auf das nicht-drehbare Gehäuse 180 wird durch die Befestigung eines Flansches 278 am Boden des unteren Schrumpfkerns 272 an einem ringförmigen Kragen 284 ermöglicht, der einen reduzierten Durchmesser 280 des Gehäuses 180 umgibt, und indem ein ringförmiges Lagerteil 282 dazwischen angeordnet wird. Die Drehung des Rohrs 168 mit Bezug auf das Gehäuseteil 280 wird durch die Anordnung von oberen und unteren Buchsen 286 bzw. 288 zwischen diesen Teilen ermöglicht.
• Das aufeinanderfolgende Öffnen und Schließen der ersten und zweiten hälftigen Teile 156 und 158 des jeweiligen ringförmigen Teils 152 mit Bezug aufeinander, wie zuvor anhand der Fig. 11 beschrieben, wird durch Schwenken der hälftigen Teile 156 und 158 mit Bezug auf eine um eine vertikale Achse 290 erfolgende Oszillation ausgeführt, indem ein erster Lenker 292 an einem ringförmigen Pfosten 294 befestigt wird, der sich nach oben von dem ersten hälftigen Teil 156 erstreckt, und durch Befestigung eines zweiten Lenkers 296 an eine Stange 290, die sich nach oben von dem zweiten hälftigen Teil 158 durch den ringförmigen Pfosten 294 erstreckt, ferner durch Vorsehen einer ersten Nockenrolle 300, die an einem inneren Teil des ersten Lenkers 292 befestigt ist, zur Befestigung einer zweiten Nockenrolle 302 an einem inneren Teil des zweiten Lenkers 296 und das Vorsehen einer Nocke 304 (Fig. 10), an denen die Nockenrollen 300 und 302 anliegen, wenn das ringförmige Teil 152 um die Welle 146 der Randbearbeitungsanordnung sich dreht, wie zuvor beschrieben. Das erste hälftige Teil 156 und das zweite hälftige Teil 158 sind in ihre geschlossene Stellung mittels einer doppelendigen Feder 306 federnd vorgespannt, von denen ein Ende an einem ersten Stift 308 befestigt ist, der sich von dem ersten Lenker 292 nach oben erstreckt, und dessen zweites Ende an einen Schraubstift 310 befestigt ist, der sich von dem zweiten Lenker 296 nach oben erstreckt.
• Fig. 12 illustriert eine modifizierte Ausführungsform eines Teil der Vorrichtung nach Fig. 1-11, nämlich hinsichtlich der Fig. 8 und 9. Elemente der Vorrichtung nach Fig. 12, welche hinsichtlich Konstruktion und Funktion zu Elementen der Fig. 8 und 9, ähnlich aber nicht identisch sind, werden durch einen Strich an dem dreiziffrigen Bezugszeichen der entsprechenden Elemente in Fig. 8 und 9 identifiziert, oder durch einen Strich nachfolgend der Buchstaben-Identifikation. Die Vorrichtung nach Fig. 12 verwendet ein oberes ringförmiges Teil 256', welches sich von dem oberen ringförmigen Teil 256 der Fig. 8 und 9 darin unterscheidet, daß die innere kegelstumpfförmig gestaltete Oberfläche 258' an der Außenseite des randunbearbeiteten Behälters UC' an einem Schrumpfkernteil 124' einer teilweise gezeigten Schrumpfwageneinheit 122' entlang deren gesamter Höhe anliegt, wenn der Randbearbeitungsprozeß gerade beginnt. Der radiale Abstand zwischen der Außenoberfläche des Schrumpfkernteils 124' und der inneren kegelstumpfförmig gestalteten Oberfläche 258' ist nicht größer als die Wanddicke des Hauptteils des randunbearbeiteten Behälters UC', um sicherzustellen, daß der randunbearbeitete Behälter UC' sicher zwischen dem oberen ringförmigen Teil 156' und dem Schrumpfkernteil 124' ergriffen wird. Der Körper des randunbearbeiteten Behälters UC' hat eine sich im allgemeinen vertikal erstreckende Naht in seiner Seitenwandung. Diese Naht ist in Fig. 12 nicht dargestellt, wird aber durch überlappende Enden eines Rohlings gebildet, von welchem der Körper des randunbearbeiteten Behälters UC geformt ist, und diese Naht ist ursprünglich zweimal so dick wie die Dicke der anderen Teile der Seitenwandung des randunbearbeiteten Behälters UC'. Wegen des Abstandes zwischen dem oberen ringförmigen Teil 256' und dem Schrumpfkernteil 124', wie zuvor beschrieben und wegen der Tatsache, daß der randunbearbeitete Behälter UC' aus einem expandierten Polymermaterial geformt wird, das unter Last kompressibel ist, wird die generell sich erstreckende Naht des Körpers des randunbearbeiteten Behälters UC' hinsichtlich ihrer Dicke so zusammengepreßt, daß diese im wesentlichen nicht größer als die Wandstärke des randunbearbeiteten Behälters UC' wird.
• Weil sich die vertikale Ausdehnung der inneren kegelstumpfförmig gestalteten Oberfläche 258' des oberen ringförmigen Teils 256' der Ausführung nach der Fig. 12 sich bis jenseits der Verbindung der Seitenwandung und des Endes des randunbearbeiteten Behälters UC' erstreckt, ist es notwendig, die Vorrichtung nach Fig. 12 mit einem Endpreßteil 218' zu versehen, deren Außendurchmesser relativ zu dem Gegenstück in der Ausführungsform nach Fig. 8 und 9 reduziert ist, nämlich zum Endpreßteil 218, so daß das Endpreßteil 218' ganz innerhalb des Umrisses des Endes des randunbearbeiteten Behälters UC' hineinpaßt, welcher teilweise von einem getrennten Endstück EP' gebildet wird. Die dem Boden des unbearbeiteten Behälters Uc' anliegende Seite des Endpreßteils 218', nämlich die Seite 218'a, ist so konturiert, daß ein radial äußerer und radial dünner Auflagering BR' im Boden des unbearbeiteten Behälters UC' und ein angehobener mittleren Teil CB' innerhalb des Auflageringes BR' gebildet werden. Der mit dem Gerät nach Fig. 12 geformte Becher ist gegen zufälliges Kippen auf einer ebenen Oberfläche mehr widerstandsfähig als ein Becher vergleichbarer Höhe und Breite, geformt durch die Vorrichtung nach Fig. 8 und 9, deren Auflagering BR im wesentlichen in radialer Richtung breiter ist als der Auflagering BR' der Ausführungsform nach Fig. 12.
• Ein generell kegelstumpfförmig geformter Becher mit der Vorrichtung nach der Ausführungsform der Fig. 12 wird generell durch das Bezugszeichen 21 in Fig. 13 gekennzeichnet. Der Becher 21 wird von einem expandierten polymerischen Material geformt und hat eine generell sich vertikal erstreckende Seitenwandung 22 mit einer generell sich erstreckenden Seitennaht 23, die durch Überlappen der Enden eines Rohlings gebildet wird, aus dem die Seitenwandung 22 hergestellt worden ist. Der Becher 21 hat ferner einen gerollten Rand 24 an dem obenen offenen Mündungsende, das das größere Ende des Bechers 21 darstellt, und einen geschlossenen Boden 25 am unteren Ende, der teilweise von dem Endstück EP' der Fig. 12 und teilweise von einem nach innen gewendeten Randteil 27 gebildet wird. Das innere Teil 27 ist gänzlich innerhalb des Auflageringes 26 gelegen und erhebt sich mit Bezug auf dieses etwas und verbleibt so außer Auflage mit der Tischoberfläche während des normalen Gebrauchs des Bechers 21.
• Wie aus Fig. 14 hervorgeht, ist die Dicke der Seitennaht 23 nicht wesentlich größer als die Dicke der Seitenwandung 22 in den unmittelbar benachbarten Teilen trotz der Tatsache, daß die Seitennaht 23 durch Überlappen der sich gegenüberstehenden Enden eines Rohlings gebildet worden ist, von der die Seitenwandung 22 hergestellt worden ist. Die so reduzierte Seitennahtdicke, welche von der Lage des oberen ringförmigen Teils 256' und des Schrumpfkernteils 124' sowie von der Tatsache abhängt, daß der Becher 21 aus einem expandierten Material geformt ist, das hinsichtlich seiner Dicke bei geeigneter Belastung komprimiert werden kann, ermöglicht eine Mehrzahl von gleichartigen Bechern 21 zusammenzustecken, und zwar enger als bei den früher hergestellten Bechern. Dies ist ein Vorteil für alle Becheranwendungen und insbesondere für Becher für Verkaufsautomaten, bei denen enges Ineinanderstecken speziell wichtig ist. Wegen der dünneren Seitennaht 23 können ferner ineinandergesteckte Becher 21 mechanisch zuverlässiger vereinzelt werden und dies ist insbesondere bei der Anwendung in Verkaufsautomaten vorteilhaft.
• Der Becher 21 ist auch mit einer Reihe von am Umfang verteilt angeordneter, radial nach innen vorstehender Stapelansätze 28 um den untersten, generell vertikal sich erstreckenden Teil 29 der Seitenwandung 22 versehen. Der Boden 25 eines Bechers 27 kommt zur Anlage auf den Oberseiten der Stapelansätze 28 eines gleichartigen Bechers 21, wenn dieser eingesteckt worden ist, um einen gleichförmigen Abstand zwischen den Rändern 24 und gleichartigen Bechern 21 in einem ineinandergesteckten Stapel aufrecht zu erhalten und das Verklemmen der Becher in dem Stapel zu verhindern.
• Der Becher 21 ist auch mit einem Randstapelmerkmal zusätzlich oder anstelle der Bodenstapelmerkmale der Stapelansäzte 28 versehen, nämlich ein generell vertikal sich erstreckendes Teil 31 der Seitenwandung 22 und dessen obersten Teil. Eine Verbindung 32 zwischen dem Teil 31 und dem Teil der Seitenwand 22, die sich unterhalb der untersten Kante des gerollten Wulstes oder des Randes 24 befindet, ist so gelegen, daß sie auf der Innenseite der Oberseite des Wulstes oder Randes 24 eines gleichartigen Bechers 21 in einem ineinandergesteckten Stapel solcher Becher zu liegen kommt, und die Dicke der Seitenwandung 22 kann wegen ihrer Herstellung aus einer Folie expandierten thermoplastischen Materials passend sein, um die Verklemmung zwischen gleichartigen Bechern 21 in einem ineinandergesteckten Stapel zu verhindern.
• Obzwar die beste Art und Weise zur Ausführung der Erfindung, wie von den Erfindern am Anmeldetag in Betracht gezogen worden ist, gezeigt und beschrieben worden ist, ist es für Fachleute offensichtlich, daß geeignete Modifikationen, Variationen und Equivalente angewendet werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, welcher Schutzbereich einzig durch die Ausdrücke der nachfolgenden Ansprüche begrenzt wird.

Claims (25)

1. Verfahren der Formgebung eines Behälters (C), der eine periphere Wand und ein geschlossenes Ende (E) zur Bildung eines Hohlkörpers (B) aufweist, wobei die periphere Wand mit einem Trinkrand (MW) endigt, dessen freie Kante umgebogen werden soll, mit folgenden Schritten:

a) ein Rohstück aus thermoplastischem Material wird für den Hohlkörper (B) bereitgestellt;

b) der Hohlkörper (B) wird aus dem Rohstück als Behälter ohne umgebogenen Rand (UC) hergestellt;

c) der Behälter (UC) ohne umgebogenen Rand wird von der Innenseite durch einen Kern (124) gestützt, so daß der Trinkrand (MW) frei und für die Bearbeitung zugänglich ist;

d) der Trinkrand (MW) und erste und zweite Werkzeuge (156, 158; 152) mit ersten bzw. zweiten ringförmigen Flächen (150; 154) zur Bildung des umgebogenen Randes werden auf eine Formgebungstemperatur erhitzt, die an das thermoplastische Material des Hohlkörpers (B) angepaßt ist;

e) das erste Werkzeug (156, 158) wird zu dem Kern (124) bewegt und die erste umgebogene Rand-Formgebungsfläche (150) wird an den Trinkrand (MW) angelegt, so daß deren freie Kante zur ersten Formgebungsfläche (150) benachbart ist;

f) die zweite umgebogene Rand-Formgebungsfläche (154) des zweiten Werkzeugs (152) wird an den Trinkrand (MW) so angelegt, daß sie diesen bedeckt;

g) das erste und das zweite Werkzeug (156, 158; 152) werden aktiv aufeinander und auf den Trinkrand (MW) bewegt, so daß die freie Kante des Trinkrandes (MW) in Eingriff mit der ersten Formgebungsfläche (150) mitgeführt und der Trinkrand nach rückwärts gerollt wird, und wenn die zweite Formgebungsfläche (154) sich der ersten Formgebungsfläche (150) annähert, wird die freie Kante des Trinkrandes von der zweiten Formgebungsfläche (154) ergriffen und die Wandung weiter zurückgerollt, so daß ein gerollter umgebogener Rand (R) gebildet wird;

h) das erste und das zweite Werkzeug (156, 158; 152) werden voneinander und von dem Kern (124) entfernt und

i) der Behälter (C) mit einem angeformten umgerollten umgebogenen Rand (R) wird ausgeworfen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (124) ein konisch gestaltetes Teil ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Bildung des gerollten Randes (R) der Kern (124) und das erste Werkzeug (156, 158) ohne relative Drehbewegung zueinander verschoben werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt g) die Bewegung des ersten und zweiten Werkzeuges (156, 158; 152) relativ zueinander eine Verschiebung ohne Drehung darstellt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schrittes b) ein erstes Erwärmen zur Formgebung des Hohlkörpers (B) ausgeführt wird, gefolgt von dem Erwärmen nach Schritt d) zur Formgebung der Trinkrand (MW).

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Erwärmungsschritt d) auch über den Schritt e) erstreckt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Erwärmungsschritt d) über die Schritte f) und g) fortgesetzt wird, so daß von den ersten und zweiten Werkzeugen (156, 158; 152) Wärme auf den Trinkrand (MW) übertragen wird, während der gerollte Rand gebildet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohstück aus thermoplastischem Material eine Schaumstoffolie (S) aus Polystyren für allgemeine Zwecke oder aus mittelstoßfestem Polystyren darstellt und daß die Formgebungstemperatur im Schritt d) ungefähr 88 bis 110ºC (190 - 230º F) beträgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt g) das erste und das zweite Werkzeug (156, 158; 152) eine generell torosförmige Kammer bilden und daß die freie Kante des Trinkrandes (MW) entlang der Wand dieser torosförmigen Kammer wandert, welche von dem sich bildenden gerollten Rand (R) bedeckt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohstück folienartig ausgebildet ist und das thermoplastische Material ein expandierbares polymerisches Material darstellt, daß der Hohlkörper (B) eine sich längs erstreckende Naht (23) aufweist, die aus sich überlappenden Enden des Rohstücks gebildet wird, und daß das Verfahren ferner den Schritt j) aufweist, bei dem auf den Körper (B) des Behälters entlang seiner äußeren Oberfläche zur Verringerung der Dicke der sich generell in Längsrichtung erstreckenden Naht (23) eingewirkt wird, und zwar im wesentlichen entlang der gesamten Länge auf eine Dicke, die im wesentlichen nicht größer ist als die Dicke der Wandung des Körpers (B).

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (B) des Behälters im wesentlichen entlang seiner gesamten Innenoberfläche gestutzt wird und auf den Körper im wesentlichen entlang der äußeren Oberfläche sowie um diese herum eingewirkt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Einwirkung auf den Körper (B) des Behälters entlang seiner äußeren Oberfläche dadurch ausgeführt wird, daß ringförmige Teile (256, 256') mit generell konisch gestalteter Innenoberfläche (258, 258') vorgesehen sind,

daß entweder der Kern (124, 124') oder die ringförmigen Teile (256, 256') relativ zu dem anderen Element hin und her bewegbar ist, und

daß das Verfahren folgende weitere Schritte umfaßt:

Vorschieben entweder der Kerne (124, 124') oder der ringförmigen Teile (256, 256') zu jeweils dem anderen Element beim Beginn der Formbildung des gerollten Randes (R) und

Rückziehen entweder des Kerns (124, 124') oder des ringförmigen Teils (256, 256') vom anderen Element am Schluß der Formbildung des gerollten Randes (R).

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß während der Schritte e) bis g) ein aufgeheiztes Widerlager (220, 220') und ein aufgeheiztes Preßteil (218, 218') in das geschlossene Ende (E) des Behälters (UC) ohne umgebogenen Rand ergreifen und ihn entsprechend der Gestalt dieser Elemente (220, 220', 218, 218') preßformen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene Ende (E) Material aus einem Endstück (EP, EP') und von einem nach innen gekehrten Randteil (27) der Seitenwandungen (22) des Behälters umfaßt.

15. Vorrichtung zur Formung eines umgebogenen Randes (R) an dem Trinkrand (MW) eines Behälters (UC) ohne umgebogenen Rand, der einen Körper (B) mit einem gschlossenen Ende (E) aufweist und aus einem dünnen rollbaren thermoplastischen Material (S) geformt wird, und zur Ausgabe des mit umgebogenen Rand geformten Behälters (C), mit folgenden Merkmalen:

eine Transporteinrichtung (102, 104, 122, 200) umfaßt einen Kern (124) zur Aufnahme des Behälters (UC) ohne umgebogenen Rand und zu dessen Bewegung entlang einer umgebogenen Rand-Formgebungsstation und einer Auswurfstation,

ein erstes Werkzeug (156, 158) weist eine erste ringförmige umgebogene Rand-Formgebungsfläche (150) auf und ist zusammen mit dem Kern (124) entlang der umgebogenen Rand-Formgebungsstation bewegbar,

ein zweites Werkzeug (152) weist eine zweite ringförmige umgebogene Rand-Formgebungsfläche (154) auf,

eine Umbiege-Anordnung (144) dient zur Bewegung des zweiten Werkzeugs (152) zu und von dem ersten Werkzeug (156, 158), so daß die umgebogene Rand-Formgebungsflächen (150, 152) eine offene Stellung mit Zwischenraum zwischen den Flächen (150, 152) und eine geschlossene Stellung zur Bildung einer ringförmigen Kammer einnehmen,

dadurch gekennzeichnet, daß der Kern im Verhältnis zu dem Behälter (UC) ohne umgebogenen Rand so bemessen ist, daß der Trinkrand (MW) von dem Kern ungestützt bleibt, während das erste Werkzeug (156, 158) zum Eindringen innerhalb des Trinkrandes (MW) gestaltet ist und von dem Kern abtrennbar ist,

daß eine Heizeinrichtung (160) zur Erwärmung des Trinkrandes (MW), der ersten ringförmigen umgebogenen Rand-Formgebungsfläche (150) und der zweiten ringförmigen umgebogenen Rand-Formgebungsfläche (154) vorgesehen ist und

daß eine weitere Hin- und Hergeh-Einrichtung (182, 184, 186, 188, 190, 192) vorgesehen ist, um das erste Werkzeug (156, 158) relativ zu dem Kern (124) so zu bewegen, daß der Trinkrand (MW) des Behälters (UC) ohne umgebogenen Rand sich auf die erste umgebogene Rand-Formgebungsfläche (150) hin und entlang dieser bewegt, und wenn das zweite Werkzeug (152) sich dem ersten Werkzeug (156, 158) nähert, sich der Trinkrand auch entlang der zweiten umgebogenen Rand- Formgebungsfläche (154) bewegt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Werkzeug aus aufgeteilten Teilen (156, 158) gebildet wird, die entlang einer Bahn umlaufen, welche teilweise mit der Bahn der Transporteinrichtung (102, 104, 122, 200) zusammenfällt und

daß die aufgeteilten Teile (156, 158) zusammengebracht werden, um den Behälter (UC) ohne umgebogenen Rand an dem Trinkrand (MW) zu umgreifen, hauptsächlich während der Wanderung des Werkzeuges und der Transporteinrichtung entlang des übereinstimmenden Bahnstücks, und daß diese Teile voneinander getrennt werden, um das Abziehen des dann gebildeten Behälters (C) aus den aufgeteilten Teilen (156, 158) zu ermöglichen.

17. Vorrichtung nach Ansprüchen 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Werkzeug (156, 158) eine Ringwandung aufweist, die sich von der ersten ringförmigen umgebogenen Rand-Formgebungsfläche (150) erstreckt und in die Mundöffnung des Behälters (UC) ohne umgebogenen Rand durch die weitere Hin- und Hergeheinrichtung eingeführt wird, um den Trinkrand (MW) während der Bildung des gerollten umgebogenen Randes (R) zu stützen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwandung generell konisch gestaltet ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (124, 124') von im großen und ganzen konischer Gestalt ist und die ringförmigen Teile (256, 256') eine generell konisch gestaltete Innenoberfläche (258, 258' aufweisen, und zwar um den Behälter (UC) ohne umgebogenen Rand von innen und außen zu erfassen, und daß die Hin- und Hergeheinrichtung (182, 184, 186, 188, 190, 192) zur Bewegung des Kerns relativ zu den ringförmigen Teilen ausgebildet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (124, 124') die ringförmigen Teile (256, 256') und die weitere Hin- und Hergeheinrichtung (182, 184, 186, 188, 190, 192) zum Formzupressen des Körpers (B) des Behälters ausgebildet sind, so daß wenn eine Naht (23) aus sich überlappenden Enden des Rohstückes vorhanden ist, die Dicke der Naht (23) auf eine Dicke reduziert wird, die im wesentlichen nicht größer als die Dicke der Wandung (22) des Körpers (B) ist.

21. Vorrichtung nach Ansprüchen 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerlagerteil (220, 220') und ein Endpressteil (218, 218') vorgesehen sind, zwischen denen das geschlossene Ende (E) angeordnet ist und daß eine dritte (164, 200) und eine vierte (222, 242, 244) Hin- und Hergeheinrichtung zum Antrieb des Widerlagerteils und des Preßteils aufeinander vorgesehen ist, um das geschlossene Ende (E) des Behälters zu formen.

22. Behälter (G) mit einem gerollten umgebogenen Rand (24) und einer sich in Längsrichtung erstreckenden Naht (23), deren Dicke im wesentlichen der Dicke der Körperwandung (22) entspricht, hergestellt nach dem Verfahren der Ansprüche 10 und 11.

23. Behälter (G) nach Anspruch 22 mit einem geschlossenen Boden (25), der einen Auflagerring (26) und einen inneren erhabenen Teil aufweist, hergestellt gemäß dem Verfahren der Ansprüche 13 und 14.

24. Behälter (G) nach Anspruch 23 mit Stapelansätzen (28) in der Seitenwandung (22) des Behälters nahe des Bodens (25), hergestellt nach dem Verfahren des Anspruches 13.

25. Behälter (G) nach einem der Ansprüche 22 bis 24, der einen generell zylindrischen Teil (31) der Seitenwand (22) nahe des gerollten Wulstes (24) und eine Verbindung (32) mit dem Hauptkörper (B) des Behälters aufweist, die so angeordnet ist, daß ein unterer Behälter in einem ineinander gesteckten Stapel die Unterseite des gerollten Wulstes (24) eines jeweils oberen Behälters in dem Stapel berührt