Die Erfindung bezieht sich auf einen Becherbehälter aus Fasermaterial wie Papier, dessen Mantel durch eine Überlappung geschlossen ist, die zwischen ihrer Innen- und Außenschicht eine dichte und mechanisch feste Verbindung aufweist und in ihrer Außenschicht innerhalb des die Verbindung bildenden Bereichs mindestens einen von der Verbindung ausgesparten ausklappbaren Henkel enthält.
Bei einem bekannten Becherbehälter dieser Art (US-PS 20 60 781) nimmt der gesamte Überlappungsbereich an einer durch Leimauftrag hergestellten Verbindung teil mit Ausnahme der ausklappbaren Henkel, die von dem Leimauftrag ausgenommen werden. Der großflächige Leimauftrag und die großflächige Verpressung sowie die Aussparung bestimmter Bezirke vom Leimauftrag bereitet keine technischen Schwierigkeiten.-Diese Technik läßt sich auf neuzeitliche Becherherstellung unter Verwendung vollflächig siegelfähig beschichteten Fasermaterials und mit Verbindung der einzelnen Becherteile durch Siegelung des Beschichtungsmaterials unter Hitze und Druck nicht ohne weiteres übertragen. Einerseits lassen sich nämlich die Henkel innerhalb des Überlappungsbereichs nicht von der siegelfähigen Beschichtung ausnehmen; und andererseits besteht bei der Anwendung des üblichen Wärmeimpulsverfahrens die Gefahr, daß entweder der Wärmeeinfluß sich nicht zuverlässig auf die Bereiche außerhalb der Henkel konzentrieren läßt und somit die Henkel mit angeklebt werden, oder daß bei entsprechend vorsichtiger Begrenzung der Wärmeeinwirkung diese nicht für eine zuverlässig dichte Siegelung ausreicht. Dabei muß auch bedacht werden, daß neuzeitliche Becherherstellungsmaschinen mit hohen Taktzahlen arbeiten, die hohe Temperatur der Siegelungswerkzeuge mit entsprechend kurzer Einwirkungsdauer voraussetzen; dadurch werden die geschilderten Probleme noch verschärft und es tritt die Gefahr der Bräunung des empfindlichen Papiermaterials hinzu. - Zwar ist es bekannt, die Nachteile des Wärmeimpulsverfahrens durch Verwendung des Ultraschall-schweißverfahrens zu umgehen; jedoch ist das Ultraschall-schweißverfahren nicht für derart große Schweißflächen, wie sie in der Überlappung rings um den Henkelbereich vorhanden sind, geeignet, zumal diese wegen der beträchtlichen Erstreckung der Schweißfläche über den Becherumfang teilweise im spitzen Winkel zur Einwirkungssrichtung der Sonotrode stehen würden. Es wäre auch zu aufwendig, den gesamten Verbindungsbereich in gesondert zu schweißende Teilbereiche aufzuteilen, die in aufeinanderfolgenden Einzelschritten behandelt werden, weil dies das Vorhandensein einer Mehrzahl von aufwendigen Ultraschallschweißstationen in der Maschine voraussetzen würde.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Becherbehälter der eingangs genannten Art zu schaffen, der unter Verwendung von vollflächig siegelbar beschichtetem Fasermaterial hergestellt werden kann.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß unter Verwendung solchen vollflächig siegelbar beschichteten Fasermaterials die Überlappungsverbindung eine erste, dichte Naht an dem an die Mantelinnenseite angrenzenden Rand der Überlappung und eine zweite an die Mantelaußenseite der Überlappung angrenzende Naht geringerer Qualität umfaßt.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, daß nur an einer Stelle der gesamten Überlappung eine qualitativ hochwertige Verbindung erforderlich ist, nämlich dort, wo an der Grenze der Überlappung zum Behälterinnenraum die Abdichtung gegen das im Behälter enthaltene Medium notwendig ist, während im übrigen Bereich der Überlappung eine solche Verbindung minderer Qualität ausreicht, die lediglich eine hinreichende mechanische Henkelfestigkeit gewährleistet. Aufbauend auf diesen Grundgedanken braucht lediglich an der genannten ersten Naht eine hochwertige Verbindungstechnik, wie beispielsweise die Ultraschallschweißung, angewendet zu werden, während im übrigen Bereich ein einfacheres, weniger aufwendiges Verfahren angewendet werden kann, beispielsweise ein Wärmeimpulsverfahren mit geringerer Temperatur der Schweißwerkzeuge und eindeutiger Begrenzung seiner Einwirkung auf die Bereiche außerhalb des Henkels.
Außer den erwähnten Nähten am inneren und äußeren Rand der Überlappung können auch noch weitere Nähte vorgesehen sein, vorzugsweise am oberen und/oder unteren Überlappungsrand, insbesondere im Bereich des Mittelstegs des Henkels. Im allgemeinen sind solche weiteren Nähte jedoch nicht erforderlich, weshalb die Ausführung mit lediglich zwei Nähten unterschiedlicher Qualität am inneren und äußeren Rand der Überlappung von der Erfindung bevorzugt wird.
Um die zweite Naht am äußeren Überlappungsrand weiter zu verstärken und auch optisch besser einzubinden, kann sie nach der Erfindung eine in die Mundrolle eingeschlossene Verlängerung aufweisen. Dies gilt auch für eine etwaige weitere Schweißstelle im Bereich des Mittelstegs des Henkels. Die übrigen oberen Randbereiche der Überlappung sind demgegenüber zweckmäßigerweise gekürzt ausgeführt, so daß sie zur Vermeidung einer Mundrollenverdickung ungebördelt bleiben und ihre Schnittkante nur eben u'nter dem unteren Rand der Mundrolle verdeckt wird.
Wenn es erforderlich erscheint, den unteren Rand der Überlappung am Bechermantel zu fixieren, so kann dies sehr einfach nach der Erfindung dadurch geschehen, daß der Mittelsteg des Henkels an seinem unteren Ende, ggf. auch noch weitere Randbereiche der Überlappung, in die Bodenrandpressung am Mantelfuß einbezogen werden.
Die Materialverdoppelung im Bereich der Überlappung versteift den Behältermantel in demjenigen Bereich, in dem die stärksten Kräfte durch den Henkel darauf ausgeübt werden. Die im übrigen Behälterumfang wirkenden Kräfte sind demgegenüber geringfügig und daher für die Wahl der Materialdicke nicht entscheidend. So kommt es, daß dank der großflächigen Überlappung ein dünneres Material verwendet werden kann als bei Bechern, die eine solche großflächige Überlappung nicht aufweisen. Daher muß die großflächige Überlappung nicht unbedingt zu einem Materialmehrverbrauch führen. Zweckmäßigerweise erstreckt sich die Überlappung, um diese versteifende Wirkung ausüben zu können, über mindestens etwa 120° des Behälterumfangs, vorzugsweise über etwa 150° oder mehr. Die Bedeutung dieser versteifenden Wirkung wird erstmalig bei der Verwendung von dicht beschichtetem Papiermaterial deutlich. Zuvor mußte man nämlich schon mit Rücksicht auf die Dichtheit das Material so dick wählen, daß die Stabilität sich von alleine ergab. Die nun ermöglichte geringere Materialdicke ergibt nicht nur eine Materialersparnis, sondern hat auch den Vorteil, daß im Becherstapel unter Voraussetzung einer bestimmten Mantelkonizität die Behälter wesentlich enger gestapelt werden können. Dies erlaubt erstmalig die Unterbringung der für einen Getränkeverkaufsautomaten erforderlichen Becherzahl in einem Automatengehäuse akzeptabler Größe. Die durch die großflächige Überlappung erzielte Versteifung und dadurch ermöglichte Verringerung des verwendeten Papiermaterials gestattet es, Henkelbecher in derselben Anzahl Pro Stapellänge unterzubringen, wie henkellose Becher.
Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Darin zeigen:
Der Becher gemäß Fig. 1 und 2 besteht aus innenseitig mit Polyethylen beschichtetem Papier. Er umfaßt einen Mantel 1 mit Mundrolle 2 und einen in der Darstellung nicht sichtbaren Boden, dessen Höhe gestrichelt bei 3 angedeutet ist und dessen nach unten umgebördelter Rand im Fußbereich 4 des Bechers mit dem unteren Mantelrand ver-preßt ist. Der Mantelzuschnitt besteht aus einem Zuschnittteil 5, der zur Bildung des eigentlichen Behältermantels dient und durch die erste Naht 6 geschlossen ist, die als Dichtnaht ausgeführt ist, sowie einem sich über den Bereich 7 erstreckenden Zuschnitteil, der den Henkel enthält, der aus zwei Henkelteilen 8 besteht, die über strichpunktiert angedeutete, vorbereitete Faltlinien 9 mit einem Mittelsteg 10 verbunden sind und aus diesem Zuschnitteil auffaltbar sind. Der Zuschnitteil 7 ist über den vom Zuschnitteil 5 weitest entfernten Henkel hinaus im Bereich 11 verlängert, der zur Bildung der zweiten Naht 12 dient. Der Zuschnitteil 7 mit dem Nahtbereich 6 bilden die Außenschicht der Überlappung, deren Ausdehnung in Fig. 4 durch den Winkel 18 angegeben ist.
Sowohl Mittelsteg 10 als auch der zur Bildung der Naht 12 bestimmte Zuschnitteil 11 weisen oberseitige Verlängerungen 13 auf, die dazu bestimmt sind, in die Mundrolle 2 zur Erhöhung der Festigkeit eingerollt zu werden, während die dazwischen befindlichen Zuschnitteile weniger hoch ausgebildet sind, um nicht zu einer unerwünschten Verdickung der Mundrolle in demjenigen Bereich zu führen, in welchem der Mantel durch den Zuschnitteil 7 verdoppelt ist.
Am unteren Zuschnittende ist der Zuschnitteil 7 etwas kürzer als der Zuschnitteil 5 ausgeführt. Dies liegt daran, daß der untere Rand des Zuschnitteils 5 um den Bodenrand innen nach oben hochgefaltet werden muß, während diese Notwendigkeit für den Zuschnitteil 7 nicht besteht; im Gegenteil würde dies dort nur zu einer unerwünschten Materialverdickung führen. Jedoch ist der Zuschnitteil 7 unten so lang ausgeführt, daß er in den Fußbereich 4 hineinragt und daher dort durch die bei der Bildung der Mantel-Boden-Verbindung ausgeübte Verpressung mit dem Mantelzuschnitt versiegelt werden kann. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. In manchen Fällen genügt es, wenn der Zuschnitteil 7 links vom Henkel nur im oberen Bereich vorhanden ist und somit beispielsweise durch die gestrichelt in Fig. 3 angegebene Linie begrenzt ist.
Bei der Herstellung des Bechers wird zunächst in üblicher Weise der Mantelzuschnitt gewickelt und die erste Mantelnaht 6 geschlossen, beispielsweise durch Einwirkung eines Ultraschallstempels. Der den Mantel tragende Dorn wird sodann um den zwischen den Nähten 6 und 12 liegenden Winkelbetrag gedreht und es wird die zweite Mantelnaht 12 geschlossen. Gewünschtenfalls können in analoger Weise gleichzeitig oder in besonderen Arbeitsschritten auch noch zusätzliche Verbindungsstellen 14 zwischen dem den Henkel enthaltenden Zuschnitteil und dem Mantel vollzogen werden. Danach wird der Boden in den Mantel eingesetzt, mit diesem verbördelt und im Fußbereich 4 verpreßt, wobei die Verbindungsnaht 15 am unteren Rand des Zuschnittteils 7 entsteht. Schließlich wird der Mantel mit der Mundrolle 2 versehen.
Der den Henkel enthaltende Zuschnitteil 7 ist dann an seinen beiden Seiten durch die Nähte 6 und 12 mit dem Mantelteil verbunden. Zwischen diesen beiden Nähten spannen sich der obere Randstreifen 16 und der untere Randstreifen 17, mit denen der Mittelsteg 10 des Henkels verbunden ist, wobei diese Randstreifen ggf. auch durch die Schweißung 15 bzw. 14 mit dem Mantel zusätzlich verbunden sind.
Der fertige Becher hat die in Fig. 4 erscheinende Querschnittsgestalt. Man erkennt, daß er im Bereich des Winkels 18 durch den Zuschnitteil 7 versteift ist, und zwar gerade in demjenigen Winkelbereich, in welchem die Kräfte vom Henkel auf den Bechermantel zu übertragen sind.
In Fig. 1 und 2 sind die Schweißnähte durch punktierung angedeutet. Die Nähte 12, 14 und 15 brauchen nicht von gleicher Qualität wie die Naht 6 zu sein, weil sie nicht dicht zu sein brauchen. Sie können daher mit einfacheren Mitteln durchgeführt werden. Beispielsweise können sie im Wärmeimpulsverfahren geschweißt werden, während für die Naht 6 Ultraschallschweißung verwendet wird.