LÄNGENVERÄNDERLICHER TRINKHALM

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen längenveränderlichen Trinkhalm (100) zur Öffnung und Entnahme von fließfähigem Produkt aus einem Behälter aufweisend einen ersten Halm (200) und wenigstens einen zweiten Halm (300), wobei der erste und der zweite Halm (300) derart ausgebildet sind das ein Ineinanderschieben unterstützt ist und die Halme (200) auf einem Cellulose- oder Papierausgangsmaterial basieren wobei in einer Endlage der Halme (200) zueinander ein Verbindungsbereich (110) mit einer Anlagefläche (111) gebildet ist, sodass der Verbindungsbereich (110) weitgehend Flüssigkeitsdicht ist und weiterhin eine Anlageschulter (112) aufweist, so-dass eine Arretierfunktion unterstützt ist. Weiterhin betrifft die Erfindung das Verfahren zur Herstellung eines endseitigen Bereiches eines cellulose- oder papierbasierten Halmes eines längenveränderlichen Trinkhalms (100) sowie dessen Herstellungsprozess.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen längenveränderlichen Trinkhalm zur Öffnung und Entnahme von fließfähigem Produkt aus einem Behälter aufweisend einen ersten Halm und wenigstens einen zweiten Halm, wobei der erste und der zweite Halm derart ausgebildet sind das ein Ineinanderschieben unterstützt ist und die Halme auf einem Cellulose- oder Papierausgangsmaterial basieren. Weiterhin betrifft die Erfindung das Verfahren zur Herstellung eines endseitigen Bereiches eines cellulose- oder papierbasierten Halmes eines längenveränderlichen Trinkhalms sowie dessen Herstellungsprozess.

[0002] Trinkhalme, Trinkrohre, -röhrchen, auch Strohhalme genannt sind bekannte Vorrichtungen die es ermöglichen, vorzugsweise flüssige oder fließfähige Lebensmittel aus einem Behältnis zu konsumieren. Dazu wird der Trinkhalm mit einem Ende in das Lebensmittel, Flüssigkeit, Getränk eingebracht und das dann noch freie Ende dient dazu von dem Mund des Nutzers umschlossen und durch eine Saugbewegung wie ein quasi Heberohr genutzt zu werden, sodass die Flüssigkeit aus dem Behältnis in den Mund gelangt.

[0003] Entnahmevorrichtungen für Flüssigkeiten sind in unterschiedlicher Ausbildung insbesondere basierend auf Kunststoffwerkstoffen verfügbar. Die EP172395A1 beispielsweise zeigt einen Teleskoptrinkhalm bestehend aus vorzugsweise zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Trinkhalmabschnitten, die im zusammengeschobenen Zustand eine begrenzte Länge des Trinkhalms gewährleisten, für den Gebrauch desselben aber durch Auseinanderziehen der beiden Trinkhalmabschnitte eine ausreichende Gesamtlänge ermöglicht.

[0004] Der vorgestellte Trinkhalm ist derart gestaltet, dass die beiden Trinkhalmabschnitte ineinandersteckbar sind und mindestens in einer Relativlage zueinander durch formschlüssigen Eingriff von radial gerichteten Vorsprüngen und Vertiefungen gegeneinander verriegelbar sind. Die Vertiefungen beziehungsweise Vorsprünge sind als Sicken ausgebildet, die ringförmig nach innen oder außen ragend in die aus thermisch verformbarem Kunststoff bestehenden Trinkhalme eingeformt sind.

[0005] Realisiert ist der (kürzere) äußere Trinkhalmabschnitt (Außenhalm) mit einer nach innen geformten Anschlagsicke mit Abstand von einem Ende. Der andere Trinkhalmabschnitt, nämlich der Innenhalm, ist als Gegenanschlag an seinem äußeren Ende mit einer durch thermische Aufweitung des Innenhalms gebildeten, nach außen gerichteten Randverdickung versehen. Diese kommt bei ausgezogenem Trinkhalm an der wulstartig nach innen ragenden Anschlagsicke zur Anlage.

[0006] Die DE9516549U1 offenbart einen auf papierartig basierendem Werkstoff realisierten und integrativ in eine Verpackung implementierten Trinkhalm. Dieser Ausführungsform liegt der Gedanke zugrunde einen Papierbecher mit Trinkhalm zu schaffen, welcher nach der Benutzung biologisch abbaubar ist und keine Umweltprobleme hervorruft. Dieser Gedanke basiert auf der sehr aktuellen und zutreffenden Erkenntnis, dass mit fortschreitender zivilisatorischer Entwicklung die Umwelt- und Hygieneprobleme immer drängender werden. Besondere Sorgfalt hinsichtlich der Hygiene ist aufzuwenden bei Dingen, wie zum Beispiel Lebensmitteln oder Geschirr, die zu einem Picknick, einem Ausflug, zum Campen oder allgemein zu einer Reise mitgenommen werden. Daneben sind ansteckende Krankheiten, wie zum Beispiel Hepatitis B, weit verbreitet, sodass die Küchenhygiene nicht außer Acht gelassen werden kann. Deshalb sind Wegwerfgeschirr oder -behälter beliebt geworden. Einige Materialien von diesen Wegwerfartikeln sind jedoch nicht biologisch abbaubar, sie verschmutzen die Umwelt und tragen mit zu großen Problemen beim Verarbeiten von Wegwerfflaschen, -geschirr, -bechern aus Kunststoff bei. Zutreffend erkennt die DE9516549U1, dass kunststoffbasierte Trinkhalme genau zu diesem Problem maßgeblich negativ beitragen.

[0007] Es ist Aufgabe der Erfindung längenveränderliche Trinkhalme hinsichtlich ihrer unerwünschten umweltverschmutzenden Folgen weiterzuentwickeln und derart zu verbessern, dass die zuvor genannten Nachteile des Standes der Technik wenigstens teilweise reduziert sind und/oder eine verbesserte, vereinfachte, wirtschaftliche Herstellung unterstützt wird.

[0008] Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung einen längenveränderlichen Trinkhalm vor, der auf einem biologisch abbaubarem Werkstoff basiert und eine Arretiereinrichtung mit Abdichtungsfunktion aufweist. Weiterhin werden Vorrichtungen zur Herstellung der Arretiereinrichtung und eine Herstellungsanlage des Trinkhalms vorgeschlagen.

[0009] Die Erfindung sieht zwei Realisierungswege vor, um die Arretiereinrichtung mit Abdichtungsfunktion auszugestalten:

• Die Arretiereinrichtung und die Abdichtungsfunktion sind in konstruktiv voneinander getrennten Bereichen, Abschnitten, korrespondierenden Halmflächen verwirklicht;
• Die Arretiereinrichtung und die Abdichtungsfunktion sind in integrativer Weise in korrespondierenden Halmflächen verwirklicht.

[0010] Der erfindungsgemäße längenveränderliche Trinkhalm weist wenigstens zwei zueinander korrespondierende Halme, Röhrchen auf welche in ihren Abmessungen und Querschnitten derart aufeinander abgestimmt sind, dass sie sich ineinander schieben lassen. Das bedeutet, dass der erste (innere) Halm mit seinen Außenabmessungen und insbesondere mit dem Rohraußendurchmesser unter dem Innendurchmesser des zweiten (äußeren) Halmes realisiert ist. Auch ist es möglich, den Außendurchmesser und/oder die Außenabmessungen des ersten Halmes identisch oder leicht übermaßig zum Innendurchmesser des zweiten Halmes auszuführen, sodass ein Ineinanderschieben unter leichten elastischen Verformungen der Halme unterstützt ist.

[0011] Die Erfindung erkennt, dass der zumindest teilweise biologisch abbaubare Werkstoff auf Lignin- und/oder Cellulosebasis geeignet ist die Anforderungen hinsichtlich mechanischer Stabilität, Flüssigkeitsresistenz und Dauerfestigkeit zu erfüllen. Es ist vorgesehen, papier- und/oder kartonartige Ausgangsmaterialien für den erfindungsgemäßen längenveränderlichen Trinkhalm zu verwenden. Dabei umfasst die Erfindung sowohl den konstruktiven Aufbau des Trinkhalms mit den an die speziellen Eigenschaften des Basiswerkstoffes angepassten Geometrien als auch die Werkzeuge und Verfahrensschritte zur Herstellung, weil die Abkehr vom umweltschädlichen Kunststoff als Basismaterial hin zum biologisch abbaubaren Alternativen besondere und neuartige Maßnahmen erfordert.

[0012] Um angesichts der Eigenschaften des Cellulosewerkstoffes eine sowohl arretierende als auch weitgehend flüssigkeitsdichte Festlegung der beiden Trinkhalmröhrchen in der Trinkposition - das heißt in der Position, die eine maximale oder zumindest verlängerte Situation der relativen Lage der Trinkhalmröhrchen zueinander abbildet - zu realisieren sieht die Erfindung eine materialspezifische Konstruktion und geometrische Ausgestaltung jeweils endseitig an beiden Halmen vor.

[0013] In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung weist der erste, innere Halm endseitig eine Aufweitung, Spreizung auf, die vorzugsweise konisch oder ballig ausgeführt und korrespondierend zu einer ebenfalls endseitig an dem zweiten, äußeren Halm vorgesehenen Verjüngung ausgebildet ist. Die korrespondierende Gestaltung ist derart, dass eine konzentrische Anlageschulter beider Halme zueinander gebildet wird die einen weitgehenden umlaufenden Flächenkontakt unterstützt, sodass eine weitgehende Dichtheit gegenüber Flüssigkeiten oder Luft erreicht wird. Zusätzlich wird die Arretierung der Verbindung durch eine an dem zweiten Halm angebrachte und nach innen ragende Sicke, Wulst verbessert. Dazu wird vorzugsweise direkt angrenzend an die Verjüngung dieser zumindest bereichsweise umlaufende Wulst derart ausgeführt, dass er eine Anlageschulter in Längsrichtung bildet und einen Hintergriff darstellt, in den das stirnseitige Ende des ersten Halms bei Erreichen der Endlagenposition eingreifen kann, sodass eine Endlagenfixierung, Arretierung erreicht wird. Um die Dichtfunktion der Verbindung zu unterstützen kann die Geometrie und deren Abmessungen so gewählt sein, dass eine leichte axiale Verspannung der beiden Halme in der Endlage zueinander erfolgt, sodass ein dichtheitsfördernder leichter Presssitz entsteht.

[0014] Diese erste mögliche Ausgestaltung der Erfindung verwirklicht die Arretiereinrichtung und die Abdichtungsfunktion in konstruktiv voneinander getrennten Bereichen, Abschnitten beziehungsweise korrespondierenden Halmflächen.

[0015] Um die Aufweitung, Spreizung endseitig des ersten, inneren Halms herstellen zu können sieht die Erfindung besondere Maßnahmen und Vorrichtungen vor, welche die Eigenschaften des cellulosebasierten, papierartigen Werkstoffes berücksichtigen. Der erste Herstellungsschritt der Aufweitung, Spreizung kann optional in einer Befeuchtung und/oder Erwärmung erfolgen. Ziel ist hier, die Verformungsfähigkeit des weitgehend anisotropischen, inelastischen Papierwerkstoffes temporär zu steigern. Anschließend werden in beliebiger Reihenfolge eine Patrize, Spreizwerkzeug (beispielsweise ein Dorn, Spreizdorn mit entsprechender Geometrie) in das Innere des ersten Halms stirnseitig eingebracht und optional eine Matrize, Hülsenstück, Formwerkzeug am äußeren endseitigen Halmbereich angeordnet. Die Lagefixierung ist durch verschiedene Maßnahmen möglich: Kleben, Klebeband, Halterung, Klemmung.

[0016] Die Spreizung erfolgt durch eine Einschubbewegung des Spreizdorns in den ersten Halm, sodass über den wenigstens einen konischen Geometriebereich des Dorns eine vorzugsweise konzentrische Aufweitung in den Halm eingeprägt wird. Als äußere Anlagefläche kann die zuvor fixierte Matrize fungieren. Optional und je nach Werkstoffeigenschaft des Papiers kann das Formwerkzeug und/oder der Spreizdorn über eine oder mehrere radiale Bohrungen verfügen die es ermöglichen, Feuchte und/oder Dampf mit oder ohne Klebstoffanteilen vor und/oder während des Verformungsvorganges in den Verformungsbereich einzubringen. Alternativ zu der Werkzeugkombination Matrize und Patrize kann die Aufspreizung weggesteuert, kraftgesteuert oder kraft-weggesteuert nur durch den Spreizdorn und ohne Formwerkzeug, Hülsenstück erfolgen.

[0017] Erfindungsgemäß wird die endseitig an dem zweiten, äußeren Halm vorgesehenen Verjüngung geometrisch korrespondierend zur Spreizung des ersten Halmes durch einen Umformprozess ausgebildet. Ähnlich wie bei der Spreizung, Aufweitung können auch bei der Verjüngung die Herstellungsschritte Befeuchtung oder Bedampfung (optional), Matrize und Patrize positionieren, Umformung durch Axialverschiebung von Spreizdorn und/oder Hülsenstück realisiert sein. Vor oder parallel mit der Verjüngungsherstellung kann die an dem zweiten Halm optional angebrachte und nach innen ragende Sicke, Wulst eingeprägt werden.

[0018] Eine Variante der ersten möglichen Ausgestaltung der Erfindung verwirklicht die Arretiereinrichtung und die Abdichtungsfunktion in konstruktiv voneinander getrennten Bereichen, Abschnitten beziehungsweise korrespondierenden Halmflächen in einem mehrteiligen Aufbau. Durch eine in den Verbindungsbereich zwischen erstem und zweitem Halm eingebrachten Hülse, Zwischenstück kann neben den zuvor genannten Funktionen auch eine hohe Seitenstabilität dadurch erreicht werden, dass die Überlapplänge in Axialrichtung erhöht ist.

[0019] Eine zweite erfindungsgemäße Ausgestaltung des längenveränderlichen Trinkhalms sieht vor, dass die Arretiereinrichtung und die Abdichtungsfunktion in integrativer Weise in korrespondierenden Halmflächen verwirklicht werden. Das bedeutet, dass wenigstens eine korrespondierende Kontaktfläche von erstem und zweitem Halm gebildet wird, die funktional sowohl dichtend als auch arretierend ausgestaltet ist.

[0020] Die dritte erfindungsgemäße Ausgestaltung des längenveränderlichen Trinkhalms sieht die Kombination auf getrennter und integrativer Funktionsflächenkombination vor.

[0021] Um diese integrale Funktion zu erreichen weist der erste, innere Halm endseitig an seiner Außenfläche wenigstens eine Rillung, Einkerbung, Nut auf, die vorzugsweise wenigstens bereichsweise umlaufend ausgeführt und korrespondierend zu wenigstens einer ebenfalls endseitig und vorzugsweise wenigstens bereichsweise umlaufend innenseitig an dem zweiten, äußeren Halm vorgesehenen Wulst, Vorsprung, Sicke ausgebildet ist. Die korrespondierende Gestaltung ist derart, dass eine vorzugsweise zumindest bereichsweise konzentrische Anlageschulter beider Halme zueinander gebildet wird die einen weitgehenden umlaufenden Flächenkontakt unterstützt, sodass eine weitgehende Dichtheit gegenüber Flüssigkeiten oder Luft erreicht wird.

[0022] Zusätzlich und integrativ ist die Arretierung der Verbindung durch die sich gebildete wenigstens eine Anlageschulter in Längsrichtung sichergestellt, die einen Hintergriff darstellt, in den bereichsweise die Nutfläche des ersten Halms bei Erreichen der Endlagenposition eingreifen kann, sodass eine Endlagenfixierung, Arretierung erreicht wird. Ausführungsvarianten können durch eine Mehrzahl korrespondierender Nuten und Wulste oder gewindeähnliche Anordnungen gewählt werden, um die integrative Dich- und Arretierfunktion zu erreichen.

[0023] An der zu dem Verbindungsbereich gegenüberliegenden Endseite des ersten Halms kann eine Spitze vorgesehen sein, die eine Schneid- oder Stechkante aufweist und praktisch als Öffnungswerkzeug für das Behältnis einsetzbar ist. Herstellungstechnisch wird ausgehend von einem bekannten Schrägschnitt, der üblicherweise zwischen 30 und 60 Grad (insbesondere für Papierwerkstoffe ca. 60 Grad) geneigt ist zumindest eine weitere Behandlung zur Realisierung der für den Einsatz als Öffnungswerkzeug erforderlichen mechanischen Eigenschaften des Papierwerkstoffes durchgeführt. Dazu wird die Schneidkante nachbehandelt, um die mechanischen Eigenschaften und/oder die Oberflächenbeschaffenheit und/oder die Modifikation der Schnittgeometrie zu beeinflussen. Folgende Nachbehandlungsschritte können summarisch oder separat realisiert sein:

• Nachverdichtung und plastische Verformung des Schneidkantenbereiches durch wenigstens bereichsweise Verpressung der stirnseitigen Schnittkante,
• Kantengeometriemodifikation zur Ausprägung einer spitzeren Schneidkante,
• Aufbringen oder Tränken des Papierwerkstoffes mit Kleber beziehungsweise Klebstoff, Leim, Farbe endseitig des Halmes an der Schneidkante.

[0024] Durch wenigstens einen der Nachbehandlungsschritte erreicht die Erfindung eine verbesserte Funktionalität hinsichtlich der Nutzung des längenveränderlichen Trinkhalms als Öffnungswerkzeug für Behälter, da sowohl Festigkeit als auch die Werkstoffhärte des Papiers und zusätzlich die Schneidgeometrie verbessert ist, sodass ein Durchstechen der Verpackung zuverlässiger ist.

[0025] Die Erfindung sieht optional vor, dass auch der zweite Endbereich des zweiten Halmes nach der Einbringung des ersten Halmes verjüngt wird. Die Herstellungsschritte können analog der gegenüberliegenden Verjüngung gewählt werden und bieten den Vorteil, dass der erste Halm formschlüssig von dem zweiten Halm aufgenommen ist, sodass eine funktionelle Einheit gebildet wird. Auch wird durch diese zweite Verjüngung eine verbesserte Haptik für den Mund und die Lippen des Konsumenten erreicht.

[0026] Durch die erfindungsgemäße Schnittkanten(nach)behandlung ist weiterhin sichergestellt, dass Ablöseerscheinungen des Papiers reduziert und mögliche Staubreste durch den Schnitt vermindert sind. Auch sieht die Lehre der Erfindung vor, dass nunmehr längenveränderliche Trinkhalme auf Papierwerkstoffbasis auf eine Nutzungslänge teleskopierbar sind, dass sowohl ein vollständiges Eintauchen in den Behälter, Verpackung als auch eine ausreichend große Auskragungslänge über die Behälteroberfläche sichergestellt ist. Auf diese Weise wird zuverlässig verhindert, dass der Konsument die Verpackung mit dem Mund berührt, welche Verschmutzungen oder Keime aufweisen kann.

[0027] Die Erfindung wird im Folgenden anhand exemplarischer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1

den längenveränderlichen Trinkhalm in einem ersten Längenzustand (obere Abbildung) und in einem zweiten Längenzustand (untere Abbildung);

Fig. 2a

den Verbindungsbereich des längenveränderlichen Trinkhalms gemäß der Abbildung aus Figur 1 untere Darstellung in einer vergrößerten Ansicht;

Fig. 2b

den Verbindungsbereich des längenveränderlichen Trinkhalms in einer ersten möglichen "langen" Variante;

Fig. 2c

den Verbindungsbereich des längenveränderlichen Trinkhalms in einer zweiten möglichen "langen" Variante;

Fig. 3

den Verbindungsbereich des längenveränderlichen Trinkhalms in einer mehrteiligen - hier mit drei Komponenten realisierten - Ausgestaltung;

Fig. 4

den Verbindungsbereich des längenveränderlichen Trinkhalms in einer Variante mit in integrativer Weise korrespondierenden Halmflächen;

Fig. 5

den ersten Halm mit seiner endseitigen Spitze in der erfindungsgemäß vorgesehenen Herstellungsvorrichtung bestehend im Wesentlichen aus Formdorn und optionalem Formwerkzeug;

Fig. 6

den ersten Halm mit seiner endseitigen Spitze als Ergebnis der Nachverdichtung und plastischen Verformung des Schneidkantenbereiches gemäß Figur 3;

Fig. 7

den ersten Halm mit seiner endseitigen Spreizung in der erfindungsgemäß vorgesehenen Herstellungsvorrichtung bestehend im Wesentlichen aus Formdorn und optionalem Formwerkzeug;

Fig. 8

den zweiten Halm mit seiner endseitigen Verjüngung und Sicke, Wulst in der erfindungsgemäß vorgesehenen Herstellungsvorrichtung bestehend im Wesentlichen aus Formdorn und optionalem Formwerkzeug;

Fig. 9

den längenveränderlichen Trinkhalm in seiner Funktion als Öffnungshilfe, Einstechwerkzeug zusammen mit einem zu öffnenden Behälter;

Fig. 10

den längenveränderlichen Trinkhalm in seiner Funktion als Trinkhilfe nach dem Einbringen in den Behälter und Eintauchen in das zu konsumierende Produkt im Behälterinnern und

Fig. 11

eine mögliche Prozessstrecke zur Herstellung und Verpackung von längenveränderlichen Trinkhalmen unter besonderer Berücksichtigung des Cellulose-Basiswerkstoffes für deren Halme.

[0028] In Figur 1 wird der erfindungsgemäße, längenveränderliche Trinkhalm 100 in zwei Längenzuständen gezeigt: In einem ersten Längenzustand (obere Abbildung) und in einem zweiten Längenzustand, die üblicherweise die Benutzungslänge darstellt (untere Abbildung). Um von einem ersten, kürzeren Zustand in einen zweiten, längeren Zustand zu gelangen ist der längenveränderliche Trinkhalm teleskopierbar, das heißt die beiden primären Komponenten, der erste Halm 200 und der zweite Halm 300 des längenveränderlichen Trinkhalmes 100 sind in axialer Richtung relativ verschiebbar zueinander ausgeführt.

[0029] Die Figur 2a zeigt den Verbindungsbereich 110 des längenveränderlichen Trinkhalms 100 in der Positionierung gemäß der Abbildung aus Figur 1 untere Darstellung in einer vergrößerten Ansicht.

[0030] Der erste, innere Halm 200 weist endseitig eine Aufweitung, Spreizung 210 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel konisch ausgeführt und korrespondierend zu einer ebenfalls endseitig an dem zweiten, äußeren Halm 300 vorgesehenen Verjüngung 310 ausgebildet ist. Die korrespondierende Gestaltung ist derart, dass eine konzentrischer, schräger Anlagekonus 111 (Anlageschulter, Anlagefläche) beider Halme 200, 300 zueinander gebildet wird die einen weitgehenden umlaufenden Flächenkontakt unterstützt, sodass eine weitgehende Dichtheit gegenüber Flüssigkeiten oder Luft erreicht wird.

[0031] Neben der eigentlichen Klemmung wird die Arretierung der Verbindung durch eine an dem zweiten Halm 300 angebrachte und nach innen ragende Sicke, Wulst 320 verbessert. Dazu wird vorzugsweise direkt angrenzend an die Verjüngung 310 dieser zumindest bereichsweise umlaufende Wulst 320 derart ausgeführt, dass er eine Anlageschulter 112 in Längsrichtung bildet und einen Hintergriff darstellt, in den das stirnseitige Ende des ersten Halms bei Erreichen der Endlagenposition eingreifen kann, sodass eine Endlagenfixierung, Arretierung erreicht wird.

[0032] Um die Dichtfunktion der Verbindung zu unterstützen kann die Geometrie und deren Abmessungen so gewählt sein, dass eine leichte axiale Verspannung der beiden Halme 200, 300 in der Endlage zueinander erfolgt, sodass ein dichtheitsfördernder leichter Presssitz in der Anlagefläche 111 entsteht.

[0033] In Figur 1 und Figur 2a ist ein "kurzer" Verbindungsbereich 110 dargestellt. Je nach gestellten Festigkeits- und Führungseigenschaften des Verbindungsbereiches unterstützt die Erfindung auch eine "längere" Version.

[0034] Dazu kann wie in Figur 2c dargestellt beispielsweise der zweite Halm 300 endseitig eine rohrförmige Verlängerung 311 mit Durchmesser gleich der Verjüngung 310 aufweisen. Alternativ oder additiv kann, wie in Figur 2b gezeigt, der erste Halm 200 endseitig eine rohrförmige Verlängerung 211 mit Durchmesser gleich der Spreizung 210 mit einer umlaufenden Nut korrespondierend zur Sicke 320 aufweisen. Auf diese Weise wird die Radialführung des Verbindungsbereiches 110 in der Endlage der Halme 200, 300 verbessert ohne die Arretierfunktion und, oder Dichtheit wesentlich zu beeinträchtigen.

[0035] Figur 3 zeigt den Verbindungsbereich 110 des längenveränderlichen Trinkhalms in einer um eine Hülse, Zwischenhülse 400 erweiterten Ausgestaltung. Die Hülse 400 fungiert in diesem Ausführungsbeispiel als Funktionsflächenträger und übernimmt die jeweilige Funktion von dem ersten Halm 200. Stirnseitig weist die Hülse 400 eine Fase 410 auf, die mit der Sicke 310 des zweiten Halms 300 hinsichtlich der Abdichtfunktion korrespondiert. Gleiches gilt zumindest für die Innenfläche der Hülse 400 an der Anlagefläche zum ersten Halm 200.

[0036] Neben der eigentlichen Klemmung wird die Arretierung der Verbindung durch eine an dem zweiten Halm 300 angebrachte und nach innen ragende Sicke, Wulst 320 verbessert. Dazu wird vorzugsweise mit Abstand der Hülsenlänge zur endseitigen Sicke 310 dieser zumindest bereichsweise umlaufende Wulst 320 derart ausgeführt, dass er eine Anlageschulter 112 in Längsrichtung bildet und einen Hintergriff darstellt, in den das stirnseitige Ende der Hülse 400 bei Erreichen der Endlagenposition eingreifen kann, sodass eine Endlagenfixierung, Arretierung erreicht wird.

[0037] Figur 4 illustriert den Verbindungsbereich 110 des längenveränderlichen Trinkhalms 100 in einer Variante mit in integrativer Weise korrespondierenden Halmflächen 111, 112. Dieses Ausführungsbeispiel ist durch wenigstens eine vorzugsweise umlaufende Nut, Einkerbung 220 des ersten Halmes 200 und wenigstens einer dazu korrespondierenden Sicke, Wulst 320 des zweiten Halms 300 gebildet derart, dass in den Funktionsflächen 111, 112 sowohl die Dicht- als auch die Arretierfunktion implementiert sind. Das gezeigte Beispiel verfügt über acht weitgehend umlaufende und konzentrische Ringfunktionsflächenpaarungen gebildet durch die Anlageflächen 111 und Anlageschultern 112.

[0038] Um den ersten Halm 200 relativ zum zweiten Halm 300 in die gezeigte axiale Verbindungsposition zueinander zu verschieben werden die Elemente 220, 230 temporär und weitgehend elastisch verformt bis die Verbindungslage, Endlagenposition erreicht ist. Weiterhin ist vorteilhaft, dass eine erhebliche Öffnungs- beziehungsweise Einstechkraft zum Einbringen des längenveränderlichen Trinkhalms 100 in den Behälter B über den zweiten Halm 300 in die Spitze 230 des ersten Halms 200 eingeleitet werden kann, die dem Betrag nach vergleichbar mit der erforderlichen Verformungskraft der Elemente 220, 230 im Verbindungsbereich entspricht.
Figur 5 stellt den ersten Halm 200 mit seiner endseitigen Spitze 230 in der erfindungsgemäß vorgesehenen Herstellungsvorrichtung bestehend im Wesentlichen aus Formdorn 20 und Formwerkzeug 22 dar. In dem gezeigten Herstellungszustand wird die Spitze 230 nach dem zuvor erfolgten Schrägschnitt aufweisend einen Schnittwinkel ws durch einen Werkzeugdorn 20 nachverdichtet.

[0039] Die Nachverdichtung und plastische Verformung des Schneidkantenbereiches durch wenigstens bereichsweise Verpressung der stirnseitigen Schnittkante dient zur Modifikation, Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Papierwerkstoffes, sodass der Einsatz als Öffnungswerkzeug, das heißt Stechwerkzeug, verbessert ist. Infolge der Nachverdichtung kann optional der Schnittwinkel im Bereich der Spitze verändert sein, sodass ein vom Schnittwinkel abweichender Winkel der Spitze wp ausgebildet wird. Der Spitzenwinkel wp beträgt ca.15 bis 35 Grad, vorzugsweise ca. 25 Grad.

[0040] Alternativ oder additiv zur Nachverdichtung mit oder ohne Ausbildung des Spitzelwinkels kann ein Aufbringen oder Tränken des Papierwerkstoffes mit Kleber beziehungsweise Klebstoff, Leim, Farbe endseitig des Halmes an der Schneidkante erfolgen. Durch wenigstens einen der Nachbehandlungsschritte erreicht die Erfindung eine verbesserte Funktionalität hinsichtlich der Nutzung des längenveränderlichen Trinkhalms als Öffnungswerkzeug für Behälter, da sowohl Festigkeit als auch die Werkstoffhärte des Papiers und zusätzlich die Schneidgeometrie verbessert ist, sodass ein Durchstechen der Verpackung zuverlässiger ist.

[0041] Der Formdorn 20 verfügt über wenigstens einen konisch ausgebildeten Bereich, der als Pressschräge zur Verdichtung der Spitze ausgebildet ist. Die Nachverdichtung wird durch eine axiale Kraft-Weg-Beaufschlagung realisiert, dabei kann das nicht zwingend erforderliche, aber in Figur 3 dargestellte ein- oder mehrteilige Formwerkzeug 22 den Halm 200 außenseitig wenigstens bereichsweise umschließen und als Gegenlager, Widerlager, Anlageschulter für den Halm 200 dienen. Weiterhin kann das Formwerkzeug 22 als axiale Führung des Formdorns 20 genutzt werden.

[0042] Optional kann das Formwerkzeug 22 wenigstens eine Bohrung 22' aufweisen um beispielsweise im Rahmen eines oder mehrerer Vor- oder Nachbehandlungsschritte Feuchte, Dampf, Wasser, Leim, Klebstoff und/oder Lack oder beliebige Gemische daraus in den Spitzenbereich 230 einzubringen.

[0043] Figur 6 illustriert den ersten Halm 200 mit seiner endseitigen Spitze 230 als Ergebnis der Nachverdichtung und plastischen Verformung des Schneidkantenbereiches gemäß Figur 3 durch wenigstens bereichsweise Verpressung der stirnseitigen Schnittkante230 mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Herstellungsvorrichtung bestehend im Wesentlichen aus Formdorn 20 und Formwerkzeug 22. Der Spitzenwinkel wp beträgt ca.15 bis 35 Grad, vorzugsweise ca. 25 Grad. Der Schrägschnitt ws ist üblicherweise zwischen 30 und 60 Grad geneigt.

[0044] Figur 7 verdeutlicht den ersten Halm 200 mit seiner endseitigen Spreizung 210 in der erfindungsgemäß vorgesehenen Herstellungsvorrichtung bestehend im Wesentlichen aus Formdorn 24 und optionalem Formwerkzeug 25.

[0045] Um die Aufweitung, Spreizung 210 endseitig des ersten, inneren Halms 200 herstellen zu können und die Eigenschaften des cellulosebasierten, papierartigen Werkstoffes in geeigneter Weise zu modifizieren ist primär ein Formdorn 24 eingesetzt, der durch Kraft-Wegbeaufschlagung (weggesteuert, kraftgesteuert oder kraft-weggesteuert) in Axialrichtung mit seinem vorzugsweise konischen Dornabschnitt die Spreizung bewerkstelligt. Vor oder während dieses Herstellungsschrittes der Aufweitung 210 kann optional eine Befeuchtung und/oder Erwärmung erfolgen. Ziel ist hier, die Verformungsfähigkeit des weitgehend anisotropischen, inelastischen Papierwerkstoffes temporär zu steigern. Anschließend werden in beliebiger Reihenfolge der Spreizdorn 24 in das Innere des ersten Halms 200 stirnseitig eingebracht und optional, jedoch nicht zwingend eine Matrize, Hülsenstück, Formwerkzeug 25 am äußeren endseitigen Halmbereich angeordnet. Die Lagefixierung ist durch verschiedene Maßnahmen möglich: Kleben, Klebeband, Halterung, Klemmung.

[0046] Die Spreizung 210 erfolgt durch eine Einschubbewegung des Spreizdorns 24 in den ersten Halm 200, sodass über den wenigstens einen konischen Geometriebereich des Dorns eine konzentrische Aufweitung 210 in den Halm eingeprägt wird. Als äußere Anlagefläche kann das ein- oder mehrteilige Formwerkzeug 25 fungieren. Optional und je nach Werkstoffeigenschaft des Papiers kann das Formwerkzeug 25 und/oder der Spreizdorn 24 über eine oder mehrere radiale Bohrungen 25' verfügen die es ermöglichen, Feuchte oder Dampf oder Lack oder Leim oder Klebstoff vor und/oder während des Verformungsvorganges in den Verformungsbereich einzubringen.

[0047] Figur 8 zeigt den zweiten Halm 300 mit seiner endseitigen Verjüngung 310 und Sicke, Wulst 320 in der erfindungsgemäß vorgesehenen Herstellungsvorrichtung bestehend im Wesentlichen aus Formdorn 12 und optionalem Formwerkzeug 11.

[0048] Die endseitig an dem zweiten, äußeren Halm 300 vorgesehenen Verjüngung 310 ist korrespondierend zur Spreizung 210 des ersten Halmes 200 ausgebildet derart, dass eine konzentrischer, schräger Anlagekonus 111 beider Halme 200, 300 zueinander gebildet wird die einen weitgehenden umlaufenden Flächenkontakt unterstützt, sodass eine weitgehende Dichtheit gegenüber Flüssigkeiten oder Luft erreicht wird.

[0049] Um die Verjüngung 310 endseitig des zweiten, äußeren Halms 300 herstellen zu können ist primär ein Formdorn 12 eingesetzt, der in Axialrichtung in den zweiten Halm 300 eingebracht wird. Vor oder während dieses Herstellungsschrittes der Verjüngung 310 kann optional eine Befeuchtung und/oder Erwärmung erfolgen. Ziel ist hier ebenfalls, die Verformungsfähigkeit des weitgehend anisotropischen, inelastischen Papierwerkstoffes temporär zu steigern. Anschließend wird eine Matrize, Hülsenstück, Formwerkzeug 11 am äußeren endseitigen Halmbereich angeordnet.

[0050] Die Verjüngung 310 erfolgt durch das Zusammenwirken von Formdorn 12 als Anlagefläche und ein- oder mehrteilige Formwerkzeug 11. Optional und je nach Werkstoffeigenschaft des Papiers kann das Formwerkzeug 11 und/oder der Spreizdorn 12 über eine oder mehrere radiale Bohrungen 11' verfügen die es ermöglichen, Feuchte oder Dampf oder Lack oder Leim oder Klebstoff vor und/oder während des Verformungsvorganges in den Verformungsbereich einzubringen.

[0051] Figur 9 bildet den längenveränderlichen Trinkhalm 100 in seiner Funktion als Öffnungshilfe, Einstechwerkzeug zusammen mit einem zu öffnenden Behälter B ab. Vorzugsweise, aber nicht zwingend erforderlich ist der längenveränderliche Trinkhalm 100 durch den Verbindungsbereich 110 in seiner Maximallängenposition arretiert, sodass eine in Axialrichtung des Trinkhalmes wirkende Stechkraft auf den Behälter B aufgebracht werden kann. Durch die Spitze 230 wirkt die Axialkraft auf die Behälterwandung oder einen dafür vorgesehenen Bereich der Wandung mit verringerter Festigkeit und durchstößt die Behälterhülle.

[0052] Die Figur 10 zeigt den längenveränderlichen Trinkhalm 100 in seiner Funktion als Trinkhilfe nach dem Einbringen in den Behälter B und Eintauchen in das zu konsumierende Produkt im Behälterinnern. Die Erfindung sieht eine Gesamt-Maximallänge des Trinkhalms 100 abgestimmt auf die Behältergröße vor, dass auch bei maximaler Längenerstreckung des Trinkhalms 100 in den Behälter (vorzugsweise in diagonaler Richtung bis in eine Behälterecke hinein) eine derart große Auskragung des Trinkhalmes 100 über die Behälterwandung gewährleistet ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Mund, die Lippen des Benutzers keinen Kontakt mit dem möglicherweise verschmutzten Behälter hat.

[0053] Figur 11 umfasst eine mögliche Prozessstrecke zur Herstellung und Verpackung von längenveränderlichen Trinkhalmen 100 unter besonderer Berücksichtigung des Cellulose-Basiswerkstoffes für dessen Halme 200, 300. Die Darstellung ist am Materialfluss und den jeweiligen Bearbeitungsprozessschritten orientiert. Die cellulosebasierten Halme 200, 300 werden dabei dem Prozess zunächst als noch zu bearbeitende Halbzeuge zugeführt und sodann schrittweise erfindungsgemäß geformt, behandelt, zu einem längenveränderlichen Trinkhalm 100 zusammengebaut und verpackt

Ansprüche

1. Längenveränderlicher Trinkhalm (100) zur Öffnung und Entnahme von fließfähigem Produkt aus einem Behälter B aufweisend einen ersten Halm (200) und wenigstens einen zweiten Halm (300), wobei der erste und der wenigstens zweite Halm (200, 300) derart ausgebildet sind das ein Ineinanderschieben unterstützt ist und die Halme (200, 300) auf einem Cellulose- oder Papierausgangsmaterial basieren, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Endlage der Halme (200, 300) zueinander ein Verbindungsbereich (110) mit einer Anlagefläche (111) gebildet ist, sodass der Verbindungsbereich (110) weitgehend Gas- und Flüssigkeitsdicht ist und weiterhin eine Anlageschulter (112) aufweist, sodass eine Arretierfunktion unterstützt ist.

2. Längenveränderlicher Trinkhalm (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinrichtung und die Abdichtungsfunktion in konstruktiv voneinander getrennten Bereichen, Abschnitten, korrespondierenden Halmflächen ausgebildet sind.

3. Längenveränderlicher Trinkhalm (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (111) des Verbindungsbereiches (110) durch eine Spreizung (210) des ersten Halmes (200) und eine Verjüngung (310) des zweiten Halmes (300) gebildet ist.

4. Längenveränderlicher Trinkhalm (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageschulter (112) des Verbindungsbereiches (110) durch eine Sicke, Wulst (320) gebildet ist, die mit einem Stirnflächenbereich des ersten Halmes (200) korrespondiert.

5. Längenveränderlicher Trinkhalm (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageschulter (112) des Verbindungsbereiches (110) durch eine Sicke, Wulst (320) gebildet ist, die mit einer Vertiefung, Rilllinie oder Nut des ersten Halmes (200) korrespondiert.

6. Längenveränderlicher Trinkhalm (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Halm (200, 300) im Verbindungsbereich (110) durch eine darüber hinausgehende rohrförmige Verlängerung (211, 311) aufweist, sodass die Radialführung des Verbindungsbereiches (110) unterstützt ist.

7. Längenveränderlicher Trinkhalm (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (110) durch eine Hülse (400) ergänzt ist.

8. Längenveränderlicher Trinkhalm (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (400) wenigstens eine Funktionsfläche (410) aufweist, sodass die Abdichtungsfunktion unterstützt ist.

9. Längenveränderlicher Trinkhalm (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinrichtung und die Abdichtungsfunktion integrativ in wenigstens einer korrespondierenden Halmflächenpaarung (111, 112) ausgebildet ist.

10. Längenveränderlicher Trinkhalm (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine korrespondierende Halmflächenpaarung (111, 112) durch wenigstens eine Nut (220) und wenigstens eine Sicke (320) gebildet sind.

11. Längenveränderlicher Trinkhalm (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass endseitig eines Halmes (200, 300) und auf der dem Verbindungsbereich (110) abgewandten Halmseite eine Spitze (230) und, oder eine Verjüngung (310) vorgesehen ist.

12. Längenveränderlicher Trinkhalm (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (230) einen Spitzenwinkel wp aufweist, der 15 bis 35 Grad und vorzugsweise 25 Grad beträgt.

13. Längenveränderlicher Trinkhalm (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (230) einen Schnittwinkel ws aufweist, der 30 bis 60 Grad beträgt.

14. Längenveränderlicher Trinkhalm (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Endbereich eines Halmes (200, 300) durch Verdichtung, Leim, Klebstoff, Lack, Wärme, Wasser oder Dampf vor- oder nachbehandelt ist.

15. Verfahren zur Herstellung eines endseitigen Bereiches eines cellulose- oder papierbasierten Halmes (200, 300) eines längenveränderlichen Trinkhalms (100) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Formänderung des Endbereiches (210, 230, 310) durch einen Umformprozess mittels eines Formdorns (12, 20, 24) und, oder eines Formwerkzeuges (11, 22, 25) erfolgt.

16. Verfahren zur Herstellung eines endseitigen Bereiches eines cellulose- oder papierbasierten Halmes (200, 300) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass vor, während oder nach dem Umformprozess Feuchte, Wasser, Dampf und, oder Leim und, oder Klebstoff (F, D, W, L, K) vorzugsweise im Bereich der Umformung eingebracht wird.

Zeichnung