由纸质材料制成的杯子的制作方法

专利名称：由纸质材料制成的杯子的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种由纸质材料制成的杯子，具有能够填充的内腔， 该内腔由圓锥形的杯壳和杯底构成，其中所述杯底在所述内腔的下端 部上以边沿基本上液密地固定在所述杯壳上。
此外，本发明涉及一种用于由纸质材料制造杯子的方法，该杯子 包括圓锥形的杯壳和在所述杯壳的较小的圃周的区域中通过边沿来固 定的杯底。
背景技术：
这种类型的杯子通过JP2001-192015A成为现有技术。已知的杯子 的边沿向下扩径。所述扩径用于固定外壳，所述外壳在形成空腔的情 况下将限定内腔的杯壳包围。因为所述边沿的扩径部确定了内壳和外 壳之间的间距，所以所述边沿的扩径部必须沿圓周环绕。所述边沿不 能进行部分扩径。所述外壳围绕着所述边沿放置，向里翻入并且固定 在那里。在将所述外壳固定在所述边沿上时会导致边沿的密封性受到 影响。此外，通过翻边来固定外壳十分麻烦。
在已知的杯子中，外壳完全将边沿包围，从而从外面不再能看见 边沿。因此在从里面将所述外壳翻边并固定在边沿上时，不再能够从 外面进行反向固定 所述外壳仅仅可以以4艮小的由所述边沿本身可以 承受的力从里面压紧。如果压紧力太高，那么所述边沿就会扯断，另 一方面，如果压紧力太低，那么所述外壳的固定就会有缺陷。在通过
脱的情况，因为在封贴向里翻入的外壳时不再能够从外面向边沿施加 反压力。
在由纸质材料制成的杯子上，边沿是杯子的非常重要的元件。所 述边沿对杯壳和杯底之间的连接来说是必要的。在所述边沿上，至少 两个材料层沿厚度方向上下放置，也就是说所述杯底的材料和所述限 界内腔的杯壳的材料上下放置。优选所述杯底构造为盆状，其敞开侧 背向所迷杯子的填充口 ，所述至少两个材料层因而优选沿所述盆状的 杯底的壁体布置。此外可以规定，比如将所述杯壳围绕着杯底的材料进行翻边，并且所述边沿由三个或者更多个材料层构成。所述杯底的 材料与杯壳的材料在所述边沿的区域中粘接或者封贴在一起，用于至 少在 一 定时间间隔里是液密的。
用来制造杯底和杯壳的"纸质材料"这个概念，在此可以是指不 同的材料，所述材料具有至少一个由纸、厚纸或纸板制成的层。此外， 所述材料可以具有一个或者多个由塑料和/或铝制成的层。也可以规定， 给所述纸质材料涂蜡或者上漆，用于相对于有待注入内腔中的液体具 有耐受性。优选所述纸质材料至少在限定内腔的一侧上涂有优选由聚 乙烯构成的薄的塑料层。与纯粹的塑料材料相反，这样的纸质材料的 可塑性以及尤其延展性受到限制，在变形太过严重时，所述纸质材料 本身或者所设置的涂层也会扯破，使得密封性受到影响。因此，在由 纸质材料制成的杯子中，边沿是重要的不能省去的结构特征。

发明内容
本发明的任务是，简化开头所述类型的杯子的可制造性并且避免 在所述边沿上的密封性问题。
该任务通过以下方式得到解决，即所述杯壳和/或杯底在边沿的区 域中和/或所述边沿本身至少在沿圓周的区域中具有向外伸出的扩径 部，并且下边缘构成所述杯子的支承面。
该任务在方法方面通过以下方式得到解决，也就是使用具有可填 充的内腔的基本上液密的半成品，在所迷半成品上，将所述杯壳和/或径。
所述杯子的支承面通过所述扩径部得到扩大，即使所述扩径部比 如仅仅是部分的，由此所迷杯子具有得到改进的稳固性。所述扩径部 在此没有或者没有完全被外壳所覆盖，使得所述杯壳或杯底的材料直 接形成所述支承面。所述边沿由此在其密封性方面不会因外壳的附加 材料的设置而受到影响。在优选的设计方案中，所述扩径部连贯地并 且均匀地沿圓周成形。如果给所述纸质材料进行涂层，那么有利的是 仅仅以如此大的程度来成形所述扩径部，使得所述涂层不会撕破。
在此使用半成品，在该半成品上所述杯底和杯壳在所述边沿的区 域中已经进行液密连接，由此所述扩径部可以在不影响边沿的密封性 的情况下成形在所述边沿上。有利的是，使用一种半成品，在该半成品中，所述边沿沿轴向剖面看基本上平行于所述杯子的中间轴线延伸，因此在该杯子中在杯子横截面为圓形的情况下所述边沿基本上圓柱形地延伸。也可以规定，仅仅部分地在沿圆周的区域中进行扩径。由于不再以圃锥方式缩小的边沿或者部分的扩径部，所需要的纸质材料的延展性更小并且降低形成裂紋的危险。尽管如此，所述杯子的稳固性通过扩大的支承面得到提高。
在本发明的有利的设计方案中，所述边沿没有在其整个高度上扩径。优选所述边沿的与杯底邻接的区域保持其原始形状，而所述边沿的下边缘则进行扩径。边沿上的扩径部的高度在此可以大致相应于边沿的高度的一半。所述边沿而后沿轴向剖面看相对于所述杯子的中间轴线具有不同的倾角，其中所述边沿在下边缘的区域中以扩大的倾角进行扩径。所述边沿具有两个不同的履行不同功能的高度区域。上面的高度区域用于对所述能够填充的内腔进行密封，并且基本上液密地将圆锥形的杯壳与杯底相连接。在所述边沿的下面的高度区域中，对所述限界内腔的杯壳的材料和/或所述杯底的壁体进行扩径并且所述杯底以其下边缘形成所述杯子的扩大的支承面，在这个高度区域中，不再一定需要在所述杯底的材料和杯壳的材料之间进行液密的连接。
有利的是，对所述杯壳或杯底的材料在边沿的区域中-至少在下边缘的区域中-在扩径之前和/或扩径时进行预热。这种预热比如可以通过向所述边沿吹入热空气或者通过经过预热的扩径工具来进行。优选如此选择温度，使得在所述纸质材料上存在的塑料层还没有达到其熔点，而仅仅是变得稍微软一些。
有利的是，扩径工具具有至少两个元件，这两个元件中其中一个元件从里面使所述边沿扩径，而第二元件则作为配对工具从外面抵靠着所述边沿。由此可以保证，即使在所述边沿受到加热时，在杯壳和杯底之间的液密的连接也不会松开。所述扩径工具的两个元件在此比如可以由径向活动的卡爪、径向活动的芯棒或者由沿着边沿的圆周环绕的滚轮构成。
按本发明的杯子可以用在许多方面，因为它不仅可以在没有外壳的情况下使用而且可以与不同的外壳一起使用。优选设置绝热的杯壳，该杯壳在形成空腔的情况下部分地将所述限界内腔的杯壳包围。在对所述边沿进行扩径之前，在此优选将所述外壳沿所述中间轴线推到所
7述限界内腔的圆锥形的杯壳上并且加以固定。
边沿上的扩径部可以非常有利地用于改进所述杯子的叠放性能。
能够叠放的杯子比如通过EP 1 227 042 Bl得到公开。所公开的杯子的限界内腔的杯壳具有用于保持另外一个相同类型的杯子的第一机构。
有保持用的第二机构。^述保持用的第二机构由设置在所述外壳的下端部上的并且指向里面的巻边构成。在叠放杯子时，所述设置在外壳上的保持用的第二机构可以与设置在同样类型的杯子上的保持用的第一机构共同作用。多个上下叠放的杯子由此形成稳定的杯子堆，在该杯子堆中，所叠放的杯子可靠地上下直立，但没有彼此卡住。因为防止所叠放的杯子被卡住，所以杯子堆的杯子又可以很好地分开。
所公开的杯子的缺点是，在叠放时出现的力通过所述限界内腔的杯壳以及通过所述外壳来传递。在杯子内部必须从所述保持用的第一机构传递到所迷保持用的第二机构上的力首先通过所述限界内腔的杯壳传递到处于内壳和外壳之间的连接处并且通过这个连接处传递到所述外壳上。在所述外壳中，所述力而后传递给构造为巻边的保持用的第二机构并且在那里传递给下一个杯子。由此，不仅所述内壳而且所
述外壳都必须设计得足够稳定，用于能够承受所出现的力。此外，所述在外壳和内壳之间的连接处也必须根据出现的最大的力设计。
按EP 1 227 042 Bl的杯子的设计自由度以不利的方式受到限制，因为所述设置在外壳上的保持用的第二机构总是必须与用于保持另外一个相同类型的杯子的笫一机构的尺寸以及有待传递的力相匹配。不可能为所述外壳配设任意的形状或者任意改变其形状。此外，不可能在需要时在不失去良好的叠放性能的情况下去除所迷外壳。
在按本发明的杯子上，在所迷边沿上布置了用于保持另一个相同类型的杯子的机构，该机构在叠放杯子时可以与相同类型的杯子共同作用。所述保持用的机构有利地由所述扩径部来构成。优选规定，在所述限界内腔的杯壳上布置了保持用的第一机构，所述第一机构在叠放杯子时可以与设置在相同类型的杯子的扩径部上的保持用的第二机构共同作用。
能够叠放的杯子优选通过一种具有以下方法步骤的方法来制造-在所述限界内腔的杯壳上成形至少一个用于保持另一个相同类型
8的杯子的第一机构；
-在所述边沿上成形保持用的第二机构，该第二机构在叠放杯子时可以与设置在相同类型的杯子上的保持用的第一机构共同作用。
所述保持用的第二机构在此布置在所述限界内腔的杯壳上或者杯底上或者边沿上，所述限界内腔的杯壳通过所述边沿与杯底相连接。在任何情况下，所述保持用的第二机构设置在杯子的与所述能够填充的内腔相接触的元件上。
将所述保持用的第一和第二机构成形在作为半成品预加工的杯子上的优点是，可以在传统的制杯机上制造所述半成品，在所述制杯机后面布置用于使这些保持机构成形的装置，
按本发明的杯子的优点是，它也可以在不存在外壳的情况下可靠且稳定地叠放并且又可以在不被卡住的情况下再度拆分。如果规定为所述杯子配设绝热的外壳，那么该外壳可以在很大程度上独立地并且在没有在EP 1 227 042 Bl所述的杯子上存在的限制的情况下构成。在
机构传递到所述保持用的第二机构上。外壳由此不一定需要。尽管如此如果存在外壳，那么该外壳不会因在叠放时出现的力而受到负荷。所述限界内腔的杯壳通过边沿与杯底相连接，所述边沿是所述杯子的非常稳定的部分并且尤其适合于承受力。在叠放时出现的力基本上通过所述限界内腔的杯壳从所述保持用的第一机构传递到所述保持用的可以由所述边沿上的扩径部构成的第二机构上。由此可以构成非常稳定的具有许多杯子的杯子堆，如果所述杯子堆经受撞击或者比如猛然放到底座上，所述杯子而后也不会楔入彼此当中。所述限界内腔的杯壳和杯底本来就足够牢固，用于承受在叠放时出现的力，因为它们也必须承受在填充时出现的力。
为了防止在叠放时多个杯子被卡住，有利的是，所迷保持用的第二机构的尺寸与用于保持另外一个相同类型的杯子的第一机构的尺寸相匹配。用于保持另外一个相同类型的杯子的第一机构在此本身可以为任意造型。重要的是，成形一种轮廓，该轮廊可以承受沿所述杯子的轴向方向作用的力，也就是在叠放时在两个杯子之间作用的力。所述保持用的第一机构优选构造为肋或者筋条，所述肋或筋条至少在沿圆周的区域中成形在所述限界内腔的杯壳中。所述肋或者筋条在此可以沿圆周构造为连贯的或者设有中断。
现在如果在本发明的设计方案中规定，所述杯子具有绝热的外壳，那么在这种情况下所述绝热的外壳本身的设计方案是任意的。所述外壳比如可以由塑料-纸-材料或者复合材料制成。为改进绝热作用，所述外壳也可以是起波紋的、开槽紋的、压花的或者设有发泡的层。所述外壳也可以构造为多层的，比如可以设置起波的中间层，该中间层被平坦地放置在其上面的外层所覆盖.按本发明的杯子可以不依赖于所述外壳来叠放，由此同一个内杯可以以简单的和几乎任意的方式与极为不同的外壳相组合。在不改变所述内杯或者构成所述能够填充的内腔的元件的形状及尺寸的情况下，可以提供具有不同的视觉和触觉外观的不同的杯子，因为所述杯子的使用者所感觉到的外观主要通过所述外壳的造型来确定。
在用于制造双壁杯子的方法中，有利的是执行以下方法步骤-在限界内腔的杯壳上成形至少一个用于保持另一个相同类型的杯子的笫一机构；
-将所述外壳套到限界内腔的圆锥形杯壳上；-将所述外壳固定在限界内腔的杯壳上；
-在边沿上成形保持用的第二机构，该笫二机构在叠放杯子时可以与设置在相同类型的杯子上的保持用的第一机构共同作用。
在此比如可以通过封贴或者胶合将所述外壳固定在内杯上。由此在所述外壳和所述限界内腔的杯壳之间建立可靠的连接，从而即使所迷外壳仅仅具有微小的高度也可靠地防止所述外壳滑动。
为了实现所述杯子的良好的外观，有利的是，所述外壳在所述用于保持另一个相同类型的杯子的第一机构下方或者甚至在杯底的下方终止。所述设置在内壳上的保持用的第一机构由此被所述外壳所覆盖，并且从外面不再能够看见。此外，有利的是，所述外壳在所述边沿的扩径部上方终止。优选所述边沿上的扩径通过布置在所述边沿的外部和内部的工具的共同作用来进行，而所述早已套到限界内腔的杯壳上的外壳不会妨碍所述扩径部的成形。所述扩径部由此可以非常精确地成形。为了在所述外壳的下方留下用于放置工具的空间，在所述外壳和扩径部之间优选设置超过l毫米尤其超过2毫米的间距。
所述扩径部有利地如此向外扩径，使得抵靠在所述扩径部的下边缘上的平行于所述限界内腔的杯壳的平行线以一定的间距在所述限界 内腔的杯壳外部延伸。为了使所设置的外壳不妨碍杯子的叠放，有利 的是，所述外壳的外轮廓处于所述平行于限界内腔的杯壳的平行线内 部，该平行线抵靠在所述边沿的扩径部上。


本发明的其它优点和特征从权利要求和一些实施例的以下说明并 结合附图来获得。所示出的和所说明的不同的实施方式的单个特征在
此可以以任意方式进行组合而不超出本发明的范围。其中
图1是按本发明的杯子的纵剖面，
图2是两个叠放的杯子的类似于图1的视图，
图3是设有多个部分的扩径部的边沿的沿图2的剖切面HI-IH的 剖视图，
图4到7是不同结构的部分示出的杯子的类似于图1的视图，其 中设置了不同的外壳，
图8是设有多个部分的扩径部和处于其之间的空隙的边沿的类似 于图1的纵剖面，
图9A到9K是按本发明的杯子的不同实施方式的在边沿的区域中 的示意性的且仅仅部分示出的纵剖面。
具体实施例方式
在图1中示出的杯子1主要包括圆锥形的杯壳2和盆状的杯底3。 如此布置所述盆状的杯底3的敞开侧，使得其背向所述杯子1的填充 口。所述杯底3以其壁体31在所述杯壳2的较小的圓周的区域中通过 边沿4与所述杯壳2进行液密地连接。在所述边沿4的区域中，所述 杯壳2的材料围绕着所述杯底3的壁体31放置并且向里翻入。所述杯 壳2和杯底3形成了所述杯子1的能够填充的内腔5。该能够填充的内 腔5具有高度A。限界内腔5的杯壳2在其上边缘上也就是在较大的圆 周的区域中具有向外巻边的将所述填充口包围的巻口 6(Mundrolle)。
在此应该如此理解所述杯壳2的"圆锥"特性，也就是所述杯壳2 在图1所示出的纵剖面中从所述巻口 6到所述杯底3逐渐缩小。所述 杯壳2在此在所述能够填充的内腔5的区域中相对于所述杯子1的中 间轴线13具有倾角ot。在此所述杯壳2在橫截面中具有何种形状是无 关紧要的。所述杯壳2在横截面中比如可以为圆形、椭圆形或者也可以是具 有倒圆的棱角的矩形，所述杯子1在所述圓锥形的杯壳2的横截面为 圆形的情况下具有类似于截顶圓锥的形状，而其在所述圆锥形的杯壳2 的横截面为矩形的情况下具有截顶方棱锥式的形状。
边沿4至少在沿其圆周的区域中具有向外伸出的扩径部10。所述 边沿4上的扩径部10的下边缘14形成所述杯子1的支承面。所述杯子 1在使用时立于其支承面上，该支承面通过所述扩径部IO扩大。由此 使所述杯子1难以倾翻。所述扩径部IO优选沿所述边沿4的圆周环绕 地构成。
所述向外伸出的扩径部IO也形成用于保持另一个相同类型的杯子 l，的机构9，该机构9在叠放所述杯子1时可以与相同类型的杯子1， 共同作用。图2示出了杯子1在相同类型的杯子l，中的叠放，所述扩 径部IO作为用于叠放杯子1的机构9在此比如可以与限界内腔5，的杯 壳2，共同作用。其它的用于叠放的机构不一定需要。
优选所述限界内腔5的杯壳2具有至少一个用于保持另外一个相 同类型的杯子l的笫一机构7，该第一机构7本身可以任意成形，重要 的是，所述保持用的第一机构7具有至少一种轮廓，该轮廓可以承受 沿所述杯子1的中间轴线13的方向作用的力，也就是在叠放时在两个 杯子之间作用的力。所述保持用的第一机构7比如可以由伸入所述杯 子1的内腔中的筋条或者肋8构成。在所迷边沿4上所述限界内腔5 的杯壳2围绕着盆状深拉的杯底3巻边并且被液密地密封，在所述边 沿4上布置了所提到的扩径部IO形式的第二机构9。
所述保持用的第二机构9的尺寸Y与用于保持另外一个相同类型 的杯子l，的第一机构7的尺寸X相匹配。在所述杯子1的横截面为圓 形的情况下，所述保持用的第一机构7的尺寸X相应于所述杯壳2在 肋8上方的内直径。所述保持用的第二机构9的尺寸Y相应于所述边 沿上的扩径部10的最大外直径，也就是相应于将所述扩径部10包围 的直径。有利地如此匹配所述尺寸X和Y,使得将所述尺寸Y选择得 稍小于或者最大等于所述尺寸X。
在图2所示出的杯子1和l，上清楚地看出所述保持用的第一机构7 和第二机构9的共同作用。所述杯子l，的设置在限界内腔5'的杯壳2， 上的第一机构7，接纳着所述杯子1的第二机构9。设置在杯子1的边沿
124上的扩径部IO以及尤其所述扩径部10的下端部在此支撑在肋8，上， 而肋8，则成形在杯壳2，中。通过所提到的将保持用的第一机构7的尺 寸X与保持用的第二机构9的尺寸Y相匹配，保证所述杯子1的扩径 部IO稳定而可靠地直立在相同类型的杯子l，的肋8，上，而不会卡在所 述圓锥形的杯壳2，中。在叠放时沿所述中间轴线13出现的力比如所述 杯子1以及可能还在其上面叠放的杯子的重力可靠地被作为保持用的 机构7'的肋8，所承受并且通过所述杯壳2，一直传递给下面的杯子l，的 边沿4，的下边缘14，，并且从处于下边缘14，上的支承面传递给底座。 即使沿所述中间轴线13的方向出现非常高的力，也保证在拆分时可容 易地取出杯子1或者说r。
为了在所述扩径部10成形时不影响所述边沿4的密封性，有利的 是，所述扩径部10的高度B-如可以在图1中看出-小于所述边沿4的 总高度Z。通过所述扩径部10的较小的高度B，在所述边沿上留下高 度区域C，该高度区域C承担在所述限界内腔5的杯壳2和所述杯底3 之间的密封。在此，所述高度B优选大致相当于高度Z的一半。沿图 1的轴向剖面看，所述边沿4相对于所述杯子1的中间轴线13具有不 同的倾角P和Y 。所述边沿4的高度区域B的倾角P在此在任何情况 下都如此定向，使得所述边沿朝所述下边缘14扩径并且在其下边缘14 上具有最大的尺寸Y，也就是平行于所述中间轴线13看，所述边沿4 的下边缘14构成所述边沿4的与所述中间轴线13间隔最远的区域。 在所示出的情况中，所述边沿4在所述高度区域C中还以倾角Y逐渐 缩小，该倾角y相应于所述杯壳2在内腔5的区域中的倾角ct。所述 扩径部IO在任何情况下都一直延续到构成所述支承面的下边缘14。所 述边沿4的其它可能的设计方案还要在下面借助于图9进行说明。
将扩径部10包围的直径Y在此优选大于包围着所述杯底3的与内 腔5相接触的区域的直径D。为了能够进行有效的叠放并且使叠放高 度不变得不必要得高，有利的是，布置在限界内腔5的杯壳2上的保 持用的机构7在所迷杯底3上方没有布置得高于所述内腔5的高度A 的三分之一。即使省去所述机构7并且所述扩径部IO直接支撑在所述 杯壳2的圓锥形的区域上，将扩径部10包围的直径Y也优选小于在所 述杯底3上方的大致为高度A的三分之一的高度上的将所述杯壳2的 内轮廊包围的直径。在无扩径的高度区域C中，所述边沿4的一部分保持其原始形状 并且没有进行扩径，该高度区域C尤其对按本发明的用于制造能够叠 放的杯子1的方法来说是重要的，在该方法中使用具有能够填充的内 腔5的半成品，该半成品包括所述圓锥形的杯壳2和早已液密地固定 在其中的杯底3。所述半成品因此具有边沿4，但该边沿4还不包含扩 径部10。在所述半成品上，成形了作为保持用的笫一机构7的肋8和 作为保持用的第二机构9的扩径部10。这种方法的优点是，所述半成 品可以在传统的制杯机上制造。而后在这种传统的制杯机后面将所述 半成品输送给将所述保持用的第一机构7和所述保持用的第二机构9 成形在所述半成品上并且制成能够叠放的杯子1的装置。通过保持未 变形的高度区域C，所述边沿4的密封性没有受到影响。
所述筋条或者肋8可以通过成型工具来压制或滚轧，所述成型工 具沿所述杯子1的轴向方向或者径向方向朝所述杯壳2进给。所述边 沿4上的扩径部10比如可以通过锥形的芯棒来成形，该芯棒从下侧面 朝所述边沿4进给。必要时，可以对所述边沿4进行加热用于成形所 述扩径部10。因为相对于所述边沿4的表面执行滑动运动的成型工具 非常容易导致形成褶皱，所以同样有利的是，借助于滚轧工具或者径 向撑开的工具来成形所述扩径部10。在此有利的是，将相应造型的配 对工具朝所述边沿4的外圆周进给，用于支持所述扩径部IO的成形。
图3示出了所述边沿4上的扩径部IO的一种特殊的设计方案。在 此按图3的扩径部IO没有在所述边沿4的整个圆周上环绕地构成。取 而代之的是，均匀地在圓周上分布着四个扩径部10，在其之间分别设 置了无扩径的区域ll，该区域ll基本上相应于所述边沿4的原始轮廓， 结合在整个圓周上环绕的肋8,在将杯子1叠放在相同类型的杯子1， 中时，在所述杯子l，的杯壳2，或者il肋8，与所述杯子1的未扩径的区 域11之间形成气孔12，所述气孔12可以方便拆分杯子。通过所述气 孔12，在将杯子1从杯子l，中取出时，来自周围的空气流入所述杯子 l，的内腔5，的处于杯子1的杯底3下面的区域中，从而不会在那里形成 反抗所述杯子1的取出运动的负压。
在图3的部分的扩径部IO的另一种设计方案中，除了在所述四个 扩径部IO之间的区域11的凹入结构之外，该区域11也可以构造为直 线的或者轻微凸出的。所述边沿4的轮廓可以是多边形的，其中棱角当然已倒圓a此外如在图8中示出的可以规定，所述边沿在按图3的
区域ll中具有空隙111、缝隙或者解裂槽。尤其如果所述扩径部IO较 远地向外伸出，那就会出现所述杯壳2的在下边缘14处的纸质材料不 受控制地被撕破。为了防止不受控制的撕破，可以如在图8中示出的 一样，在处于所述扩径部10之间的区域11中冲制出空隙lll或者缝隙， 所述空隙111或者缝隙在所述边沿4的高度区域B上延伸，该高度区 域B不需要用于所述边沿4的密封性。所述空隙111的高度在此依赖 于所述边沿4上的材料的延展性而不同，但是不会明显超出所述高度 区域B，从而留下足够大的高度区域C用于密封。所述空隙lll要么 可以早已在由杯壳2和杯底3制造半成品之前设置在所迷杯壳2的下 料中，但也可以在扩径之前才加入到制成的边沿4中。
尽管在图1到3中没有示出，但有利的是，为所述杯子1配设按 图4到7之一的外壳，该外壳优选在形成空腔的情况下将所述限界内 腔5的杯壳2包围。为了不影响所述杯子1的叠放，有利的是，所述 外壳的外轮廓处于平行于所述限界内腔5的杯壳2的平行线15之内， 其中所述平行线15抵靠在所述边沿4的扩径部10上。只要外壳处于 在所述平行线15和限界内腔5的杯壳2之间的空间16内部，那么所述 杯子的叠放性能就绝不会受到影响。由此没有为设计自由度设置任何 限制。此外，可以给所述杯子1的共同结构配设不同的外壳，而不必 改变所述保持用的第一机构7和所述保持用的第二机构9。下面借助于 图4到7对这样的外壳的一些可行的设计方案进行说明。
在图4到7中示出的杯子1分别具有绝热的外壳417、 517、 617 和717，这些外壳在形成空腔18的情况下部分地将所述限界内腔5的 杯壳2包围。这样的杯子也称为双壁的绝热杯，在这些绝热杯中处于 所述外壳417、 517、 617、 717之内的杯壳2连同所述杯底3也可以称 为"内杯"。用于保持另一个相同类型的杯子l，的第一机构7和所述 保持用的第二机构9相应地类似于在图1中所说明的变型方案来构造， 从而可以省去重复说明。
在制造按图4到7的双壁的杯子1时，将保持用的第一机构7成形 在作为半成品输入也可以已经具有巻口 6的内杯上。随后将所述外壳 417、 517、 617或者说717套上并固定在限界内腔5的杯壳2上。作为 最后一个步骤，成形所述保持用的第二机构9。这样做的优点是，所述保持用的笫二机构9不妨碍套上所述外壳417、 517、 617、 717，并且 比如所述扩径部10的尺寸Y可以大于所述外壳417、 517、 617、 717 的内轮廓。
在图4中示出的杯子l的外壳417基本上平行于所述限界内腔的杯 壳2布置。所述外壳417在上端部上和在下端部上分别具有指向里面
壳2上。可以规定，所述外壳417比如通过胶合固定在所述巻边419 和/或420的区域中。所述外壳417的高度可以如通过虚线示出的巻边 420，所表示的一样按需要而有所不同。尤其有利的是，所述外壳417 的一种相应于所示出的巻边420的高度，此时所述外壳417在所述边 沿4的扩径部IO上方并且在所述杯底3的下方终止。优选在所述外壳 417和所述扩径部IO之间的间距E大致为1到2毫米。所述外壳417 的这样的高度也在已经套上外壳417时保证在高度区域B中从外面接 近所述边沿4，从而没有因所述外壳417而妨碍用在径向上从外面进给 的工具来成形所述扩径部10。所述巻边420在所述边沿4的区域中支 撑在内壳5上，由此所述外壳417变得非常稳定。同时，所述外壳417 也遮住所述保持用的第一机构7，从而从外面看不见该第一机构7。所 述肋48与图l相反向外成形。所述保持用的机构7的力承受能力由此 可以得到提高，因为所述肋48的伸展的纸质材料比图1的肋8的压缩 的纸质材料具有更高的稳定性。
在图5中，所述限界内腔5的杯壳2在所述巻口 6下方的区域中具 有凸肩21的形式的跳跃式的尺寸变化，该凸肩21从杯底3到巻口 6 看作为跳跃式的横截面加宽部来示出。所述外壳517在处于所述巻口 6 和凸肩21之间的区域中比如通过封贴或者胶合与限界内腔5的杯壳2 相连接。所述外壳517在其下端部上具有指向里面的类似于巻边420 的巻边520，该巻边520也可以在更上面处于以虚线示出的位置520， 中。在所述杯底3的上方终止的外壳517经常引起足够的绝热作用并 且具有降低用于所述外壳517的材料需求的优点。作为替代方案，所 述巻边520的高度位置也可以根据在图4下面所说明的选择标准来确 定并且处于更下面。所述保持用的机构7在这里构造为已倒圆的筋条 58，其中所述筋条58不需要完整地环绕压制，而是也可以非常有利地 由杯壳2中的仅仅点状的压花构成。
16与图5的示意图所不同的是，所述杯子1在所述凸肩21的区域中 也可以构造为其它结构。图5A显著放大地示出了在所述凸肩21的区 域中有利的变型方案。所述限界内腔5的杯壳2的、处于所述巻口 6 和凸肩21之间的并且在图5A中用附图标记25表示的区域与按图5的 示意图相反相对于所述中间轴线13具有不同于其余的杯壳2的倾角。 在图5A中，所述杯壳2的处于所述巻口 6和凸肩21之间的区域25大 致平行于所述中间轴线13延伸。为了使所述外壳517在套到所述内杯 1上时可以推到所述巻口 6下面一点点，将所述外壳517的上边缘区域 26稍微向里压缩。因而所述边缘区域26没有均匀地延续所述圓锥形的 外壳517，而是具有变得更小一点的直径。如果所述外壳517如在图 5A中示出的一样以其上边缘稍许插入所述巻口 16中，那就获得所述 杯子1的特别好的外观，因为不再能够看见所述外壳517的上边缘。 如果所述外壳517在没有示出的设计方案中还进一步插入所述巻口 6 中，那么通过所述巻口 6的材料来夹紧外壳517，由此固定所述外壳 517。对于某些应用情况来说，将所述外壳517夹紧在所述巻口 6中作 为所述外壳517的唯一固定就可能足够了。
图6示出了外壳617的变型方案，在该变型方案中所述空腔18在 上面的区域中具有其最大的厚度，并且向下逐渐变细。在所述外壳617 的上端部上设置了指向里面的巻边619，该巻边619可以支撑在限界内 腔5的杯壳2上。所述外壳617同样可以在所述边沿4的上方或者如示
封贴在那里。图6A示出了一种^代方案，在该;代方案中所述外壳 617同样没有平行于所述杯壳2延伸。外壳617，在所述巻口 6的下方平 坦地封贴并且所述空腔18的厚度向下增大。在下端部上，所述外壳617， 以类似于巻边420的巻边620支撑在所述杯壳2上。图6A的杯子1没 有肋68。这样在叠放时所述扩径部IO在没有其它用于叠放的机构的情 况下与另一个相同类型的杯子l，共同作用，并且直接支撑在所述限界 内腔5的杯壳2上。
图7示出了外壳717，该外壳717将限界内腔5的杯壳2紧密包围 并且基本上密封地贴在整个表面上。这样的外壳717是足够的，如果 对所述杯子1的绝热作用的要求不是特别的高。此外，密封贴靠的外 壳717可以改进所述杯子1的稳定性，因为所述杯壳2在实际上在其整个高度上支撑在所述外壳717上，在此优选再度通过封贴或者胶合 来固定所述外壳717，其中可以在单个的区域中或者也可以全表面地进 行固定。在所述外壳717的设计方案中，在所迷外壳717中可以设置 指向外面的压花23。所述压花23可以是用于构造所述杯子的设计元素， 所述设计元素比如以字符的形式表示所包含的产品。但是所迷压花23 也可以用于在特定的区域中有针对性地提高所述外壳717的绝热作用， 因为在所述压花23的下方又产生空腔18。所述压花23比如可以刚好 在与抓住杯子1的手的接触点所处的区域中布置在所述杯子1上。
即使所述保持用的第一机构7的肋48、 58在图4和5的杯子上具 有不同于在其余附图中的设计方案，然而所述第二机构9的尺寸Y与 用于保持另一个相同类型的杯子l，的笫一机构7的尺寸X相匹配。如 果在图4到7的具有不同的外壳417、 517、 617和717的杯子1上尺寸 X和Y相同，那么所有这些杯子1也可以以彼此间任意的组合进行叠 放，而不会卡住，因为所有外壳417、 517、 617和717处于在所述平行 线15和形成内腔5的杯壳2之间的空间16的内部。为改变所述杯子l 的外观的和触觉感觉，所述外壳417、 517、 617、 717的外侧面22可以 具有不同的结构。所述外侧面22比如可以开槽紋、压花、起波紋或者 具有发泡的涂层。也可以规定，比如将所述外壳417、 517、 617构造 为波形的并且额外地在所迷外侧面22上设置另一个杯壳形式的波紋结 构的光滑盖板，用于进一步改进所述杯子l的绝热作用。
尤其是给所述外壳417构造上巻边419或者将所述外壳517固定在 杯壳2的凸肩21的区域中具有以下优点，也就是已经在紧贴在所述巻 口 6下方的区域中在所述杯壳2和外壳417、 517之间产生非常宽的空 腔18,该空腔18具有非常高的绝热作用。所述巻边419或者凸肩21
的情况下保证，在所述杯壳2和外壳417或者说517之间的间距即使在 比如通过抓紧的手引起的压力负荷下也没有减小并且绝热作用没有丧 失。
在此还要明确指出，所迷杯子1的外壳417、 517、 617和717以及 其它造型机构如肋8、 48、 58、 68、 78或者凸肩21的不同的"&计方案 可以按需要任意地彼此组合，并且不局限于所示出的变型方案。
图9在各个视图A到K中以示意的形式示出了所述杯子1在边沿4的区域中的不同设计方案。在图l到8的变型方案中，所述边沿4始 终由三个材料层也就是由所述杯壳2的两个将盆状的杯底3的壁体31 里外包围的材料层构成。这种设计方案经常是有利的，但是不一定需 要用于实现本发明。对于某些要求来说，以下所说明的变型方案可能 是有利的。
在图9A中，所述杯壳2的向里翻入的材料仅仅在所述扩径部10 的高度区域B上延伸。在图9B中，所述杯底3的材料向外翻出并且包 围着所述杯壳2的材料。所述扩径部10的构成杯子1的支承面的下边 缘14在这种情况下由所述杯底3的材料构成。
在图9C、 9D和9E中示出了一些实施方式，在这些实施方式中所 述边沿4仅仅由两个材料层构成。在图9C中，所述杯壳2的材料和所 述杯底3的壁体31这两者在所述下边缘14处终止并且由此形成所述 支承面。在图9D中，所述杯壳2的材料向里翻入，但没有遮盖所述杯 底3在壁体31的区域中的材料。在所述杯壳2和杯底3的材料之间的 接合处24可以处于不同的高度上，比如刚好处于在高度区域B和C之 间的界限上。在这种情况下，所述杯底3的材料在所迷扩径部IO成形 时没有扩径。所述扩径部仅仅加入所述杯壳2的双倍放置的材料中。 所迷盆状的杯底3的壁体31仅仅在所述高度区域C上延伸并且用于对 所述能够填充的内腔5进行密封。按图9E的边沿4类似于图9D来构 成，不过这里所述杯底的材料在高度区域B中向外翻出。所述杯壳2 的材料仅仅在所述高度区域C上延伸。
如果所述杯壳2或者说杯底3的材料足够稳定，那么完全可以省 去在图9D和9E中示出的翻边，并且所述扩径部IO如在图9F和9G 中示出的一样仅仅由一个材料层构成。对于所述能够填充的内腔5的 密封来说，以下做法是足够的，即所述杯底3和杯壳2的材料在高度 区域C中彼此叠置地并且液密地相互连接。
在图9H、 9J、 9K中示出了所述杯子1的边沿4的设计方案，在这 些设计方案中所述边沿4尤其在高度区域C中相对于中间轴线13具有 不同的倾角。在图1到8中，倾角Y大致相应于所述杯壳2在能够填 充的内腔5的区域中的倾角ct。这种结构可以非常简单地制成，因为 半成品在设置所述扩径部IO之前在整个高度上拥有相同的倾角oc 。但 是，按所述边沿4的高度Z和所述扩径部10的所期望的尺寸，可能需要使用一种半成品，在该半成品中所述边沿4的倾角Y不同于所述倾 角oc，用于在所述边沿4在下边缘14处扩径时防止撕破纸质材料。在 此，将如在图9H中所示的倾角Y选择得稍许小于所述倾角ot就可能足 够了。优选缩小所述倾角Y，使得其大约等于0。，从而所述边沿如在 图9J中示出的一样在高度区域C中大致平行于所述中间轴线13延伸。 由此在以相同的幅度扩径时可以获得所述扩径部IO的更大的尺寸Y。 这种效应还可以得到增强，如果如在图9K中示出的一样所述边沿4已 经在高度区域C中以倾角Y扩径。在按图9K的变型方案中，所述倾 角0优选大于所述倾角Y 。
权利要求
1. 由纸质材料制成的杯子(1)，具有能够填充的内腔(5)，该内腔(5)由圆锥形的杯壳(2)和杯底(3)构成，其中，所述杯底(3)在所述内腔(5)的下端部上基本上液密地以边沿(4)固定在所述杯壳(2)上，其特征在于，所述杯壳(2)和/或所述杯底(3)在所述边沿(4)的区域中和/或所述边沿(4)本身至少在沿圆周的区域中具有向外伸出的扩径部(10)，并且所述扩径部(10)的下边缘(14)构成所述杯子(1)的支承面。
2. 按权利要求1所述的杯子，其特征在于，所述边沿(4)沿轴 向剖面看相对于所述杯子(1)的中间轴线(13)具有不同的倾角(& 、 Y )，其中，所述边沿(4)在所述下边缘(14)的区域中以扩大的倾 角(P )扩径。
3. 按权利要求1或2所述的杯子，其特征在于，所述边沿(4) 上的扩径部(10)的高度(B)大致相应于所述边沿(4)的高度(A) 的一半。
4. 按权利要求1到3中任一项所述的杯子，其特征在于，将所述 扩径部(10)包围的直径(Y)大于将所述杯底(3)包围的直径(D)。
5. 按权利要求1到4中任一项所述的杯子，其特征在于，所述边 沿(4)具有保持用的机构(9)，所述保持用的机构(9)在叠放所述 杯子(1)时能够与相同类型的杯子(1，)共同作用。
6. 按权利要求5所述的杯子，其特征在于，所迷扩径部(10)构 成所述保持用的机构(9)。
7. 按权利要求5或6所迷的杯子，其特征在于，在所述限界内腔 (5)的杯壳(2)上布置了保持用的第一机构(7),该保持用的第一机构(7)在叠放所述杯子(1)时能够与设置在相同类型的杯于(1，) 上的保持用的第二机构(9，)共同作用。
8. 按权利要求7所述的杯子，其特征在于，所述保持用的第二机 构(9)的尺寸(Y)与用于保持另外一个相同类型的杯子(1，)的第 一机构(7)的尺寸(X)相匹配。
9. 按权利要求7或8所述的杯子，其特征在于，用于保持另一个 相同类型的杯子(1，)的第一机构(7)构造为筋条(58)或肋(8; 48; 68; 78)，所述筋条(58)或者肋(8; 48; 68; 78)至少在沿圆周的区域中成形在限界内腔(5)的杯壳(2)中。
10. 按权利要求1到9中任一项所述的杯子，其特征在于，所迷 杯子(1)具有外壳(417; 517; 617; 717)。
11. 按权利要求10所述的杯子，其特征在于，所述外壳(417; 517; 617; 717)的外轮廓处于平行于所述限界内腔(5)的杯壳(2) 的平行线(15)内部，该平行线(15)抵靠在所述边沿(4)的扩径部(10)上。
12. 按权利要求10或11所述的杯子，其特征在于，所述外壳(417; 517; 617; 717)在所述杯底(3)的下方终止，并且在此与所述扩径 部(10)之间具有间距(E)。
13. 用于由纸质材料制造杯子的方法，该杯子包括圆锥形的杯壳 和在所述杯壳的较小的圓周的区域中通过边沿液密地固定的杯底，其 特征在于，使用基本上液密的具有能够填充的内腔的半成品，在该半 成品上，所述杯壳和/或所述杯底在边沿的区域中和/或所述边沿本身至 少在沿圃周的区域中向外扩径。
14. 按权利要求13所述的方法，其特征在于，使用一种半成品， 在该半成品上所述边沿沿轴向剖面看基本上平行于所述杯子的中间轴 线延伸。
15. 按权利要求13或14所述的方法，其特征在于，在扩径之前 和/或在扩径时对边沿区域中的纸质材料进行预热。
16. 按权利要求13到15中任一项所述的方法，其特征在于，将 外壳套到限界内腔的圓锥形的杯壳上并且加以固定。
17. 按权利要求13到16中任一项所述的用于制造能够叠放的杯 子的方法，特征在于以下方法步骤-在所述限界内腔的杯壳上成形至少一个用于保持另一个相同类型 的杯子的第一机构；-在所述边沿上成形保持用的第二机构，该保持用的第二机构在叠 放杯子时能够与设置在相同类型的杯子上的保持用的第一机构共同作 用。
18. 按权利要求13到17中任一项所述的用于制造能够叠放的杯 子的方法，特征在于以下方法步骤-在所述限界内腔的杯壳上成形至少一个用于保持另一个相同类型的杯予的第一机构；-将外壳套到限界内腔的圓锥形杯壳上； -将所迷外壳固定在限界内腔的杯壳上；-在固定所述外壳之后，在边沿上成形保持用的第二机构，该保持 用的第二机构在叠放杯子时能够与设置在相同类型的杯子上的保持用的第一机构共同作用。
19.按权利要求17或18所述的方法，其特征在于，将至少一条 肋或者筋条作为用于保持另一个相同类型的杯子的第一机构成形在沿 所述限界内腔的杯壳的圆周的区域中。
全文摘要
说明一种由纸质材料制成的杯子，该杯子具有能够填充的内腔，该内腔由圆锥形的杯壳(2)和杯底(3)构成。所述杯底在所述内腔的下端部上基本上液密地以边沿(4)固定在所述杯壳上。所述杯壳和/或所述杯底在所述边沿的区域中和/或所述边沿本身至少在沿圆周的区域中具有向外伸出的扩径部(10)。所述扩径部的下边缘(14)构成所述杯子的支承面。所述扩径部可以构成用于保持另一个相同类型的杯子的机构，该机构在叠放杯子时能够与相同类型的杯子共同作用。所述杯子可以具有绝热的外壳。
文档编号B31B17/00GK101489771SQ200780027027
公开日2009年7月22日 申请日期2007年7月10日 优先权日2006年7月17日
发明者R·弗罗斯特, U·梅瑟施米德, W·斯塔莱克 申请人:Ptm包装工具机器私人有限公司