DE4441284A1

DE4441284A1 - Stapel von becherförmigen Gefäßen, Verfahren zur Herstellung eines solchen Stapels, Verfahren zum Entstapeln derartiger Gefäße und Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren

Info

Publication number: DE4441284A1
Application number: DE4441284A
Authority: DE
Inventors: Lars Bergholtz; Rista Brkovic; Michael Ruh
Original assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 1994-11-20
Filing date: 1994-11-20
Publication date: 1996-05-23
Also published as: CA2205537A1; CA2205537C; AU3651295A; US5906279A; WO1996015949A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Stapel von koaxial ineinandergesteckten, becherförmigen Gefäßen mit jeweils einer Seitenwand, an dessen einem Ende ein Boden und an dessen anderem Ende ein Flansch angeordnet sind, wobei das Gefäß aus einem flexiblen Material besteht und der Flansch wesentlich steifer ist als die Seitenwand und der Boden. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Stapels, ein Verfahren zum Entstapeln derartiger Gefäße und eine Vorrichtung zur Durchführung des Stapelns und Entstapelns.

Bekannt sind Stapel leerer Einwegtrinkbecher, die vom Hersteller koaxial ineinandergesteckt und entweder zum Befüllen oder zum Endverbraucher transportiert werden. Diese Stapel von ineinandergesteckten Gefäßen werden entweder mit hoher Geschwindigkeit in einer Füllmaschine entstapelt oder vom Endverbraucher einzeln abgenommen, oft von einem speziell aufgebauten Gefäßspender.

Becherförmige Gefäße zum koaxialen Ineinanderstecken und Bilden eines Stapels mußten bislang gewisse Geometrien und Maße einhalten, insbesondere mußten sie konische Wände von im allgemeinen Kegelstumpfform und in der Wand nahe dem offenen Ende des Gefäßes einen Bund und einen starren Flansch haben, um einerseits die Gefäße zum Stapeln zu erfassen und handhaben zu können und auch andererseits zur Entstapelung derselben.

Die Länge und Dichte der Packung in Stapeln von ineinandergesteckten bekannten Gefäßen hängt unter anderem von der Länge des becherförmigen Gefäßes, von der Dicke seiner Wände und vom Konus bzw. Kegelwinkel der Seitenwand des Gefäßes ab. Diese bekannten Gefäße können nur solange ineinandergesteckt und zu einem Stapel zusammengefaßt werden, bis die konischen Wände fest und dicht zusammengelegt sind. In den meisten Fällen ist der erwähnte Bund erforderlich, um die ineinandergesteckten becherförmigen Gefäße in ausreichendem Abstand voneinander zu halten und damit auch ein Verkeilen des einen Gefäßes in das nächste und damit ein festes Aneinanderlegen und Verklemmen durch Reibung zu verhindern. Durch einen hinreichend großen Bund kann man einen solchen Stapel besser auflösen bzw. die einzelnen becherförmigen Gefäße besser entstapeln oder in einem entsprechenden Spender besser ausgeben. Dabei hat sich gezeigt, daß die Transport- und Raumerfordernisse sowie die Kosten umso höher sind, je geringer die Stapeldichte, umso größer der Abstand von einem Flansch des Gefäßes zum anderen Flansch des nächsten Gefäßes und damit der Stapelabstand ist und je geringer der Konuswinkel der Seitenwand des Gefäßes ist.

Daher hat man schon versucht, den Abstand bekannter Gefäße voneinander in einem Stapel zu verringern und stieß dabei auf eine Grenze eines minimalen Abstandes der Gefäße zueinander, der etwa 5% der Gesamtlänge des becherförmigen Gefäßes beträgt. Das bedeutet, daß ein wesentlicher Teil des transportierten Volumens Luft zwischen den becherförmigen Gefäßen im Stapel ist, so daß ein Minimum an Lagerraum nicht zu vermeiden ist.

Bei Vereinzelungsvorrichtungen, Spenderautomaten oder dergleichen zum Entstapeln herkömmlicher Bechergefäße ist es notwendig, den Stapel zurückzuhalten und nur das am äußersten freien Ende befindliche Gefäß loszulassen. Hierzu sind bestimmte mechanische Rückhalteeinrichtungen und Mechaniken zum Lösen des am Ende des Stapels befindlichen Gefäßes notwendig, die ohne zusätzliche Kosten und eine entsprechend komplizierte Technik nicht hergestellt und betrieben werden können.

Andere Hohlgefäße, wie z. B. Nahrungsmittel- und Getränkedosen, haben den Konuswinkel 0 oder besitzen mit anderen Worten eine zylindermantelförmige Seitenwand, so daß sie nicht stapelfähig sind. Beim Transport und der Lagerung solcher Gefäße sind daher zusätzliche Kosten für den Transport der leeren Behälter notwendig, weil außer dem Material für die Gefäße verhältnismäßig viel Gewicht an Transportgerät selbst bewegt werden muß. Um das zu vermeiden, hat man die Produktionsstätten für solche becherförmigen Gefäße in die Nähe der Nahrungsmittelverarbeitung und der Füllstation stationiert. Dies stellt unerwünschte Nebenbedingungen dar, die man vermeiden könnte, wenn becherförmige Gefäße unterschiedlicher Geometrien zum Stapel zusammengefaßt und von diesem vereinzelt werden könnten.

Eine andere Kategorie von Hohlbehältern sind einfaltbare oder zusammenlegbare Beutel, die aus einer Kunststoffolie oder aus Papier hergestellt und flach eingefaltet und in dieser eingefalteten bzw. zusammengelegten Form transportiert werden. Solche Behälter wiederum erfordern eine komplexe und teure Einrichtung, um sie in einer Füllmaschine zu entfalten und aufzurichten. Außerdem behalten sie häufig von dem flachen Aufeinanderlegen und Stapeln und der dadurch bedingten Transportgeometrie Faltlinien, und wenn sie aufgerichtet sind, haben sie oft eine verworfene oder verzogene Gestalt.

Gefäße aus flexiblem Kunststoffmaterial mit steifem Flansch sind mit den Mitteln der bekannten Techniken nicht stapelbar. Sie würden sich sofort bei dem Versuch, diese ineinanderzustecken, verknautschen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stapel der eingangs genannten Art zu schaffen, der leichter herstellbar und auch auseinandernehmbar ist, wobei vorzugsweise eine größere Vielzahl unterschiedlicehr becherförmiger Gefäße gestapelt und entstapelt werden kann; und auch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erstellung solcher Stapel vorzusehen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß außer dem äußersten becherförmigen Gefäß jedes innere Gefäß teilweise radial eingefaltet ist und daß der Grad der Einfaltung allmählich zum innersten becherförmigen Gefäß hin zunimmt. Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen kann man becherförmige Gefäße aus flexiblem Material mit steifem Flansch koaxial dicht ineinanderstecken und einen Stapel erreichen, bei dem viele der vorstehend erwähnten Nachteile vermieden sind. Die neue Überlegung der Erfindung basiert auf der Tatsache, daß der Stapel durch Einfalten bzw. Kollabieren des einzelnen becherförmigen Gefäßes aufgebaut wird.

Der innerhalb des Stapels ohnehin nicht erforderliche Raum wird erfindungsgemäß ausgenutzt, um vom zweitäußersten becherförmigen Gefäß ausgehend nach innen die Gefäße allmählich zunehmend einzufalten bzw. wellig zusammenzulegen, so daß sich eine Art Knautschzone im Bereich der Seitenwand des gestapelten Gefäßes bildet. Während bei herkömmlichen Stapeln aus becherförmigen Gefäßen der Raum für die nebeneinandergesteckten Seitenwände durch eine Vergrößerung der Länge des Stapels und Verringerung der Stapeldichte geschaffen wird, verwendet die Erfindung den in einem Stapel an sich überflüssigen Innenraum dazu, die Seitenwände aufzunehmen, und dies gelingt nur dadurch, daß die jeweilige Seitenwand vor dem Stapeln in radial gewellten Falten zusammengelegt wird. Das Ineinanderstecken der Gefäße wird durch die Erfindung trotz Erwartungen der Fachwelt möglich, weil das jeweilige äußere Gefäß aufgeweitet und/oder das nächste innere Gefäß in seinem Volumen geschrumpft wird.

Vorteilhaft ist es dabei, wenn erfindungsgemäß jedes innere becherförmige Gefäß in seiner Seitenwand, über seinen Umfang verteilt, Längsfalten und am offenen Ende einen Flansch hat. Durch ein derartiges Einfalten des becherförmigen Gefäßes erreicht man nach dem Entstapeln, wenn das becherförmige Gefäß wieder seine Herstellungsgeometrie hat bzw. die expandierte Form hat, daß keine merklichen Knicke, Falten oder andere Oberflächenfehler verbleiben. Durch die erfindungsgemäße Art des Einfaltens oder Zusammenfaltens des becherförmigen Gefäßes braucht man keine Prägung und damit auch keine scharfen Kanten. Infolgedessen verbleiben nach dem Vereinzeln und Expandieren der becherförmigen Gefäße keine Schwächungen an der Oberfläche und auch keine verletzten Stellen, und beim Zusammenfalten werden auch keine Verletzungen benachbarter Wände hervorrufende Teile gebildet.

Der Flansch hat bei einigen Ausführungsformen die Funktion, daß man den Stapel mit seiner Hilfe besonders einfach und günstig bilden kann. Durch seine Steifigkeit, die im Verhältnis zu der Seitenwand und dem Boden günstiger ist, kann ein entsprechendes Werkzeug, ein Maschinenteil oder im Falle der Anwendung beim Endverbraucher die Hand des Benutzers den Flansch ergreifen und damit das Gefäß in definierter Weise handhaben und bewegen. Für den Hersteller bietet der Flansch auch ein gutes Mittel, die Querschnittsform und -größe des becherförmigen Gefäßes zu definieren.

Bei einer anderen Ausführungsform und Stapelart (nachfolgend wird das Beispiel mit Vakuum und Druckluft beschrieben) braucht der Flansch nicht zum Ergreifen und Bewegen des Gefäßes benutzt werden, sondern dient dem Abdichten. Auf diese Weise kann der Raum innerhalb des becherförmigen Gefäßes nach außen hin abgedichtet und Druckluft oder Vakuum eingeführt und damit die Einfaltung der Seitenwand beeinflußt werden.

Vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung ferner, wenn die Längsfalten in der Seitenwand des becherförmigen Gefäßes an seinem offenen Ende am Flansch beginnen und sich bis zum Boden des Gefäßes erstrecken und wenn der mittlere Durchmesser des jeweils inneren Gefäßes eines Stapels durch die Faltung und die dadurch veränderte Geometrie kleiner ist als der mittlere Durchmesser des benachbarten äußeren Gefäßes. Das äußerste Gefäß ist ohne jegliche Falten. Durch das Hineinschieben des nächstinneren becherförmigen Gefäßes wird ein gewisser Druck von diesem inneren Gefäß nach außen ausgeübt, so daß etwaige Falten im äußersten Gefäß eliminiert werden. Hingegen ist das betrachtete innere Gefäß und auch weitere innere Gefäße eingefaltet. Sie sind mit nach innen zunehmendem Einfaltungsgrad wellig zusammengelegt und geknautscht, mit Ausnahme des Flansches, der infolge seiner Steifigkeit nicht gefaltet werden soll und kann. Von diesem Flansch laufen erfindungsgemäß die Längsfalten bis zu seinem Boden, wobei sich der mittlere Durchmeser des inneren Gefäßes zum Inneren des Stapels hin fortlaufend verringert.

Zu beachten ist dabei, daß es sich selbstverständlich nicht um becherförmige Gefäße handelt, die im Herstellungszustand unterschiedliche Durchmesser haben. Der Stapel gemäß der Erfindung bezieht sich auf Gefäße mit gleichem Durchmesser innerhalb eines Stapels. Durch das Einfalten wird diese Tatsache sozusagen korrigiert, um besseren Platz für die ineinandergesteckten Gefäße zu schaffen.

Durch diese Durchmesserverkleinerung zum innersten Gefäß des Stapels hin wird auch noch eine weitere günstige Wirkung erreicht: Das jeweils innerste becherförmige Gefäß läßt sich am leichtesten und stets einzeln aus dem Stapel der Gefäße herausziehen. Das liegt daran, daß die Auszugskraft immer nur für das innerste Gefäß die geringste ist und zu dem nächstäußeren Gefäß bereits etwa doppelt so groß ist. Mit anderen Worten bieten die weiter außen liegenden Gefäße in einem Stapel immer einen größeren Widerstand gegen das Herausziehen von innen.

Das jeweils innere Gefäß drückt mit seiner Seitenwand, auch wenn sie Längsfalten enthält, nach außen und ruft dadurch eine Reibkraft und Spannung gegenüber dem nächstäußeren Gefäß hervor. Betrachtet man z. B. drei ineinandergesteckte becherförmige Gefäße, d. h. ein inneres, ein mittleres und ein äußeres, dann drücken die Wandungen des inneren und des mittleren Gefäßes auf das äußere Gefäß, wohingegen die Reibkraft zwischen dem inneren und dem mittleren Gefäß etwa nur halb so groß ist, weil dort nur das innere Gefäß gegen das mittlere drückt. Folglich ist bei einem Stapel gemäß der Erfindung die Widerstandskraft zum Herausziehen des inneren Gefäßes sprunghaft kleiner als des benachbarten äußeren Gefäßes. Dadurch wird mit Sicherheit beim Entstapeln eine Mehrfachentnahme vermieden.

Das Entstapeln wird für becherförmige Gefäße der hier genannten Art noch weiter dadurch begünstigt, daß erfindungsgemäß auf der Kunststoff aufweisenden Oberfläche des becherförmigen Gefäßes ein Gleitmittel vorhanden ist. Hier kann man entweder nach der Fertigstellung des becherförmigen Gefäßes Gleitmittel auf die Oberfläche außen und/innen auf die Seitenwand aufbringen, oder man kann alternativ das Kunststoffmaterial chemische beeinflussen und von daher ohne einen gesonderten Beschichtungsvorgang Gleitmittel auf der Außenfläche der Seitenwand vorsehen. Zum Beispiel kann das die Reibung reduzierende Material in das Wandmaterial des becherförmigen Gefäßes eingemischt werden. Bei weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist am Flansch des becherförmigen Gefäßes zu dessen Seitenwand hin ein Bund angeordnet. Mit Vorteil kann man dadurch den Abstand der becherförmigen Gefäße in axialer Richtung des Stapels definiert einrichten. Der jeweilige Flansch der benachbarten Gefäße stützt sich dann gegen den Bund ab. Verwendet man beispielsweise einen etwas längeren Bund, wodurch man einen größeren Abstand aufeinanderfolgender becherförmiger Gefäße in einem Stapel erreicht, dann kann man größere Maschinenteile zum Ergreifen des Flansches des betreffenden Gefäßes vorsehen. Wünscht man hingegen einen geringeren Raumbedarf des Stapels, dann verringert man die Länge des Bundes oder läßt diesen ganz weg. Dann kann der Stapel gemäß der Erfindung sehr kurz und kompakt ausgeführt sein.

Gleichwohl muß beachtet werden, daß in der Praxis die Anzahl der ineinandersteckbaren becherförmigen Gefäße und damit die Länge des Stapels limitiert ist. Zwar kann man bei sehr lang ausgebildeten Bünden und damit einen großem Flanschabstand - wenn man zu immer größeren Flanschabständen übergeht - den Stapel unendlich lang gestalten. Von solchen unpraktischen Ausführungsformen wendet sich die Erfindung aber ab und macht sich sowohl von dem Bund und seiner Höhe als auch vom Konuswinkel der Seitenwand weitgehend unabhängig; kann dafür in überraschender Weise eine größere Anzahl von becherförmigen Gefäßen zu einem Stapel zusammenstecken, weil dessen Innenraum für die Stapelung ausgenutzt wird, auch wenn letztlich bei einigen Ausführungsformen die Anzahl von in einen Stapel zusammengesteckten Gefäßen limitiert ist, beispielsweise Stapel von 30 bis 50 oder vorzugsweise Stapel von 25 Gefäßen hergestellt und verwendet werden.

Vorteilhaft ist ferner, wenn die Längsfalten in der Seitenwand des becherförmigen Gefäßes im wesentlichen gleichmäßig am Umfang verteilt und im Querschnitt wellig gerundet sind. Durch eine solche Maßnahme kann man die optimale Form des gestapelten Gefäßes erreichen und insbesondere Kanten, Überfaltungen oder Knicke vermeiden, so daß nach dem Vereinzeln und Aufrichten bzw. Expandieren der becherförmigen Gefäße keine Deformierungen bleiben und in den Wandungen sicher keine Oberflächenfehler entstanden sind. Dies ist besonders dann wichtig, wenn das becherförmige Gefäß zur Aufnahme von Flüssigkeiten gedacht ist.

In zweckmäßiger Weise kann man erfindungsgemäß vorsehen, daß das becherförmige Gefäß im expandierten Zustand eine etwa zylindermantelförmige oder eine konisch verjüngte Seitenwand aufweist. Bei dem erfindungsgemäßen Stapel können also Gefäße unterschiedlicher Geometrien verwendet werden. Zum Ineinanderstecken war es bislang nötig, daß das becherförmige Gefäß einen minimalen Konuswinkel hat. Genauer gesagt, hat man die Bedingung als notwendig angesehen, daß dieser Konuswinkel positiv ist, d. h. der Kegelstumpf der Seitenwand des Gefäßes sich zu dessen Öffnung hin erweitert. Derartige Gefäße können erfindungsgemäß selbstver ständlich zu einem Stapel der hier beschriebenen Art zusammengesteckt werden. Überraschend kommt aber hinzu, daß das becherförmige Gefäß im Herstellungszustand oder im expandierten Zustand auch eine Zylindermantelform haben kann. Durch das Fälteln, Auskehlen, Rillen oder Nuten der Seitenwand des neuen becherförmigen Gefäßes kann der mittlere Durchmesser so verringert werden, daß die Seitenwand auch die Form eines Zylindermantels haben kann. Beachtet man die erfindungsgemäßen Maßnahmen, dann überrascht nicht weiter, wenn das becherförmige Gefäß im Herstellungszustand bzw. im expandierten Zustand sogar eine kegelstumpfförmige Seitenwand hat, deren Konuswinkel negativ ist. Mit anderen Worten kann der Durchmesser des Bodens des Gefäßes größer als der Innendurchmesser auf der offenen Seite der Seitenwand sein. Bei einer solchen Ausführungsform kann man bei gleichem Flanschdurch messer (wie bei Gefäßen mit zylindermantelförmiger Seitenwand oder konusförmiger Seitenwand mit positivem Konuswinkel) ein größeres Volumen des Gefäßes verwenden und trotzdem ein derart gestaltetes becherförmiges Gefäß zu einem Stapel gemäß der Erfindung zusammenfügen.

Im folgenden wird das Verfahren beschrieben, um einen Stapel von becherförmigen Gefäßen der eingangs genannten Art herzustellen, und dieses Verfahren ist zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Innenseite und der Außenseite der Seitenwand des becherförmigen Gefäßes ein Druckgefälle derart aufgebaut wird, daß die Seitenwand des Gefäßes auf einem Dorn in eingefaltetem Zustand zum Anliegen kommt, die Druckdifferenz aufrechterhalten und währenddessen der Dorn mit dem eingefalteten darauf befindlichen Gefäß in eine Halterung bewegt wird, danach das Druckgefälle umgekehrt, das Gefäß expandiert und der leere Dorn aus dem expandierten Gefäß herausgenommen wird und danach der Vorgang wiederholt und ein Gefäß nach dem anderen in das jeweils vorherige, innere Gefäß hineinbewegt wird.

Die Einfaltung bzw. das wellige Nuten, Profilieren oder Rillen der Seitenwand des becherförmigen Gefäßes wird erfindungsgemäß pneumatisch erreicht, d. h. durch ein Druckgefälle bzw. einer Druckdifferenz zwischen der Innenseite der Seitenwand und ihrer Außenseite. Verwendet man als Halterungs- und Transportmittel für ein zu handhabendes bzw. zu bewegendes becherförmiges Gefäß einen Dorn, dann kann man durch die Flexibilität des Materials des Gefäßes seine Seitenwand auf den Dorn zum Anlegen bringen. Das erreicht man zweckmäßigerweise z. B. dadurch, daß auf der Außenseite des becherförmigen Gefäßes ein Überdruck aufgebracht wird, welcher die Seitenwand auf die Oberfläche des Dornes drückt und sie dort fältelt oder in gewünschter Weise gewellt faltet. Mit sehr einfachen Mitteln ist auf diese Weise das becherförmige Gefäß auf dem Dorn gehaltert und kann bei aufrechterhaltener Druckdifferenz zu jedem gewünschten Punkt bewegt werden, z. B. in eine Halterung hinein, so daß auch das zusammen gefaltete Gefäß in diese Halterung hineinbewegt wird. Um das becherförmige Gefäß von dem Dorn zu lösen, der beispielsweise einen wesentlich kleineren Durchmesser als die Halterung haben kann, wird das Druckgefälle umgekehrt und das becherförmige Gefäß durch den Überdruck von innen expandiert. Die Halterung ist selbstverständlich auf die Herstellungsgeometrie des becherförmigen Gefäßes angepaßt und eingestellt, so daß das Gefäß in der Halterung auch richtig gestützt wird. Der Dorn ist dann leer und frei und kann herausgenommen werden, um das nächste Gefäß beispielsweise aus einer Herstellungsmaschine zu holen und in die Halterung zu bewegen, in welcher nun schon ein erstes becherförmiges Gefäß sitzt. Letzteres ist dann das oben erwähnte äußere Gefäß, in welches das nächste als inneres Gefäß hineingesteckt wird. Die Halterung stützt dann über das äußere Gefäß auch das innere Gefäß. Dieser Vorgang wird bis zur Fertigstellung des Stapels wiederholt, wobei jeweils das neueste Gefäß in das Innere des Stapels, d. h. in das jeweils innere Gefäß hineinbewegt wird.

Es hat sich bei einer bevorzugten Ausführungsform als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn der mittlere Durchmesser der eingefalteten Seitenwand des becherförmigen Gefäßes durch die Druckdifferenz mindestens 40% des Durchmessers des expandierten Gefäßes reduziert wird. Bei derartigen Abmessungen läßt sich der Stapel besonders gut herstellen, und die jeweiligen becherförmigen Gefäße können ohne Störungen gehandhabt und in das Innere des Stapels zu dessen Verlängerung eingeführt werden. Es versteht sich dabei, daß dieses Zuführen und Verlängern des erfindungsgemäßen Stapels nicht endlos fortdauern kann, sondern daß der Stapelungsvorgang seine Grenze dort findet, wo die Seitenwand des letzten inneren, gerade wieder aufgeweiteten Gefäßes an die innere Seitenwand des schon im Stapel steckenden, nächstäußeren Gefäßes zu liegen kommt. Wenn mit anderen Worten im Zentrum des Stapels nicht mehr genügend Platz ist, um ein weiteres becherförmiges Gefäß ohne Reibung und Störung in das Stapelinnere einzuführen, dann ist die Grenze erreicht.

Die Umkehrung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dazu verwendet werden, um becherförmige Gefäße der eingangs genannten Art zu entstapeln. Um mit den Vorteilen der Erfindung die Gefäße aus dem Stapel richtig herausnehmen und verarbeiten zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zwischen der Innenseite und der Außenseite der Seitenwand des becherförmigen Gefäßes ein Druckgefälle derart aufgebaut wird, daß die Seitenwand des innersten Gefäßes auf einem Dorn in eingefaltetem Zustand zum Anliegen kommt, die Druckdifferenz aufrechterhalten und währenddessen der Dorn mit dem eingefaltet darauf befindlichen Gefäß aus dem Stapel herausbewegt und zu einer Bearbeitungsstation verfahren wird, danach das Druckgefälle umgekehrt und das Gefäß auf seine Herstellungsgeometrie expandiert wird, wonach der leere Dorn aus dem expandierten Gefäß herausgenommen wird und danach der Vorgang wiederholt und ein Gefäß nach dem anderen aus dem Stapel her ausgenommen und in die Bearbeitungsstation verfahren wird. Dies ist praktisch die Umkehrung des Stapelungsverfahrens, wie es oben beschrieben wurde, so daß weitere Erläuterungen zu dem Verfahren zum Entstapeln nicht erforderlich erscheinen. Es versteht sich, daß man den Vorgang des Entstapelns solange wiederholt, bis das letzte Gefäß, welches im Stapel das äußere Gefäß war, mit Hilfe des Dornes aus der Halterung herausgenommen und in die Bearbeitungsstation verfahren ist.

Auch für das Entstapelungsverfahren sind die Einfaltungsmaße zweckmäßig derart, daß der mittlere Durchmesser der eingefalteten Seitenwand des becherförmigen Gefäßes durch die Druckdifferenz um mindestens 40% des Durchmessers des expandierten Gefäßes reduziert wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Stapelungs- wie auch des Entstapelungsverfahrens weist einen Dorn und eine relativ zu diesem bewegbare Halterung für die becherförmigen Gefäße auf und ist zur Lösung der oben genannten Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn einen ersten Abschnitt mit konischer Oberfläche und einen zweiten Abschnitt mit zylindrischer Oberfläche hat, daß die Länge des konischen Abschnittes etwa 1/3 der aktiven Länge des Dornes ist und daß der konische Abschnitt eine im wesentlichen glatte Oberfläche hat. Die Länge des Dornes wird in Richtung der Längsmittelachse gemessen und steht senkrecht auf der kreisförmigen Querschnittsfläche des zweiten zylindrischen Abschnittes. Wenn von einer "aktiven" Länge des Dornes gesprochen wird, dann ist hierunter diejenige Länge des Dornes zu verstehen, die am eigentlichen Prozeß beteiligt ist. Zum Beispiel kann man sich einen fingerartigen länglichen Dorn vorstellen, der für ein schlankes, längliches becherförmiges Gefäß gedacht ist. Gleichwohl soll der Dorn aus dem becherförmigen Gefäß etwas herausschauen, d. h. den Abschnitt im Bereich des offenen Endes des Gefäßes von innen her überragen. Die aktive Länge des Dornes ist dann diejenige, die von dem becherförmigen Gefäß umgeben ist. Die das becherförmige Gefäß überragenden Teile des Dornes sind nicht am Prozeß beteiligt.

Die Aufteilung des Dornes in einen ersten konischen und einen zweiten zylindrischen Abschnitt hat den Vorteil, daß im konischen Abschnitt eine einfache und zuverlässige Zentrierung und Abdichtung des Flansches und gleichzeitig die Einfaltung der Seitenwand des becherförmigen Gefäßes auf dem zylindrischen Abschnitt möglich ist.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn erfindungsgemäß in dem Dorn eine Luftleitung, von seiner Stirnseite kommend, vorgesehen ist, sich am zylindrischen Abschnitt verzweigt und in der Oberfläche des zylindrischen Abschnittes mündet. Zwar kann man die Druckdifferenz auch einfach dadurch erreichen, daß man von außen Überdruck aufbringt und die flexible Seitenwand des becherförmigen Gefäßes zwingt, sich auf den kleineren, zur Verfügung stehenden Umfang des Dornes aufzulegen, besonders vorteilhaft ist es aber, wenn man durch eine Luftleitung im Dorn gleichzeitig für ein Absaugen von innen sorgt und dadurch das Einfalten der flexiblen Seiten wandung des Gefäßes in definierter Weise unterstützt. Im Bereich des konischen Abschnittes verläuft die Luftleitung dann mehr im Inneren des Dornes, so daß der konische Abschnitt eine glatte Oberfläche haben und für die Abdichtung des Gefäßes auf dessen Flanschseite sorgen kann. Die abgesaugte Luft aus dem abgedichteten Inneren des Gefäßes erfolgt dann über die Mündungen der Luftleitung auf der Oberfläche des zylindrischen Abschnittes.

Günstig ist es weiterhin, wenn erfindungsgemäß in der Oberfläche des zylindrischen Abschnittes in Längsrichtung des Dornes verlaufende und symmetrisch an seinem Umfang verteilte Nuten angeordnet sind und wenn die jeweilige Verzweigung der Luftleitung am Grund der Nut mündet. Die Wellenform der Nuten bzw. der profilierte Einfaltungsquerschnitt des becherförmigen Gefäßes ist dann besonders günstig zu kontrollieren. Die Packungsdichte im Stapel der becherförmigen Gefäße kann dann so erhöht werden, daß sie die Packungsdichte herkömmlicher Gefäßestapel weit überschreitet und sich sogar der Massendichte gefalteter, komprimierter und flachgelegter Beutel aus ähnlichem Material nähert.

Ferner kann man erfindungsgemäß die gesamte Umfangslänge des zylindrischen und genuteten Abschnittes des Dornes so groß bemessen, daß das becherförmige Gefäß auf seiner Umfangslänge zur Auflage bringbar ist. Die Umfangslänge des zylindrischen Abschnittes des Dornes ist die Querschnittslänge der Nuten (also die Breite des Grundes und zweimal die Höhe der Nut) plus der zwischen zwei Nuten befindliche Teil des Außenumfanges des Dornes, multipliziert mit der Anzahl dieser zwischen den Nuten befindlichen Teilen. Im idealen Falle ist das gesamte Seitenwandmaterial des becherförmigen Gefäßes mit der Dornoberfläche in vollständige Auflage gebracht. Mit anderen Worten ist die Umfangslänge des becherförmigen Gefäßes gleich dieser gesamten Umfangslänge des genuteten zylindrischen Abschnittes. In der Praxis werden sich kleinere Abweichungen ergeben, die aber für die Vorteile und die erfindungsgemäß gewollte Wirkung keine Rolle spielen.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird also ein Stapel der eingangs genannten Art dadurch aufgebaut, daß das jeweilige becherförmige Gefäß vorher eingefaltet bzw. kollabiert wird und in dieser eingefalteten oder zusammengefalteten Form in die Halterung für den Stapel bzw. in das äußere Gefäß bzw. in das Innere des dann gebildeten Stapels eingeführt und dort wieder expandiert wird. Durch das Expandieren wird Raum für das nächste eingefaltete, becherförmige Gefäß geschaffen, welches in den Stapel hineingeführt und von diesem aufgenommen werden soll.

Für das Material des zu dem Stapel gemäß der Erfindung zusammengesteckten becherförmigen Gefäßes wurdes ein flexibles Material angegeben, wobei der Flansch steifer ist als die Seitenwände und der Boden. Bei einem speziellen Beispiel beträgt die Wandstärke 80 µ. Man hat aber auch schon Gefäße erfindungsgemäß verarbeitet, deren Wandstärke im Bereich von 20 µ bis 30 µ lagen. Die Obergrenze der bisher beispielsweise eingesetzten Ausführungsformen lag für die Dicke der Seitenwand des becherförmigen Gefäßes im Bereich zwischen 200 µ und 300 µ. Der Flansch hatte - bei einem speziellen Gefäß der Länge von 145 mm - die Dicke von 1,2 mm. Am offenen Ende des becherförmigen Gefäßes dieser bevorzugten Ausführungsform betrug der Innendurchmesser 48 mm, während der Flanschdurchmesser außen 53 mm betrug. Der Durchmesser des Bodens dieses Gefäßes betrug 44 mm. Es wurden aber auch schon Versuche durchgeführt mit Gefäßen einer Länge von 250 mm bis 300 mm. Das erfindungsgemäße Verfahren, der Stapel und auch die Vorrichtung richten sich schwerpunktmäßig mit besonders guten Ergebnissen und Wirkungen auf längliche, schlanke Gefäße.

Als Material für solche becherförmigen Gefäße hat man ein flexibles, aber zähes, festes Kunststoffmaterial ausgewählt, wobei gute Ergebnisse erzielt wurden mit Kunststoffen auf Polyolefinbasis, auch mit Papier, das mit Polyolefin beschichtet war, ferner mit weich gemachtem PVC, mit Polyamiden, bzw. generell mit thermoplastischen Materialien.

Bei einigen speziellen Ausführungsformen hat man eine Grenze für die Anzahl von becherförmigen Gefäßen festgestellt, die erfindungsgemäß dicht gepackt werden können. Diese Grenze hängt von der Dicke des Wandmaterials, der Größe und Gestalt des becherförmigen Gefäßes, der Flexibilität des Materials der Seitenwand des Gefäßes und von seinen Oberflächeneigen schaften ab. Beispielsweise könnte das Maß eines Stapels von etwa zehn becherförmigen Gefäßen bis zu etwa fünfzig becherförmigen Gefäßen variieren. Übersteigt man diese Anzahl von Gefäßen in dem Stapel, dann wird es schwierig, ein weiteres eingefaltetes, inneres becherförmiges Gefäß in einen Stapel einzuführen, ohne daß von der vorhandenen Gestalt des Stapels, d. h. der Innenwandung des inneren Gefäßes eine unerwünschte, störende Beeinflussung erfolgt.

Wenn die Oberflächenreibung des Wandmaterials des becherförmigen Gefäßes hoch ist, ist verständlicherweise die Anzahl von Gefäßen, die man dicht zu einem Stapel zusammenfassen kann, erheblich geringer, als wenn die Oberflächenreibung klein wäre. Deshalb ist es zweckmäßig, ein Gleitmittel auf der Oberfläche des becherförmigen Gefäßes vorzusehen, wobei man entweder das Gleitmittel z. B. in das Kunststoffpolymer einführt oder im Falle von beschichtetem Papier diese mit einem Gleitmittel beschichtet oder einen Film von Außenschmiermittel auf das becherförmige Gefäß aufbringt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der vorliegenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 einen dicht gepackten Stapel mit becherförmigen Gefäßen,

Fig. 2 einen Querschnittsansicht durch den Stapel entlang der Linie A-A der Fig. 1,

Fig. 3 einen Dorn mit aufgezogenem becherförmigem Gefäß im expandierten Zustand und einem eingefalteten becherförmigen Gefäß, das auf der Oberfläche des Dornes zur Auflage gekommen ist,

Fig. 4 eine Querschnittsansicht der Fig. 3 entlang der Linie B-B,

Fig. 5 schematisch den Querschnitt eines nicht eingefalteten Gefäßes außen mit seinem eingefalteten Zustand innen,

Fig. 6 bis 8 vergleichbare Darstellungen des Querschnittes des becherförmigen Gefäßes anderer Querschnittsformen als in Fig. 5 dargestellt ist,

Fig. 9 die Seitenansicht einer ersten Ausführung eines konischen becherförmigen Gefäßes mit einer linken Ausführungsform mit anderem Bund als bei der rechten Ausführungs form,

Fig. 10 eine mit Fig. 9 vergleichbare Seitenansicht eines becherförmigen Gefäßes mit zylindrischer Seitenwandung,

Fig. 11 eine weitere andere Ausführungsform eines Gefäßes in ähnlicher Darstellung wie Fig. 10, jedoch mit einem negativen Konuswinkel,

Fig. 12 einen in einen Stapel von becherförmigen Gefäßen eingefahrenen Dorn für das Entstapeln und

Fig. 13 den in eine Halterung hineingefahrenen Dorn und das auf diesem sitzende, expandierte becherförmige Gefäß.

Der in den Fig. 1 und 12 gezeigte Stapel 31 besteht aus koaxial ineinandergesteckten, becherförmigen Gefäßen 6 mit jeweils einer Seitenwand 32, an deren einem Ende ein Boden 33 und an deren anderem Ende ein Flansch 1 angeordnet sind. Zur besseren Beschreibung der Erfindung wird zwischen einem inneren becherförmigen Gefäß 2 (Fig. 1) und einem äußeren becherförmigen Gefäß 4 unterschieden. Die Flansche 1 und damit die becherförmigen Gefäße 2, 4, 6 befinden sich in dem Stapel 31. Der lichte Abstand a der Flansche beträgt zwischen 0 und 5 mm.

In Fig. 1 ist das innere becherförmige Gefäß 2 teilweise vom Stapel 31 entnommen gezeigt. Das äußere becherförmige Gehäuse 4 befindet sich in einem nicht eingefalteten Zustand, welcher gleich dem expandierten oder Herstellungszustand entspricht. Der Grad der Einfaltung nimmt mit steigender Anzahl der ineinandergesteckten Gefäße nach innen hin zu. Dies sieht man deutlich in der Querschnittsansicht der Fig. 2. Dennoch ist sogar das innere gefaltete becherförmige Gefäß 2 ohne Verzerrung, Knickung oder Verwerfung eingefaltet, insbesondere wenn man das Beispiel des flexiblen Kunststoffmaterials der oben erwähnten Art betrachtet.

Wenn eine kontrollierte Beabstandung, z. B. im Sinne des Abstandes a erforderlich ist, um dem Stapel 31 z. B. ein ordentliches bzw. sauberes Aussehen zu geben oder um das Ergreifen des Flansches 1 des inneren gefalteten becherförmigen Gefäßes 2 von Hand oder mit einem speziellen Maschinenteil zu ermöglichen, damit dieses Gefäß 2 aus dem Stapel 31 gut herausgenommen werden kann, ist ein Bund 5, z. B. als Entstapelungsbund, an dem jeweiligen becherförmigen Gefäß 2, 4, 6 vorgesehen.

Fig. 2 zeigt einen durch eine Luftleitung 9 hohl ausgebildeteten Dorn 7, auf dessen Oberfläche jedes Gefäß 2, 4, 6, welches beispielsweise zu dem Stapel 31 zusammengefaßt werden soll, in kontrollierter Weise eingefaltet werden kann. Wenn die Seitenwand 32 und gegebenenfalls der Boden 33 auf den Oberflächen des Dornes zur Auflage gebracht worden sind, kann das becherförmige Gefäß 2, 4, 6 in das Innere des Stapels 31 der Fig. 1 entgegen der Entnahme richtung 37 eingeführt werden.

Gemäß den Fig. 3 und 4 ist ein z. B. äußeres, noch nicht eingefaltetes becherförmiges Gefäß 4 mit dem Flansch 1 auf den Dorn 7 aufgezogen. Der ringförmige Flansch 1 liegt dichtend auf dem konischen Abschnitt 8 des Dornes, der etwa 1/3 der aktiven Länge L des Dornes 7 ausmacht. Die anderen 2/3 werden von dem zylindrischen Abschnitt 12 eingenommen. Dadurch bildet der Flansch 1 an der Berührungsstelle auf dem konusförmigen Abschnitt 8 des Dornes 7 eine Dichtung. Von der Stirnseite 34 kommt die Luftleitung 9 von außen in den Dorn 7 hinein, verzweigt sich auf dem zylindrischen Abschnitt 12 des Dornes 7 und endet dort an den Mündungsöffnungen 38.

Durch nicht gezeigte Mittel kann Vakuum auf diesen Dorn 7 durch seine Luftleitung 9, oder es kann ein positiver Luftdruck auf die Außenseite des becherförmigen Gefäßes 4 derart aufgebracht werden, daß eine ausreichende Druckdifferenz erzeugt wird, um die Seitenwand 32 des Gefäßes 4 auf die Oberfläche des Dornes 7 einzufalten und sie dort zu halten.

Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht in einem Zwischenzustand, wo die Seitenwand 13 des gefalteten becherförmigen Gefäßes 4′ gerade auf den zylinderförmigen Abschnitt 12 des Dornes 7 zur Auflage gebracht wird, aber noch nicht in die Nuten 14 des Abschnittes 12 ganz zur Anlage gekommen ist. Außerdem wird der Boden 33 in den ausgenommenen entsprechenden Teil des Dornes so hineingezogen, wie mit den Pfeilen 39 der Fig. 3 und mit dem eingezogenen Teil des Bodens 33′ des Gefäßes 4′ dargestellt ist.

Nachdem das gefaltete becherförmige Gefäß 4′ auf den Dorn 7 ganz zur Anlage gekommen ist, können der Dorn 7 mit dem eingefalteten Gefäß 4′ einer Gefäßformmaschine entnommen und zum Stapel 31 geführt werden. Dort kann der Dorn 7 mit dem darauf befindlichen, eingefalteten becherförmigen Gefäß 2, 4′, 6 in das offene Ende des Stapels eingeführt werden, wie schon gesagt, entgegen der Richtung des Pfeiles 37 in Fig. 1 von links nach rechts.

Bis zum vollständigen Einfahren des besetzten Dornes in den Stapel 31 wird die Druckdifferenz aufrechterhalten, die einen erhöhten Druck außerhalb der Seitenwand 32 und einen verringerten Druck innerhalb derselben derart aufbringt, daß das becherförmige Gefäß in seinem eingefalteten Zustand auf dem Dorn gehalten wird. Nach dem vollständigen Einfahren des besetzten Dornes in den Stapel 31 wird diese Druckdifferenz umgeschaltet, so daß das Druckgefälle entgegen gesetzt derart ist, daß innerhalb der Seitenwand 32 der Druck größer und außerhalb geringer ist mit der Folge, daß das gefaltete becherförmige Gefäß wieder aufgeblasen bzw. expandiert wird. Dadurch wird es in wirksame Berührung mit der inneren Oberfläche der Seitenwand 32 des zuvor eingeführten, nächstäußeren gefalteten becherförmigen Gefäßes im Stapel gebracht. Auf diese Weise wird der Dorn 7 frei und kann herausgenommen und wieder an die Gefäßeherstellungs maschine herangeführt werden, um das nächste becherförmige Gefäß aufzunehmen. Das Spiel wiederholt sich, indem wieder die zuerst beschriebene Druckdifferenz eingeschaltet wird mit einem Druckgefälle von außen nach innen usw.

Betrachtet man die Fig. 3 und 4 und die Geometrie des Dornes 7 mit dem konischen Abschnitt 8 und dem zylindrischen Abschnitt 12 und den Nuten 14, dann sind die Gesamtmaße des Dornes 7 so ausgewählt, daß die Oberfläche des eingefalteten Gefäßes 2, 4′, 6 (einschließlich dessen Boden 33) vollständig auf die Oberfläche des in der beschriebenen Weise gestalteten Dornes zur Auflage kommt. Mit anderen Worten ist die gesamte Oberfläche, z. B. die Umfangslänge des nicht eingefalteten, expandierten Gefäßes natürlich gleich groß wie die des eingefalteten Gefäßes, so daß also auch die Oberfläche über die aktive Länge L des Dornes 7 den gleichen Wert hat mit der Folge, daß über den Umfang eines derart eingefalteten becherförmigen Gefäßes 2, 4′, 6 im wesentlichen keine Falten oder Kniffe entstehen.

Mit Vorteil kann durch die Nuten 14 des zylindrischen Abschnittes 12 unkontrollierte oder gar beschädigte Falten oder Kniffe in Längsrichtung des eingefalteten becherförmigen Gefäßes 6 verhindert werden. Wenn anstelle eines konusförmigen Gefäßes ein solches anderer Gestalt, z. B. mit rein zylinderförmigen Wänden, bearbeitet werden soll, empfiehlt sich eine entsprechend anders gestaltete Dorngeometrie.

Die Fig. 5 bis 8 zeigen eine Anzahl unterschiedlicher Querschnittsformen von becherförmigen Gefäßen und ihr Verhältnis zu der bevorzugten Gestalt des am meisten eingefalteten (z. B. des inneren) becherförmigen Gefäßes in dem Stapel 31. Bei der schematischen Darstellung bedeutet jeweils die Außenlinie die Querschnittsform des expandierten Gefäßes und die Innenlinie die Querschnittsform eines ganz im Inneren befindlichen Gefäßes 6 in einem Stapel 31, wie man z. B. in Fig. 2 in der Mitte sieht.

Nach Fig. 5 wird ein becherförmiges Gefäß mit im allgemeinen kreisförmigem Querschnitt 15 die regelmäßig gewellte Gestalt nach der Linie 16 annehmen. Die Oberfläche kann man auch als lappig mit einer gewissen Steifigkeit beschreiben oder man kann die einzelnen gewellten Nuten auch in der Querschnittsdarstellung der Linie 16 als Keulen bezeichnen, so daß die Linie 16 einen Querschnitt mit einer Anzahl Keulen, über den etwa kreisförmigen Umfang verteilt darstellt.

In Fig. 6 ist ein becherförmiges Gefäß mit dreieckförmigem Querschnitt gemäß der Linie 17 im expandierten Zustand dargestellt, welches durch das Einfalten eine Gestalt mit im allgemeinen drei Keulen erhält, wie durch die Linie 18 mit dem Querschnitt der drei Keulen dargestellt ist.

Ein becherförmiges Gefäß mit quadratischem Querschnitt nach der Linie 19 gemäß Fig. 7 erhält durch das Einfalten eine äußere Querschnittslinie, wie bei 20 dargestellt ist, d. h. einen Querschnitt einer Gestalt mit vier Keulen.

In Fig. 8 ist schließlich als viertes Beispiel ein becherförmiges Gefäß mit hexagonalem Querschnitt nach der Linie 21 gezeigt. Dieser Querschnitt wird durch das Einfalten zu einem Querschnitt mit sechs Keulen gemäß der gewellten Linie 22 in Fig. 8.

In einer Seitenansicht sind in den Fig. 9 bis 11 drei Beispiele unterschiedlicher Behältergeo metrie dargestellt. Man sieht jeweils in Richtung senkrecht auf die Längsmittellinie 40, d. h. mit Blickrichtung senkrecht auf das Papier, auf die Seitenwand 32 des jeweiligen becherförmigen Gefäßes.

Nach Fig. 9 ist ein becherförmiges Gefäß vom konischen Typ 23 dargestellt. Hier ist der Durchmesser in der Nähe des Flansches 1 größer als am Boden 33, d. h. die Seitenwand 32 verjüngt sich zum Boden hin und hat einen positiven Konuswinkel Φ. Außerdem ist in Fig. 9 links von der gestrichelten Linie, welche die Längsmittellinie 40 des becherförmigen Gefäßes darstellt, ein neben dem Flansch angeformter Bund 27 dargestellt, der für einen z. B. 5 mm großen Abstand a des einen Gefäßes vom nächsten im Stapel 31 sorgt. Auf der rechten Seite der gestrichelten Linie ist ein viel kürzerer Bund 28 dargestellt, bei dem der Stapel 31 viel dichter gepackt werden kann, weil der Abstand a, der Indexierungsabstand, z. B. auf die Hälfte reduziert ist.

Die Ausführungsformen nach den Fig. 9 bis 11 sind aus Kunststoffpolymer in einem Stück tiefgezogen, so daß der Flansch 1 ebenso wie der Boden 33 aus einem Stück mit dem Bund 27, 28 und der Seitenwand 32 bestehen.

In Fig. 10 ist ein becherförmiges Gefäß vom zylindrischen Typ 24 gezeigt mit einem Konuswinkel 0. Bislang waren solche Gefäße nicht stapelbar. Das Zusammenstecken zu einem Stapel 31 gemäß Fig. 1 ist aber durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen nun auch bei einem becherförmigen Gefäß der Ausgestaltung nach Fig. 10 möglich.

In Fig. 11 ist ein drittes Beispiel einer Gestaltung eines becherförmigen Gefäßes gezeigt, wobei hier ein Gefäß vom überformten, konischen Typ 26 dargestellt ist, d. h. ein Konus mit einem negativen Konuswinkel Ω. Sogar diese Gestaltung kann zu einem Stapel 31 gemäß Fig. 1 verarbeitet werden.

In jedem der drei in den Fig. 9 bis 11 gezeigten Fällen kann das jeweils innere gefaltete becherförmige Gefäß 6 im Stapel 31 herausgenommen werden, ohne gleichzeitig das nächste oder gar mehrere äußere Gefäße mitzunehmen. Die Berührungskraft zwischen dem inneren und dem benachbarten äußeren Gefäß und daher auch die Oberflächenreibung dieser beiden benachbarten becherförmigen Gefäße ist kleiner als die Berührungskraft und die Ober flächenreibung dieses nächsten und seines außen darauf sitzenden Gefäßes, wie oben schon beschrieben. Daher wird beim Entstapeln der Gefäßtypen 23, 24 und 26 auch immer eine Mehrfachentnahme vermieden.

Die Fig. 12 und 13 zeigen, wie ein Dorn 7 zum Entstapeln verwendet werden kann. In Fig. 12 sieht man rechts wieder den Stapel 31 von becherförmigen Gefäßen mit dem lichten Indexierungsabstand a. In diesem Falle wird der Dorn 7 von links in das offene Ende des Stapels 31 nach rechts eingeführt, bis der Dorn 7 die Endposition erreicht hat, bei welcher gerade noch eine Abdichtung zwischen dem Flansch 1 des inneren Gefäßes 4′ und dem konischen Abschnitt 8 des Dornes 7 auf der einen Seite möglich ist und der Boden 33 des Gefäßes nahe am anderen Ende des Dornes 7 zu liegen kommt. Dann wird Vakuum angelegt, d. h. Luft gemäß den Pfeilen 30 aus der Luftleitung 9 und damit dem Inneren des inneren Gefäßes abgezogen. Dieses Gefäß wird dadurch eingefaltet, kommt vollständig auf dem Dorn 7 in Anlage und wird damit von diesem gehalten. Fig. 12 zeigt den Dorn 7 mit teilweise aus dem Stapel entferntem Gefäß 4′.

Der mit dem Gefäß 4′ besetzte Dorn kann nun aus dem Stapel 31 herausgenommen und beispielsweise in Transportrichtung gemäß Pfeil 41 in die Halterung 29 einer Gefäßladestation einer Füllmaschine überführt werden. Hat der Dorn den in Fig. 13 dargestellten Zustand (bevor das gefaltete becherförmige Gefäß 4 expandiert ist) erreicht, dann ruht beispielsweise der Flansch 1 auf der Innenkante der ringförmigen Oberfläche der Halterung 29 und kann von dort gut gehandhabt werden. Das Druckgefälle wird nun umgeschaltet, d. h. es wird Druckluft gemäß den Pfeilen 25 in die Luftleitung 9 geführt, die Luft tritt aus den Mündungsöffnungen 38 in die Nuten 14 ein und expandiert das eingefaltete becherförmige Gefäß (4′ in Fig. 12) in den in Fig. 13 mit ausgezogenen Linien gezeigten Zustand, wo das expandierte Gefäß mit 4 bezeichnet ist. Die Vielzahl der Pfeile 42 veranschaulicht die Strömungsrichtung der Druckluft im Inneren des becherförmigen Gefäßes 4, so daß dieses in die in Fig. 13 gezeigte Gestalt expandiert wird.

Bezugszeichenliste

1 Flansch
2 inneres gefaltetes becherförmiges Gefäß
3 Längsfalte
4 äußeres becherförmiges Gefäß, Herstellungsgestalt
4′ gefaltetes Gefäß
5 Bund, Entstapelungsbund
6 gefaltetes becherförmiges Gefäß
7 Dorn
8 konischer Abschnitt
9 Luftleitung
10 Stelle
11 Übergangsstelle
12 zylinderförmiger Abschnitt
13 Seitenwand
14 Nut im Dorn 7
15 Linie für kreisförmigen Querschnitt
16 Linie für Querschnitt mit regelmäßig am Umfang verteilten Keulen
17 Linie für dreieckförmigen Querschnitt
18 Linie für Querschnitt mit drei Keulen
19 Linie für quadratischen Querschnitt
20 Linie für Querschnitt mit vier Keulen
21 Linie für hexagonalen Querschnitt
22 Linie für Querschnitt mit sechs Keulen
23 konischer Typ
24 zylindrischer Typ
25 Pfeil (Luftdruck)
26 Typ mit überformtem Konus
27 langer Bund
28 kurzer Bund
29 Halterung
30 Pfeil (Vakuum)
31 Stapel
32 Seitenwand
33 Boden
33′ Boden (eingezogener Teil)
34 Stirnseite
35 Pfeil (Bewegungsrichtung der Einfaltung)
37 Entnahmerichtung
38 Mündungsöffnung
39 Pfeil (Bewegungsrichtung des Bodens 33 → 33′)
40 Längsmittellinie des becherförmigen Gefäßes
41 Transportrichtung
42 Strömungsrichtung der Druckluft
a lichter Abstand
L aktive Länge des Dornes

Claims

1. Stapel von koaxial ineinandergesteckten, becherförmigen Gefäßen (2, 4, 6) mit jeweils einer Seitenwand (32), an deren einem Ende ein Boden (33) und an deren anderem Ende ein Flansch (1) angeordnet sind, wobei das Gefäß (2, 4, 6) aus einem flexiblen Material besteht und der Flansch (1) wesentlich steifer ist als die Seitenwand (32) und der Boden (33), dadurch gekennzeichnet, daß außer dem äußersten becherförmigen Gefäß (4) jedes innere Gefäß (2) teilweise radial eingefaltet ist und daß der Grad der Einfaltung allmählich zum innersten becherförmigen Gefäß (2) hin zunimmt.

2. Stapel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes innere becherförmige Gefäß (2) in seiner Seitenwand (32), über seinen Umfang verteilt, Längsfalten (3) und am offenen Ende den Flansch (1) hat.

3. Stapel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsfalten (3) in der Seitenwand (32) des becherförmigen Gefäßes (2, 4, 6) an seinem offenen Ende am Flansch (1) beginnen und sich bis zum Boden (33) des Gefäßes (2, 4, 6) erstrecken und daß der mittlere Durchmesser des jeweils inneren Gefäßes (2) eines Stapels (31) durch die Faltung und die dadurch veränderte Geometrie kleiner ist als der mittlere Durchmesser des benachbarten äußeren Gefäßes (4).

4. Stapel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kunststoff aufweisenden Oberfläche des becherförmigen Gefäßes (2, 4, 6) ein Gleitmittel vorhanden ist.

5. Stapel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Flansch (1) des becherförmigen Gefäßes (2, 4, 6) zu dessen Seitenwand (32) hin ein Bund (5) angeordnet ist.

6. Stapel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsfalten (3) in der Seitenwand (32) des becherförmigen Gefäßes (2, 4, 6) im wesentlichen gleichmäßig am Umfang verteilt und im Querschnitt wellig gerundet sind.

7. Stapel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das becherförmige Gefäß (2) im expandierten Zustand eine etwa zylindermantelförmige oder eine konisch verjüngte Seitenwand (32) aufweist.

8. Verfahren zur Herstellung eines Stapels (31) von koaxial ineinandergesteckten, becherför migen Gefäßen (2, 4, 6) mit jeweils einer Seitenwand (32), an dessen einem Ende ein Boden (33) und an dessen anderem Ende ein Flansch (1) angeordnet sind, wobei das Gefäß (2, 4, 6) aus einem flexiblen Material besteht und der Flansch (1) wesentlich steifer ist als die Seitenwand (32) und der Boden (33), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Innenseite und der Außenseite der Seitenwand (32) des becherförmigen Gehäuses (2, 4, 6) ein Druckgefälle derart aufgebaut wird, daß die Seitenwand (32) des Gefäßes (2, 4 6) auf einem Dorn (7) in eingefaltetem Zustand zum Anliegen kommt, die Druckdifferenz aufrechterhalten und währenddessen der Dorn (7) mit dem eingefaltet darauf befindlichen Gefäß (2, 4, 6) in eine Halterung (29) bewegt wird, danach das Druckgefälle umgekehrt, hierdurch das Gefäß wieder expandiert und der leere Dorn (7) aus dem expandierten Gefäß (4, 6) herausgenommen wird und danach der Vorgang wiederholt und ein Gefäß (2, 4, 6) nach dem anderen in das jeweils vorherige, innere Gefäß (2, 6) hineinbewegt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Durchmesser der eingefalteten Seitenwand (32) des becherförmigen Gefäßes (2, 6) durch die Druckdifferenz um mindestens 40% des Durchmessers des expandierten Gefäßes (4, 6) reduziert wird.

10. Verfahren zum Entstapeln von koaxial ineinandergesteckten, becherförmigen Gefäßen (2, 4, 6) mit jeweils einer Seitenwand (32), an dessen einem Ende ein Boden (33) und an dessen anderem Ende ein Flansch (1) angeordnet ist, wobei das Gefäß (2, 4, 6) aus einem flexiblen Material besteht und der Flansch (1) wesentlich steifer ist als die Seitenwand (32) und der Boden (33), aus einem Gefäßstapel (31), dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen der Innenseite und der Außenseite der Seitenwand (32) des becherförmigen Gefäßes (2, 4, 6) ein Druckgefälle derart aufgebaut wird, daß die Seitenwand (32) des innersten Gefäßes (2, 6) auf einem Dorn (7) in eingefaltetem Zustand zum Anliegen kommt, die Druckdifferenz aufrechterhalten und währenddessen der Dorn (7) mit dem eingefaltet darauf befindlichen Gefäß (2, 4, 6) aus dem Stapel (31) herausbewegt und zu einer Bearbeitungsstation verfahren wird, danach das Druckgefälle umgekehrt und das Gefäß (2, 6) auf seine Herstellungsgeometrie expandiert wird, wonach der leere Dorn (7) aus dem expandierten Gefäß (4, 6) herausgenommen wird und danach der Vorgang wiederholt und ein Gefäß (2, 4, 6) nach dem anderen herausgenommen und in die Bearbeitungsstation verfahren wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Durchmesser der eingefalteten Seitenwand (32) des becherförmigen Gefäßes (2, 4, 6) durch die Druckdifferenz um mindestens 40% des Durchmessers des expandierten Gefäßes (4, 6) reduziert wird.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 11, mit einem Dorn (7) und einer relativ zum Dorn (7) bewegbaren Halterung (29) für becherförmi ge Gefäße (2, 4, 6), dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (7) einen ersten Abschnitt (8) mit konischer Oberfläche und einen zweiten Abschnitt (12) mit zylindrischer Oberfläche hat, daß die Länge des konischen Abschnittes (8) ¼ bis ½ der aktiven Länge (L) des Dornes (7) ist und daß der konische Abschnitt (8) eine im wesentlichen glatte Oberfläche hat.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Dorn (7) eine Luftleitung (9) von seiner Stirnseite (34) kommend vorgesehen ist, sich am zylindrischen Abschnitt (12) verzweigt und in der Oberfläche des zylindrischen Abschnittes (12) mündet.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Oberfläche des zylindrischen Abschnittes (12) in Längsrichtung des Dornes (7) verlaufende und symmetrisch an seinem Umfang verteilte Nuten (14) angeordnet sind und daß die jeweilige Verzweigung der Luftleitung (9) am Grund der Nut (14) mündet.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Umfangslänge des zylindrischen Abschnittes (12) des Dornes (7), einschließlich seiner Längsnuten, so groß bemessen ist, daß das becherförmige Gefäß (2, 4, 6) auf seiner Umfangslänge zur Auflage bringbar ist.