DE102008042910A1

DE102008042910A1 - Eisbereiter, Hohlform dafür und damit hergestelltes Eisstück

Info

Publication number: DE102008042910A1
Application number: DE102008042910A
Authority: DE
Inventors: Bertram Wolf; Bernd Heger
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2008-10-16
Filing date: 2008-10-16
Publication date: 2010-04-22
Also published as: WO2010043671A2; RU2011115554A; CN102187166A; WO2010043671A3; EP2334996A2

Abstract

Eine Hohlform (7) für die Bereitung von Eisstücken (1), insbesondere in einem automatischen Eisbereiter, hat eine offene Oberseite und einen in einer zu der Oberseite senkrechten Schnittebene zwischen zwei entgegengesetzten Randpunkten (13, 14) der Oberseite kontinuierlich gekrümmten Boden (8). Der Krümmungsradius des Bodens (8) nimmt entlang der Schnittebene von einem der Randpunkte (13) zum anderen (14) monoton ab.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen automatischen Eisbereiter und insbesondere die Hohlform, die in einem solchen Eisbereiter verwendet wird, um Wasser darin zu gefrieren, ein Kältegerät mit einem solchen Eisbereiter sowie das mit einem solchen Eisbereiter bzw. der Hohlform erhältliche Eisstück.
Aus DE 10 2005 003 241 A1 ist ein automatischer Eisbereiter bekannt, bei dem ein Tablett, in dem mehrere Hohlformen gebildet sind, um eine Achse zwischen einer Befüll- oder Gefrierstellung, in der eine Öffnung der Hohlform nach oben gerichtet ist, und einer Ausgabestellung schwenkbar ist, in der die Öffnung der Hohlform nach unten weist. Um das Lösen der fertigen Eisstücke aus den Hohlformen des Tabletts zu erleichtern, ist letzteres mit einer elektrischen Heizeinrichtung versehen, die es ermöglicht, die fertigen Eisstücke oberflächlich anzutauen, sodass diese beim Schwenken des Tabletts auf einem Wasserfilm aus ihrer Form heraus gleiten können.
In der Praxis zeigt sich, dass manche Formen eines Tabletts die Eisstücke leichter freigeben als andere. Um sicherzustellen, dass im automatischen Betrieb alle Eisstücke aus den Formen gleiten, muss ggf. so lange beheizt werden, bis auch die schwergängigste Form ihr Eisstück zuverlässig freigibt. Das dabei entstehende Wasser gelangt zusammen mit den Eisstücken in einen Vorratsbehälter, wo die Eisstücke vor dem Verbrauch gelagert werden. Je größer die Wassermenge ist, um so stärker ist die Neigung der Eisstücke, im Vorratsbehälter aneinander festzufrieren. Außerdem fordert das oberflächliche Antauen der Eisstücke einen beträchtlichen Energieaufwand, der den Gesamtwirkungsgrad eines Kältegeräts beeinträchtigt, in dem ein solcher Eisbereiter eingebaut ist.
Es besteht daher Bedarf nach einem Eisbereiter, der eine zuverlässige Freisetzung der fertigen Eisstücke bei minimalem Energieeinsatz ermöglicht.
Überraschenderweise zeigt sich, dass über die Formgebung der Hohlform erhebliche Energieeinsparungen realisierbar sind. So wird gemäß einem Aspekt der Erfindung das oben definierte Ziel erreicht, indem bei einer Hohlform für die Eisbereitung mit einer offenen Oberseite und einem in einer zu der Oberseite senkrechten Schnittebene zwischen zwei entgegengesetzten Randpunkten der Oberseite kontinuierlich gekrümmten Boden der Krümmungsradius des Bodens entlang der Schnittebene von einem der Randpunkte zum anderen monoton abnimmt.
Es wird vermutet, dass die unterschiedlich leichte Lösbarkeit der Eisstücke aus verschiedenen herkömmlichen Hohlformen im Wesentlichen Abweichungen der Form des Bodens der Hohlformen von der exakten Kreisbogenform verursacht ist. Diese Abweichungen können dazu führen, dass beim Verschieben eines Eisstücks in der Form zwischen diesem und den Wänden der Form ein Hohlraum entsteht oder wächst, in den aufgrund der umgebenden Wasserschicht nicht ohne weiteres Luft einströmen kann. Der bei einer Verschiebung des Eisstücks in einem solchen Hohlraum entstehende Unterdruck wirkt der Verschiebung des Eisstücks entgegen. Bei der erfindungsgemäßen Bodenform ist die Entstehung derartiger Hohlräume ausgeschlossen. Stattdessen können sich, wenn ein fertiges Eisstück in der Form in Richtung des zunehmenden Krümmungsradius verschoben wird, sich zwischen Eisstück und Hohlform nur keilförmige, randoffene Hohlräume bilden, in die von außen ohne Schwierigkeit Luft nachströmen kann. Daher kann der Eiswürfel leicht gleiten und aus der Form herausfallen, wenn diese in der richtigen Richtung geschwenkt wird, nämlich so, dass der Randpunkt mit dem kleineren Krümmungsradius relativ zu dem Randpunkt mit dem größeren Krümmungsradius angehoben wird.
Die oben beschriebene Hohlform ist nicht nur für einen automatischen Eisbereiter brauchbar; denkbar ist auch, ein einfaches, lediglich zu Platzierung in einem Gefrierfach vorgesehenes Eisbereitertablett mit Hohlformen gemäß der Erfindung auszubilden; bei einem solchen Tablett ist das Entformen der Eisstücke – auch ohne Beheizen – möglich, in dem ein Benutzer benachbart zum Randpunkt mit dem kleineren Krümmungsradius auf die Oberfläche des Eisstücks drückt und es so dazu bringt, sich in der Hohlform zu drehen.
Vorzugsweise weist der Boden der Hohlform entlang der Schnittlinie die Form einer archimedischen Spirale auf.
Der Unterschied zwischen den Krümmungsradien an den zwei Randpunkten muss nicht groß sein, um die gewünschte leichte Entformbarkeit zu erzielen. Es genügt, wenn sich die Krümmungsradien an zwei Randpunkten um wenige Prozent unterscheiden. Unter dem Gesichtspunkt einer guten Platzausnutzung sollte der Unterschied zwischen den Krümmungsradien an den zwei Randpunkten höchstens 20% betragen.
Einem zweiten Aspekt der Erfindung zu Folge wird eine zuverlässige, leichte Entformbarkeit erreicht, indem bei einer Hohlform mit einer offenen Oberseite und einem in einer zu der Oberseite senkrechten Schnittebene zwischen zwei entgegengesetzten Randpunkten der Oberseite kontinuierlich gekrümmten Boden in einem Schnitt entlang einer in konstantem Abstand zur Schnittlinie des Bodens mit der Schnittebene verlaufenden Schnittfläche die senkrecht zur Schnittebene gemessenen Breite der Hohlform monoton zunimmt.
Wenn eine solche Hohlform so geschwenkt wird, dass die schmale Seite der Hohlform relativ zur breiten Seite angehoben wird, kann ein Eisstück in der Form leicht verrutschen.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Eisstück, das durch Abformen einer Hohlform des oben beschriebenen Typs erhalten ist.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Eisstücks gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
2 eine Ansicht des Eisstücks von unten;
3 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Eisbereitertabletts mit vier Hohlformen;
4 einen axialen Schnitt durch eine Hohlform eines Eisbereitertabletts vom in 3 gezeigten Typ in einer Gefrierstellung;
5 die Hohlform der 4 und ein darin erzeugtes Eisstück während des Schwenkens von der Gefrierstellung der 4 in eine Ausgabestellung;
6 einen Schnitt durch das Eisbereitertablett der 5 entlang einer wie in 5 mit VI-VI bezeichneten gekrümmten Schnittfläche;
7 eine Mehrzahl von übereinandergelegten Schnitten durch die Hohlform; und
8 die Schnitte der 7 in einer perspektivischen Darstellung.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Eisstücks 1. Die Form des Eisstücks 1 ähnelt einem Segment eines Zylinders mit einer ebenen Oberseite und abgerundeten Kanten zwischen Mantelfläche und Stirnflächen des Zylinders, weicht aber von dieser Form durch ein paar charakteristische Merkmale ab. So ist zum Einen die dem Zylindermantel entsprechende gekrümmte Mantelfläche 2 des Eisstücks 1 nicht exakt zylindrisch, sondern hat im Querschnitt die Form einer archimedischen Spirale, wobei der Krümmungsradius der Spirale an einem in der Perspektive der 1 vom Betrachter abgewandten Rand 3 der Mantelfläche 2 kleiner ist als am entgegen gesetzten, dem Betrachter zugewandten Rand 4. Zum anderen nimmt, wie insbesondere in der in 2 gezeigten Ansicht des Eisstücks 1 von unten deutlich zu erkennen, die Breite des Eisstücks 1 vom Rand 3 zum Rand 4 hin zu, und den Stirnflächen des Zylinders entsprechende Seitenflächen 5 des Eisstücks 1 sind nach außen konvex. Am weitesten von der in 2 mit IV-IV bezeichneten Symmetrieebene des Eisstücks entfernte Punkte der Seitenflächen 5 sind mit 21 bezeichnet. Sie liegen unmittelbar ein einem an die ebene Oberseite angrenzenden Rand der Seitenflächen 5. Außerdem haben die abgerundeten Kanten 20, die die Mantelfläche 2 mit den Seitenflächen 5 verbinden, einen vom abgewandten Rand 3 zum zugewandten Rand 4 hin zunehmenden Krümmungsradius, wie insbesondere in 4 aus der von rechts nach links zunehmenden Breite der abgerundeten Kanten 20 deutlich wird.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Eisbereitertabletts 6, in dem eine im Prinzip willkürliche Anzahl von Hohlformen 7, hier vier Stück, ausgespart sind. Die Hohlformen 7 sind jeweils komplementär zum Eisstück 1 der 1 geformt. Bei allen diesen Hohlformen 7 nimmt der Krümmungsradius eines zu der Mantelfläche 2 komplementären Bodens 8 von einem Rand 13 zum gegenüber liegenden Rand 14 hin zu, genau so wie die Breite der Eisstücke 1 entlang des Bodens 8 zunimmt.
Zwei Lagerzapfen 9, die von Stirnseiten des Tabletts 6 parallel zur Krümmungsachse der Böden 8 abstehen, definieren eine Achse, um die das Tablett 6 zum Entformen schwenkbar ist.
Eine elektrische Heizeinrichtung zum Antauen von in den Hohlformen 7 gebildeten Eisstücken ist in der Wand des Tabletts 6 verborgen.
4 zeigt einen Schnitt senkrecht zu der durch die Lagerzapfen 9 definierten Schwenkachse durch eine der Hohlformen 7. Die Schnittebene verläuft senkrecht zum Wasserspiegel der Hohlform, entlang der in 2 und 3 mit IV-IV bezeichneten Linien. Die Spiralform des Bodens 8 ist in 4 stark überzeichnet. Die Durchmesser der zwei strichpunktierten Kreise, die jeweils die Entfernung der Ränder 13, 14 der Hohlform 7 von einer Ursprungsachse 10 der Spirale darstellen, unterscheiden sich etwa um einen Faktor 2. In der Praxis genügt ein Unterschied zwischen den beiden Radien von wenigen Prozent, maximal 20%.
Die starke Überzeichnung der Spiralform des Bodens 8 erleichtert es, seine Wirkung beim Entformen nachzuvollziehen. 5 zeigt einen zu 4 analogen Schnitt entlang der durch die Linien IV-IV bezeichneten Ebene während des Entformens eines Eisstücks 1 aus der Hohlform 7. Indern die Hohlform 7 im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt wird, sodass der stark gekrümmte Rand 3 angehoben und der schwach gekrümmte Rand 4 abgesenkt wird, ist der Krümmungsradius an einem beliebigen Punkt der Mantelfläche 2 des verschobenen Eisstücks 1 stets kleiner als der Krümmungsradius des nächst benachbarten Punkts des Bodens 8. Das heißt, die Mantelfläche 2 des Eisstücks 1 ist immer stärker gekrümmt als die nächst benachbart liegende Oberfläche der Hohlform 7. Der Kontaktbereich zwischen Eisstück 1 und Hohlform 7 reduziert sich damit im Schnitt der 5 auf einen einzigen Punkt 11, und beiderseits des Punkts 11 erstrecken sich zwischen dem Eisstück 1 und den beiden Rändern 3, 4 jeweils nach außen hin breiter werdende keilförmig gekrümmte Hohlräume 12, in die von außen leicht Luft eindringen kann.
Ein ähnlicher Effekt ergibt sich zwischen den abgerundeten Kanten 20 des Eisstücks 1 und den Kanten der Hohlform, an denen die Kanten 20 geformt sind. Falls diese Kanten sich während des Entformens überhaupt berühren, so können sie dies, da jeweils ein kleiner Kantenkrümmungsradius des verschobenen Eisstücks 4 einem größeren Krümmungsradius der Kanten der Hohlform gegenüber liegt, allenfalls punktuell tun, und in einem Kontaktpunkt benachbarte keilförmige Hohlräume kann Luft einfließen.
6 zeigt einen Schnitt durch das Tablett 6 entlang einer gekrümmten, in 5 mit VI-VI bezeichneten Schnittfläche. Der Verlauf der Schnittfläche ist festgelegt durch die Anforderung, dass diese an jedem Punkt einen gleichen Abstand zum Boden 8 der Hohlform haben soll. Anhand des Schnitts der 6 erkennt man deutlich, dass die Hohlformen 7 von einem dem Rand 13 benachbarten Rand 15 der Schnittfläche zu einem dem schwächer gekrümmten Rand 14 benachbarten Rand 16 kontinuierlich breiter werden. In der Perspektive der 6 entspricht die in 5 gezeigte Verlagerung des Eisstücks 1 in Bezug auf das schwenkende Tablett 6 einer Verschiebung des Eisstücks 1 nach unten. Wie anhand der 6 leicht nachvollziehbar ist, führt eine solche Verschiebung dazu, dass sich zwischen den Seitenflächen 5 des Eisstücks und den ihnen gegenüberliegenden Wandoberflächen 17 der Hohlform 7 Spalte bilden. Das Eisstück 1 verliert so den großflächigen, haftfähigen Kontakt mit der Hohlform 7, sodass es in dieser leicht verschiebbar ist bzw. bei einem ausreichend weiten Schwenken der Hohlform 7 um die Achse der Lagerzapfen 9 zuverlässig aus der Hohlform heraus fällt.
Zur Verdeutlichung desselben Sachverhalts dienen die 7 und 8, die jeweils ein Bündel von Schnitten S1–S7 durch die Hohlform 7 zeigen. Die Ebenen dieser Schnitte verlaufen – in 30°-Abständen zueinander – sämtlich durch die Ursprungsachse 10 der Spirale. Der flächenmäßig kleinste Schnittes S1 hat die Form eines Trapezes mit einer langen Grundlinie 22, die entlang der Ursprungsachse 10 verläuft, und einer kurzen Grundlinie, die zwei abgerundete Ecken aufweist. Die Ebene des Schnitts S1 verläuft horizontal durch die Ursprungsachse 10 und den oberen Rand der Hohlform 7 mit dem Punkt 13. Die anderen Schnitte S2 bis S7 können aufgefasst werden als die Kombination von zwei Trapezen, die sich an einer gemeinsamen langen Grundlinie berühren, wobei das untere Trapez in allen Abmessungen größer als die Schnittfläche S1 ist und von einem Schnitt Si zum nächsten S(i + 1) kontinuierlich größer wird und das obere die Linie 22 als kurze Grundlinie hat und von einem Schnitt Si zum nächsten S(i + 1) an Höhe zunimmt. Für den Schnitt S2 ist die gemeinsame Grundlinie eingezeichnet und mit 23 bezeichnet. Im Falle des größten, horizontal durch die Ursprungsachse 10 und den Punkt 14 verlaufenden Schnittes verbindet die gemeinsame Grundlinie die mit Bezug auf 2 definierten Punkte 21. Infolge dieser Konstruktion bilden sich, wenn das Eisstück 1 in der Hohlform 7 zu rutschen beginnt, sofort Spalte zwischen den Wandoberflächen 17 der Hohlform 7 und dem Eisstück 1, und das Eisstück 1 löst sich ohne weiteren Widerstand.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005003241 A1 [0002]

Claims

Hohlform (7) für die Eisbereitung, insbesondere in einem automatischen Eisbereiter, mit einer offenen Oberseite, Seitenwänden (5) und einem in einer zu der Oberseite senkrechten Schnittebene (IV-IV) zwischen zwei entgegengesetzten Randpunkten (13, 14) der Oberseite kontinuierlich gekrümmten Boden (8), dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius des Bodens (8) entlang der Schnittebene (IV-IV) von einem der Randpunkte (13) zum anderen (14) monoton zunimmt.
Hohlform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (8) entlang der Schnittebene die Form eines Abschnitts einer archimedischen Spirale aufweist.
Hohlform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmungsradien an den zwei Randpunkten (13, 14) sich um höchstens 20% unterscheiden.
Hohlform nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (8) und die Seitenwände (5) jeweils über eine abgerundete Kante verbunden sind, wobei der Krümmungsradius der Kante benachbart zum Randpunkt (13) mit dem kleinen Krümmungsradius kleiner ist als benachbart zum Randpunkt mit dem großen Krümmungsradius (14).
Hohlform nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittebene (IV-IV) den Boden (8) rechtwinklig kreuzt.
Hohlform nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (5) gewölbt sind und jeweils einen am weitesten von der Schnittebene (IV-IV) entfernten Punkt aufweisen, wobei dieser eine Punkt jeweils an einem oberen Rand der Seitenwand liegt. Eisbereiter, mit einer offenen Oberseite und einem Boden (8), der eine zu der Oberseite senkrechte Schnittebene (IV-IV) entlang einer zwei entgegengesetzte Randpunkten (13, 14) der Oberseite verbindenden, kontinuierlich gekrümmten Schnittlinie kreuzt, vorzugsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Schnitt entlang einer in konstantem Abstand zur der Schnittlinie des Bodens mit der Schnittebene verlaufenden Schnittfläche (VI-VI) die senkrecht zur Schnittebene (IV) gemessene Breite der Hohlform (7) monoton zunimmt.
Eisbereiter mit einer in einer Halterung montierten Hohlform (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Eisbereiter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlform (7) schwenkbar, insbesondere in der Halterung schwenkbar, angeordnet ist.
Eisbereiter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwenkachse der Hohlform (7) zu der Schnittebene (IV-IV) senkrecht ist.
Eisbereiter nach Anspruch 9 oder 10, soweit auf Anspruch 1 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkrichtung beim Entformen so festgelegt ist, dass der Randpunkt (13) mit dem kleineren Krümmungsradius relativ zu dem Randpunkt (14) mit dem größeren Krümmungsradius angehoben wird.
Eisbereiter nach Anspruch 9 oder 10, soweit auf Anspruch 7 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkrichtung beim Entformen so festgelegt ist, dass die schmale Seite der Hohlform (7) relativ zur breiten Seite angehoben wird.
Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, mit einem Eisbereiter nach einem der Ansprüche 8 bis 12.
Eisstück (1), dadurch gekennzeichnet, dass es durch Abformen der Hohlform (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 erhalten ist.