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Die
Erfindung betrifft einen Eisbereiter zur Erzeugung von Eisstücken nach
dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein Kältegerät mit einem Eisbereiter.
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Solche
Eisbereiter können
in einem dafür vorgesehenen
Gefrierfach eines Kältegerätes, etwa eines
Gefrierschrankes, angeordnet sein. Die Eisbildung kann mittels Kaltluftanströmung erfolgen.
Die Kaltluft kann durch einen in den Kältekreislauf geschalteten Verdampfer
des Kältegerätes erzeugt werden.
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Ein
gattungsgemäßer Eisbereiter
weist eine mit Frischwasser füllbare
Eisschale auf, die zur Eisbildung mit der Kaltluft umströmbar ist.
Die so in der Eisschale gebildeten Eisstücke können mittels eines Auswerferelementes
in einer Schwenkbewegung aus der Eisschale entnommen werden. Das
Auswerferelement ist an einem Abstreiferelement vorbeiführbar, an
dem die Eisstücke
vom Auswerferelement separiert werden und in einem Auffangbehälter abgleiten.
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Im
gattungsgemäßen Eisbereiter
werden bei der Kaltluftumströmung
der Eisschale Teilströme,
die nicht zur Abkühlung
der Eisschale beitragen, ungenutzt als Leckageströme in den
Kühlgeräte-Innenraum
abgeführt.
Dadurch ist eine Kühleffizienz
des Eisbereiters reduziert.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Eisbereiter und ein damit
ausgestaltbares Kältegerät bereitzustellen,
bei dem in fertigungstechnisch einfacher Weise die Eisproduktion
erhöht
werden kann.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und
11 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 1 ist das Abstreiferelement mit einem Strömungsleitelement
als Baueinheit ausgebildet, das zusammen mit einer Bodenseite der
Eisschale einen Strömungsraum
für die
Kaltluftströmung
begrenzt.
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Erfindungsgemäß sind daher
das Abstreiferelement und das Strömungsleitelement im Sinne einer
Bauteilreduzierung als ein gemeinsames Bauteil gefertigt. Durch
die einteilige Ausführung
können nicht
beabsichtigte Strömungsspalte
zwischen dem Abstreiferelement und dem Strömungsleitelement zumindest
weitgehend vermieden werden. Außerdem
vereinfacht ein einziges Bauteil die Montage erheblich, wodurch
sich die Montagezeit verkürzt
und der Eisbereiter kostengünstiger
herstellbar ist.
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Nach
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Baueinheit aus Abstreifelement und Strömungsleitelement
materialeinheitlich und einstückig
ausgebildet ist. Ein derartiges Bauteil läßt sich besonders paßgenau auf
einfache Weise mit einer Vielzahl von Funktionen herstellen.
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Das
Abstreiferelement kann mit Abstand die nach oben offene Eisschale
teilweise überdecken. Während einer
Eisproduktion können
die in der Eisschale gebildeten Eisstücke mittels eines schwenkbaren
Auswerfers aus der Eisschale oberseitig auf das Abstreiferelement
gebracht werden. Bei der Schwenkbewegung sind die Eisstücke noch
am Auswerfer festgefroren. Erst beim Vorbeiführen des Auswerfers am Abstreiferelement
werden die Eisstücke vom
Auswerfer separiert und können
die Eisstücke
in den darunter angeordneten Auffangbehälter abgleiten.
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Das
oberseitige Abstreiferelement kann zusammen mit dem bodenseitigen
Strömungsleitelement
ein im Querschnitt U-förmiges
Hohlprofil bilden, in dem die Eisschale zumindest teilweise angeordnet ist.
Der zwischen der Bodenseite der Eisschale und dem Strömungsleitelement
gebildete Strömungsraum
kann die Eisschale aufgabengemäß luftdicht umschließen.
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Zur
Bereitstellung des oben genannten U-förmigen Hohlprofiles kann das
Abstreiferelement über
eine Verbindungswand mit dem unterhalb der Eisschale angeordneten
Strömungsleitelement
verbunden sein. Die Verbindungswand begrenzt den Strömungsraum
auf seiner der Einströmseite
gegenüberliegenden
Seite. Bevorzugt kann die Eisschale mit einer ihrer Längsseiten
an der Verbindungswand gehaltert sein. Die Eisschale kann in diesem
Fall mit ihrer Längsseite
im Wesentlichen luftdicht mit der Verbindungswand in Anlage gebracht
sein.
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Der
Strömungsraum
kann definierte Luftauslässe
aufweisen, die im Abstreiferelement, in der Verbindungswand und/oder
im Strömungsleitelement ausgebildet
sind. Mit den Luftauslässen
ist eine Kaltluftströmung
durch den Strömungsraum
einstellbar. Auf diese Weise kann im Strömungsraum ein Strömungsbild
eingestellt werden, mit dem eine effiziente Abkühlung des Bodens der Eisschale
erhalten werden kann.
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Der
Eisbereiter weist üblicherweise
eine elektronische Steuereinrichtung auf, mit der die Eisproduktion
steuerbar ist. Der Steuereinrichtung ist üblicherweise ein Temperatursensor,
etwa ein Thermostat, zugeordnet, mit dem die Ist-Temperatur der Eisschale
bzw. des darin gesammelten Frischwassers erfasst wird. Die erfasste
Temperatur kann mit einer zur Eisbildung erforderlichen Grenztemperatur verglichen
werden. Erst bei Unterschreiten dieser Grenztemperatur startet die
elektronische Steuereinrichtung die Eisproduktion.
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Der
Temperatursensor ist üblicherweise
im bodenseitigen Bereich der Eisschale vorgesehen. Damit der Temperatursensor
die tatsächliche
Temperatur der Eisschale erfassen kann, ist es von Bedeutung, den
Temperatursensor außerhalb
des Strömungsraumes
anzuordnen. Bevorzugt kann der Temperatursensor in Eisschalen-Längsrichtung über einen
freien Luftauslassbereich vom Strömungsleitelement beabstandet
sein. Der Kaltluftstrom wird somit vorbei am Temperatursensor durch
den freien Luftauslassbereich abgeleitet. Eine direkte Beaufschlagung
des Temperatursensors mit dem Kaltluftstrom ist somit vermieden.
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Zur
Kaltluftversorgung des Eisbereiters kann dessen Strömungsraum
an seiner Einströmseite strömungstechnisch
mit einem Kaltluftkanal verbunden sein. Der Kaltluftkanal kann mit
einem Gefrierfach des Kältegerätes gekoppelt
sein, der mit einem Verdampfer des Kältemittelkreislaufes des Kältegerätes gekühlt wird.
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Zur
weiteren Reduzierung von Leckageströmungen kann der Strömungsraum
in Längsrichtung der
Eisschale stirnseitig jeweils mit einer Stirnwand geschlossen sein.
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Das
Abstreiferelement kann zusammen mit dem Luftleitelement als ein
einteiliges Kunststoffspritzgussteil in einem gemeinsamen Kunststoffspritzguss-Arbeitsgang
hergestellt sein. In der von den Formwerkzeugen begrenzten Spritzgusskammer
wird somit in einem gemeinsamen Arbeitsschritt sowohl das Abstreiferelement
als auch das Luftleitelement geformt.
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Nachfolgend
ist ein Ausführungsbeispiel
anhand der beigefügten
Figuren beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 in
einer Teilschnittansicht eine Prinzipdarstellung eines Kältegerätes;
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2 in
perspektivischer Ansicht einen Eisbereiter in Alleinstellung;
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3 in
einer vergrößerten Teilschnittansicht
den Eisbereiter;
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4 in
einer Rückansicht
den Eisbereiter;
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5 ebenfalls
in einer Rückansicht
den das Luftführungselement
mit angedeuteten Strömungswegen;
und
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6 in
Alleinstellung ein Kunststoffspritzgussteil, in welchem ein Abstreiferelement,
eine Verbindungswand, eine Stirnwand sowie ein Strömungsleitelement
integriert sind.
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In
der 1 ist in einer schematischen Seitenschnittdarstellung
ein Ausschnitt aus einem Kältegerät mit einem
bodenseitigen Gefrierraum 1 und einem oberen Teilraum 3 gezeigt,
die durch eine horizontale Trennwand 5 voneinander getrennt
sind. Die beiden Gefrier- und
Teilräume 1, 3 sind
frontseitig mit einer Gerätetür 4 verschlossen.
Im oberen Teilraum 3 ist ein Eisbereiter 7 zur
Erzeugung von Eisstücken vorgesehen.
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Zur
Kühlung
des Gefrierraumes 1 ist in üblicher Weise ein Verdampfer 9 vorgesehen,
der hier beispielhaft thermisch mit der Rückseite des Gefrierraumes 1 gekoppelt
ist. Der Verdampfer 9 ist Teil eines hier nicht gezeigten,
an sich bekannten Kältemittelkreislaufes.
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Der
Eisbereiter 7 weist gemäß der 1 eine
rinnenförmige
Eisschale 10 auf, in der in nachfolgend beschriebener Weise
Eisstücke
erzeugt werden, die in einem darunter angeordneten Auffangbehälter 13 eingebracht
werden können.
Der Auffangbehälter 13 ist gemäß der 1 in
Pfeilrichtung schubladenartig aus dem Teilraum 3 des Kältegerätes herausziehbar.
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In
der 2 ist der Eisbereiter 7 in Alleinstellung
ohne Auffangbehälter 13 gezeigt.
Demzufolge ist in dem Hohlraum der rinnenförmigen Eisschale 10 ein
schwenkbarer Auswerfer 15 angeordnet, der um eine Schwenkachse 17 verschwenkt
werden kann. Entlang der Schwenkachse 17 weist der Auswerfer 15 voneinander
beabstandete Zwischenwände 19 auf,
die den Hohlraum in der Eisschale 10 in Einzelfächer unterteilen.
Während
der Eisproduktion werden die an den Zwischenwänden 19 des Auswerfers 15 festgefrorenen
Eisstücke
durch eine Schwenkbewegung des Auswerfers 15 von der Eisschale 10 entnommen.
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Der
Auswerfer 15 ist an seiner in der 2 linken
Seite mit einem Stellantrieb einer elektronischen Steuereinrichtung 21 verbunden.
Hinter der elektronischen Steuereinrichtung 21 ist ein
Anschlusskasten 23 vorgesehen, der über eine Frischwasserzufuhrleitung
mit Leitungswasser füllbar
ist, das über
eine Zulauföffnung 25 in
die Eisschale 10 eingeleitet werden kann. Die Eisschale 10 weist
an ihrer hinteren Längsseite 27 Tragwinkel 29 zur
Befestigung an einem rückseitigen,
in der 1 gezeigten Luftführungselement 31 auf.
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Gemäß der 3 ist
die Eisschale 10 an ihrer vorderen Längsseite 33 mittels
eines Abstreiferelementes 35 überdeckt. Das Abstreiferelement 35 weist
voneinander in Längsrichtung
beabstandete Abstreiferrippen auf, die die Oberseite der Eisschale 10 teilweise überragen.
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Wie
in der 2 gezeigt ist, geht das Abstreiferelement 35 an
seiner Vorderseite über
eine obere Längskante 37 in
eine vertikale Verbindungswand 39 über. Die vertikale Verbindungswand 39 trennt
gemäß der 3 die
Eisschale 10 von dem vorgelagerten Auffangbehälter 13.
An seiner unteren Längskante 38 geht
die Verbindungswand 39 in ein plattenförmiges Strömungsleitelement 41 über, das im
Abstand zur Bodenseite der Eisschale 10 in Richtung auf
das rückseitige
Luftführungselement 31 schräg nach unten
abfällt.
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Wie
aus der 2 weiter hervorgeht, ist das Abstreiferelement 35 zusammen
mit der Verbindungswand 39 und dem Strömungsleitelement 41 materialeinheitlich
und einstückig
als ein U-förmiges Hohlprofilteil
ausgebildet, in das teilweise die Eisschale 10 einragt.
Die Eisschale 10 ist dabei gemäß der 3 mit ihrer
frontseitigen Längswand 33 in
einer Quernut 43 der Verbindungswand 39 gehaltert.
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Die
Verbindungswand 39 begrenzt zusammen mit der Eisschale 10 und
dem Strömungsleitelement 41 einen
Strömungsraum 45,
der die Eisschale 10 frontseitig umgibt. Der Strömungsraum 45 wird gemäß der 1 und 3 ausgehend
vom bodenseitigen Gefrierraum 1 des Kühlgerätes mit Kaltluft versorgt.
Die im Gefrierraum 1 erzeugte Kaltluft wird über ein
angedeutetes Gebläse 47 in
einen vom Luftführungselement 31 begrenzten
Zufuhrkanal 49 eingeführt
und durch eine untere Auslassöffnung 51 des Luftführungselements 31 in
den Strömungsraum 45 unterhalb
der Eisschale 10 ausgestoßen.
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Im
in der 1 gezeigten eingeschobenen Zustand ist der Auffangbehälter 13 mit
einem Antriebsmotor 14 gekoppelt, der in bekannter Weise eine
im Auffangbehälter 13 vorgesehene
Förderschnecke 16 antreibt,
die die Eisstücke
zur Vorderseite des Auffangbehälters 13 leitet.
Am vorderen Ende der Förderschnecke
werden die Eisstücke
mittels nicht gezeigter Messer zerkleinert.
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Gemäß der 3 ist
der Zufuhrkanal 49 des Luftführungselement 31 vertikal
nach oben gerichtet und mündet
dieser in einem in Bautiefenrichtung x ausgeweiteten Sammelraum 53,
der über
die untere Auslassöffnung 51 mit
dem Strömungsraum 45 verbunden
ist. Der Strömungsraum 45 ist
nach oben durch den Eisschalen-Boden sowie durch eine vordere Längswand 33 der
Eisschale 10 begrenzt.
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Oberhalb
der Ausströmöffnung 51 sind
weitere Ausströmöffnungen 55, 57 vorgesehen.
Die Ausströmöffnungen 51, 55, 57 sind
derart bemessen, dass durch die untere Ausströmöffnung 51 ein Hauptstrom I der
Kühlluftströmung in
den unteren Strömungsraum 45 mündet. Die
mittlere Ausströmöffnung 55 richtet
demgegenüber
einen ersten Nebenstrom II unmittelbar auf die hintere
Längsseite 27 der Eisschale 10.
Durch die obere Ausströmöffnung 57 wird
ein weiterer Nebenstrom III in einen Kaltluftraum 59 oberhalb
der Eisschale 10 geführt.
Mit dem Hauptstrom I sowie den beiden Nebenströmen II, III kann daher
Kaltluft allseitig auf die Eisschale 10 gerichtet werden.
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Gemäß der 3 ist
die mittlere Ausströmöffnung 55 in
Vertikalrichtung in etwa auf gleicher Höhe wie die hintere Längswand 27 der
Eisschale 10 angeordnet, so dass der Nebenstrom II unmittelbar auf
die Eisschalen-Längswand 10 ausgerichtet
ist. Die Ausströmöffnung 57 ist
um einen Abstand Δh
von der Eisschale 10 beabstandet. Die Ausströmöffnung 55 des
Luftführungselements 31 ist
gemäß der 5 als
eine horizontale Lochreihe ausgebildet, deren Ausströmkanäle in Strömungsrichtung
konusartig ausgeweitet sind. Die darüber angeordnete Ausströmöffnung 57 ist
demgegenüber
ein langgestreckter Querschlitz, dem in Strömungsrichtung ein Umlenkelement 62 nachgeschaltet
ist, das den austretenden Teilstrom III in Richtung auf
die Oberseite der Eisschale 10 nach unten umlenkt. Insgesamt
kann mittels der beiden Teilströme II und III im
Kühlluftraum 59 oberhalb
der Eisschale 10 ein turbulentes Strömungsbild mit Verwirbelungen
erzeugt werden, die eine schnelle Abkühlung der Wasseroberfläche in der
Eisschale 10 unterstützen.
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In
der 4 ist eine rückseitige
Ansicht des Eisbereiters 7 gezeigt, in der der Strömungsweg
des Hauptstromes I der Kaltluft dargestellt ist. Demzufolge
ist der Kaltluft-Hauptstrom I zunächst in der Bautiefenrichtung
x auf die horizontale Verbindungswand 39 gerichtet und
wird die Hauptströmung I innerhalb des
Strömungsraumes 45 in
eine Seitenrichtung entlang der Eisschale 10 umgelenkt.
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Aus
der 4 geht weiterhin hervor, dass sich das Strömungsleitelement 41 nicht
entlang der gesamten Länge
der Eisschale 10 erstreckt, sondern nur bis etwa zur Hälfte. In
der Eisschalen-Längsrichtung
ist daher ein Luftauslassbereich 61 zwischen den Strömungsleitelement 41 und
der gegenüberliegenden
Steuereinrichtung 21 freigelegt, durch den die Kaltluft
aus dem Strömungsraum 45 nach
unten abgeleitet wird.
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Im
Bereich der Steuereinrichtung 21 ist gemäß der 4 bodenseitig
unterhalb der Eisschale 10 ein Temperatursensor 63 vorgesehen,
der eine Ist-Temperatur der Eisschale 10 erfasst und an
die Steuereinrichtung 21 leitet. Die der Steuereinrichtung 21 gegenüberliegende
Längsseite
ist mit einer am Strömungsleitelement 41 angeformten
Stirnwand 65 geschlossen, die den Strömungsraum 45 außenseitig
begrenzt. Zusätzlich
sind in der Verbindungswand 39 zwei Luftauslässe 67 vorgesehen,
durch die Kaltluft aus dem Strömungsraum 45 austreten
kann.
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Die über die
Einströmseite
in den Strömungsraum 45 einströmende Hauptströmung I wird somit
mittels der Stirnwand 65 sowie der Verbindungswand 39 in
eine Seitenrichtung umgelenkt und über den Luftauslassbereich 61 nach
unten abgeführt.
Auf diese Weise wird der Temperatursensor 63 nicht unmittelbar
von der Kaltluftströmung
beaufschlagt, wodurch die erfasste Ist-Temperatur verfälscht werden
würde.
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In
der 5 ist das Abstreiferelement 35 zusammen
mit der Verbindungswand 39, der Stirnwand 65 und
dem Strömungsleitelement 41 als
ein einstückiges
Kunststoffbauteil gezeigt, das fertigungstechnisch einfach im Spritzgussverfahren
herstellbar ist. Abgesehen von dem vordefinierten Luftauslassbereich 61 sowie
der beiden Luftauslässe 67 in
der frontseitigen Verbindungswand 39 ist das Bauteil vollflächig geschlossen
ausgeführt.
Leckageströmungen,
die keinen Beitrag zur Eisbildung leisten, können daher reduziert werden.
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Wie
aus der 5 weiter hervorgeht, erstrecken
sich die in den oberseitigen Kühlluftraum 59 mündenden
bzw. direkt auf die Längsseite 27 der
Eisschale 10 gerichteten Auslassöffnungen 55, 57 über eine
Länge l1, die im Wesentlichen der in der 2 gezeigten
Länge l2 der Eisschale 10 entspricht. Im Betrieb
wird daher über
die oberen Auslassöffnungen 55, 57 im
Wesentlichen die gesamte freie Wasseroberfläche in der Eisschale 10 gekühlt. Demgegenüber ist
die Länge
l3 der unteren Auslassöffnung 51 reduziert
und in etwa der Länge
des Strömungsleitelementes 41 angepasst.
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Zum
Betriebsstart des Eisbereiters 7 wird zunächst die
in der 2 Einschalttaste der Steuereinrichtung 21 gedrückt. Zum
Befüllen
der Eisschale 10 wird das in dem Wasserkasten 23 zwischengespeicherte
Frischwasser über
die Zulauföffnung 25 in
die Eisschale 10 eingeleitet. Nach erfolgter Eisbildung wird
kurzzeitig ein in der Eisschale 10 integriertes Heizelement
eingeschaltet, wodurch die in der Eisschale 10 gebildeten
Eisstücke
angetaut und mittels des Auswerfers 15 in einer Schwenkbewegung
auf das Abstreiferelement 35 gekippt werden. Beispielhaft
ist in der 2 ein bereits auf das Abstreiferelement 35 gekipptes
Eisstück 69 gezeigt.
Das Abstreiferelement 35 ist in Richtung auf den Auffangbehälter 13 schräg nach unten
geneigt, so dass die darauf abgestreiften Eisstücke in den Auffangbehälter 13 abgleiten
können.
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- 1
- Gefrierraum
- 3
- Teilraum
- 5
- Trennwand
- 7
- Eisbereiter
- 4
- Gerätetür
- 9
- Verdampfer
- 10
- Eisschale
- 13
- Auffangbehälter
- 14
- Antriebsmotor
- 15
- Auswerferelement
- 16
- Förderschnecke
- 17
- Schwenkachse
- 19
- Zwischenwände
- 21
- Steuereinrichtung
- 23
- Wasserbehälter
- 25
- Zulauföffnung
- 27
- hintere
Längswand
der Eisschale 10
- 29
- Tragwinkel
- 31
- Luftführungselement
- 33
- vordere
Längswand
der Eisschale 10
- 35
- Abstreiferelement
- 37,
38
- Längskanten
- 39
- Verbindungwand
- 41
- Strömungsleitelement
- 43
- Quernut
- 45
- Strömungsraum
- 47
- Gebläse
- 49
- Luftzufuhrkanal
- 51
- untere
Auslassöffnung
- 53
- Sammelraum
- 55,
57
- obere
Auslassöffnungen
- 59
- Kaltluftraum
- 61
- Luftauslassbereich
- 62
- Umlenkelement
- 63
- Temperatursensor
- 65
- Stirnwand
- 67
- Luftauslässe
- 69
- Eisstück
- l1
- Länge der
Auslassöffnungen 55, 57
- l2
- Eisschalen-Länge
- l3
- Länge der
unteren Auslassöffnung 51
- I
- Hauptstrom
- II,
III
- Nebenströme
- x
- Bautiefenrichtung