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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gehäusekomponente für ein Kältegerät, insbesondere für ein Haushaltskältegerät, mit wenigstens einem mit einer Verstärkungsschicht umformten Vakuumisolationspaneel. Eine solche Gehäusekomponente ist aus
DE 103 42 859 A1 bekannt.
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Vakuumisolationspaneele sind im allgemeinen aufgebaut aus einer hochgradig diffusionsdichten Kunststofffolie und einem porösen, schüttfähigen Füllmaterial, zum Beispiel Zeolith, das von der Folie luftdicht ummantelt ist. Der von außen über die Folie auf das unter Unterdruck stehende Füllmaterial einwirkende Luftdruck gibt dem Vakuumisolationspaneel eine feste Form. Da die Kantenlängen eines solchen Isolationspaneels im allgemeinen wesentlich größer sind als seine Dicke, ist die mechanische Festigkeit des Paneels gering. Ohne geeigneten Schutz kann die umhüllende Folie leicht beschädigt werden, was zum Verlust sowohl der Isolationswirkung als auch der Steifigkeit des Vakuumisolationspaneels führt. In
DE 103 42 859 A1 wurde vorgeschlagen, die Robustheit der Vakuumisolationspaneele durch Umformen mit einer Verstärkungsschicht aus kompaktem Polyurethan zu verbessern.
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Die innere Struktur der Vakuumisolationspaneele bringt es mit sich, dass diese nur in einfachen Formen, ohne nennenswerte Konkavitäten, gefertigt werden können und meist in Form einfacher Quader beziehungsweise flacher quaderartiger Platten vorliegen. Diese Einschränkung und die Tatsache, dass eine Nachbearbeitung der Paneele zur Anpassung an eine gewünschte Form praktisch nicht möglich ist, haben einen umfassenden Einsatz von Vakuumisolationspaneelen auf dem Gebiet des Kältegerätebaus trotz ihrer ausgezeichneten thermischen Eigenschaften bislang verhindert.
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Die Gehäuse der gegenwärtig am Markt verbreiteten Kältegeräte haben einen Korpus mit einer aus Kunststoff tiefgezogenen Innenwand, einer aus verschiedenen Werkstoffen, meist mehrteilig, zusammengefügten Außenwand und einer Isolationsschicht aus Polyurethanschaum, die den Hohlraum zwischen Innen- und Außenwand eingespritzt wird und sich beim Aufschäumen der Kontur der Innenwand anpasst. Bei den so genannten Cold-Wall-Geräten ist an der Innenwand vor dem Ausschäumen ein Verdampfer angebracht. Der expandierende Polyurethanschaum passt sich den Konturen des Verdampfers an dessen Außenseite an und sorgt für eine wirksame Isolierung, wohingegen die Innenseite des Verdampfers über die Innenwand hinweg in engem thermischem Kontakt mit einer Lagerkammer des Kältegeräts steht.
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Aufgabe der Erfindung ist daher, eine effiziente Technik zur Montage eines Verdampfers an einer Gehäusekomponente für ein Kältegerät zu schaffen, die wenigstens ein Vakuumisolationspaneel enthält.
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Unter einem Kältegerät wird insbesondere ein Haushaltskältegerät verstanden, also ein Kältegerät das zur Haushaltsführung in Haushalten oder eventuell auch im Gastronomiebereich eingesetzt wird, und insbesondere dazu dient Lebensmittel und/oder Getränke in haushaltsüblichen Mengen bei bestimmten Temperaturen zu lagern, wie beispielsweise ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank, eine Kühlgefrierkombination, eine Gefriertruhe oder ein Weinlagerschrank.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Gehäusekomponente mit wenigstens einem mit einer Verstärkungsschicht umformten Vakuumisolationspaneel, bei der ein Verdampfer in die Verstärkungsschicht einteilig abgeformt ist.
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Dieser Verdampfer sollte zweckmäßigerweise plattenförmig sein, z. B. vom Tube-on-Sheet- oder Rollbond-Typ.
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Der Verdampfer kann von der Verstärkungsschicht bedeckt sein. Auf diese Weise wird eine kontinuierliche, materialhomogene Innenfläche der Gehäusekomponente erhalten, die am fertigen Gerät bequem sauberzuhalten ist.
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Fertigungstechnisch und kältetechnisch kann es vorteilhaft sein, wenn der Verdampfer eine Öffnung der Verstärkungsschicht ausfüllt. So kann nämlich der Verdampfer beim Umformen des Vakuumisolationspaneel mit der Verstärkungsschicht als ein Bindeglied zwischen dem Vakuumisolationspaneel und den Wänden eines Formwerkzeugs dienen, durch die das Vakuumisolationspaneel in dem Formwerkzeug ohne eigenen Wandkontakt fixierbar ist, d. h. es kann eine Verstärkungsschicht rings um das Vakuumisolationspaneel erzeugt werden, die abgesehen von der den Verdampfer aufnehmenden Öffnung keine weiteren Öffnungen aufweist.
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Um eine kontinuierliche, reinigungsfreundliche Oberfläche der Gehäusekomponente zu gewährleisten, können der Verdampfer und die ihn umgebende Verstärkungsschicht mit einer durchgehenden Deckschicht überzogen sein. Eine solche Deckschicht kann auch eventuell durch Materialschrumpfung bedingte Fugen zwischen Deckschicht und Verdampfer an den Rändern der Öffnung ausfüllen.
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Der Verdampfer ist an dem Vakuumisolationspaneel zweckmäßigerweise durch eine Klebstoffschicht fixiert.
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Als Klebstoff kann ein thermoplastisches Material wie etwa Bitumen verwendet werden. Eine solche plastisch verformbare Klebstoffschicht erlaubt es, den Abstand des Verdampfers von dem Vakuumisolationspaneel genau passend zu einer gewünschten Dicke der Verstärkungsschicht einzustellen.
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Zu demselben Zweck kann auch ein aufgeschäumter Klebstoff wie etwa Polyurethanschaum, zwischen Verdampfer und Vakuumisolationspaneel vorgesehen werden.
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Um die Einstellung des Abstandes des Verdampfers von dem Vakuumisolationspaneel zu vereinfachen, kann an einer Platine des Verdampfers wenigstens ein das Vakuumisolationspaneel berührender Abstandhalter vorgesehen sein.
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Vorzugsweise ist dieser Abstandhalter als eine mit der Platine einteilige gekröpfte Zunge ausgebildet. Diese kann zusätzlich noch zur Verbesserung des Formschlusses zwischen Verstärkungsschicht und Verdampfer beitragen.
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Die Gehäusekomponente kann eine erste Wand eines Kältegerätekorpus bilden.
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In diesem Fall können in der Verstärkungsschicht zweckmäßigerweise Verbinderelemente zum Verbinden mit einer zweiten Wand des Kältegerätekorpus geformt sein. So kann der Korpus schnell und einfach durch Zusammenstecken mehrerer Komponenten aufgebaut werden.
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Die Gehäusekomponente kann auch ein vollständiger Kältegerätekorpus sein. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn jede Wand des Kältegerätekorpus wenigstens ein Vakuumisolationspaneel enthält.
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In ähnlicher Weise wie der Verdampfer kann ein Temperaturfühler in die Verstärkungsschicht eingebettet sein, oder auch eine Leitung für Elektrizität oder für Kältemittel, die den Temperaturfühler, eine Innenraumbeleuchtung, den Verdampfer oder dergleichen versorgt.
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Auch der Temperaturfühler bzw. die Leitungen können am Vakuumisolationspaneel befestigt sein, insbesondere durch Klebung, um die Erzeugung der Verstärkungsschicht nicht zu behindern.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
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1 einen schematischen Schnitt durch eine Rückwand eines Kältegerätekorpus gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
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2 einen vergrößerten Teilschnitt durch eine Kältegeräterückwand gemäß einer zweiten Ausgestaltung;
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3 ein Zwischenstadium der Fertigung der Rückwand in einem zu 1 analogen Schnitt;
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4 einen zu 3 analogen Schnitt gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung;
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5 einen zu 3 analogen Schnitt gemäß einer vierten Ausgestaltung;
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6 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Kältegeräterückwand; und
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7 eine Schnittdarstellung eines ersten Zwischenstadiums der Fertigung der Kältegeräterückwand nach einer der 2, 4 und 5; und
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8 ein zweites Zwischenstadium der Fertigung.
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1 zeigt in einem schematischen Schnitt entlang einer vertikalen Schnittebene einen Ausschnitt aus einer Rückwand eines Kältegerätekorpus gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung. Die Rückwand eines besteht größtenteils aus einem plattenförmigen Vakuumisolationspaneel 2 von dem Fachmann an sich bekanntem Aufbau, mit einer Füllung 3 aus hochporösem Material wie etwa Kieselgel, Aerogel, offenzelligem Polystyrol- oder Polyurethanschaum oder dergleichen, die durch eine sie umgebende Kunststofffolie 4 unter Unterdruck gehalten und formstabilisiert ist. Das Vakuumpaneel 2 ist auf seiner gesamten Oberfläche von einer Verstärkungsschicht 5 aus kompaktem Polyurethan lückenlos umgeben. Ein plattenförmiger Verdampfer 6 ist in die Verstärkungsschicht 5 eingebettet.
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Der Verdampfer umfasst eine ebene Platine 7 und eine sich in einem Zwischenraum zwischen der Platine 7 und dem Vakuumisolationspaneel 2 in Mäandern erstreckende Kältemittelleitung 8, die durch ein auf die Platine 7 aufgelötetes Rohr oder eine zweite Platine gebildet sein kann, in der eine der Kältemittelleitung 8 entsprechende Rinne geformt ist.
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Der Verdampfer 6 ist an dem Vakuumisolationspaneel 2 durch eine Klebstoffschicht 9, zum Beispiel aus Bitumen oder aus aufgeschäumtem Polyurethan, befestigt. Der Verdampfer 6 kann unmittelbar gegen das Vakuumisolationspaneel 2 gedrückt sein, so dass zwischen dem Vakuumisolationspaneel 2 zugewandten Scheitelpunkten der Kältemittelleitung 8 die Klebstoffschicht 9 praktisch vollständig verdrängt ist und lediglich, wie in 1 dargestellt, Zwischenräume zwischen benachbarten Abschnitten der Kältemittelleitung 8 ausfüllt. Die so erhaltene Baugruppe aus Vakuumisolationspaneel 2 und Verdampfer 6 wird anschließend in einer Hohlform platziert und mit kompaktem Polyurethan umspritzt, um die Verstärkungsschicht 5 zu bilden. Wie gezeigt, ist der Verdampfer 6 formschlüssig in die Verstärkungsschicht 5 eingebettet, indem diese einerseits sich über die gesamte vom Vakuumisolationspaneel 2 abgewandte Seite der Platine 7, andererseits aber auch in den Spalt zwischen dem Vakuumisolationspaneel 2 und der Platine 7 erstreckt.
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Da der Verdampfer 6 völlig von der Verstärkungsschicht 5 überdeckt ist, wird am fertigen Kältegerät eine reinigungsfreundliche kontinuierliche, materialhomogene Innenfläche erhalten, ähnlich einem herkömmlichen Kältegerät in Coldwall-Bauweise.
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Es können noch weitere funktionswesentliche Komponenten des Kältegeräts in der Verstärkungsschicht 5 verborgen sein, z. B. ein Temperatursensor 26 und/oder eine Signalleitung 27, die den Temperatursensor 26 mit einer nicht dargestellten Steuerschaltung einer Kältemaschine verbindet.
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2 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch ein Stück einer Kältegeräterückwand 1 gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung. Der Verdampfer 6 ist hier als Rollbond-Verdampfer dargestellt; es könnte sich aber genauso um einen Tube-on-Sheet-Verdampfer handeln. Eine Klebstoffschicht 9, die den Verdampfer 6 vom Vakuumisolationspaneel 2 trennt, hat hier auch an den dem Paneel 2 zugewandten Scheitelpunkten 10 der Kältemittelleitung 8 eine nicht vernachlässigbare Decke. Die äußere Platine 7 des Verdampfers ist von der Verstärkungsschicht 5 nicht überdeckt und befindet sich daher in einem ideal engen thermischen Kontakt mit der Lagerkammer 11 des Kältegeräts, was einen energiesparenden Betrieb ermöglicht.
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Um eine solche unmittelbar an die Lagerkammer 11 angrenzende Platzierung des Verdampfers 6 zu ermöglichen, muss der Abstand der Platine 7 zum Vakuumisolationspaneel 2 genau kontrolliert werden. Dies kann zum Beispiel geschehen, indem der Verdampfer 6, wie in 3 gezeigt, mit der Platine 7 nach unten, von einem Rahmen 12 umgeben, auf einer Unterlage 13 platziert wird, Klebstoff 9 in plastisch verformbarem oder expandierendem Zustand auf den Verdampfer 6 aufgetragen wird und das Vakuumisolationspaneel 2 auf den Rahmen 12 aufgelegt wird, wobei es die Klebstoffmasse flach drückt oder zum Expandieren in seitlicher Richtung zwängt.
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4 zeigt eine Weiterbildung der Kältegeräterückwand 1 aus 2 in einem zu 2 analogen Schnitt. Die dem Vakuumisolationspaneel 2 zugewandte Platine 14 des Verdampfers 6 weist hier nicht nur die Kältemittelleitung 8 auf, sondern auch eine Mehrzahl von über den Rand der ebenen Platine 7 seitlich überstehenden, gekröpften Zungen 15, deren distale Enden sich an dem Vakuumisolationspaneel 2 abstützen. Hier genügt es, den Klebstoff auf das Vakuumisolationspaneel 2 oder den Verdampfer 6 aufzutragen und beide so gegeneinander zu drücken, dass sich die Zungen 15 am Vakuumisolationspaneel 2 abstützen, um einen gewünschten Abstand entsprechend dem Ausmaß der Kröpfung der Zungen 15 zwischen der Platine 7 und dem Vakuumisolationspaneel 2 einzustellen.
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Wiederum bezogen auf 2 ist zu erkennen, dass in Folge von Materialschrumpfung beim Erhärten der Verstärkungsschicht 5 sich rings um den Verdampfer 6 ein Spalt 16 bilden kann. Indem, wie in 4 gezeigt, über die gesamte Fläche des Verdampfers 6 und der umgebenden Verstärkungsschicht 5 hinweg eine Deckschicht 17, zum Beispiel eine Lackierung, aufgetragen wird, kann der Spalt 16 verschlossen und eine kontinuierliche, leicht sauber zu haltende Oberfläche erhalten werden.
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5 zeigt in einem zu 2 und 4 analogen Schnitt ein Stück einer Rückwand 1 gemäß einer vierten Ausgestaltung der Erfindung. Der Verdampfer 6 ist hier der gleiche wie im Falle der 4. Die dicke Klebstoffschicht 9 aus PU-Schaum, Bitumen oder dergleichen ist hier entfallen; statt dessen ist jeweils nur eine dünne Schicht, zum Beispiel ein zweiseitiges Klebeband 18, zwischen der Folie 4 des Vakuumisolationspaneels 2 und den flach an der Folie 4 anliegenden distalen Enden der Zungen 15 vorgesehen. Das Material der Verstärkungsschicht 5 kann zwischen den Zungen 15 hindurch in den sonst von der Klebstoffschicht 9 ausgefüllten Zwischenraum zwischen Verdampfer 6 und Paneel 2 eindringen und diesen durchgehend ausfüllen.
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6 zeigt eine Draufsicht auf eine Innenseite einer erfindungsgemäßen Kältegeräterückwand 1. Die Rückwand 1 hat wie das darin enthaltene, in 6 nicht dargestellte Vakuumisolationspaneel 2 im Wesentlichen die Form einer flachen quaderartigen Platte. Von der Innenseite der Rückwand 1 nach vorn abstehende Rippen 19 bilden vier langgestreckt rechteckige Rahmen 20, in die Seitenwände, Decke und Boden des Kältegerätekorpus einsteckbar sind, die ebenfalls als von Verstärkungsschicht überzogene Vakuumisolationspaneele ausgebildet sind.
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In einem zentralen Bereich der Rückwand 1 liegt die Platine 7 des Verdampfers 6 frei. In der Verstärkungsschicht der Rückwand 1 verborgene, von der inneren Platine 14 des Verdampfers 6 ausgehende Zungen 15 sind als gestrichelte Umrisse dargestellt. Eine Kapillare 21 und eine Saugleitung 22 des Verdampfers 6 sind in der Verstärkungsschicht 5 verborgen geführt. Um zu vermeiden, dass sich die relativ umfangreiche Saugleitung 22 an der Oberfläche der Verstärkungsschicht 5 abzeichnet, kann diese zweckmäßigerweise weitestgehend am Fuß einer der Rippen 19 entlang geführt sein.
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Um sicherzustellen, dass die Leitungen 21, 22 am Vakuumpaneel 2 anliegen und die Oberfläche der Verstärkungsschicht 5 nicht erreichen, sind sie an dem Vakuumisolationspaneel 2 verklebt. Eine solche Verklebung kann schnell und einfach mit Hilfe von die Leitungen überbrückenden Streifen 23 aus allseitigem Klebeband erfolgen.
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Anstatt den Kältegerätekorpus aus mehreren jeweils ein Vakuumisolationspaneel und eine das Vakuumisolationspaneel umgebende Verstärkungsschicht aufweisenden Wandelementen zusammenzufügen, ist auch denkbar, zunächst mehrere Vakuumpaneele miteinander zu einem Korpus zusammenzufügen und diesen anschließend mit einer sich einteilig über die Vakuumisolationspaneele erstreckenden Verstärkungsschicht zu versehen.
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7 zeigt ein Zwischenstadium bei der Fertigung der Rückwand 1 gemäß 2, 4 oder 5. Das Vakuumisolationspaneel 2 mit dem darauf platzierten Verdampfer 6 befindet sich in einer Hohlform und ist durch einen beweglichen Stempel 23 gegen eine obere Schale 24 der Hohlform gedrückt. Der Verdampfer 6 kann, wie oben, insbesondere mit Bezug auf 3, 4 oder 5 beschrieben, an dem Paneel 2 verklebt sein, zum Beispiel durch die in 7 dargestellte Klebstoffschicht 9; denkbar ist aber auch, dass der Verdampfer 6, insbesondere der Verdampfer gemäß 4 und 5, einfach lose auf dem Vakuumisolationspaneel 2 aufliegt.
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Flüssiges Polyurethan, das die Verstärkungsschicht 5 bilden soll, wird in die Hohlform injiziert, wobei es zunächst beginnt, wie in 8 gezeigt eine untere Schale 25 der Hohlform auszufüllen. Dadurch erhält das Vakuumpaneel 2 Auftrieb und hält den Verdampfer 6 fest gegen die obere Schale 24 gedrückt. Der Stempel 23 kann daher noch während des Einspritzens zurückgezogen werden, so dass eine einstückige Verstärkungsschicht 5 rings um das Vakuumisolationspaneel 2 erhalten wird, die, abgesehen ggf. von der Klebstoffschicht 9, frei von Öffnungen ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10342859 A1 [0001, 0002]
