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Die Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kältegerätes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 12.
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Insbesondere bei Gefriergeräten ist es bekannt, den im Betrieb eigentlich kühlen Frontrahmen, der mit der Gerätetür zusammenwirkt, mit einer Heizrohrleitung zu erwärmen. Ansonsten würde nämlich die Gefahr bestehen, dass am Frontrahmen Wasser kondensiert, das auf den Boden abtropfen kann.
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Aus der
DE 295 04 901 U1 ist ein gattungsgemäßes Kältegerät bekannt, das einen, einen Kühlraum umgebenden und mit Wärmeisolierschaum gefüllten Gerätekorpus aufweist. Der Gerätekorpus hat einen die Beschickungsöffnung umziehenden Frontrahmen mit einem Stirnblech. Das Stirnblech des Frontrahmens wirkt als ein magnetischer Partner mit einer Magnetdichtung einer Gerätetür zusammen. An der, der Gerätetür abgewandten Seite des Stirnbleches ist ein schaumfreier Durchführungskanal angeordnet, in dem eine Heizrohrleitung verlegt ist.
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Der Durchführungskanal, in dem die Heizrohrleitung verlegt ist, ist im Querschnitt wesentlich größer bemessen als ein Rohrquerschnitt der Heizrohrleitung. Dadurch ist gewährleistet, dass auch unter Berücksichtigung von Bauteiltoleranzen die Heizrohrleitung stets innerhalb des Durchführungskanals angeordnet ist und nicht mit übermäßig großer Kraft gegen das Stirnblech des Frontrahmens drückt. Dies würde nämlich zu optisch nachteiligen Auswölbungen des Stirnbleches führen. Entsprechend ist die Heizrohrleitung vom Stirnblech beabstandet angeordnet, wodurch sich nachteilig lediglich eine schwach ausgeprägte Wärmeübertragung auf das Stirnblech ergibt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kältegerätes bereitzustellen, bei der die Energieeffizienz des Kältegerätes mit einfachen Mitteln erhöht ist.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 12 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 wird die durch den schaumfreien Durchführungskanal geführte Heizrohrleitung mit einer vorgegebenen Anpresskraft in wärmeleitende Anlage mit dem Frontrahmen, insbesondere dessen Stirnblech, gedrückt. Dadurch kann eine wesentlich energieeffizientere unmittelbare Wärmeleitung zwischen der Heizrohrleitung und dem Frontrahmen erfolgen.
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Üblicherweise ist die Heizrohrleitung zur Erwärmung des Stirnbleches des Frontrahmens strömungstechnisch in den Kältemittelkreislauf des Kältegerätes geschaltet und somit kältemitteldurchströmt. Bei Geräten mit hohem Wärmebedarf am Frontrahmen wird die üblicherweise als Frontrahmenheizung ausgebildete Heizrohrleitung dem Verflüssiger des Kältemittelkreislaufes vorgeschaltet. Bei Kältegeräten mit geringerem Wärmebedarf wird dagegen die Heizrohrleitung dem Verflüssigen nachgeschaltet.
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Durch die erfindungsgemäß erfolgende direkte Wärmeleitung zwischen der Heizrohrleitung und dem Stirnblech des Frontrahmens wird das flüssige Kältemittel weiter unterkühlt, so dass die Kälteleistung des Verdichters und somit auch die Energieeffizienz des Kältegerätes steigt. Außerdem können durch die erfindungsgemäße Wärmeleitung bei einer größeren Anzahl von Kältegeräte-Grundausführungen die Heizrohrleitungen dem Verflüssigen nachgeschaltet werden, wodurch wiederum der Energieverbrauch reduziert werden kann.
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Bevorzugt wird die oben genannte vorgegebene Anpresskraft mittels eines elastisch nachgiebigen Anpresselementes beaufschlagt. Das Anpresselement kann über einen ebenfalls vorgegebenen Federweg elastisch nachgiebig gestaltet sein und die Heizrohrleitung mit der vorgegebenen Anpresskraft gegen das Stirnblech bzw. den Frontrahmen drücken. Durch den vom Anpresselement vorgehaltenen elastischen Federweg sind außerdem toleranzbedingte Ausgleichsbewegungen der Heizrohrleitungen beim Zusammenbau des Kältegerätes ermöglicht.
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Bevorzugt kann das Anpresselement innerhalb des schaumfreien Durchführungskanals angeordnet sein. Dabei kann der schaumfreie Durchführungskanal durch ein im Querschnitt rinnenförmiges Profilteil definiert sein, das an seiner offenen Seite vom Stirnblech im Wesentlichen überdeckt ist. Das rinnenförmige Profilteil trennt dabei den schaumfreien Durchführungskanal vom Wärmeisolierschaum. Um die oben genannten toleranzbedingten Ausgleichsbewegungen der Heizrohrleitung zu ermöglichen, kann der Querschnitt des rinnenförmigen Profilteils wesentlich größer gestaltet sein als der Rohrquerschnitt der Heizrohrleitung.
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Das Anpresselement kann in unterschiedlichen Ausführungen entweder materialeinheitlich/einstückig jeweils mit dem Stirnblech und/oder mit dem rinnenförmigen Profilteil ausgebildet sein. So ist es denkbar, das Anpresselement als Vorsprung unmittelbar in das rinnenförmige Profilteil einzuarbeiten. Aufgrund größerer Materialstärke des Profilteils ist es jedoch schwierig, diesen Materialvorsprung ausreichend elastisch nachgiebig oder verformbar zu gestalten. Vor diesem Hintergrund ist es von Vorteil, wenn das Anpresselement als ein separates Bauteil in den schaumfreien Durchführungskanal eingesetzt werden kann. Das Anpresselement kann dabei bevorzugt zwischen dem rinnenförmigen Profilteil und der Heizrohrleitung abgesetzt sein und die Heizrohrleitung mit der vorgegebenen Anpresskraft gegen das Stirnblech drücken. Die vom Anpresselement ausgeübte Anpresskraft ist dabei derart bemessen, dass das Stirnblech nicht frontseitig nach außen gewölbt wird.
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Alternativ dazu kann das Anpresselement als eine Blechzunge unmittelbar am Stirnblech ausgebildet sein und mit der vorgegebenen Anpresskraft gegen die Heizrohrleitung drücken. Gegebenenfalls kann dabei das rinnenförmige Profilteil als ein Gegenlager wirken, auf dem sich die Heizrohrleitung abstützt.
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Zur Einstellung einer geeigneten Anpresskraft kann es von Vorteil sein, wenn in Längsrichtung der Heizrohrleitung eine Anzahl von Blechzungen im Stirnblech vorgesehen sind, die voneinander beabstandet sind. In Abhängigkeit von der zulässigen Anpresskraft kann der Abstand zwischen den einzelnen Blechzungen variiert werden. Alternativ dazu kann das Anpresselement entlang der Längserstreckung der Heizrohrleitung durchgängig verlaufen und von den Materialeigenschaften her so gestaltet sein, dass sich ein geeigneter Anpressdruck im Zusammenbauzustand des Kältegerätes ergibt.
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Das Stirnblech kann zusammen mit einer Geräteaußenwand ein Blechformteil bilden, wobei am Stirnblech eine Steckaufnahme angeformt sein kann, in der das rinnenförmige Profilteil zur Eingrenzung des schaumfreien Durchführungskanals einsteckbar ist. Das rinnenförmige Profilteil kann wiederum in eine, den Kühlraum begrenzende Innenwand, übergehen.
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Nachfolgend sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
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Es zeigen:
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1 in einer stark vergrößerten Seitenschnittansicht einen Ausschnitt aus einem freistehenden Standkältegerät gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; und
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2 in einer Ansicht entsprechend der 1 das zweite Ausführungsbeispiel.
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In der 1 ist ein Ausschnitt aus einem Kältegerät gezeigt, bei dem eine grob angedeutete frontseitige Gerätetür 1 eine frontseitige Beschickungsöffnung 3 eines Kühlraums 5 verschließt.
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Das Kältegerät weist einen den Kühlraum 5 definierenden Gerätekorpus auf, der aus einem Kunststoff-Innenbehälter und Gehäuseaußenwänden besteht, die einen Hohlraum begrenzen, der mit einem Wärmeisolierschaum 11 gefüllt ist. In der 1 ist nur eine seitliche Geräteaußenwand 7 des Kältegerätes gezeigt, die aus einem Stahlblech gefertigt ist. Eine den Kühlraum 5 begrenzende Innenwand 9 ist Teil des Innenbehälters, der im Tiefziehverfahren hergestellt ist. Gemäß der 1 geht die nach außen freiliegende Geräteaußenwand 7 an einer Biegekante 8 in ein frontseitiges Stirnblech 12 eines Frontrahmens 13 über. Das Stirnblech 12 ist in Richtung auf die Gerätetür 1 freigelegt und wirkt als ein magnetischer Partner mit einer magnetischen Türdichtung 15 der Gerätetür 1 zusammen.
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Wie aus der 1 weiter hervorgeht, ist das Stirnblech 12 des Frontrahmens 13 an einer Stoßkante 16 mit einem gegenläufig umgebogenen Blechschenkel 17 einer Steckaufnahme 19 verlängert. Die Steckaufnahme 19 bildet im Querschnitt ein in Geräteseitenrichtung x in Richtung auf den Kühlraum 5 offenes U-Profil, das von dem Federschenkel 17, einem Aufnahmeboden 21 sowie einem gegenüberliegenden Federschenkel 23 gebildet ist. Der Federschenkel 23 ist in der 1 in seinem unverformten Zustand gezeigt. Demzufolge ist der Federschenkel 23 zur Gerätefrontseite hin schräg nach innen gestellt und an seinem freien Blechende mit einem schräg nach außen gestellten Längssteg 25 wieder ausgeweitet. In die Steckaufnahme 19 des Stirnbleches 12 ist ein korrespondierendes Steckprofil 27 eingesetzt. Das stufenförmig ausgebildete Steckprofil 27 ist gemäß der 1 ein seitliches Endstück eines von der Innenwand 9 abgewinkelten Frontflansches 29, der die Beschickungsöffnung 3 umzieht. Der Frontflansch 29 ist dabei an einer, der Stoßkante 16 gegenüberliegenden Stoßkante 31 in Bautiefenrichtung y stufenförmig zurückgesetzt, wodurch sich das im Querschnitt rinnenförmige Steckprofil 27 ergibt. Der Bereich der beiden Stoßkanten 16 und 29 sowie die dazwischen liegende Verbindungsfuge wird mittels der Türdichtung 15 überdeckt.
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Das rinnenförmige Steckprofil 27 bildet einen Durchführungskanal 32, in dem eine Rohrheizleitung 33 verlegt ist. Die Rohrheizleitung 33 ist in den Kältemittelkreislauf des Kältegerätes geschaltet und somit Kühlmittel durchströmt. Dabei ist die Rohrheizleitung 33 in die Hochdruckseite des Kältemittelkreislaufes geschaltet, das heißt in Abhängigkeit des Wärmebedarfes entweder dem Verflüssiger vor- oder nachgeschaltet. Wie aus der 1 weiter hervorgeht, ist das Steckprofil 21 mit Dichtflächen 35 nahezu in Anlage mit dem Federschenkel 17 des Stirnbleches 12. Auf diese Weise verbleibt der vom rinnenförmigen Steckprofil 27 begrenzte Durchführungskanal auch nach dem Schäumungsvorgang nahezu schaumfrei.
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Zwischen der Rohrheizleitung 33 und einem Stützabschnitt 37 des Steckprofils 27 ist gemäß der 1 ein elastisch nachgiebig ausgelegtes Anpresselement 39 abgestützt. Das Anpresselement 39 ist dabei ausgehend von seinem in der 1 gestrichelt angedeuteten unverformten Zustand über einen Federweg f elastisch verformbar. Zudem erstreckt sich das Anpresselement 39 im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des der Heizrohrleitung 33 im schaumfreien Durchführungskanal 32. Das Anpresselement 39 ist derart ausgelegt, dass die Heizrohrleitung 33 mit einer vorgegebenen Anpresskraft F gegen den Federschenkel 17 und damit gegen das Stirnblech 12 drückt. Die Anpresskraft F des Anpresselements 39 ist so eingestellt, dass eine Auswölbung des Stirnbleches 13 zur Frontseite hin vermieden werden kann.
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Zur Herstellung des in der 1 gezeigten Kältegerätes wird zunächst in einem an sich bekannten Tiefziehvorgang der Kunststoff-Innenbehälter tiefgezogen, dessen Innenwände 9 den Kühlraum 5 begrenzen. Gleichzeitig wird auch das Steckprofil 27 des seitlich von der Beschickungsöffnung 3 abragenden Frontflansches 29 geformt. Separat von diesem Tiefziehvorgang wird in einem Blechumformprozess aus einer Metallplatine die Geräteaußenwand 7 sowie das Stirnblech 12 mit daran angeformter Steckaufnahme 19 geformt.
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Darauffolgend wird in dem noch offenen Durchführungskanal 32 des rinnenförmigen Steckprofils 27 die Heizrohrleitung 33 verlegt, wobei das Anpresselement 39 zwischen der Heizrohrleitung 33 und dem Stützboden 37 des Steckprofils 27 zwischengesetzt wird.
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Im darauf folgenden Zusammenbauschritt wird das Steckprofil 27 in die Steckaufnahme 19 des Stirnbleches 12 eingeschoben, wodurch die Stoßkanten 16, 31 des Frontflansches 29 und des Stirnbleches 12 unter Zwischenlage der Verbindungsfuge aneinandergrenzen. Beim Zusammenfügen wird außerdem die Heizrohrleitung 33 in den Durchführungskanal 32 hinein verlagert. Dies erfolgt unter Aufbau der elastisch nachgiebigen Anpresskraft F im Anpresselement 39, mit der die Heizrohrleitung 33 gegen den Schenkel 17 des Stirnbleches 12 gedrückt wird. Außerdem wird das Anpresselement 39 um den Federweg f zusammengepresst
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In der 2 ist das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, dessen grundsätzlicher Aufbau und Wirkungsweise dem des ersten Ausführungsbeispiels entspricht.
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Im Unterschied zur 1 wird in der 2 auf ein separat vorgehaltenes Anpresselement 39 verzichtet. Vielmehr ist gemäß der 2 das Anpresselement 39 eine von dem Federschenkel 17 der Steckaufnahme 19 schräg abgestellte Blechzunge. Insgesamt können sich eine Vielzahl solcher zueinander beabstandeter Blechzungen 39 entlang der Heizrohrleitung 33 erstrecken. Der Abstand zwischen diesen Blechzungen 39 bzw. die in Längsrichtung realisierte Blechzungen-Länge wird hierbei in Abhängigkeit von der maximal möglichen Anpresskraft F festgelegt, mit der ein Auswölben des Stirnbleches 12 zur Frontseite hin noch vermieden ist. Gemäß der 2 stützt sich die Rohrheizleitung 33 unmittelbar am Stützabschnitt 37 des rinnenförmigen Steckprofils 27 ab, der hier als ein Gegenlager wirkt. Somit ist in der 2 das Anpresselement 39 materialeinheitlich und einstückig im Stirnblech 12, das heißt in dessen Schenkel 17, integriert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gerätetür
- 3
- Beschickungsöffnung
- 5
- Kühlraum
- 7
- Geräteaußenwand
- 8
- Biegekante
- 9
- Innenwand
- 11
- Isolierschaum
- 12
- Stirnblech
- 13
- Frontrahmen
- 15
- Türdichtung
- 16
- Stoßkante
- 16
- Stoßkante
- 17
- Schenkel
- 19
- Steckaufnahme
- 21
- Aufnahmeboden
- 23
- Schenkel
- 25
- Längssteg
- 27
- rinnenförmiges Steckprofil
- 29
- Frontflansch
- 31
- Stoßkante
- 32
- schaumfreier Durchführungskanal
- 33
- Heizrohrleitung
- 35
- Dichtflächen
- 37
- Stützabschnitt
- 39
- Anpresselement
- f
- Federweg
- x
- Geräteseitenrichtung
- y
- Bautiefenrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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