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Die Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kältegeräts nach dem Patentanspruch 15.
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Bei der Produktion von Kältegeräten wird üblicherweise in einem Kunststofftiefziehverfahren ein Innenbehälter erzeugt, der den Kühlraum definiert. An diesem Innenbehälter werden in einem Vormontageschritt diverse Gerätekomponenten montiert. Anschließend wird der entsprechend vormontierte Innenbehälter zusammen mit Geräte-Außenwänden in eine Schäumanlage gegeben, in der ein zwischen den Außenwänden und dem Innenbehälter gebildeter Hohlraum mittels eines Isolierschaumes ausgeschäumt wird. Nach der Schaumaushärtung kann der so entstandene Gerätekorpus in einer Endmontage zu einem fertigen Kühl- bzw. Gefriergerät weiterverarbeitet werden. Dieser Produktionsprozess bringt starre Produktionsstrukturen mit sich, wobei insbesondere die aus fertigungstechnischen Gründen erforderliche Taktzeit der Schaumanlage für eine insgesamt vergleichsweise lange Produktionszeitdauer verantwortlich ist.
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Aus der
DE 21 08 216 ist ein gattungsgemäßes Kältegerät bekannt, bei dem der Gerätekorpus aus einer kastenförmigen Vormontageeinheit besteht, die eine Deck- sowie eine Bodenwand und eine Rückwand aufweist, die an Biegekanten ineinander übergehen. Die kastenförmige Vormontageeinheit ist aus einem mehrlagigen Verbundmaterial-Zuschnitt hergestellt, der in einem nicht näher dargelegten Prozess erzeugbar ist. An den gewünschten Biege- oder Knickstellen ist der Materialverbund gegebenenfalls auf Gehrung eingeschnitten, ohne jedoch durch die innere Deckschicht zu schneiden.
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Dadurch ist der zwischen der inneren und äußeren Deckschicht vorhandene Schaumkörper freigelegt. Darüberhinaus ist auch an der umlaufenden Zuschnittkante der Vormontageeinheit der zwischen der inneren und äußeren Deckschicht vorhandene Schaumkörper freigelegt. Der an der Vormontageeinheit freigelegte Schaumkörper muß anschließend in einem aufwändigen Bearbeitungsschritt durch Klebemittel oder Dichtmittel diffusionsdicht geschlossen werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kältegerätes bereitzustellen, das in reduzierter Produktionszeit sowie fertigungstechnisch einfach herstellbar ist.
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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 oder ein Weinlagerschrank.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 15 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Erfindungsgemäß hat das Kältegerät einen Gerätekorpus, der Boden-, Seiten-, Rück- und Deckwände aufweist, die zumindest einen Kühlraum definieren. Der Gerätekorpus besteht erfindungsgemäß aus einer kastenförmigen Vormontageeinheit, in der die Rück- und Seitenwände materialeinheitlich und einstückig miteinander verbunden sind. In einem Zusammenbauzustand sind an oben und unten offenen Stirnseiten der Vormontageeinheit jeweils ein Deckenteil und ein Bodenteil angeordnet, die als separate Bauelemente auf die Vormontageeinheit aufgesetzt werden können.
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Das erfindungsgemäße Kältegerät wird zur Haushaltsführung eingesetzt und kann beispielhaft ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank, eine Gefriertruhe, ein Weinlagerschrank oder eine Kühlgefrierkombination sein.
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In den Decken- und Bodenteilen des Kältegerätes können Halterungen zur Anbringung von Gerätetüren integriert sein. Darüberhinaus kann der Kühlraum des Kältegerätes mit einem zusätzlichen Raumteiler bestückt werden, der den Kühlraum aufteilt. Der Raumteiler kann ebenfalls Halterungen für eine Gerätetür aufweisen.
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Die aus den Rück- und Seitenwänden bestehende Vormontageeinheit kann ein mehrlagiger Verbundmaterial-Zuschnitt sein. Dieser Zuschnitt kann aus zumindest einer äußeren Deckschicht, einer inneren, dem Kühlraum zugewandten Deckschicht sowie einem zwischengeordneten Isoliermaterial bestehen. Das Isoliermaterial kann bevorzugt als ein Isolierschaum während eines Schäumungsvorgangs zwischen den beiden Deckschichten eingebracht werden. Die äußere Deckschicht kann dabei beispielhaft aus einem Blechmaterial, aus ABS oder dergleichen bestehen, während die innere Deckschicht ebenso aus einem Blechmaterial oder aber auch aus Pappe bestehen kann.
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Zur Reduzierung von Produktionszeiten kann der mehrlagige Verbundmaterial-Zuschnitt in einem kontinuierlichen Fertigungsprozess aus einer in der Fertigungsrichtung geförderten Verbundmaterial-Endlosbahn hergestellt werden. Zur Erzeugung dieser Verbundmaterial-Endlosbahn kann dabei das Isoliermaterial in einen Schäumungsprozess zwischen zwei, in der Fertigungsrichtung geförderten, voneinander separaten Deckschicht-Endlosbahnen eingebracht werden. Die beiden Deckschicht-Endlosbahnen können kontinuierlich von Rollen abgewickelt werden. Die so erzeugbare Verbundmaterial-Endlosbahn kann durch eine Abkühlstation geführt werden, in der die Verbundmaterial-Endlosbahn auf eine vorgegebene Gesamtdicke kalibriert werden kann.
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Anschließend kann die Verbundmaterial-Endlosbahn in einer Schneidestation der Fertigungsanlage über vorgegebene Zuschnittlängen zugeschnitten werden. Die Zuschnittlänge richtet sich im Wesentlichen nach der angestrebten Gerätehöhe des Kältegerätes im Zusammenbauzustand. Dabei bilden die Zuschnittkanten des Verbundmaterial-Zuschnittes jeweils die oberen und unteren Ränder der Vormontageeinheit, auf die die Decken- und Bodenteile aufgesetzt werden. Da an den Zuschnittkanten das Isoliermaterial freigelegt ist, ist es besonders von Vorteil, wenn im Zusammenbauzustand die freigelegten Isoliermaterial-Stellen von den Decken- und Bodenteilen diffusionsdicht überdeckt sind. Die Decken- und Bodenteile können hierbei mittels Klebe- und Dichtmittel schaumdicht auf die oberen und unteren Ränder der Vormontageeinheit aufgeklebt werden.
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Bevorzugt verlaufen die in der Schneidestation der Fertigungsanlage entstehenden Zuschnittkanten rechtwinklig zur Fertigungsrichtung. Zusätzlich können die Zuschnittkanten Haltekonturen, etwa einen Schrägschnitt, aufweisen, wodurch eine lagerichtige Auflage der Decken- und Bodenteile auf der Vormontageeinheit unterstützt wird. Die Haltekontur kann dabei zumindest teilweise von einer rechtwinklig zur Fertigungsrichtung gelegenen Schnittebene abweichen.
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Im Unterschied zu den oben angegebenen Zuschnittkanten kann der Verbundmaterial-Zuschnitt an den rechtwinklig dazu verlaufenden Seitenrändern diffusionsdicht abgeschlossen sein. Hierzu können an den, sich in der Fertigungsrichtung erstreckenden Seitenrändern der Verbundmaterial-Endlosbahn die Deckschichten schaumdicht miteinander verbunden sein. Die Seitenränder der Verbundmaterial-Endlosbahn können im Zusammenbauzustand eine Beschickungsöffnung des Kältegerätes seitlich begrenzen. Die Beschickungsöffnung kann darüber hinaus oberseitig und unterseitig durch das Decken- und/oder das Bodenteil begrenzt sein.
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Für eine schaumdichte Verbindung an den Seitenrändern der Verbundmaterial-Endlosbahn können die Deckschichten jeweils seitliche, einander zugewandte Randstege aufweisen, die einander überlappen und miteinander diffusionsdicht verklebt sind.
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Das erfindungsgemäße Kältegerät kann insbesondere mit einer Umluftkühlung arbeiten, bei der im Deckenteil eine Verdampfereinheit sowie eine Lüftereinheit modulartig integriert sind. Die Kälteerzeugung findet demnach im Betrieb in dem Deckenteil statt, wobei mit Hilfe der Lüftereinheit eine Kühlluftströmung in den Kühlraum geführt wird. Im Bodenteil kann demgegenüber eine Verdichtereinheit des Kältemittelkreislaufes angeordnet sein, die über Kältemittelleitungen mit der Verdampfereinheit in Verbindung ist.
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Der Verbundmaterial-Zuschnitt kann zunächst plattenförmig bzw. ebenflächig gestaltet sein und erst nach einem Biege- oder Klappvorgang den Kühlraum des Gerätekorpus definieren. Um einen einwandfreien Biegevorgang zu ermöglichen, kann der Verbundmaterial-Zuschnitt eine, durch Materialschwächung gebildete Sollbiegestelle aufweisen. Bei der Herstellung der Vormontageeinheit in dem oben erwähnten kontinuierlichen Prozess kann sich die Sollbiegestelle in der Fertigungsrichtung linienförmig erstrecken. Die Sollbiegestelle kann dabei eine rillenartige Einformung sein, die in der äußeren oder inneren Deckschicht ausgebildet ist. Mittels der Einformung wird an der gewünschten Sollbiegestelle die Schichtdicke des zwischengeordneten Isoliermaterials reduziert, während gleichzeitig die Schichtdicken der äußeren und inneren Deckschichten konstant bleiben können. Auf diese Weise ist einerseits ein einfacher Biegevorgang gewährleistet. Andererseits bleibt jedoch das Isoliermaterial auch an den Biegekanten diffusionsdicht zwischen den beiden Deckschichten angeordnet.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
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Es zeigen:
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1 in einer perspektivischen Darstellung ein Kältegerät mit Umluftkühlung im fertigen Zusammenbauzustand;
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2 das Kältegerät in einer Seitenschnittdarstellung;
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3 bis 5 jeweils aufeinanderfolgende Herstellungsschritte zur Herstellung einer Vormontageeinheit;
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6 bis 8 jeweils Detailansichten der aus dem Verbundmaterial-Zuschnitt hergestellten Vormontageeinheit;
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9 in einer vergrößerten, teilweisen Explosionsdarstellung die Vormontageeinheit mit dem Deckenteil; und
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10 in einer Detailansicht einen Seitenrand des Verbundmaterial-Zuschnitts mit einer schaum- oder diffusionsdichten Verbindung zwischen den beiden Deckschichten des Verbundmaterial-Zuschnittes.
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In der 1 ist ein mit Umluftkühlung arbeitendes Kältegerät gezeigt. Das Kältegerät weist einen Gerätekorpus 1 sowie Gerätetüren 2, 3 auf, die jeweils die Beschickungsöffnungen 6 der Kühlräume 4, 5 unabhängig voneinander schließen oder öffnen können. Beiden Kühlräume 4, 5 sind durch Seitenwände 9, durch eine Rückwand 11 sowie durch ein Bodenteil 13 und ein Deckenteil 15 definiert. Zwischen den beiden Kühlräumen 4 und 5 ist ein Raumteiler 14 als Zwischenboden angeordnet.
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Wie aus der 2 hervorgeht, ist im Deckenteil 15 eine Verdampferkammer 17 mit einem Verdampfer 19 sowie einem Lüfter 21 integriert. Im Kühlbetrieb kann mittels des Lüfters 21 durch einen frontseitigen Lufteinlass in der Verdampferkammer 17 eine Luftströmung angesaugt und über einen Luftauslass 23 in die Kühlräume 4, 5 verteilt werden. Hierzu ist der Luftauslass 23 der Verdampferkammer 17 mit Verteilungsleitungen 25 strömungstechnisch in Verbindung, die in der Rückwand 11 integriert sind. Die Verteilungsleitungen 25 weisen gemäß der 2 vertikal voneinander beabstandete Ausströmöffnungen 27 auf, über die die Kaltluftströmung in die Kühlräume 4, 5 eintreten kann. Diverse Steuermittel zur Einstellung einer Kaltluftströmung in die Kühlraum 4, 5 sind in der 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen. Der im Deckenteil 15 angeordnete Verdampfer 19 bildet zusammen mit einem im Bodenteil 13 angeordneten Verdichter einen an sich bekannten Kältemittelkreislauf.
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Erfindungsgemäß sind die Seitenwände 9 sowie die Rückwand 11 materialeinheitlich und einstückig in einer kastenförmigen Vormontageeinheit 29 miteinander verbunden, die in der 5 in einer Teilansicht sowie in Alleinstellung gezeigt ist. Gemäß der 5 ist die Vormontageeinheit 29 im Profil U-förmig mit seitlich von der Rückwand 11 um Biegekanten 31 hochgeklappten Seitenwänden 9. In dem in den 1 und 2 gezeigten Zusammenbauzustand sind die Rück- und Seitenwände 9, 11 der Vormontageeinheit 29 vertikal hochgestellt.
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Die Herstellung der Vormontageeinheit 29 ist anhand der 3 und 4 veranschaulicht. In der 3 ist ein Ausschnitt aus einer mehrlagigen Verbundmaterial-Endlosbahn 33 gezeigt, die in einer Fertigungsrichtung F nicht dargestellte Arbeitsstationen einer Fertigungsanlage durchläuft. Die Verbundmaterial-Endlosbahn 33 weist eine äußere Deckschicht 35 sowie eine innere Deckschicht 36 und ein zwischengeordnetes Isoliermaterial 37 auf. Zur Herstellung der Verbundmaterial-Endlosbahn 33 werden zunächst hier nicht gezeigte Deckschicht-Endlosbahnen in etwa parallel zueinander zusammengeführt und wird dazwischen das Isoliermaterial 37 eingebracht.
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Außerdem können in dem kontinuierlichen Prozess weitere Einbauten zwischen die beiden Deckschicht-Endlosbahnen eingebracht werden. So ist gemäß der 3 und 4 eine aus vier Kanalleitungen bestehende Kanaleinheit 39 im Isoliermaterial 37 eingeschäumt, die die Luftverteilungsleitungen 25 bilden. Die achsparallel zur Fertigungsrichtung F verlaufende Kanaleinheit 39 kann auch Kabelkanäle bilden.
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Gemäß der 3 und 4 werden die innere und/oder äußere Deckschicht 35, 36 des Verbundmaterial-Zuschnittes 50 in einer Profilierstation der Fertigungsanlage profiliert, bevor die beiden Deckschichten zu dem Verbundmaterial-Zuschnitt 50 zusammengefügt werden. In der 3 sind beispielhaft V-förmige Sicken 41 gezeigt, die in der Fertigungsrichtung F verlaufen und jeweils eine Gesamtschichtdicke s der Verbundmaterial-Endlosbahn 33 reduzieren, wie es in der 3 und 6 gezeigt ist. Die Sicken 41 bilden Sollbiegestellen, die einen einwandfreien Biegevorgang zum Hochklappen der beiden Seitenwände 9 ermöglichen. Die Materialschwächung beschränkt sich dabei gemäß der 6 lediglich auf das Isoliermaterial 37, das im Bereich der Sicke 41 eine reduzierte Materialstärke s1 aufweist. Die Schichtdicke s2 und s3 der beiden äußeren und inneren Deckschichten 35, 36 bleiben demgegenüber auch im Bereich der Sicke 41 konstant. Zusätzlich sind in der 6 weitere Versteifungssicken 43 vorgesehen, die ebenfalls entlang der Fertigungsrichtung F verlaufen und die äußere Deckschicht 35 aussteifen.
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In der 7 ist der Übergang zwischen der Rückwand 11 und der Seitenwand 9 nach erfolgtem Biegevorgang gezeigt. Demzufolge ist ein Scheitelpunkt 44 der Sicke 41 über die in der 6 gezeigte, stark reduzierte Schichtdicke s1 des Isoliermaterials 37 von der innenseitigen Biegekante 31 beabstandet. Im Scheitelpunkt 44 der Sicke 41 laufen die beiden Seitenschenkel der Sicke 41 stumpfwinklig zusammen. Die so in den Außeneckbereichen der Vormontageeinheit 29 gebildeten Aussparungen reduzieren die Formstabilität. Zusätzlich kann über die geringe Schichtdicke s1 des Isoliermaterials 37 Wärme nach innen strömen. Um diese beiden Nachteile zu beseitigen, ist gemäß der 8 ein stabilisierendes sowie wärmedämmendes Profilteil 45 in den Außeneckbereich der Vormontageeinheit 29 eingesetzt. Das Profilteil 45 weist eine mit der Sicke 41 korrespondierende Eckenkontur auf, die die Aussparung ausfüllt und die Konturlinien der Deckschichten bis zu einem Außeneckpunkt verlängert.
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In der 10 ist in einer weiteren Detailansicht ein sich in der Fertigungsrichtung F erstreckender Seitenrand 47 der Verbundmaterial-Endlosbahn 33 gezeigt. Demzufolge weisen die beiden Deckschichten 35, 36 an den Seitenrändern 47 der Verbundmaterial-Endlosbahn 33 abgekantete Randstege 49 auf. Diese sind einander zugewandt und zu einander überlappt. Der in der 10 gezeigte obere Randsteg 49 ist mit einem Endstück 51 um die Materialstärke der unteren Deckschicht 35 nach innen abgestuft. Dadurch kann der gegenüberliegende untere Randsteg 49 der äußeren Deckschicht 35 im Wesentlichen fugenfrei sowie flächenbündig mit dem oberen Randsteg 49 verklebt werden. Die Formgebung der in den Deckschichten 35, 36 gebildeten Randstege 49 erfolgt in einer speziellen Arbeitsstation der Fertigungsanlage noch vor dem Einbringen des Isoliermaterials 37.
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Wie aus der 4 weiter hervorgeht, wird die Verbundmaterial-Endlosbahn über vorgegebene Zuschnittlängen l so zugeschnitten, dass die Zuschnittlänge in etwa der Gerätehöhe des zu fertigenden Kältegerätes entspricht. Die beim Schneidevorgang entstehenden Zuschnittkanten 53 bilden daher im Zusammenbauzustand den oberen und den unteren Rand der Vormontageeinheit 29. An den beiden oberen und unteren Zuschnittkanten 53 der Vormontageeinheit 29 ist somit das Isoliermaterial 37 freigelegt, während die beiden Seitenränder 47 jeweils schaumdicht geschlossen sind.
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Das so hergestellte Verbundmaterial-Zuschnittteil 50 ist in der 4 teilweise gezeigt. Der Verbundmaterial-Zuschnitt 50 wird in einem nachfolgenden Klapp- oder Biegevorgang entlang der gewünschten Sollbiegestellen 41 zu der Vormontageeinheit 29 gemäß der 5 weiter verarbeitet.
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In einem vorbereitenden weiteren Montageschritt kann dann gemäß der 9 an den vorderen Ober- und Unterkanten der U-förmigen Vormontageeinheit 29 jeweils eine Abschrägung 54 vorgesehen werden, die als Haltekontur eine montagesichere Befestigung des Deckenteiles 15 und des Bodenteils 13 unterstützt. Das Deckenteil 15 ist dabei gemäß der 9 mit korrespondierenden Eckbereichen 55 ausgebildet, die nach dem Zusammenfügen in Anlage mit den beiden Abschrägungen 54 des Vormontagezustands sind.
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Das Boden- und das Deckenteil 13, 15 wird dabei über Dicht- und Klebemittel unmittelbar die jeweilige Zuschnittkante 53 gesetzt, um das in der 9 noch freigelegte Isoliermaterial 37 diffusionsdicht abzudichten. Darüber hinaus ist in der Rückwand 11 in etwa mittig eine Ausnehmung 56 in die innere Deckschicht 36 eingearbeitet, die die Kanaleinheit 39 strömungstechnisch mit dem Luftauslass 23 des Deckenteils 15 verbindet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gerätekorpus
- 2, 3
- Gerätetüren
- 4, 5
- Kühlräume
- 9
- Seitenwände
- 11
- Rückwand
- 13
- Bodenteil
- 14
- Raumteiler
- 15
- Deckenteil
- 17
- Verdampferkammer
- 19
- Verdampfereinheit
- 21
- Lüftereinheit
- 23
- Luftauslass
- 25
- Verteilungsleitung
- 27
- Ausströmöffnungen
- 29
- Vormontageeinheit
- 31
- Biegekanten
- 33
- Verbundmaterial-Endlosbahn
- 35, 36
- Deckschichten
- 37
- Isoliermaterial
- 39
- Kanaleinheit
- 41
- Sicken
- 43
- Versteifungssicken
- 44
- Scheitelpunkt
- 45
- Eckteil
- 47
- Seitenränder
- 49
- Randstege
- 50
- Verbundmaterial-Zuschnitt
- 51
- Endstück
- 53
- Zuschnittkante
- 54
- Haltekontur
- 55
- Eckbereich
- F
- Fertigungsrichtung
- s, s1, s2, s3
- Materialstärken
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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