DE102015226561A1

DE102015226561A1 - Kältegerät mit elektrischer Heizeinrichtung

Info

Publication number: DE102015226561A1
Application number: DE102015226561.7A
Authority: DE
Inventors: Daniel Wengert; Daniel Bihr; Armin Weber
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2017-06-22
Also published as: CN107014128B; CN107014128A

Abstract

Ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, umfasst eine Behälterwand (8), eine wärmedämmende Isolationsschicht und eine zwischen der Behälterwand (8) und der Isolationsschicht angeordnete plattenförmige Heizeinrichtung (9). Die Behälterwand (8) und ein an der Behälterwand (8) durch eine Schweißstelle befestigter Halter (13) begrenzen einen Spalt (20), in den die Heizeinrichtung (9) eingreift.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit einer elektrischen Heizeinrichtung. Solche Heizeinrichtungen können verschiedenen Zwecken dienen, etwa zum Abtauen eines Verdampfers oder, insbesondere in einem Einkreis-Kombinationskältegerät, zum Abgeben von Wärme an ein Normalkühlfach, um, wenn das Gerät in kalter Umgebung im Einsatz ist, den Verdichter lang genug betreiben zu können, um ein Gefrierfach auf Solltemperatur zu halten, ohne dass gleichzeitig das Normalkühlfach unterkühlt.
Aus DE 201 59 765 A1 ist ein Kältegerät bekannt, bei dem eine plattenförmige elektrische Heizeinrichtung zwischen einer wärmedämmenden Isolationsschicht und einer Innenbehälterwand angeordnet und an der Innenbehälterwand durch Halter festgeklemmt ist, die jeweils eine Öffnung der Innenbehälterwand durchsetzen und in der Öffnung formschlüssig verriegelt sind. Durch die Klemmung soll verhindert werden, dass wenn Schaum bildendes Material zwischen die Heizeinrichtung und die Innenbehälterwand gelangt, es dort expandieren und die Heizeinrichtung von der Innenbehälterwand fortdrücken kann.
Jede Öffnung, die im Innenbehälter erzeugt werden muss, erhöht den Fertigungsaufwand und das Risiko, dass wenn die Öffnung vor dem Erzeugen der Isolationsschicht nicht korrekt abgedichtet wird, Schaum ins Innere des Kältegeräts gelangt. Jede Öffnung ist im Innenraum sichtbar und muss gegebenenfalls abgedeckt werden.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Kältegerät mit einer elektrischen Heizeinrichtung anzugeben, bei der das Risiko eines Schaumdurchtritts minimiert ist.
Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Kältegerät, insbesondere einem Haushaltskältegerät, mit einer Behälterwand, einer wärmedämmenden Isolationsschicht und einer zwischen der Behälterwand und der Isolationsschicht angeordneten plattenförmigen Heizeinrichtung die Behälterwand und ein an der Behälterwand durch eine Schweißstelle befestigter Halter einen Spalt begrenzen, in den die Heizeinrichtung eingreift. Der Eingriff in den Spalt verhindert, dass die Heizeinrichtung beim Ausschäumen von der Behälterwand weggedrückt werden kann; gleichzeitig erlaubt die Schweißung, auf eine Öffnung in der Behälterwand zu verzichten.
Die Schweißstelle kann insbesondere durch Ultraschall- oder Reibschweißen erzeugt sein.
Die Heizeinrichtung kann in dem Spalt durch Klemmung befestigt sein.
Besonders bevorzugt ist eine formschlüssige Befestigung, bei der der Halter und die Behälterwand über ein Loch der Heizeinrichtung miteinander verschweißt sind.
Dann sollte ein das Loch umgebender Randbereich der Heizeinrichtung – vorzugsweise auf seiner ganzen Länge – in dem Spalt aufgenommen sein.
Wenn die Heizeinrichtung mehrere voneinander beabstandete Löcher aufweist, an denen jeweils ein Halter angebracht ist, können diese das Heizelement zwischen sich straff gespannt halten und so das Eindringen von Schaum zwischen Heizelement und Behälterwand auch an Stellen begrenzen, die zwischen den Löchern liegen.
Der Halter umfasst vorzugsweise einen eine Wand des Spalts bildenden Flansch und wenigstens einen Vorsprung umfasst, an dessen Spitze sich die Schweißstelle befindet. Die Höhe des Vorsprungs ist zweckmäßigerweise an die Dicke der Heizeinrichtung angepasst, so dass gleichzeitig die Heizeinrichtung zwischen dem Flansch und der Behälterwand geklemmt und der Vorsprung fest genug an die Behälterwand angedrückt werden kann, um erfolgreich schweißen zu können.
Um die Schweißenergie auf kleiner Fläche zu konzentrieren, ist der Vorsprung vorzugsweise als Rippe geformt, und die Schweißstelle erstreckt sich an einem Scheitel der Rippe.
Aus demselben Grunde ist ein dreieckiger Querschnitt der Rippe bevorzugt.
Um eine gleichmäßige Verteilung der Schweißenergie über die ganze Ausdehnung der Schweißstelle zu erreichen, ist der Halter vorzugsweise ein Rotationskörper mit einem zentralen Anschluss für eine Sonotrode.
Ergänzend zur Befestigung durch den Halter sollte die Heizeinrichtung ferner an der der Behälterwand verklebt sein, z.B. mit Hilfe einer Selbstklebebeschichtung, die an einer Seite der Heizeinrichtung wenigstens entlang einer Außenkante, vorzugsweise flächendeckend, aufgetragen ist.
Typischerweise ist die Behälterwand, an der die Heizeinrichtung angebracht ist, eine Wand eines Innenbehälters. Diese ist herkömmlicherweise meist aus thermoplastischem Kunststoff geformt und somit auch zum Anschweißen des ebenfalls aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Halters durch Ultraschall- oder Reibschweißen geeignet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
1 ein Gehäuse eines Kältegeräts mit einer Heizeinrichtung gemäß der Erfindung;
2 die Heizeinrichtung;
3 einen zur Befestigung der Heizeinrichtung verwendeten Halter in perspektivischer Ansicht; und
4 einen axialen Schnitt durch den Halter und dessen Umgebung.
1 zeigt eine perspektivische Rückansicht des Gehäuses eines Kältegeräts. Eine Rückwandpappe und die üblicherweise zwischen der Rückwandpappe und seitlichen Außenwänden 1 des Gehäuses einerseits und Innenbehältern 2 und 3 eines Gefrierfachs und eines Normalkühlfachs angeordnete wärmedämmende Isolationsschicht sind in der Darstellung weggelassen, um die Innenbehälter 2, 3 zeigen zu können. Ein mehrteiliger Verdampfer 4 verteilt sich über Rückwand, Decke und Boden des Innenbehälters 2 des Gefrierfachs. Ein weiterer Verdampfer 5 ist hier außen an der Rückwand des Innenbehälters 3 des Normalkühlfachs gezeigt; er könnte auch innerhalb des Normalkühlfachs untergebracht sein. Beide Verdampfer sind in Reihe mit einem Verdichter 6 verbunden, der in üblicherweise in einer Maschinenraumnische 7 unter dem Innenbehälter 3 untergebracht ist und durch einen Temperatursensor am Innenbehälter 3 gesteuert ist.
Je kühler die Umgebung ist, in der das Kältegerät arbeitet, um so seltener und/oder kürzer sind die Betriebsphasen des Verdichters 6, mit denen dieser Kältebedarf gedeckt werden kann. Der Kältebedarf des Gefrierfachs nimmt weniger stark mit der Umgebungstemperatur ab als der des Normalkühlfachs, so dass, wenn der Betrieb des Verdichters allein anhand des Kältebedarfs des Normalkühlfachs gesteuert wird, der des Gefrierfachs nicht mehr gedeckt wird. Deshalb ist an der Rückwand 8 des Innenbehälters 3 ferner eine elektrische Heizeinrichtung 9 angebracht, die bei niedriger Umgebungstemperatur betrieben wird, um eine Laufzeit des Verdichters 6 zu ermöglichen, mit der auch das Gefrierfach auf Solltemperatur gehalten werden kann.
Die in 2 in einer vergrößerten Ansicht gezeigte Heizeinrichtung 9 umfasst eine Folie 10 oder dünne Platte aus einem zugfesten Kunststoffmaterial, an der auf einer Seite ein Heizleiter 11 befestigt ist. Alternativ käme auch eine Heizeinrichtung mit auf die Folie 10 aufgedrucktem oder zwischen Folien eingeschlossenem, ggf. durch Ätzen strukturiertem Leitermaterial in Betracht. Die andere Seite der Folie 10 ist hier mit einer selbstklebenden Beschichtung für eine flächige Befestigung am Innenbehälter 3 versehen. Die Folie 10 hat hier die Form eines langgestreckten Rechtecks mit zwei Löchern 12 an den beiden Längsenden; bei einer Folie mit größeren Abmessungen könnten Löcher 12 auch an allen vier Ecken vorgesehen sein. Die Löcher 12 sind kreisrund.
3 zeigt einen Halter 13, der vorgesehen ist, um ergänzend zur Klebung die Heizeinrichtung 9 am Innenbehälter 3 zu sichern. Der Halter 13 besteht wie der Innenbehälter 3 aus einem thermoplastischen Kunststoff. Er umfasst einen zapfenförmigen zentralen Anschluss 14, an dem eine Sonotrode platzierbar ist, einen kreisring- oder kreisscheibenförmigen Flansch 16 und im hier gezeigten Fall eine Kuppel 15, die den Anschluss 14 und den Flansch 16 verbindet.
Wie in 4 zu erkennen, ist an der in 3 vom Betrachter abgewandten Seite des Flansches 16 eine kreisförmig um die Kuppel 15 umlaufende Rippe 17 geformt. Der Durchmesser der Rippe 17 ist nur geringfügig kleiner als der der Löcher 12, so dass, wenn die Heizeinrichtung 9 am Innenbehälter angeklebt ist, eine Position des Halters 13, in der dessen Rippe 17 auf ihrer ganzen Länge innerhalb des Lochs 12 den Innenbehälter 3 berührt, mit enger Toleranz vorgegeben ist.
Die Dicke der Folie 10 beträgt einige 100 µm, so dass, auch wenn beim Platzieren des Halters 13 an einem Loch 12 dieser den Rand des Loches 12 verbirgt, die korrekte Platzierung der Rippe 17 im Loch 12 am Widerstand des Halters 13 gegen Verschiebung fühlbar ist bzw. die Rippe 17 beim Verschieben des Halters 13 auf der Folie 10 deutlich spürbar in das Loch 10 einrastet.
Die Höhe der Rippe 17 beträgt 1 mm und ist damit etwas größer als die Dicke der Folie 10, so dass ein Scheitel 18 der Rippe 17 beim Verschweißen fest an den Innenbehälter 3 angedrückt werden kann und eine innige materialschlüssige Verbindung zwischen beiden zustandekommt. Der zum Scheitel 18 spitz zulaufende dreieckige Querschnitt der Rippe 17, hier mit einem Scheitelwinkel von 90°, begünstigt ein Abflachen der Rippe 17 oder ein Eindringen in den Innenbehälter 3 während des Schweißens, so dass nach dem Schweißen der Abstand d zwischen dem Flansch 16 und dem Innenbehälter 3 kleiner als die ursprüngliche Höhe der Rippe 17 ist und ein die Löcher 12 umgebender Randbereich 19 der Folie 10 in einem Spalt 20 zwischen dem Flansch 16 und dem Innenbehälter 3 fest geklemmt ist.
Bezugszeichenliste

1: Außenwand
2: Innenbehälter
3: Innenbehälter
4: Verdampfer
5: Verdampfer
6: Verdichter
7: Maschinenraumnische
8: Rückwand
9: Heizeinrichtung
10: Folie
11: Heizleiter
12: Loch
13: Halter
14: Anschluss
15: Kuppel
16: Flansch
17: Rippe
18: Scheitel
19: Randbereich
20: Spalt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

DE 20159765 A1 [0002]

Claims

Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, mit einer Behälterwand (8), einer Isolationsschicht und einer zwischen der Behälterwand (8) und der Isolationsschicht angeordneten plattenförmigen Heizeinrichtung (9), dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterwand (8) und ein an der Behälterwand (8) durch eine Schweißstelle befestigter Halter (13) einen Spalt (20) begrenzen, in den die Heizeinrichtung (9) eingreift.
Kältegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißstelle durch Ultraschall- oder Reibschweißen erzeugt ist.
Kältegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Heizeinrichtung (9) in dem Spalt (20) geklemmt ist.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (13) und die Behälterwand (8) über ein Loch (12) der Heizeinrichtung (9) miteinander verschweißt sind.
Kältegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Loch (12) umgebender Randbereich (19) der Heizeinrichtung (9) in dem Spalt (20) aufgenommen ist.
Kältegerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (9) mehrere voneinander beabstandete Löcher (12) aufweist, an denen jeweils ein Halter (13) angebracht ist.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (13) einen eine Wand des Spalts (20) bildenden Flansch (16) und wenigstens einen Vorsprung umfasst, an dessen Spitze sich die Schweißstelle befindet.
Kältegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung eine Rippe (17) ist und die Schweißstelle sich an einem Scheitel (18) der Rippe (17) erstreckt.
Kältegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe (17) einen dreieckigen Querschnitt hat.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (13) ein Rotationskörper mit einem zentralen Anschluss (14) für eine Sonotrode ist.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (9) ferner an der der Behälterwand (8) verklebt ist.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterwand (8) eine Wand eines Innenbehälters (3) ist.