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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät, umfassend einen gekühlten Innenraum, ein Verschlusselement, einen Infrarottemperatursensor, ein Leuchtmittel und eine Kältebaugruppe, wobei der Infrarottemperatursensor und das Leuchtmittel in dem Innenraum des Gerätes angeordnet sind und wobei der Infrarottemperatursensor derart angeordnet ist, dass dieser die Temperatur von mindestens einem Bereich des gekühlten Innenraums und/oder von mindestens einem Bereich des Verdampfers messen kann.
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Aus dem Stand der Technik sind Kühl- und/oder Gefriergeräte bekannt, die einen Sensor umfassen, der auf Basis eines temperaturempfindlichen Widerstands arbeitet. Derartigen Sensoren werden auch als NTC-Thermistoren bezeichnet. Diese bekannte Sensortechnik weist unter anderem den Nachteil auf, dass der temperaturempfindliche Widerstand unmittelbar an dem Ort der Temperaturerfassung angebracht werden muss und dass sich die Verschaltung des Sensors außerhalb des Kühl- und/oder Gefriergerätes befindet. Ferner werden NTC-Thermistoren üblicherweise zur Überwachung der Temperatur des Verdampfers des Kühl- bzw. Gefriergerätes eingesetzt, was zur Folge hat, dass die starken Temperaturschwankungen des Verdampfers zu erheblichen mechanischen Belastungen der Isolation des NTC-Thermistors führen können.
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Um diese Nachteile eines NTC-Thermistors zu überwinden, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Infrarottemperatursensoren einzusetzen.
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Die
WO 02/31453 A1 offenbart ein Kältegerät mit einem Infrarottemperatursensor zur Erfassung einer Betriebstemperatur des Kältegerätes. Die Betriebstemperatur ist beispielweise als die Temperatur des Innenraums oder des Verdampfers definiert. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung weist das System eine Steuerschaltung zur Regelung der Betriebstemperatur auf.
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Die
DE 35 09 389 A1 offenbart ein Temperatursensorsystem für Haushaltkältegeräte zur Erfassung, Überwachung und Aufnahme der Lagergut- und Innenraumtemperatur, wobei die Wärmestrahlung des Lagergutes mittels eines optoelektronischen Sensors aufgenommen und zur Messung der Temperatur benutzt werden. Die
EP 1 482 264 A1 offenbart ein Kühlgerät umfassend mindestens eine Tür und einen Infrarottemperatursensor, dessen Erfassungsbereich zumindest einen Teil der Tür abdeckt. Die
US 2004/0031274 A1 offenbart einen Sensor zum Erfassen von Strahlung im Infrarot-Bereich (im Folgenden auch als IR-Strahlung bezeichnet). Der Sensor ist in einem Gehäuse angeordnet und empfängt nur durch einen Infrarot-Filter durchgelassene IR-Strahlung.
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Aus dem Stand der Technik bekannte Kühl- und/oder Gefriergeräte mit einem Infrarottemperatursensor benötigen jedoch eine zusätzliche und nur für den Sensor vorgesehene Verkabelung, welche die Isolationsschicht schwächt. Ein weiterer Nachteil besteht in einem entsprechend hohen Fertigungsaufwand des Gerätes.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühl- und/oder Gefriergerät der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem Fertigungsaufwand reduziert werden kann und eine Schwächung der Isolationsschicht durch die Sensorverkabelung entfällt.
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Diese Aufgabe wird durch ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Danach ist es vorgesehen, dass der Infrarottemperatursensor in dem Bereich des Leuchtmittels angeordnet ist, sodass der Infrarottemperatursensor und das Leuchtmittel eine einzige gemeinsame elektrische Baugruppe bilden.
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Durch die Anordnung des Leuchtmittels mit dem Infrarottemperatursensor in einer einzigen gemeinsamen elektrischen Baugruppe wird die Schwächung der Isolation durch die Verkabelung reduziert, denn nur die Verkabelung dieser einzigen gemeinsamen elektrischen Baugruppe führt durch die Isolation. Eine separate Verkabelung des Sensors einerseits und des Leuchtmittels andererseits findet somit nicht statt.
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Darüber hinaus entfällt zumindest ein Fertigungsschritt, nämlich die separate Anordnung des Infrarottemperatursensors, da nur die erfindungsgemäße Baugruppe in dem gekühlten Innenraum des Kühl- und/oder Gefriergerät angeordnet werden muss.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Baugruppe mindestens teilweise in einem Gehäuse angeordnet, sodass sowohl das Leuchtmittel als auch der Infrarottemperatursensor von Beschädigungen und Verschmutzung geschützt sind.
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Umschließt das Gehäuse die komplette Baugruppe, so muss dieses entweder aus einem Material bestehen, welches für IR-Strahlung durchlässig ist (zum Beispiel PE/Germanium), oder ein Fenster aufweisen, durch welches die Wärmestrahlung dringen kann.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Baugruppe mindestens teilweise eine Abdeckung aufweist, wobei die Abdeckung in dem Bereich des Infrarottemperatursensors durchlässig für IR-Strahlung ist. Dadurch kann der Schutz der Baugruppe und deren Teile, besondere der empfindlichen Teile verbessert werden. Auch ist es denkbar und von der Erfindung umfasst, dass das gesamte Gehäuse der Baugruppe für IR-Strahlung durchlässig ist.
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Deckt die Abdeckung den Infrarottemperatursensor oder Teile davon ab, so muss sie im Bereich des Infrarottemperatursensors durchlässig für IR-Strahlung sein. Diese Ausgestaltung, bei der die Abdeckung den Sensor oder Teile davon abdeckt, ist besonders vorteilhaft, denn der Infrarottemperatursensor ist mechanisch sowie vor Verschmutzung besonders geschützt.
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Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Temperatur der Abdeckung von dem Infrarottemperatursensor messbar und die Innentemperatur des gekühlten Innenraums und/oder des Verdampfers ist über einen Offset ermittelbar.
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So lässt sich die Temperatur des gekühlten Innenraums des Gerätes und/oder des Verdampfers des Kältemittelkreislaufs anhand der Temperatur der Abdeckung herleiten. Auf diese Weise kann die Temperatur des gekühlten Innenraums und/oder des Verdampfers ermittelt werden kann, auch wenn sich Lagergut in dem Weg zwischen dem Infrarottemperatursensor dem Punkt befindet, dessen Temperatur ermittelt werden soll. Dieses Offset kann beispielweise anhand von Kalibrierungsvorgängen gemessen werden und kann in einem Speicher hinterlegt sein.
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Die Ermittlung der Temperatur in dem gekühlten Innenraum und/oder des Verdampfers erfolgt vorzugsweise durch einen Controller, der in dem Infrarottemperatursensor oder auch außerhalb von diesem angeordnet sein kann. Der Controller kann auch Bestandteil der Steuer- oder Regelungseinheit des Gerätes sein und aus dem seitens des Infrarottemperatursensors gelieferten Wert den Istwert der Temperatur in dem gekühlten Innenraum und/oder des Verdampfers bestimmen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Baugruppe mindestens teilweise in einer Ausnehmung des Innenbehälters angeordnet ist.
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In einer denkbaren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Infrarottemperatursensor mittels einer lösbaren Verbindung in der Baugruppe angeordnet ist und aus dieser unabhängig von dem Leuchtmittel entnehmbar ist. Lösbare Verbindungen im Sinne dieser Erfindung sind beispielweise Schraub-, Clips-, Klemm- oder Rastverbindungen. Dadurch ist die Wartung bzw. der Austausch des Infrarottemperatursensors einfach möglich.
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Es ist aber auch möglich, und von dieser Erfindung erfasst, dass der Infrarottemperatursensor eingeschäumt wird bzw. fest im Gerät verbaut ist.
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Auch die Baugruppe selbst kann eingeschäumt sein oder mittels einer lösbareren Verbindung in dem gekühlten Innenraum des Kühl- und/oder Gefriergerätes angeordnet sein. Denkbar sind ebenfalls beispielweise Schraub-, Clips-, Klemm- oder Rastverbindungen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kältebaugruppe des Kühl- und/oder Gefriergerätes basierend auf dem Signal steuer- oder regelbar, dass von dem Infrarottemperatursensor abgegeben wird, so dass eine Temperaturregelung des gekühlten Innenraums und/oder die Erfassung unerwünschter Betriebszustände, wie z.B. eine zu hohe oder zu geringe Verdampfertemperatur etc., möglich ist.
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Bei der Kältebaugruppe kann es sich um einen herkömmlichen Kältemittelkreislauf handeln oder auch um jede beliebige andere Einheit, die zur Kälteerzeugung geeignet ist, wie beispielsweise um ein Peltier-Element.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der infrarottemperatursensor elektrisch derart verschaltet ist, dass bei einem Überschreiten eines Temperaturgrenzwertes und/oder oder eines Temperaturanstieges über die Zeit, die Messung durch den Infrarottemperatursensor nicht stattfindet, weil diese Temperaturwerte nicht in die Temperaturregelung einfließen sollen.
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Eine Überschreitung eines Temperaturgrenzwertes oder eines Temperaturgradienten kann beispielsweise eintreten, wenn die Tür oder ein sonstiges Verschlusselement des Gerätes offen steht. Durch die dann erfolgende Einschaltung des Leuchtmittels kann es zu einer entsprechenden Temperaturerhöhung kommen.
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Denkbar ist es, dass der Infrarottemperatursensor oder ein mit diesem verbundener Controller etc. die Überschreitung eines Temperaturgrenzwertes oder eines Temperaturgradienten erkennt und basierend auf dieser Erkennung ggf. nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne nach der Überschreitung dem Nutzer signalisiert, dass die Tür etc. offen steht. Dies kann akustisch und/oder optisch erfolgen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Infrarottemperatursensor in der Baugruppe so angeordnet, dass der Infrarottemperatursensor nicht mit Kondensat in Kontakt kommt, das sich im Laufe des Betriebs bildet, insbesondere beim Abkühlen des Leuchtmittels nach der Öffnung des Verschlusselementes.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass ein Display vorhanden ist, auf welchem die vom Infrarottemperatursensor gemessene oder die ermittelte Isttemperatur des gekühlten Innenraums und/oder des Verdampfers und/oder eine Meldung über den Status des Infrarottemperatursensors und/oder eine Meldung, ob das Verschlusselement geöffnet ist ausgegeben wird.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein Lichtleiter vorhanden, wobei der Lichtleiter derart angeordnet ist, dass die Wärmestrahlung von dem Innenraum des Gerätes, wie z.B. von der Innenseite der Tür zum Infrarottemperatursensor durch den Lichtleiter geleitet wird. So kann die Wärmestrahlung von Bereichen gemessen werden, die sich nicht im Erfassungsbereich des Infrarottemperatursensors befinden. Zum Beispiel kann auf diesem Weg die Temperatur des Verdampfers gemessen werden, auch wenn sich der Verdampfer selbst nicht im Erfassungsbereich des Infrarottemperatursensors befindet.
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Von der Erfindung ist auch der Fall umfasst, dass das Kühl- und/oder Gefriergerät mindestens einen NTC-Thermistor oder sonstigen Temperaturfühler umfasst, der beim Ausfall oder bei einem Fehler des Infrarottemperatursensors einschaltbar ist.
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Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass außer dem Infrarottemperatursensor kein weiterer Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des gekühlten Innenraums und/oder des Verdampfers vorhanden ist.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass der Infrarottemperatursensor so angeordnet ist, dass der Erfassungsbereich des Infrarottemperatursensors mindestens teilweise zumindest einen Bereich des Verschlusselements und/oder des Verdampfers und/oder der Wandung des Innenbehälters abdeckt. Grundsätzlich kann der Infrarottemperatursensor auch auf den gekühlten Innenraum selbst, auf Ablageböden, Schubladen, Türabsteller etc. gerichtet sein.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind mindestens zwei Infrarottemperatursensoren in mindestens einer Baugruppe so angeordnet, dass die Temperaturen von verschiedenen Bereichen des gekühlten Innenraums und/oder des Verdampfers messbar sind. So kann beispielsweise ein Infrarottemperatursensor die Temperatur des gekühlten Innenraums und ein weiterer Infrarottemperatursensor die Temperatur des Verdampfers ermitteln.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Baugruppe eine Platine auf, auf der der Infrarottemperatursensor und eine LED angeordnet sind. Die LED kann mittels einer lösbaren Verbindung auf der Platine angeordnet sein, so dass sie separat von dem Infrarottemperatursensor getauscht werden kann. Dies kann für den Infrarottemperatursensor entsprechend gelten.
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Vorzugsweise ist der Infrarottemperatursensor so angeordnet, dass kein Lagergut zwischen dem Infrarottemperatursensor und der Stelle der Temperaturmessung angeordnet werden kann.
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Ist das Gerät mit einem Ventilator ausgestattet, so kann der Infrarottemperatursensor derart angeordnet sein, dass dieser z.B. die Temperatur der Behälteroberfläche auf der Saugseite des Ventilators messen kann.
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Denkbar ist es, dass auf eine „Standardregelung“ ohne Messung des Temperaturistwertes oder mit deren Messung durch einen herkömmlichen Temperatursensor umgeschaltet wird, wenn der Infrarottemperatursensor defekt, verschmutzt oder dessen Erfassungsbereich durch Kühl- oder Gefriergut verdeckt ist.
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An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe „ein“ und „eine“ nicht zwingend genau eines der fraglichen Elemente bezeichnen, wenngleich dies eine mögliche Ausführungsform darstellt, sondern auch für eine Mehrzahl der Elemente stehen können. Entsprechendes gilt für die Verwendung des Plurals, der auch nur eines der Elemente umfassen kann und umgekehrt für die Verwendung des Singulars, der auch mehrere Elemente bezeichnen kann.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden des einen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kühl- und Gefriergerät.
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Die Figur zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Kühl- und Gefriergerätes 1.
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Das Kühl- und Gefriergerät 1 weist ein Gefrierfach 2 und ein Kühlfach 3 auf. Das Gefrierfach 2 und das Kühlfach 3 sind im Sinne dieser Erfindung ein zwei gekühlte Innenräume.
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Das Gefrierfach 2 weist ein Verschlusselement 4 auf und das Kühlfach 3 ein Verschlusselement 5. Beide Verschlusselemente 4 und 5, sowie der Korpus des Kühl- und Gefriergerätes 1 weisen eine Isolationsschicht 6 auf, die beispielsweise aus PU-Schaum bestehen kann.
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Ferner ist in dem Kühlfach 3 ein Verdampfer 7 angeordnet, welcher Teil der hier nicht gezeichneten Kältebaugruppe ist.
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In dem Kühl- und Gefriergerät 1 sind drei Baugruppen 11, 12, 13 angeordnet, wobei jede dieser Baugruppe mindestens einen Infrarottemperatursensor und mindestens ein Leuchtmittel, z.B. in Form einer oder mehrerer LEDs aufweist.
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Die Baugruppe 11 ist im oberen Bereich des Kühlteils 3 in einer sich in der Isolationsschicht 6 befindlichen Ausnehmung angeordnet. In der in der 1 gezeigten Ausführungsform ist die Baugruppe 11 mit Wärmestrahlung 21 von der inneren oberen Oberfläche des Innenbehälters des Kühlteils 3 beaufschlagt. Denkbar ist es auch, dass die Wärmestrahlung aus anderen Orten des Kühlteils stammt, wie zum Beispiel aus dem mittleren Bereich des Kühlteils 3 oder von dem Verschlusselement 5.
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Die anderen zwei Baugruppen 12, 13 sind in zwei Ausnehmungen in der horizontalen Trennplatte bzw. in deren Isolationsschicht 6 zwischen dem Gefrierfach 2 und dem Kühlfach 3 so angeordnet, dass sie mit Wärmestrahlungen aus beiden Fächern beaufschlagt werden.
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In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Baugruppe 12 mit Wärmestrahlung 22 von dem Verschlusselement des Gefrierfaches und die Baugruppe 13 mit Wärmestrahlung 23 von dem unteren Teil des Verdampfers 7 beaufschlagt.
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Sämtliche Baugruppen 11, 12, 13 weisen wenigstens einen Infrarottemperatursensor und wenigstens ein Leuchtmittel auf.
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Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, auf einen Luftfühler im gekühlten Innenraum sowie auf einen Verdampferfühler zur Ermittlung der jeweiligen Temperatur zu verzichten.
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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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- WO 0231453 A1 [0004]
- DE 3509389 A1 [0005]
- EP 1482264 A1 [0005]
- US 2004/0031274 A1 [0005]
