DE102020118581A1 - Kühlakku und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kühlakku (1, 10, 15, 20, 25) aufweisend einen Behälter (2, 21, 26), der einen Hohlraum (3) zur Aufnahme eines Latentwärmespeichers (4) begrenzt und eine vom Hohlraum (3) wegweisende Außenfläche (5) aufweist. Die Außenfläche (5) weist wenigstens abschnittsweise eine reliefierte Oberflächenstruktur mit einzelnen Strukturelementen (6, 11, 16) derart auf, dass an dem Kühlakku (1, 10, 15, 20, 25) anliegendes Kühlgut (7) durch die Strukturelemente (6, 11, 16) zur Außenfläche (5) auf Abstand (H) gehalten ist.Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kühlakkus (1, 10, 15, 20, 25).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kühlakku, das heißt einen mit einem wärme- bzw. kältespeicherndem Medium gefüllten Behälter, der benutzt wird, um kühlbedürftiges Gut (auch Kühlgut), insbesondere Lebensmittel, Medikamente und dergleichen, außerhalb eines Kühl- oder Gefrierschranks für begrenzte Zeit kühl zu halten, beispielsweise während eines Transports der Kühlgüter, deren Lagerung die Einhaltung einer lückenlosen Kühlkette erfordert, damit die Kühlgüter nicht verderben.
  • Herkömmlicherweise haben solche Kühlakkus eine flach quaderförmige oder ziegelähnliche Gestalt. Sie können in einem Kältegerät (z. B. Kühl oder Gefrierschrank) gelagert werden, um sie aufzuladen, d. h. sie insbesondere auf eine bestimmte Temperatur niedriger als eine Umgebungstemperatur abzukühlen. Es ist bekannt, als wärme- bzw. kältespeicherndes Medium des Kühlakkus so genannte Latentwärmespeicher (auch Phasenwechsel- oder PCM-Speicher) zu verwenden. Diese Art von Wärmespeichermedien speichern einen Großteil der ihnen zugeführten thermischen Energie in Form von latenter Wärme, zum Beispiel für einen Phasenwechsel von fest zu flüssig. Solange die Phasenumwandlung nicht ganz abgeschlossen ist, steigt die Temperatur des Mediums trotz Wärmezufuhr nicht weiter an. Latentwärmespeicher können daher in einem kleinen Temperaturbereich rund um den Phasenwechsel (z. B. Schmelzpunkt) sehr große Wärmemengen speichern.
  • Die Verwendung von Kühlakkus mit einem PCM-Material, dessen spezifische Phasenwechseltemperatur unterhalb einer Temperatur liegt, die für das zu kühlende Gut eine kritische Temperatur darstellt, das heißt eine Temperatur, bei der das Kühlgut beispielsweise durch Gefrieren Schaden nehmen kann, ist allgemein problematisch und sollte vermieden werden, um einerseits einen wirtschaftlichen Schaden durch das Verderben von Kühlgütern zu vermeiden und andererseits einen effizienten Transport der Kühlgüter zu erzielen.
  • Darüber hinaus kann durch Kondensieren von Feuchtigkeit an den kalten Kühlakkus das zu kühlende Gut nass werden, was allgemein unerwünscht und daher zu vermeiden ist.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kühlakku zu schaffen, bei dem die Gefahr gänzlich beseitigt oder zumindest deutlich reduziert ist, dass von den Kühlakkus gekühltes Gut (Kühlgut) infolge des Abkühlens des Kühlguts unterhalb einer kritischen Temperatur, beispielsweise unterhalb des Gefrierpunkts des jeweiligen Kühlguts, geschädigt wird, insbesondere gefriert. Des Weiteren sollen Kühlakkus mit unterschiedlichen PCM-Materialien, die unterschiedliche spezifische Temperaturen ihres Phasenwechsels aufweisen, zur Kühlung verschiedener Güter verwendet werden können, ohne auf eine bestimmte (unschädliche) Kombination einer Phasenwechseltemperatur und des zu kühlenden Guts achten zu müssen. Damit wird die Verwendung, Bevorratung und Lagerung der Kühlakkus wesentlich vereinfacht, da keine feste Zuordnung bestimmter Kühlakkus (PCM-Materialien) zu gewissen Kühlgütern mehr berücksichtigt werden muss. Das Kühlgut soll während seiner Kühlung durch den Kühlakku außerdem möglichst trocken gehalten werden, also nicht etwa durch Kondensat am Kühlakku feucht oder nass werden. Zudem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlakkus mit den hierin beschriebenen Vorteilen bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Kühlakku mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die jeweiligen Unteransprüche.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können (auch über Kategoriegrenzen, beispielsweise zwischen Verfahren und Vorrichtung, hinweg) und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
  • Es sei ferner darauf hingewiesen, dass eine hierin verwendete, zwischen zwei Merkmalen stehende und diese miteinander verknüpfende Konjunktion „und/oder“ stets so auszulegen ist, dass in einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gegenstands lediglich das erste Merkmal vorhanden sein kann, in einer zweiten Ausgestaltung lediglich das zweite Merkmal vorhanden sein kann und in einer dritten Ausgestaltung sowohl das erste als auch das zweite Merkmal vorhanden sein können.
  • Der hierin verwendete Begriff „etwa“ gibt einen Toleranzbereich an, den der auf dem vorliegenden Gebiet tätige Fachmann als üblich ansieht. Insbesondere ist unter dem Begriff „etwa“ ein Toleranzbereich der bezogenen Größe von bis maximal +/-20 %, bevorzugt bis maximal +/-10 % zu verstehen.
  • Erfindungsgemäß weist ein Kühlakku einen Behälter auf, der einen Hohlraum zur Aufnahme eines Latentwärmespeichers (auch Phasenwechselmaterial oder PCM) begrenzt. Der Kühlakku kann benutzt werden, um kühlbedürftiges Gut (hierin auch als Kühlgut bezeichnet), zum Beispiel Lebensmittel, Medikamente und dergleichen, außerhalb eines Kühl- oder Gefrierschranks für begrenzte Zeit kühl zu halten, z. B. während eines Transports der Kühlgüter, deren Lagerung die Einhaltung einer lückenlosen Kühlkette erfordert, um ein Verderben der Kühlgüter zu vermeiden. Der Behälter weist eine vom Hohlraum wegweisende Außenfläche auf. Die zum Hohlraum weisende Fläche ist eine Innenfläche des Behälters, die mit dem PCM-Material in Kontakt steht, wenn dieses in den Hohlraum gefüllt ist. Die Außenfläche ist demnach eine der Innenfläche des Behälters gegenüberliegende Fläche.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Kühlakku weist die Außenfläche wenigstens abschnittsweise eine reliefierte Oberflächenstruktur mit einzelnen Strukturelementen auf. Die reliefierte Oberflächenstruktur ist hierbei derart ausgebildet, dass an dem Kühlakku bei seiner Verwendung anliegendes Kühlgut durch die Strukturelemente zur Außenfläche auf Abstand gehalten ist. Als reliefierte Struktur sind allgemein Erhebungen zu verstehen, die sich plastisch vom Hintergrund, vorliegend also von der Außenfläche, abheben. Diese Erhebungen werden durch die Strukturelemente gebildet. Aus dieser Definition folgt, dass einzelne Strukturelemente zueinander beabstandet sein müssen und zwischen diesen Aussparungen vorhanden sein müssen, sonst würde sich die Oberflächenstruktur nicht von der Außenfläche abheben, sondern eine geschlossene Oberfläche bilden, die dann die Außenfläche des Behälters wäre.
  • Des Weiteren ist zu verstehen, dass eine sichere Beabstandung des Kühlguts von der Außenfläche des Behälters nur dann gewährleistet ist, wenn der maximale Abstand einzelner Strukturelemente zueinander kleiner ist als das zu kühlende, mit dem Kühlakku in Kontakt kommende Kühlgut.
  • Im Wärmegleichgewicht bildet sich eine Temperaturdifferenz zwischen den von der Außenfläche wegweisenden, freien Enden der Strukturelemente und der Außenfläche des Behälters, in dem das aufgeladene PCM-Material aufgenommen ist. Insbesondere ist die Temperatur an den freien Enden der Strukturelemente bei einem unterhalb der Umgebungstemperatur aufgeladenen, d. h. gekühlten, PCM-Material höher als unmittelbar an der Außenfläche des Behälters. Damit wird erreicht, dass trotz einer an der Außenfläche des Behälters durch das PCM-Material bewirkten niedrigen, kritischen, d. h. das Kühlgut möglicherweise schädigenden, Temperatur das Kühlgut durch die Beabstandung nicht geschädigt wird. Die spezifische Phasenwechseltemperatur des verwendeten PCM-Materials kann beispielsweise unterhalb des Gefrierpunkts von Wasser liegen, ohne dass wasserhaltiges Kühlgut bei Kontakt mit dem Kühlakku, aber nicht mit der Außenfläche des das PCM-Material umgebenden Behälters, gefriert und hierdurch Schaden nimmt. Dennoch liefert der Kühlakku bzw. das aufgeladene PCM-Material eine ausreichende Kühlleistung, um das Kühlgut beispielsweise in einem (bevorzugt geschlossenen) Transportbehälter über einen gewissen Zeitraum zu kühlen und hierdurch eine lückenlose Kühlkette sicherzustellen.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Kühlakku ist die Verwendung unterschiedlicher PCM-Materialien möglich, das heißt PCM-Materialien mit unterschiedlichen spezifischen Phasenübergangstemperaturen, da über die reliefierte Oberflächenstruktur der Behälteraußenfläche stets ein ausreichender Abstand und damit eine ausreichende Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlgut und der Außenfläche des Behälters sichergestellt ist.
  • Des Weiteren kann an der kalten Behälteraußenfläche gewöhnlich sich bildendes Kondensat nicht mit dem Kühlgut in Kontakt kommen, da dieses über die Strukturelemente von der Außenfläche beabstandet gehalten ist. Das Kühlgut bleibt dementsprechend während der Kühlung durch den Kühlakku trocken.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Strukturelemente der reliefierten Oberflächenstruktur gleichförmig ausgebildet und regelmäßig verteilt auf der Außenfläche angeordnet. Hierdurch wird die Einhaltung des Abstands zwischen der Außenfläche und dem am Kühlakku anliegenden Kühlgut noch weiter verbessert. Ebenso vereinfacht diese Ausgestaltung eine Herstellung des Kühlakkus, da beispielsweise keine aufwendigen Formwerkzeuge oder keine aufwändigen Bearbeitungsschritte zur Ausbildung einer komplexen Oberflächenstruktur vorgehalten bzw. ausgeführt werden müssen.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gegenstands sind die Strukturelemente rippenförmig ausgebildet. Die Strukturelemente können demnach Rippen, Lamellen, Stege, Finnen und dergleichen sein, die sich ebenfalls ohne großen Aufwand auf der Außenfläche des Behälters herstellen und anordnen lassen.
  • Besonders vorteilhaft können die rippenförmigen Strukturelemente parallel zueinander angeordnet sein. Als weitere vorteilhafte Anordnung kann eine kreuzförmige Anordnung ausgebildet sein, das heißt sich überkreuzende rippenförmige Strukturelemente. Auch eine Kombination beider Anordnungen ist denkbar.
  • Gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Strukturelemente stiftförmige ausgebildet. Sie können demnach z. B. nach Art eines Zylinders mit rundem Querschnitt oder eines Pfostens mit eckigem Querschnitt geformt sein. Ihre Anordnung auf der Außenfläche des Behälters kann vorteilhafte matrixartig gewählt sein.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Strukturelemente halbkugelförmig ausgebildet sind, wobei die Breitseite der Halbkugel an die Außenfläche angrenzt.
  • Eine Kombination von rippenförmigen, stiftförmigen und kugelförmigen Strukturelementen kann ebenfalls vorteilhafte vorgesehen sein.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gegenstands verjüngt sich ein von der Außenfläche des Behälters wegweisendes freies Ende des Strukturelements mit zunehmendem Abstand von der Außenfläche. Beispielsweise kann das Strukturelement nach dieser Ausführung konisch, spitz, oval, kegel- oder stumpfkegelartig verjüngen. Damit verkleinert sich die direkte Kontaktfläche zwischen den freien Enden der Strukturelemente und dem am Kühlakku anliegenden Kühlgut. Hierdurch kann ein direkter Wärme- bzw. Kältetransfer zwischen den Strukturelementen und dem Kühlgut verringert werden, um dieses noch wirkungsvoller vor einer möglicherweise schädigenden Unterkühlung zu schützen. Die Kühlung des Kühlguts erfolgt vielmehr indirekt über die über die Außenfläche des Behälters abgegebene Kühlleistung an ein die Außenfläche umgebendes Medium, z. B. Luft.
  • Als besonders bevorzugt sind die Strukturelemente gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung als Vollmaterial ausgebildet. Hierunter ist zu verstehen, dass im Wesentlichen kein Hohlraum innerhalb der Strukturelemente vorhanden ist, der mit dem das PCM-Material aufnehmenden Hohlraum des Behälters in fluidleitender Verbindung steht. Die Strukturelemente sind vielmehr als Vollkörper aus einem Material gebildet, so dass eine ausreichende Temperaturdifferenz zwischen den freien Enden der Strukturelemente und der Außenfläche des Behälters gewährleistet werden kann bzw. diese jedenfalls deutlich größer sichergestellt werden kann, als wenn sich das PCM-Material wesentlich in einen Innenhohlraum der Strukturelemente hineinerstrecken könnte.
  • Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist eine die Außenfläche bereitstellende Außenwand des Behälters eine Wandstärke auf und die Strukturelemente weisen eine Dicke auf, die dem Doppelten der Wandstärke der Außenwand entspricht. Als Dicke der Strukturelemente ist ihre räumliche Ausdehnung im Wesentlichen parallel zur Außenfläche des Behälters zu verstehen.
  • Nach einer noch weiteren Ausgestaltung sind die Strukturelemente jeweils ein gefalteter Abschnitt der Außenwand des Behälters, was insbesondere Vorteile bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Kühlakkus bietet, da sich die Strukturelemente auf einfache Weise (Falten) unmittelbar aus dem Material der Außenwand bilden lassen. Ein Zusammenfalten des Außenwandmaterials stellt zudem sicher, dass die Strukturelemente gleichzeitig als Vollmaterial-Strukturelemente entstehen.
  • Bevorzugt können die Strukturelemente der reliefierten Oberflächenstruktur eine maximale Höhe gegenüber der Außenfläche des Behälters von etwa 1 mm bis etwa 10 mm aufweisen, besonders bevorzugt etwa 3 mm bis etwa 5 mm. Als Höhe der Strukturelemente ist ihre räumliche Ausdehnung im Wesentlichen senkrecht zur Außenfläche des Behälters zu verstehen. Diese entspricht damit im Wesentlichen dem Abstand der freien Enden der Strukturelemente zu Außenfläche des Behälters.
  • Weiterhin gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung sind der Behälter einschließlich der reliefierten Oberflächenstruktur aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sind, beispielsweise aus einem Polyethylen- (PE), Polypropylen- (PP) und/oder CoEx-Material. Als CoEx-Material ist ein extrudierfähiges Verbundmaterial zu verstehen, das aus mehreren Schichten mit unterschiedlichen Eigenschaften, beispielsweise Barriere- oder Schweißeigenschaften, bestehen kann.
  • Das zur Ausbildung des Behälters einschließlich der reliefierten Oberflächenstruktur verwendete Kunststoffmaterial kann besonders vorteilhaft eine Kunststofffolie, insbesondere eine Blasfolie, sein.
  • Es sei angemerkt, dass sich die reliefierte Oberflächenstruktur ebenfalls über die gesamte Außenfläche des Behälters erstrecken kann, was insbesondere vorteilhaft ist, wenn der Kühlakku während seiner Verwendung allseitig von Kühlgut umgeben sein kann. Andernfalls kann es ausreichend sein, lediglich die dem Kühlgut zugewandte(n) Seite(n) des Kühlakkus mit der reliefierten Oberflächenstruktur zu versehen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlakkus gemäß einer der hierin beschriebenen Ausgestaltungen offenbart, bei dem der Behälter einschließlich der Strukturelemente der reliefierten Oberflächenstruktur durch Blasformen hergestellt wird. Durch Blasformen lässt sich gleichzeitig sowohl der als Hohlkörper ausgebildete Behälter als auch die reliefierte Oberflächenstruktur auf der Außenfläche des Behälters herstellen, was den Herstellungsprozess wesentlich vereinfacht. Der Kühlakku wird hierbei aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere einem thermoplastischen Kunststoffmaterial, blasgeformt. Besonders bevorzugte Materialien zur Herstellung des Behälters einschließlich der reliefierten Oberflächenstruktur sind Folien aus Polyethylen-, Polypropylen- und/oder CoEx-Material.
  • Es sei angemerkt, dass bezüglich verfahrensbezogener Begriffsdefinitionen sowie der Wirkungen und Vorteile verfahrensgemäßer Merkmale vollumfänglich auf die Offenbarung sinngemäßer Definitionen, Wirkungen und Vorteile des erfindungsgemäßen Kühlakkus verwiesen wird. Entsprechend können Offenbarungen hierin bezüglich des erfindungsgemäßen Kühlakkus in sinngemäßer Weise zur Definition des erfindungsgemäßen Verfahrens herangezogen werden, sofern dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen ist. Auch können Offenbarungen hierin bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens in sinngemäßer Weise zur Definition des erfindungsgemäßen Kühlakkus herangezogen werden. Insofern kann auf eine Wiederholung von Erläuterungen sinngemäß gleicher Merkmale, deren Wirkungen und Vorteile des erfindungsgemäßen Kühlakkus sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens zugunsten einer kompakteren Beschreibung verzichtet werden, ohne dass derartige Auslassungen als Einschränkung auszulegen wären.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Strukturelemente als Vollmaterial ausgebildet werden.
  • Dies kann nach einer Ausgestaltung in besonders vorteilhafter Weise dadurch erreicht werden, dass Abschnitte einer die Außenfläche bereitstellenden Außenwand des Behälters (zusammen)gefaltet werden, so dass die gefalteten Wandabschnitte nach dem Falten aneinander anliegen und gleichzeitig von der Außenfläche abstehen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung nicht einschränkend zu verstehender Ausführungsbeispiele der Erfindung, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert wird. In dieser Zeichnung zeigen schematisch:
    • 1 eine perspektivische Schrägansicht eines Ausführungsbeispiels eines Kühlakkus gemäß der Erfindung,
    • 2 eine Teilquerschnittansicht durch den Kühlakku aus 1,
    • 3 eine Draufsicht auf eine Außenfläche des Kühlakkus aus 1,
    • 4 eine Draufsicht auf eine Außenfläche eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Kühlakkus gemäß der Erfindung,
    • 5 eine Draufsicht auf eine Außenfläche eines noch weiteren Ausführungsbeispiels eines Kühlakkus gemäß der Erfindung,
    • 6 eine Draufsicht auf eine kugelförmige Außenfläche eines noch weiteren Ausführungsbeispiels eines Kühlakkus gemäß der Erfindung und
    • 7 eine Querschnittansicht eines noch weiteren Ausführungsbeispiels eines hohlzylinderförmigen Kühlakkus gemäß der Erfindung.
  • In den unterschiedlichen Figuren sind hinsichtlich ihrer Funktion gleichwertige Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
  • 1 stellt schematisch eine perspektivische Schrägansicht eines Ausführungsbeispiels eines Kühlakkus 1 gemäß der Erfindung dar. Wie zu erkennen ist, weist der Kühlakku einen Behälter 2 auf, der einen Hohlraum 3 (erkennbar in 2 u. 7) begrenzt, in den ein Latentwärmespeichermaterial 4 (PCM-Material) gefüllt werden kann bzw. vorliegend ist. Beispielhaft ist der Behälter 2 als flach quaderförmiger Behälter dargestellt, ohne jedoch zwingend hierauf beschränkt zu sein.
  • Der Behälter 2 weist eine Außenfläche 5 auf, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel des Kühlakkus 1 von zwei Breitseiten und von vier diese verbindende Schmalseiten gebildet wird.
  • 1 ist weiter zu entnehmen, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Außenfläche 5 abschnittsweise, nämlich die obere Breitseite, eine reliefierte Oberflächenstruktur mit einzelnen Strukturelementen 6 aufweist. Diese sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Rippen ausgebildet, die gleichförmig ausgebildet und regelmäßig verteilt auf der Außenfläche 5 angeordnet sind. Insbesondere verlaufen die rippenförmigen Strukturelemente 6 wie dargestellt v-förmig und abschnittsweise parallel zueinander, ohne jedoch hierauf zwingend beschränkt zu sein.
  • Die reliefierte Oberflächenstruktur bzw. deren Strukturelemente 6 bewirken, dass an dem Kühlakku 1 anliegendes Kühlgut 7 zur Außenfläche 5 auf Abstand gehalten ist. Dieser Abstand entspricht in etwa der Höhe H der Strukturelemente 6, wie sie in 2 deutlicher zu erkennen ist, gegenüber der Außenfläche 5 und beträgt vorzugsweise etwa 1 mm bis etwa 10 mm, bevorzugter etwa 3 mm bis etwa 5 mm.
  • 2 stellt eine Teilquerschnittansicht durch den Kühlakku 1 aus 1 dar. Es ist zu erkennen, dass die Strukturelemente 6 eine Dicke D aufweisen, die vorliegend im Wesentlichen dem Doppelten einer Wandstärke W einer die Außenfläche 5 bereitstellenden Außenwand 8 des Behälters 2 entspricht. Bei dem dargestellten Kühlakku 1 beträgt die Wandstärke W beispielhaft in etwa 2 mm, so dass die Dicke D der Strukturelemente 6 vorliegend in etwa 4 mm beträgt, ohne jedoch hierauf zwingend beschränkt zu sein.
  • Zudem ist 2 zu entnehmen, dass die Strukturelemente 6 als Vollmaterial ausgebildet sind. Mit anderen Worten weisen die Strukturelemente 6 im Wesentlichen keinen Innenraum auf, der mit dem das PCM-Material 4 aufnehmenden Hohlraum 3 des Behälters 2 in fluidleitender Verbindung steht.
  • Der kompakte Aufbau der Strukturelemente 6 aus dem Vollmaterial, das demselben Material des Behälters 2 entspricht, sowie die Dicke D der Strukturelemente 6, die dem Doppelten der Wandstärke W der Außenwand 8 des Behälters 2 entspricht, wird in vorteilhafter Weise hergestellt, indem Abschnitte der Außenwand 8 während der Herstellung des Kühlakkus 1 zusammengefaltet werden. Die gefalteten Wandabschnitte bilden somit die Strukturelemente 6 mit den vorbeschriebenen Eigenschaften.
  • Das Falten der die Strukturelemente 6 bildenden Außenwandabschnitte wird besonders bevorzugt während eines Blasformverfahrens zur Herstellung des gesamten Kühlakkus 1 durchgeführt, wobei der Behälter 2 einschließlich seiner reliefierten Oberflächenstruktur bzw. der Strukturelemente 6 aus einem einzigen Kunststoffmaterial, insbesondere einer Blasfolie, gefertigt wird. Als verwendbare Blasfolien sind Polyethylen-, Polypropylen- und/oder CoEx-Folien besonders bevorzugt.
  • 2 ist weiterhin zu entnehmen, dass sich ein von der Außenfläche 5 des Behälters 2 wegweisendes freies Ende 9 der Strukturelemente 6 mit zunehmendem Abstand von der Außenfläche 8 verjüngt. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Kühlakkus 1 sind die freien Enden 9 im Wesentlichen als halbkugelförmige oder halbellipsenförmige Enden ausgebildet. Weitere beispielhafte Endformen können kegelförmige (spitze) oder kegelstumpfförmige Formen sein.
  • 3 stellt eine Draufsicht auf die Außenfläche 5 des Kühlakkus 1 aus 1 dar.
  • 4 stellt eine Draufsicht auf eine Außenfläche 5 eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Kühlakkus 10 gemäß der Erfindung dar, der sich im Wesentlichen lediglich durch den geraden Verlauf von rippenförmigen Strukturelementen 11 gegenüber dem Kühlakku 1 aus 1 unterscheidet.
  • 5 stellt eine Draufsicht auf eine Außenfläche 5 eines noch weiteren Ausführungsbeispiels eines Kühlakkus 15 gemäß der Erfindung dar, der sich im Wesentlichen lediglich durch stiftförmige Strukturelementen 16 gegenüber dem Kühlakku 1 aus 1 unterscheidet.
  • 6 stellt eine Draufsicht auf eine Außenfläche 5 eines noch weiteren Ausführungsbeispiels eines Kühlakkus 20 gemäß der Erfindung, der sich im Wesentlichen lediglich durch einen kugelförmigen Behälter 21 gegenüber dem flach quaderförmigen Kühlakku 15 aus 5 unterscheidet.
  • 7 stellt eine Querschnittansicht eines noch weiteren Ausführungsbeispiels eines Kühlakkus 25 gemäß der Erfindung dar, der sich im Wesentlichen durch einen hohlzylinderförmigen Behälter 26 mit rippenförmigen Strukturelementen 6 auf der gesamten Außenfläche 5 verteilt angeordnet von dem Kühlakku 1 aus 1 unterscheidet.
  • Der hierin offenbarte erfindungsgemäße Kühlakku sowie das hierin offenbarte erfindungsgemäße Verfahren zu seiner Herstellung sind nicht auf die hierin jeweils offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfassen auch gleich wirkende weitere Ausführungsformen, die sich aus technisch sinnvollen weiteren Kombinationen der hierin beschriebenen Merkmale des Kühlakkus sowie des Verfahrens ergeben. Insbesondere sind die vorstehend in der allgemeinen Beschreibung und der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen nicht nur in den jeweils hierin explizit angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • In bevorzugter Ausführung wird der erfindungsgemäße Kühlakku zum Kühlen von Kühlgut, insbesondere von kälteempfindlichen Lebensmitteln oder Medikamenten, vorzugsweise während eines gemeinsamen Transports in einem Transportbehälter verwendet.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kühlakku
    2
    Behälter
    3
    Hohlraum
    4
    PCM-Material
    5
    Außenfläche
    6
    Strukturelement (rippenförmig)
    7
    Kühlgut
    8
    Außenwand
    9
    Freies Ende
    10
    Kühlakku
    11
    Strukturelement (rippenförmig)
    15
    Kühlakku
    16
    Strukturelement (stiftförmig)
    20
    Kühlakku
    21
    Behälter (kugelförmig)
    25
    Kühlakku
    26
    Behälter (hohlzylinderförmig)
    D
    Dicke
    H
    Höhe
    W
    Wandstärke

Claims (17)

  1. Kühlakku (1, 10, 15, 20, 25) aufweisend einen Behälter (2, 21, 26), der einen Hohlraum (3) zur Aufnahme eines Latentwärmespeichers (4) begrenzt und eine vom Hohlraum (3) wegweisende Außenfläche (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche (5) wenigstens abschnittsweise eine reliefierte Oberflächenstruktur mit einzelnen Strukturelementen (6, 11, 16) derart aufweist, dass an dem Kühlakku (1, 10, 15, 20, 25) anliegendes Kühlgut (7) durch die Strukturelemente (6, 11, 16) zur Außenfläche (5) auf Abstand (H) gehalten ist.
  2. Kühlakku nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (6, 11, 16) der reliefierten Oberflächenstruktur gleichförmig ausgebildet sind und regelmäßig verteilt auf der Außenfläche (5) angeordnet sind.
  3. Kühlakku nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (6, 11) rippenförmig.
  4. Kühlakku nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die rippenförmigen Strukturelemente (6, 11) parallel zueinander oder einander kreuzend verlaufen.
  5. Kühlakku nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (16) stiftförmig ausgebildet sind.
  6. Kühlakku nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente halbkugelförmig ausgebildet sind.
  7. Kühlakku nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein von der Außenfläche (5) des Behälters (2, 21, 26) wegweisendes freies Ende (9) der Strukturelemente (6, 11, 16) mit zunehmendem Abstand (H) von der Außenfläche (5) verjüngt.
  8. Kühlakku nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (6, 11, 16) als Vollmaterial ausgebildet sind.
  9. Kühlakku nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Außenfläche (5) bereitstellende Außenwand (8) des Behälters (2, 21, 26) eine Wandstärke (W) aufweist und die Strukturelemente (6, 11, 16) eine Dicke (D) aufweisen, die dem Doppelten der Wandstärke (W) der Außenwand (8) entspricht.
  10. Kühlakku nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (6, 11, 16) jeweils ein gefalteter Abschnitt der Außenwand () sind.
  11. Kühlakku nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (6, 11, 16) eine maximale Höhe (H) gegenüber der Außenfläche (5) des Behälters (2, 21, 26) von etwa 1 mm bis etwa 10 mm aufweisen, bevorzugt etwa 3 mm bis etwa 5 mm.
  12. Kühlakku nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2, 21, 26) einschließlich der reliefierten Oberflächenstruktur aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sind, bevorzugt aus einem Polyethylen, Polypropylen- und/oder CoEx-Material.
  13. Kühlakku nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial eine Kunststofffolie, insbesondere eine Blasfolie, ist.
  14. Verfahren zur Herstellung eines Kühlakkus (1, 10, 15, 20, 25) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2, 21, 26) einschließlich der Strukturelemente (6, 11, 16) der reliefierten Oberflächenstruktur durch Blasformen hergestellt wird.
  15. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (6, 11, 16) als Vollmaterial ausgebildet werden.
  16. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (6, 11, 16) durch abschnittsweises Falten einer die Außenfläche (5) bereitstellenden Außenwand (8) des Behälters (2, 21, 26) gebildet werden.
  17. Verfahren nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2, 21, 26) einschließlich der reliefierten Oberflächenstruktur aus einer Polyethylen-, Polypropylen- und/oder CoEx-Blasfolie hergestellt werden.
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