DE10243873A1

DE10243873A1 - Befüllungseinrichtung und Verfahren zum Ausschäumen eines Hohlraums in einem Haushaltsgeräteelement

Info

Publication number: DE10243873A1
Application number: DE2002143873
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Sparr
Original assignee: Electrolux Home Products Corp NV
Current assignee: Electrolux Home Products Corp NV
Priority date: 2002-09-21
Filing date: 2002-09-21
Publication date: 2004-04-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausschäumen eines Hohlraums in einem Element (1) eines Haushaltsgerätes, insbesondere in einer Tür eines Kühl- oder Gefriergerätes, bei dem durch eine erste Öffnung (7) des Elements (1) ein Schäumungsmittel eingeleitet wird, sowie eine Befüllungseinrichtung zum Ausschäumen des Hohlraums. Während des Einleitens des Schäumungsmittels durch die erste Öffnung (7) oder eine weitere Öffnung (8) im Element (1) wird die Luft aus dem Hohlraum abgesaugt. Bei der Befüllungseinrichtung ist der zeitliche Ablauf der Befüllung und der Absaugung mittels einer Steuereinrichtung (20) zeitlich steuerbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befüllungseinrichtung und ein Verfahren zum Ausschäumen eines Hohlraums in einem Element eines Haushaltsgerätes, insbesortdere in einer Tür eines Kühloder Gefriergerätes, bei dem durch eine erste Öffnung des Elements ein Schäumungsmittel eingeleitet wird.

Bei einem herkömmlichen Verfahren zum Ausschäumen einer Kühlschranktür wird durch eine Öffnung in den Hohlraum der Tür ein Schäumungsmittel eingeleitet, welches sich dort unter Schaumbildung ausdehnt. Aufgrund der Größe des Hohlraums und bei ungünstiger Schäumungslage und Steighöhe des Schaums ist eine vollständige Entlüftung nicht immer gewährleistet, so dass es zu Lufteinschlüssen beziehungsweise zur Lunkerbildung innerhalb des Schaums kommen kann. Bei Temperaturschwankungen, insbesondere bei Kälteeinwirkung, kann dies zur Dellenbildung an den Wänden des Hohlraums führen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Ausschäumen eines Hohlraums und eine Vorrichtung hierfür vorzusehen, mit denen beim Aufschäumen ein Lufteinschluss verhindert wird.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 beziehungsweise 9 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 wird zum Ausschäumen eines Hohlraums in einem Element eines Haushaltsgerätes das Schäumungsmittel durch eine erste Öffnung des Elements eingeleitet, während durch eine weitere Öffnung oder die erste Öffnung im Element die Luft aus dem Hohlraum abgesaugt wird. Durch das Absaugen ist die Beseitigung der Luft aus dem Hohlraum nicht allein auf die Verdrängung durch das Schäumungsmittel angewiesen, sondern die Luft wird aktiv entfernt, so dass der Schaum leichter an unzugängliche Ecken und Kanten des Hohlraums gelangt. Durch das vollständige Ausschäumen des Hohlraums unter Vermeidung von Lufteinschlüssen wird die gesamte Außenfläche des Hohlraums stabilisiert, so dass bei Temperaturschwankungen kein Aus- oder Einbeulen der Gehäusewände auftritt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Druckabsenkung auf maximal 50 mbar, vorzugsweise 10 mbar, beschränkt, so dass während des Ausschäumens die Wände des Elementes nicht durch den Unterdruck beziehungsweise den außen anliegenden Atmosphärendruck deformiert werden.

Ganz besonders vorteilhaft wird die Absaugrate zeitlich in Abhängigkeit des Einfüllens des Schäumungsmittels und/oder des Schäumungsverhaltens des Schäumungsmittels eingestellt. Beispielsweise wird die Absaugrate geringfügig oberhalb des Volumenstroms des Schäumungsmittels multipliziert mit dessen Volumenausdehnungsfaktor eingestellt. Dabei muss dann das Schäumungsmittel keine Verdrängungsarbeit gegen die Luft im Hohlraum leisten. Zusätzlich oder alternativ wird das Schäumungsverhalten des Schäumungsmittels berücksichtigt, wobei z.B. die maximale Absaugrate erst zeitverzögert nach dem Beginn des Einleiten des Schäumungsmittels in den Hohlraum aktiviert und auch nach dem Abstellen der Einleitung des Schäumungsmittels beendet wird. Hierdurch wird berücksichtigt, dass die Schaumausdehnung erst allmählich mit dem Einleiten des Schäumungsmittels einsetzt und auch nach dem Abschluss des Einleitens des Schäumungsmittels die Volumenausdehnung noch für eine gewisse Zeit anhält.

Vorteilhaft wird die Absaugung von der ersten oder der weiteren Öffnung nach dem Ende der Einleitung des Schäumungsmittels und vor dem vollständigen Ausdehnen des Schaums abgekoppelt. Damit wird einerseits verhindert, dass Schaum in die Absaugung gelangt und andererseits wird die Öffnung vollständig durch den sich noch ausdehnenden Schaum verschlossen.

Gemäß Anspruch 9 wird eine Befüllungseinrichtung vorgesehen, bei der die Zufuhr des Schäumungsmittels und das Absaugverhalten einer Absaugeinrichtung durch eine Steuereinrichtung zeitlich steuerbar ist. Damit lässt sich eine zeitlich optimierte Abstimmung der Evakuierung der Luft aus dem Hohlraum auf die Zuleitung und Ausdehnung des Schäumungsmittels erreichen. Dadurch, dass vorteilhaft die Zuschaltung der Absaugung erst mit Zuleitung des Schäumungsmittels oder zeitverzögert hierzu erfolgt, wird der Aufbau eines übermäßigen Unterdrucks im Hohlraum und damit eine Ausbeulung der Wände des Hohlraums vermieden.

Vorteilhaft erfolgt das Einstellen des Saugvermögens der Absaugeinrichtung mittels eines Stellelements, beispielsweise einer Drosseleinrichtung. Damit lässt sich auf einfache Weise das Saugvermögen beispielsweise einer Vakuumpumpe in kurzer Zeit und auf dosierte Weise verändern. Besonders vorteilhaft wird als Absaugeinrichtung eine Venturidüse verwendet, bei der beispielsweise mittels durchströmender Druckluft das Vakuum erzeugbar ist. Mittels der Druckluftströmung lässt sich hier das Saugvermögen steuern. Dadurch, dass bei der Venturidüse keine mechanischen oder elektrischen Elemente zum Einsatz kommen, werden die vom Schäumungsmittel erzeugten Abgase kostengünstig und sicher ohne Berührung mit verschleißabhängigen mechanischen öder elektrischen Teilen entfernt.

Anhand von Figuren wird eine Ausführungsform der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild der Befüllungsstation zum Befüllen einer Kühlschranktür und
2 ein Zeitdiagramm des Befüllungsablaufs.
1 zeigt schematisch als Blockschaltbild die einzelnen Elemente einer Befüllungsstation zum Befüllen eines Hohlraums einer Kühlschranktür 1 mit Schaum. Über ein verschiebbar gelagertes Rohr 2 wird ein Schäumungsmittel in den Hohlraum der Kühlschranktür 1 eingeleitet. Das Rohr 2 ist über einen flexiblen Schlauch 3 mit einem Vorratsbehälter 4 für das Befüllungs- bzw. Schäumungsmittel verbunden. Das Rohr 2 ist in eine Öffnung 7 der Kühlschranktür 1 eingeschoben und die Tiefe des Rohrs innerhalb des Hohlraums mittels eines linearen Stellantriebs 5 verstellbar. Zu Beginn des Beschäumungsvorgangs ist das Rohr 2 tief ins Innere des Hohlraums eingeführt und wird während des Befüllungsvorgangs allmählich durch die Öffnung 7 herausgezogen. Dadurch wird gewährleistet, dass das Auffüllen mit dem Schaum an der tiefsten Stelle des Hohlraums beginnt und sich der Schaum von dort sukzessive in Richtung der Öffnung 7,8 ausbreitet. Die Öffnung 7 um das Rohr 2 ist mittels einer gegen die Öffnung 7 anliegenden Dichtmanschette 6 abgedichtet.
Durch eine zweite Öffnung 8 wird die Luft aus dem Hohlraum unter Einstellung eines geringen Unterdrucks abgesaugt. Hierzu liegt ein Vakuumschlauch 10 durch eine Dichtmanschette 11 abgedichtet an der Öffnung 8 an, wobei der Vakuumschlauch 10 mit dem Saugeinlass einer Venturidüse 12 verbunden. ist. Durch die Venturidüse 12 strömt ein Druckluftstrom, dessen Strömungsstärke über eine Regeldüse 16 einstellbar ist. Eingangsseitig ist die Regeldüse 16 mit einem Druckluftbehälter.15 verbunden. Anstelle des Druckluftbehälters 15 kann die Venturidüse 12 auch an eine werksseitige Druckluftversorgung angeschlossen sein. Die durch die Venturidüse 12 strömende Druckluft und die angesaugte Luft aus dem Hohlraum der. Kühlschranktür 1 wird einem Gaswäscher 14 zugeführt, um dort gegebenenfalls schädliche Gase aus dem Luftgemisch zu entfernen.
Die Befüllungsstation wird durch einen Prozessrechner 20 gesteuert, der über Steuerleitungen mit der Regeldüse 16, dem Linear-Stellantrieb 5 und einem hier nicht näher dargestellten Ventil verbunden ist, das den Zulauf von Schäumungsmittel in den Hohlraum der Kühlschranktür 1 freigibt oder sperrt. Mittels des Prozessrechners 20 wird der Zeitverlauf des Herausziehens, des Rohrs 2 durch den Linearantrieb 5 und das Einstellen des Saugvermögens der Venturidüse 12 durch Regelung des Druckluftstroms durch die Regeldüse 16 auf das An- und Abschalten des Schäumungsmittelstroms abgestimmt.
2 zeigt eine Ausführungsform der zeitlichen Synchronisierung durch den Prozessrechner 20. Zum Zeitpunkt T0 beginnt das Einleiten des Schäumungsmittels. Die Strömung des Schäumungsmittels ist durch den Zeitverlauf A dargestellt. Der Zeitverlauf B zeigt das erreichte Schaumvolumen innerhalb des Hohlraums der Kühlschranktür 1. Zum Zeitpunkt T0 beginnt die Schaumvolumenbildung nur langsam und geht erst zu einem späteren Zeitpunkt in einen linearen Bereich über, da das Schäumungsmittel eine gewisse Einwirkzeit benötigt, um das maximale Schaumvolumen zu entwickeln. Ebenso setzt sich die Bildung des Schaumvolumens B auch nach dem Zeitpunkt T2 fort, zu dem die Zuleitung A des Schäumungsmittels abgestellt wird. Zum Zeitpunkt T1 wird die Absaugung C durch die Venturidüse 12 gestartet und allmählich auf eine vorgegebene maximale Absaugrate eingestellt. Da sich die Schaumbildung B noch nach dem Ende T2 der Zuleitung A des Schäumungsmittels fortsetzt,. wird erst zum Zeitpunkt T3 die Saugrate allmählich reduziert, bis die Absaugung C zum Zeitpunkt T4 vollständig abgestellt ist. Zu diesem Zeitpunkt hat der Schaum das Volumen des Hohlraums noch nicht vollständig ausgefüllt und der Vakuumschlauch 10 mit der Dichtmanschette 11 wird von der zweiten Öffnung 8 abgenommen. Durch die Restausdehnung des Schaums wird der Hohlraum vollständig ausgefüllt und der Schaum teilweise zur zweiten Öffnung 8 herausgedrückt. Dadurch ist die vollständige Befüllung des Hohlraums mit Schaum gewährleistet und die Öffnung wird durch den Schaum verschlossen. Überstehende Schaumteile werden nach dem Aushärten an der Öffnung 8 entfernt.
2 gibt den Zeitverlauf der Absaugung C hier nur als Beispiel wieder. Die optimale Einstellung des Saugvermögens mittels der gesteuerten Venturidüse 12 erfolgt entweder anhand vorher durchgeführter Experimente oder der theoretische Verlauf des Schaumvolumens wird als Regelgröße verwendet. Beispielsweise kann die Absaugrate als Zeitableitung des Schaumvolumens B eingestellt sein, so dass ein konstanter Unterdruck während der Volumenausdehnung erreicht wird. Durch die Einstellung eines leichten Unterdrucks während des überwiegenden Teils des Befüllens werden für die Ausdehnung des Schäumungsmittels konstante Umgebungsbedingungen geschaffen, so dass sich eine konstante Porengröße des Schaums unabhängig vom Befüllungsgrad des Hohlraums der Kühlschranktür 1 einstellt.

1:: Kühlschranktür
2:: Rohr
3:: Schlauch
4:: Befüllungsmittelvorrat
5:: Linearantrieb
6:: Dichtmanschette
7:: Öffnung
8:: Öffnung
10:: Vakuumschlauch
11:: Dichtmanschette
12:: Venturidüse
14:: Gaswäscher
15:: Druckluftbehälter
16:: Regeldüse
20:: Prozessrechner

Claims

Verfahren zum Ausschäumen eines Hohlraums in einem Element (1) eines Haushaltsgerätes, insbesondere in einer Tür eines Kühl- oder Gefriergerätes, bei dem durch eine erste Öffnung (7) des Elements (1) ein Schäumungsmittel eingeleitet und während des Einleitens des Schäumungsmittels durch die erste oder eine weitere Öffnung (7, 8) im Element die Luft aus dem Hohlraum abgesaugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Absaugen des Hohlraums erreichte Druckabsenkung maximal 50 mbar, vorzugsweise maximal 10 mbar beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf der Saugrate (C) in Abhängigkeit des Zeitverlaufs des Einfüllens des Schäumungsmittels (A) und/oder des Schäumungsverhaltens des Schäumungsmittels (B) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugung mit der Einleitung (T0) oder kurz nach Beginn (T1) der Einleitung des Schäumungsmittels beginnt.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugrate (C) nach Beginn der Einleitung des Schäumungsmittels kontinuierlich auf einen maximalen Wert angehoben wird.
Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugrate (C) nach dem Ende der Einleitung des Schäumungsmittels (A) abgesenkt wird.
Verfahren nach. Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugung nach dem Ende (T2) der Einleitung des Schäumungsmittels (A) abgestellt wird (T4).
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugung von der ersten oder der weiteren Öffnung (7, 8) nach dem Ende (T2) der Einleitung des Schäumungsmittels (A) und vor dem vollständigen Ausdehnen des Schaums (B) abgekoppelt wird (T4).
Befüllungseinrichtung zum Ausschäumen eines Hohlraums in einem Element (1) eines Haushaltsgerätes, insbesondere in einer Tür eines Kühl- oder Gefriergerätes, mit einer Zuleitung (2) zum Einführen eines Schäumungsmittels in den Hohlraum durch eine erste Öffnung (7) des Elements (1), einer Absaugeinrichtung (10, 12) zum Absaugen von Luft aus dem Hohlraum durch die erste oder eine weitere Öffnung (7, 8) und einer Steuereinrichtung (20) zur zeitlichen Steuerung des Zustroms (A) des Schäumungsmittels und der Absaugrate (C) der Absaugeinrichtung (10, 12).
Befüllungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Absaugeinrichtung (10, 12) eine Druckabsenkung im Hohlraum um maximal 50 mbar gegenüber Umgebungsdruck einstellbar ist, vorzugsweise von maximal 10 mbar.
Befüllungseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugrate (C) der Absaugeinrich tung (10, 12) mittels der Steuereinrichtung (20) veränderbar ist.
Befüllungseinrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugung mittels der Steuereinrichtung (20) gleichzeitig oder zeitverzögert zur Zuleitung des Schäumungsmittels einschaltbar ist.
Befüllungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugeinrichtung (10, 12) ein Stellelement (16) zur Änderung der Absaugrate aufweist.
Befüllungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (16) eine Drosseleinrichtung zur Drosselung des maximalen Saugvermögens der Absaugeinrichtung (10, 12) ist.
Befüllungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugeinrichtung (10, 12) eine Venturidüse (12) umfasst.
Befüllungseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Venturidüse (12) druckluftbetätigt ist.
Befüllungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftströmung mittels der Steuereinrichtung (20) einstellbar ist.