DE19712140C2 - Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem wärmeisolierten Gehäuse und Verfahren zur Herstellung eines Kühl- und/oder Gefriergeräts mit einem wärmeisolierten Gehäuse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem wärmeisolierten Gehäuse und ein Verfahren zur Her­ stellung eines Kühl- und/oder Gefriergeräts mit einem wärmeiso­ lierten Gehäuse.

Ein Kühl- und/oder Gefriergerät verfügt im allgemeinen über ei­ nen Innenbehälter aus Kunststoff, der über Randleisten oder dergleichen zur Aufnahme von Kühlgutträgern und funktionellen Einheiten, wie z. B. Temperaturregler und Beleuchtung, verfügt. Der Innenbehälter wird im allgemeinen von einem Außenbehälter umgeben, der aus ebenen Metallblechen, Kunststoffteilen, wie z. B. Deckel- und Sockelspritzteil, oder geformten und ggfs. ar­ mierten Pappteilen besteht.

Zwischen dem Innenbehälter und dem Außenbehälter ist eine ther­ mische Isolierung vorgesehen, die in der Regel heute aus FCKW- und FKW-frei geschäumtem Polyurethan oder vakuumisolierten Pa­ neelen oder einer Kombination der vorstehend genannten Isola­ tionsmittel besteht. So ist beispielsweise aus der DE 42 30 065 A1 ein Verfahren zum Anbringen von Formkörpern in Kältegeräten bekannt, das darin besteht, daß evakuierte Formkörper auf dem Außen- oder Innenbehälter des Kältegeräts angebracht werden, bevor der Außen- und der Innenbehälter miteinander verbunden werden und der sich hierbei bildende Hohlraum ausgeschäumt wird. Dabei können als evakuierte Formkörper evakuierte Füll­ stoff-Dämmplatten mit symmetrischen oder asymetrischem Aufbau verwendet werden. Als Füllstoff können Kieselsäuren und/oder Silikate verwendet werden.

Eine hierzu alternative Vorgehensweise ist in der DE 44 30 511 A1 angeben. Diese Schrift offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere für einen Kühlschrank.

Gegenstand ist die Herstellung eines Isolierkerns als festes Bauteil mit einer Stärke, die annähernd dem auszufüllenden Zwischenraum entspricht. Anschließend wird der Isolierkern in den Zwischen­ raum eingebracht und mit den Begrenzungsflächen des Zwischen­ raumes durch Kleben verbunden, wobei ein Klebstoff verwendet wird, der nur bis zu einer bestimmten Maximaltemperatur klebt und dessen Klebekraft oberhalb der Maximaltemperatur schwindet.

Hinsichtlich der Isolierung und der Erstellung derselben stellt die Isolierung aus geschäumten Polyurethan derzeit noch die am meisten verbreitete Isolationsmethode dar. Diese Isolationsme­ thode setzt zur Aufrechterhaltung einer vergleichsweise lang­ zeitstabilen Isolierung voraus, daß über die Standzeit des Ge­ räts gesehen möglichst wenig Wasserdampf oder andere die Iso­ lierung beeinträchtigende Gase in den Polyurethanschaum ein­ dringen.

Dies ist gewährleistet, wenn der Außenbehälter aus Metall auf­ gebaut ist, welches in der Regel wasserdampfdiffusionsdicht ist. Teile des Außenbehälters aus Kunststoff oder Pappe müssen demgegenüber mit wasserdampfdiffusionsdichten Materialien be­ schichtet werden. So ist in der DE 196 54 048 A1 ein doppelwan­ diges Gehäuse vorgeschlagen worden, dessen Innen- und Außenbe­ hälter aus Metall bestehen. Dabei ist im Bereich der thermi­ schen Zonengrenze (Übergang von Innen- zum Außenbehälter) im Wege einer einstückigen Ausführung ein metallischer Übergang vorgesehen. Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit von Metall stellt sich jedoch ein hohen Wärmefluß über diesen metallischen Übergang ein. Zur Absenkung dieses Wärmeflusses und damit umge­ kehrt zur Erhöhung des thermischen Widerstandes wird dieser Übergangsbereich daher mit verringerter Querschnittfläche und/oder mit einer eingebrachten Lochung ausgeführt. Die Her­ stellung eines derartigen Behälters ist jedoch teuer, technisch schwierig und erfordert aufgrund der Lochung eine zusätzliche Verblendung des Überganges.

Diese Maßnahmen machen den Aufbau und die Produktion eines wär­ meisolierten Gehäuses für ein Kühl- und/oder Gefriergerät ver­ gleichsweise kompliziert und teuer.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem wärmeisolierten Gehäuse und ein Verfahren zur Herstellung eines Kühl- und/oder Gefriergeräts mit einem wärmeisolierten Gehäuse anzugeben, mit denen eine vergleichsweise einfache und kostengünstige Realisierung hin­ sichtlich des Aufbaus und der Produktion gegeben sind.

Bezüglich des Kühl- und/oder Gefriergeräts wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Kühl- und/oder Gefrier­ gerät mit einem wärmeisolierten Gehäuse vorgesehen ist, der ei­ nen Außenbehälter und einen Innenbehälter und einen vom Innen­ behälter umschlossenen Innenraum mit einem stirnseitig umlau­ fenden Randbereich, der den Übergang vom Innenbehälter zum Au­ ßenbehälter bildet, umfaßt, wobei der Innenbehälter, der Über­ gang und der Außenbehälter einstückig aus einer Kunststoffpla­ tine hergestellt sind.

Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß da­ durch gelöst, daß ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für ein Kühl- und/oder Gefriergerät vorgesehen ist, bei dem aus einer Kunststoffplatine in einem ersten Tiefziehprozeß ein Au­ ßenbehälter geformt wird, und in einem zweiten, der Richtung nach entgegengesetzten Tiefziehprozeß der zum Außenbehälter korrespondierende Innenbehälter unter Beibehaltung eines für eine thermische Isolierung ausreichenden Abstandes von Außenbe­ hälter zu Innenbehälter geformt wird.

Auf diese Weise besteht das gesamte Gehäuse aus nur einem ein­ zigen Kunststoffteil, welches in Abhängigkeit vom verwendeten Kunststoff ggfs. zusätzlich außen mit einer Wasserdampfbarriere beschichtet werden muß.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann an den Innen­ behälter eine Kompressornische und weitere funktionelle Bautei­ le, wie z. B. Führungsschienen für Ablageplatten, angeformt sein. Hierzu ist nur das Tiefziehwerkzeug für den zweiten Tief­ ziehprozeß entsprechend auszugestalten.

In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann auf eine Beschichtung des Außenbehälters mit einer Wasserdampfbar­ riere verzichtet werden, wenn der Kunststoff bei einer Wand­ stärke von 0,1 mm und bei einer Temperatur von etwa 20°C eine Wasserdampfdurchlässigkeit von höchstens 5 g/qm d aufweist. Be­ sonders gut geeignet ist der Kunststoff, der bei einer Wand­ stärke von 0,1 mm und bei einer Temperatur von etwa 20°C eine Wasserdampfdurchlässigkeit von höchstens 2,5 g/qm d aufweist.

Als Kunststoff ist ein Verschnitt aus einem hochspannungsriß­ beständigen Material, das gut vakuumverformbar ist, und einem solchen mit geringer Wasserdampfpermeabilität geeignet. Zum Beispiel erfüllt diese Forderungen ein Verschnitt aus Polysty­ rol und Polyethylen, wobei hierdurch die gute Verarbeitbarkeit des Polystyrols mit der hohen Spannungsrißbeständigkeit und der geringen Wasserdampfpermeabilität des Polyethylens vereinigt sind. Beispielsweise kann ein auf dem freien Markt unter dem Handelsnamen "Stryroblend WS KR 2776" erhältlicher Kunststoff verwendet werden. Dieser Kunststoff enthält in besonders vor­ teilhafter Weise als Polyethylenbeimischung den auf dem freien Markt unter dem Handelsnamen "Lupolen 6031 M" erhältlichen Kunststoff.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den üb­ rigen Unteransprüchen zu entnehmen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeich­ nung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung die wesentlichen Herstell­ schritte für ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem einteiligen Gehäuse; und

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein gemäß Fig. 1 hergestelltes Gehäuse für ein Kühl- und/oder Gefriergerät.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die wesentlichen Verfahrensschritte zur Herstellung eines erfindungsgemäß ein­ teiligen Gehäuses 1 (vgl. Fig. 2) für ein Kühl- und/oder Ge­ friergerät. Das Verfahren umfaßt im wesentlichen vier Herstel­ lungsschritte a) bis d).

Im ersten Verfahrensschritt a) wird eine im wesentlichen ebene und gemäß der beabsichtigten Größe des Kühl- und/oder Gefrier­ geräts dimensionierte, rechteckige Platine 2 aus Kunststoff um­ laufend im Randbereich von beiden Seiten mittels erster Heiz­ elemente 4 beheizt. Als Kunststoff ist ein solcher geeignet, der bei einer Wandstärke von 0,1 mm und bei einer Temperatur von etwa 20°C eine Wasserdampfdurchlässigkeit von höchstens 5 g/qm d aufweist. Besonders gut geeignet ist der Kunststoff, der bei einer Wandstärke von 0,1 mm und bei einer Temperatur von etwa 20°C eine Wasserdampfdurchlässigkeit von höchstens 2,5 g/qm d aufweist.

Als Kunststoff ist ein Verschnitt aus einem hochspannungsriß­ beständigem Material, das gut vakuumverformbar ist, und einem solchen mit geringer Wasserdampfpermeabilität geeignet. Zum Beispiel erfüllt diese Forderungen ein Verschnitt aus Polysty­ rol und Polyethylen, wobei hierdurch die gute Verarbeitbarkeit des Polystyrols mit der hohen Spannungsrißbeständigkeit und der geringen Wasserdampfpermeabilität des Polyethylens vereinigt sind. Beispielsweise kann ein auf dem freien Markt unter dem Handelsnamen "Stryroblend WS KR 2776" erhältlicher Kunststoff verwendet werden. Dieser Kunststoff enthält in besonders vor­ teilhafter Weise als Polyethylenbeimischung den auf dem freien Markt unter dem Handelsnamen "Lupolen 6031 M" erhältlichen Kunststoff enthalten.

Die Dicke der Platine 2 ist im Ausgangszustand derart bemessen, daß die Wandstärke des nach Durchlauf der Verfahrensschritte a) bis d) erhaltenen Gehäuses zumindest noch etwa 0,4 mm, vorzugs­ weise 0,6 bis 0,8 mm, beträgt. Diese Forderung ist mit zwei miteinander kombinierbaren, aber auch alternativ umsetzbaren Gestaltungen der Platine 2 erfüllbar. Einerseits besteht die Möglichkeit, die Abmessung der Platine 2 gegenüber der beab­ sichtigten Gehäusebreite und -höhe zu vergrößern. Andererseits oder in Kombination mit der Vergrößerung der Platine 2 ist es möglich, die Dicke der Platine 2 zu vergrößern. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Platine 2 im umlaufenden Randbe­ reich dicker auszugestalten als im mittleren flächigen Bereich.

Üblicherweise weist die Platine 2 eine Dicke von etwa 4,5 mm auf. Die Dicke kann dementsprechend auf bis zu 6 mm und/oder die Platine 2 kann um 5 bis 50% hinsichtlich ihrer Höhe und Breite vergrößert sein.

Die Platine 2 ist im Ausführungsbeispiel als koextrudierte Pla­ tine ausgeführt. Dabei besteht eine erste Schicht der Platine 2 aus herkömmlichem Polystyrol, welches üblicherweise zur Erzeu­ gung eines Innenbehälters genutzt wird. Eine zweite Schicht be­ steht aus einem Gemisch aus Polystyrol und Polyethylen, bei­ spielsweise aus dem auf dem freien Markt unter dem Handelsnamen "Stryroblend WS KR 2776" erhältlichen Kunststoff, der als Po­ lyethylenbeimischung den auf dem freien Markt unter dem Han­ delsnamen "Lupolen 6031 M" erhältlichen Kunststoff enthält. Ein derartiger Aufbau der Platine gewährleistet eine ausrei­ chende Wasserdampf-Dichtigkeit, so daß auf eine wasserdampf­ dichte zusätzliche Beschichtung verzichtet werden kann.

Nach dem Aufheizen des Randbereichs erfolgt ein erster Tiefziehprozeß gemäß Verfahrensschritt b). Die Platine 2 wird im Randbereich 8 von einem Haltewerkzeug 6 gehalten, und eine erste Tiefziehform 10 wird in Richtung eines Pfeils 12 in die im Randbereich erwärmte Platine 2 eingefahren. Im Ausführungs­ beispiel begrenzt das Haltewerkzeug 6 zugleich die erreichbare Kontur des so erzeugten Außenbehälters 14 (vgl. Fig. 2). Diese Begrenzung muß nicht notwendigerweise vorhanden sein, sondern das Haltewerkzeug 6 kann ausschließlich als Halterahmen ausge­ bildet sein.

In dem dritten Verfahrensschritt c) wird der Bodenbereich 16 des jetzt geschaffenen Außenbehälters 14 mittels zweiter Heiz elemente 18 für einen zweiten Tiefziehprozeß erwärmt.

Im vierten Verfahrensschritt d) erfolgt der zweite Tiefziehpro­ zeß derart, daß zunächst ein Halterahmen 20 in den Außenbehäl­ ter eingeführt wird. Dieser Halterahmen 20 dimensioniert zum einen die Gestaltung eines vorderen Randbereichs, der den Über­ gang 22 von dem Außenbehälter 14 zum Innenbehälter 24 (vgl. Fig. 2) bildet. Anschließend wird eine zweite Tiefziehform 26 gemäß eines Pfeil 28 (entgegengesetzt zum Pfeil 12) in den auf­ geheizten Bodenbereich 16 der Platine 2 zur Ausbildung des In­ nenbehälters 24, der einen zu kühlenden Innenraum 32 fünfseitig umgibt, eingefahren. Die zweite Tiefziehform 26 ist dabei der­ art ausgestaltet, daß eine Kompressornische und ggfs. weitere funktionelle Teile, wie z. B. Nuten oder Führungsschienen für Kühlgutablagen, Halteelemente für einen Verdampfer oder andere funktionelle Bauteile, miterzeugt werden. Außerdem können im Bereich des Übergangs 22 außen und/oder innenliegend Mittel an­ geformt werden, die zur Aufnahme einer Heißgasleitung oder ei­ nes magnetischen Gegenpols für die Türdichtung dienen.

Fig. 2 zeigt in einem schematischen Querschnitt das gemäß der vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte a) bis d) erzeugte einteilige Gehäuse 1 für ein Kühl- und/oder Gefriergerät. Wei­ tergehend kann nun noch der hinten überstehende Randbereich 8 abgeschnitten und eine Rückwand aufgebracht werden. Dabei kann die Rückwand in hier nicht weiter dargestellter Weise auch be­ reits an einer Platine angeordnet sein. Die Rückwand kann bei­ spielsweise über ein dünnes Filmscharnier mit der Platine ver­ bunden sein und wird nach Abschluß der Verfahrensschritte a) bis d) auf die Rückseite des Außenbehälters 14 umgeklappt. Eine Verbindung von Rückwand und Außenbehälters kann beispielsweise durch Verkleben oder Reibschweißen erzielt werden. Überstände können anschließend zusammen mit den Randbereichen 8 abgetrennt werden. Üblicherweise wird die Rückwand jedoch als armierte Pappe oder Folie aufgeklebt und muß so nicht durch den gesamten Tiefziehvorgang mitgeschleppt werden wie dies bei einer an der Platine 2 direkt angeordneten Rückwand der Fall ist.

Außerdem können im für eine thermische Isolierung vorgesehenen Zwischenraum zwischen Außenbehälter 14 und Innenbehälter 24 und/oder im Innenbehälter 24 Verstärkungselemente für funktio­ nelle (gerätespezifische) Bauteile, beispielsweise ein Türla­ ger, eine Beleuchtungseinrichtung oder eine Regeleinrichtung, vorgesehen werden. So werden beispielsweise im oberen und unte­ ren Bereich der senkrecht verlaufenden Teile des Übergangs 22 Verstärkungselemente 30 zur Aufnahme von Elementen zur Türla­ gerbefestigung angeordnet. Diese Verstärkungselemente 30 können zugleich aus einem vormagnetisierten Werkstoff hergestellt wer­ den, so daß auch sie als magnetische Gegenpole für den in der Türdichtung angeordneten, umlaufenden Magnetstreifen dienen können.

Das auf diese Weise hergestellte Gehäuse 1 ist aufgrund seines einfachen einteiligen Aufbaus besonders preiswert herstellbar und benötigt bei entsprechender erfindungsgemäßer Auswahl des verwendeten Kunststoffs keine Wasserdampfbarriere, die eine ge­ schäumte Isolierung weitestgehend vor eindringendem Wasserdampf schützt. Das Gehäuse 1 kommt weiter ganz ohne metallische Sei­ tenwände aus.

Das Gehäuse 1 eignet sich besonders für die Verwendung bei ein­ gebauten Kühl- und/oder Gefriergeräten, weil diese Art von Ge­ räten von einem formstabilen Möbelumbau eingerahmt sind, wes­ halb an die ästhetisch saubere Gestaltung der Außenflächen nicht allzu hohe Ansprüche zu stellen sind.

Claims (15)

1. Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem wärmeisolierten Gehäu­ se (1), das einen Außenbehälter (14), einen Innenbehälter (24) und einen vom Innenbehälter (24) umschlossenen Innenraum (32) mit einem stirnseitig umlaufenden Randbereich, der den Übergang (22) vom Innenbehälter (24) zum Außenbehälter (14) bildet, um­ faßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbehälter (24), der Übergang (22) und der Außenbehälter (14) einstückig aus einer Kunststoffplatine (2) hergestellt sind.

2. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbehälter (24), der Übergang (22) und der Außenbehälter (14) aus einer Kunststoffplatine (2) durch Tiefziehen erzeugt sind.

3. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückwand über ein Filmscharnier oder dergleichen mit der Kunststoffplatine (2) verbunden ist.

4. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Innenbehälter (24) eine Kompressornische angeformt ist.

5. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Innenbehälter (24) weitere funktionelle Bauteile ange­ formt sind.

6. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Innenbehälter (24) als weitere funktionelle Bauteile Nu­ ten oder Führungsschienen für Ablageplatten und/oder Halteele­ mente für einen Verdampfer angeformt sind.

7. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbehälter (24), der Übergang (22) und der Außenbehälter (14) aus einem weitgehend wasserdampfdichten Kunststoff beste­ hen.

8. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff bei einer Wandstärke von 0,1 mm und bei einer Temperatur von etwa 20°C eine Wasserdampfdurchlässigkeit von höchstens 5 g/qm d aufweist.

9. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff bei einer Wandstärke von 0,1 mm und bei einer Temperatur von etwa 20°C eine Wasserdampfdurchlässigkeit von höchstens 2,5 g/qm d aufweist.

10. Kühl- und/oder Gefriergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Zwischenraum zwischen Innenbehälter (24) und Außenbehälter (14) und/oder im Innenbehälter (24) wenigstens ein Verstär­ kungselement (30) zur Befestigung eines funktionellen Bauteils angeordnet ist.

11. Kühl- und/oder Gefriergerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Verstärkungselement ein Türlager oder Ele­ mente zur Türlagerbefestigung aufnimmt.

12. Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses (1) für ein Kühl- und/oder Gefriergerät, bei dem aus einer Kunststoffplatine (2) in einem ersten Tiefziehprozeß ein Außenbehälter (14) geformt und in einem zweiten, der Richtung nach entgegengesetzten Tief­ ziehprozeß der zum Außenbehälter korrespondierende Innenbehäl­ ter (24) unter Beibehaltung eines für eine thermische Isolie­ rung ausreichenden Abstandes von Außenbehälter (14) zu Innenbe­ hälter (24) geformt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem ersten Tiefziehprozeß ein Aufheizen der Kunststoffpla­ tine (2) im Randbereich des späteren Außenbehälters (14) er­ folgt.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem zweiten Tiefziehprozeß ein Haltewerkzeug (20) in den Außenbehälter (14) eingeführt wird, dessen Dimensionierung den umlaufenden Randbereich, der den Übergang (22) von Außenbehäl­ ter (14) zum späteren Innenbehälter (24) bildet, definiert.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenbereich (16) des erzeugten Außenbehälters (14) vor dem zweiten Tiefziehprozeß geheizt wird.