DE19753036A1 - Wärmeisolierbehälter mit Kühlvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeisolierbehälter mit Kühlvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1.

Bei bekannten Kühlvorrichtungen wird oft der Isolier­ behälter und die Kühlvorrichtung in einer kompakten Vorrichtung, wie im US Patent 4.297.850 beschrieben vereinigt. Solche "Kühlboxen" erfordern einen gewissen Aufwand bei der Entnahme dem Kühlgutes. Außerdem muß bei einer Verwendung als einfache Isolierbox, außer­ halb des elektrischen Anschlußbereiches, die gesamte dann funktionslose Kühlvorrichtung mittransportiert wenden. Dieser Nachteil trifft auf fast alle nach­ stehend beschriebenen Lösungen ebenfalls zu. Mit dem US Patent 5.042.258 oder der Offenlegungs­ schrift DE 34 31 693 A1 werden Kühlbehälter vorgestellt, bei denen die Behälterinnenwand über Peltierelemente gekühlt wird. Ein schneller Zugriff auf das Kühlgut ist durch die offene oder lediglich durch einen Klapp­ deckel verschließbare Oberseite der Behälter gegeben. Nachteilig ist, daß verpacktes Kühlgut wie Getränke­ dosen und -flaschen zwar kühl gehalten, durch den Luftspalt zur Behälterinnenwand ihre Temperatur aber nur sehr langsam abgesenkt werden kann. Dieser Nach­ teil gilt auch für bekannte Kühlvorrichtungen wie in der Offenlegungsschrift DE 42 33 172 A1 beschrieben, wo eine Kühlung über den Behälterboden erfolgt. Durch die Schwerkraft ist ein guter Wärmeübergang zwischen dem Behälterboden und dem Kühlgut zwar gegeben aber auch eine die Wärmeabführung stark behindernde Schichtung zu erwarten.

Eine weitere Lösung eines Kühlbehälters wird in der Offenlegungsschrift DE 30 19 092 A1 beschrieben. Es wird hier z. B. das in einer Getränkedose verpackte Kühlgut über die paßgenau ausgeführte Behälterinnenfläche Wärme entzogen. Durch die paßgenaue Ausführung bleibt die Anwendung dieser Vorrichtung allerdings nur auf eine spezielle Form von Getränkebehälter beschränkt. Dieser Nachteil wird durch eine Vorrichtung entsprechend der Offenlegungsschrift DE 37 39 375 A1 beseitigt. Hier werden Peltierelemente fest an einen elastischen Kühl­ beutel oder Folienbehälter angeschlossenen. Die auf das Kühlgut gelegten Beutel schaffen wie bei bekannten medi­ zinischen Kühlbeuteln durch eine intensive Berührung auch mit sehr unebenen Oberflächen einen guten Wärme­ übergang. Ein Zugriff auf das Kühlgut ist hier allerdings erst nach der Abnahme dieser Kühlvorrichtung möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Isolier­ behälter mit Kühlvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 zu schaffen, welche einen guten Kühl­ effekt erreicht, die Entnahme des Kühlgutes zeitlich verkürzt und dessen Transport in Isolierbehälter ver­ einfacht.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ins­ besondere in einer getrennten Bauweise des Isolierbehäl­ ters von der Kühlvorrichtung, die durch ein oder mehrere Halteelemente in eine ausgerichtete und lösbare Ver­ bindung gebracht werden können. Über eine Fläche mit gu­ ten Wärmedurchgang in der Isolierbehälterwand, die von elastischen Elementen gespannt gehalten werden kann und durch Andrückelemente gegen die Kühlseite der Peltierele­ mente gedrückt wird ist es möglich, aus dem Behälterinne­ ren Wärme zu entziehen. Dadurch entsteht der Effekt, daß ein guter Wärmeübergang von dem Kühlgut über die Fläche in der Behälterwandung zu der Kühlseite der angedrück­ ten Peltierelemente erreicht wird. Zusätzlich kann der Isolierbehälter mit dem Kühlgut durch eine Handbewegung über das Halteelement von der Kühlvorrichtung gelöst bzw. mit dieser verbunden werden. Das Kühlgut läßt sich im Isolierbehälter ohne eine Kabelverbindung getrennt von der Kühlvorrichtung z. B. zur Getränkeentnahme ein­ fach transportieren.

Durch eine Umpolung der elektrischen Anschlüsse an den Peltierelementen wäre auch eine Wärmfunktion der Vorrichtung möglich.

Die Weiterbildung nach Anspruch 2 ermöglicht, die Ver­ besserung des Wärmeüberganges durch deren Anpassung an Kühlgutbehälter unterschiedlicher Form und Größe einer­ seits, sowie an die Kühlseite der Peltierelemente andererseits.

Die Weiterbildung nach Anspruch 3 ermöglicht die Erfas­ sung der Temperatur an der Außenwand des Kühlgutbehäl­ ters, die Anzeige des Kühlzustandes und/oder das Ab­ schalten einzelner bzw. sämtlicher Peltierelemente beim Unterschreiten der Solltemperatur, sowie deren Einschalten beim Überschreiten der Solltemperatur.

Die Weiterbildung nach Anspruch 4 ermöglicht die Abfuhr der an der warmen Seite der Peltierelemente erwärmten Luft in Richtung des Fensters eines Kraftfahrzeuges bzw. direkt nach außen.

Die Weiterbildung nach Anspruch 5 ermöglicht die Abfuhr der an der warmen Seite der Peltierelemente erwärmten Luft in eine mit Wachs gefüllte Patrone, die bei einer Erwärmung über den Schmelzpunkt des Wachses gewechselt werden kann, wobei die Messung der Wachstemperatur durch bekannte Bauteile erfolgt. Zusätzlich kann das Wachs ganz oder teilweise von einer Hülle aus flexiblen Material umgeben werden, das bei einer Überhitzung diesen Zustand durch seine Ausdehnung anzeigt und die Kühlfläche der Patrone vergrößert.

Die Weiterbildung nach Anspruch 6 ermöglicht, eine gute Abführung der in der Kühlvorrichtung erwärmten Luft, sowie die Anordnung der Vorrichtung in einem sonst in Kraftfahrzeugen in der Regel wenig genutzten Raumes. Die Ausführung der Bauteile als Baukasten erleichtert deren Montage insbesondere bei einer Nachrüstung durch Laien.

Die Weiterbildung nach Anspruch 7 ermöglicht die Kombi­ nation mehrerer Kühlvorrichtungen zu einer Gesamtanlage für die gleichzeitige Kühlung mehrerer Wärmeisolier­ behälter.

Die Weiterbildung nach Anspruch 8 ermöglicht die Verbes­ serung des Wärmeüberganges zwischen der Kühlvorrichtung und Isolierbehälter, wenn in diesen nacheinander gleich­ förmige z. B. zylindrische Kühlgutbehälter abgekühlt werden sollen.

Die Weiterbildung nach Anspruch 9 ermöglicht ein schnel­ les An- und Abkoppeln der gesamten Kühlvorrichtung an eine fest mit anderen Bauteilen verbundene Vorrichtung, für eine vorübergehende Nutzung bzw. Lagerung.

Die Weiterbildung nach Anspruch 10 erleichtert die Her­ stellung der lösbaren Verbindung zwischen der Kühlvor­ richtung und dem Isolierbehälter.

Anhand der Fig. 1 bis 7 soll eine mögliche Ausge­ staltung der Erfindung beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 die Gesamtansicht eines erfindungsgemäß ausge­ führten Wärmeisolierbehälters mit Kühlvor­ richtung

Fig. 2 den Längsschnitt durch Fig. 1 entlang der Linie A-A

Fig. 3 den Querschnitt durch die gesamte Vorrichtung entlang der Schnittebene B-B durch Fig. 2

Fig. 4 den Querschnitt durch die gesamte Vorrichtung zur Verdeutlichung einzelner Details

Fig. 5 die Montageanordnung in oder an der Türinnen­ seite eines Kraftfahrzeuges

Fig. 6 die Ausführung eines flexiblen Rohres zur Abwärmeabfuhr

Fig. 7 die Anordnung einer Wachspatrone zur Abwärme­ speicherung

In der Fig. 1 ist die Kühlvorrichtung (2) mit dem lösbar angeschlossenen Isolierbehälter (1) dargestellt. Der Isolierbehälter (1) ist oben offen ausgeführt und nimmt als Kühlgut einen Getränkebehälter (23) auf. Das Halteelement (3), daß hier nach dem Magnetprinzip funktioniert (Details siehe Fig. 4) ist an der Außen­ seite zwischen Isolierbehälter (1) und Kühlvorrichtung (2) angeordnet. Außerdem werden an der Kühlvorrichtung (2) zwei Lüfter (14), der Schalter (33) und die Anzeigeeinrichtung (12) sowie die Abblaseöffnung (31) zur Abführung der Warmluft gezeigt. Über den Stecker (26) kann die Kühlvorrichtung (2) in einem Kraftfahr­ zeug betrieben werden.

In der Fig. 2 werden verschiedene Bauteile des Isolier­ behälters (1) mit Kühlvorrichtung (2) im Längsschnitt dargestellt. Die Wandung des Isolierbehälters (1) besteht hier aus einer doppelwandigen Folie (5) in welche Luftblasen eingeschlossen sind.

In der Behälterinnenseite befinden sich als elastische Elemente (6) Gummibänder. Durch die Gummibänder (6) wird der Kühlgutbehälter (23) an die Innenfläche des Isolierbehälters (1) gedrückt.

In einem Teilstück der Wandung des Isolierbehälters (1) ist an Stelle der luftgefüllten Isolierung (5) das Wärmeleitpolster (8) angeordnet. Das Wärmeleit­ polster (8) wurde hier wie ein bekannter Kühlbeutel als eine Folie mit eingeschweißter Flüssigkeit ausge­ führt. Durch gute Anpassung des Folienbeutels (8) an die Peltierelemente (9) einerseits und dem Kühlgut­ behälter (23) andererseits wird ein guter Wärmeüber­ gang erreicht. Das Wärmeleitpolster (8) ist mit der übrigen Folienwandung (5) des Isolierbehälters (1) verschweißt.

Das Wärmeleitpolster (8) wurde nach oben um einen weiteren Abschnitt (11) erweitert, der eine Wärme­ verbindung zwischen dem Kühlgutbehälter (23) und dem Temperaturerfassungselement (10) an der Kühl­ vorrichtung (2) herstellt. Dadurch kann der Kühlzu­ stand des Kühlgutbehälters (23) erfaßt, angezeigt und darüber hinaus können einzelne Peltierelemente (9) ein- bzw. ausgeschaltet werden.

Die warme Seite der Peltierelemente (9) wird in die­ sem Ausführungsbeispiel mit Luft gekühlt. Die Kühl­ rippen (13) erhöhen die Wärmeabführung.

Durch eine schräge Anordnung der Peltierelemente um den Winkel x kann eine verbesserte Auflage des Wärme­ leitpolsters (8) an das Peltierelement (9) erreicht werden.

Saugfüße (29) ermöglichen einen festen Stand der Kühl­ vorrichtung (2).

In Fig. 3 werden verschiedene Bauteile des Isolierbe­ hälters (1) mit Kühlvorrichtung (2) im Querschnitt dargestellt. Über den Lüfter (14) wird Luft auf die Kühlrippen (13) an der warmen Seite der Peltierelemente (9) geblasen und durch die Abblaseöffnung (31) nach außen abgeleitet.

Die kalte Seite der Peltierelemente (9) liegt auf dem Wärmeleitpolster (8) in der Wärmeisolierung (5) des Isolierbehälters (1).

Die hier aus Gummibänder hergestellten elastischen Elemente (6), die als gestrichelte Linie dargestellt werden, drücken den Kühlgutbehälter (23) gegen die Innenseite des Isolierbehälters (1) und somit auch gegen das Wärmeleitpolster (8).

Die Rückseite (32) der Kühlvorrichtung (2) ermöglicht deren Anschluß an ein haltendes Bauteil z. B. Armaturen­ brett u. a.

In Fig. 4 ist u. a. das Halte- (3) und Andrückelement (4), welches eine kraftschlüssige lösbare Verbindung zwischen dem Isolierbehälter (1) und der Kühlvorrichtung (2) ermöglicht, detailliert dargestellt. Die Verbindung wurde in diesem Ausführungsbeispiel über Magnetkräfte hergestellt. In der Kühlvorrichtung (2) ist ein Dauer­ magnet (28) angeordnet, vor dem ein mit dem Isolier­ behälter (1) fest verbundenes Eisenblech (27) gehaltert werden kann. Durch den Dauermagneten (28) entsteht eine in Richtung des eingezeichneten Pfeiles "F" wirkende Kraft, die das angezogene elastische Eisenblech (27), wie mit gestrichelter Linie dargestellt, verformt. Das Eisenblech (27) wiederum drückt den Isolierbehälter (1) mit der genau vor dem Peltierelement (9) ausge­ richteten Fläche (7) gegen die Kühlvorrichtung (2) und funktioniert gleichzeitig als Halte- (3) und Andrück­ element (4).

Die Fläche (7) wird durch die elastischen Elemente (6) gespannt gehalten.

Vor dem Peltierelement (9) ist ein der Form des Kühlgut­ behälters (23) weitgehend nachgearbeitetes Anpassungs­ stück (25) angeordnet. Durch die Herstellung des Anpas­ sungsstückes (25) aus einem dünnen rinnenförmig vorge­ spannten Blech für zylindrische Kühlgutbehälter (23) mit hinterlegten Wärmeleitpolster (8) wird hohe Elastizität mit guter Wärmeleitfähigkeit verbunden.

Für eine andere Form des Kühlgutbehälters (23) ist das Anpassungsstück (25) entsprechend auszubilden.

Das Halteelement (3) kann auch nach dem mechanischen Prinzip z. B. durch Haken aufgebaut sein. Bei dem Andrückelement (4) gönnte an Stelle oder zusätzlich zu der Federkraft eine in Fig. 2 mit Winkel x gekennzeich­ nete Schrägstellung der Peltierelemente (9) den Druck des Isolierbehälters (1) an die Kühlvorrichtung (2) durch die Schwerkraft bewirken. Die farbige Hervor­ hebung des Eisenblechs (27) am Isolierbehälter (1) und der Dauermagneten (28) in der Kühlvorrichtung mittels aufgeklebter Folien erleichtert die Bedienung der lösbaren Verbindung.

In Fig. 5 ist die Anordnung der Kühlvorrichtung (2) an bzw. in einer Kraftfahrzeugtürinnenseite (22) dar­ gestellt.

Bei der im oberen Türbereich gezeigten Variante wurde die Kühlvorrichtung (2) über seine Rückseite (32) (Detail siehe Anlage 3) schnell lösbar an eine Kuppel­ vorrichtung (24) befestigt, welches wiederum mit der Türinnenseite (22) verschraubt ist. Die Kuppelvor­ richtung (24) kann aus einer Grundplatte mit Schrauben­ öffnungen sowie einen Haben mit Karabinerverschluß zum Einhängen der Kühlvorrichtung (2) bestehen. Das flexible Rohr (15) zur Ableitung der erwärmten Luft wurde hier bis kurz vor das Fahrzeuginnenfenster (17) verlegt. Dieses kann geöffnet werden, so daß die durch Pfeile angedeutete Luft nach außen entweichen kann.

Im unteren Türbereich wird eine aufwendigere aber auch platzsparendere Variante mit in die Türinnenseite (22) eingebauter Kühlvorrichtung (2) gezeigt.

Die erwärmte Abluft wird zur Vermeidung von zusätzlichen Öffnungen an der Türaußenseite über eine Lippendichtung (30) durch den Fahrzeugrahmen nach unten abgeleitet.

In Fig. 6 ist die mögliche Ausführung des flexiblen Rohres (15) zur Ableitung der erwärmten Luft mit End­ halteelement (16) dargestellt. Das Rohr (15) kann durch den innen herrschenden geringen Überdruck sehr leicht ausgeführt werden. Es endet hier an der durch einen Pfeil gekennzeichneten Lufteintrittsöffnung an einem um 360° schwenkbaren Gelenk. Die Luftaustrittsöffnung ist mit einem Endhalteelement (16) versehen, daß im Fahrzeugfenster (17) fixiert werden kann.

In Fig. 7 ist die mögliche Zuordnung einer mit Wachs (18) gefüllten Patrone (19) zur Wärmespeicherung an die warme Seite der Peltierelemente (9) der Kühlvorrichtung (2) dargestellt. Die Patrone (19) ist paßgerecht zum Anschlußteil (20) ausgeführt. Dadurch kann nach einer Erwärmung der Patrone (19) diese gegen eine neue "kalte" Patrone ausgetauscht werden. Die Entnahme erfolgt durch ein Herausziehen aus dem Anschlußteil (20) in Pfeil­ richtung.

Über eine bekannte Temperaturmeßeinrichtung wird die Erwärmung der Patrone (19) ermittelt und die Kühlvor­ richtung (2) bei einer Überhitzung des Wachses (18) abgeschaltet. Eine aus flexiblen Material (21) bestehen­ de Hülle, die zusätzlich eine auffällige Farbe be­ sitzen kann, wird bei einer Überhitzung des Wachses (18) auf der gestrichelten Linie nach oben blasen­ förmig aufgetrieben. Diese Volumenerhöhung verhindert eine Beschädigung der Patrone (19), zeigt möglichen Defekt in der Kühlvorrichtung (2) an und schafft eine Kühlmöglichkeit für das heiße Wachs (18).

Claims (10)

1. Wärmeisolierbehälter mit Kühlvorrichtung unter Ver­ wendung von Peltierelementen insbesondere zur Kühlung aber auch zur Erwärmung von Getränken geeignet dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtvorrichtung aus einem Wärmeisolier­ behälter (1) sowie einer Kühlvorrichtung (2) besteht, die über ein oder mehrere lösbare Halte- (3) und Andrückelemente (4) fest anliegend miteinander ver­ bunden werden können und daß ein an der Kühlvor­ richtung (2) in Verbindungszustand fest anliegender Teilbereich der Wärmeisolierung (5) des Behälters (1) eine Fläche (7) mit guten Wärmedurchgang bildet, welche über elastische Elemente (6) gespannt gehalten werden kann.

2. Wärmeisolierbehälter mit Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der flexiblen Fläche (7) ein Teil­ bereich der Wärmeisolierung (5) des Behälters (1) als Wärmeleitpolster (8) ausgebildet ist, welches an der Außenseite etwa die Größe der Kühlseite der Peltierelemente (9) besitzt und an der Innenseite über die Isolierung (5) hinausreichen kann.

3. Wärmeisolierbehälter mit Kühlvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2 dadurch gekennzeichnet,, daß an der Kühlvorrichtung (2) im Bereich der Peltier­ elemente (9) ein Temperaturerfassungselement (10) angeordnet ist, welches sich im Verbindungszustand mit dem Wärmeisolierbehälter (1) entweder auf die Fläche (7) oder das Wärmeleitpolster (8) oder einem gesonderten Wärmeleitpolsterabschnitt (11) in der Wärmeisolierung (5) ausrichtet und mit einer Anzeigeeinrichtung (12) und/oder Schaltbauteilen kombiniert ist.

4. Wärmeisolierbehälter mit Kühlvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die warme Seite der Peltierelemente (9) über Kühlrippen (13) mit einem durch Lüfter (14) erzeug­ ten Luftstrom in thermischer Verbindung steht und außerdem an der Luftaustrittsöffnung der Kühlvor­ richtung (2) ein flexibles Rohr (15) angeschlossen werden kann, welches sich plastisch in verschiedene Richtungen ausrichten läßt und/oder an deren äußeren Ende ein Halteelement (16) für Kraftfahrzeugfenster (17) angeordnet ist.

5. Wärmeisolierbehälter mit Kühlvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die warme Seite der Peltierelemente (9) mit einer mit Wachs (18) ganz oder teilweise gefüllten Patrone (19) über ein lösbares Anschlußteil (20) in thermischer Verbindung stehen und zumindest ein Teil der Patronenhülle aus flexiblen Material (21) ausgeführt sein kann.

6. Wärmeisolierbehälter mit Kühlvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung in bzw. vor der Türinnen­ seite (22) von Kraftfahrzeugen angeordnet ist und daß flexible Rohre (15) zur Ableitung der erwärmten Luft an der Fensterinnenseite (17) oder direkt an der Fahrzeugaußen- bzw. unterseite enden, wobei die einzelnen Bauteile als Baukasten aufeinander abgestimmt sind.

7. Wärmeisolierbehälter mit Kühlvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung (2) mit mindestens einem Verbindungselement zu einer weiteren baugleichen Vorrichtung ausgeführt ist.

8. Wärmeisolierbehälter mit Kühlvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß vor der Kühlseite der Peltierelemente (9) ein gut wärmeleitendes Anpassungsstück (25) angeordnet ist, dessen von der Kühlvorrichtung (2) weggerichtete Seite einem Teilbereich der Oberfläche des Kühlgutes (23) weitgehend angepaßt ist, welches zusätzlich elastisch ausgeführt und von einem oder mehreren Wärmeleitpolstern (8) hinterlegt sein kann.

9. Wärmeisolierbehälter mit Kühlvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung (2) mit einer lösbaren Kuppelvorrichtung (24) versehen ist, welche selbst ganz oder teilweise an Bauteile wie z. B. Möbel, Baukörper, Kraftfahrzeugeinrichtung u. a. fest angeschlossen werden kann.

10. Wärmeisolierbehälter mit Kühlvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen im Bereich der lösbaren Halteelemente (3) am Isolierbehälter (1) und der Kühlvorrichtung (2) farbig hervorgehoben werden.