EP1957895A1 - Kältegerät mit umluftkühlung - Google Patents

Abstract

Ein Kältegerät hat zwei unabhängig voneinander temperaturgeregelte, von einer gemeinsamen Verdampferkammer mit Kaltluft versorgte Kühlbereiche. In einer Verzweigung einer Kaltluftleitung (18, 20, 21), die die Kühlbereiche mit der Verdampferkammer verbindet, ist eine Klappe (19) angeordnet, die zwischen zwei jeweils einen Zweig (20; 21) der Leitung (18, 21, 22) versperrenden Stellungen schwenkbar ist. Die Schwenkbewegung der Klappe (19) ist über einen Exzenter (30) angetrieben.

Description

Kältegerät mit Umluftkühlung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät mit Umluftkühlung, d.h. ein Kältegerät, in dessen Gehäuse ein Verdampferbereich und wenigstens ein Kühlbereich zur Aufnahme von Kühlgut voneinander abgeteilt sind und der Kühlbereich durch aus dem Verdampferbereich zugeführte Kaltluft gekühlt wird. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Kältegerät mit Umluftkühlung, das wenigstens zwei Kühlbereiche aufweist, die durch Zuführen von Kaltluft aus einer gemeinsamen Verdampferkammer unabhängig von einander temperaturgeregelt sind.

In einer unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung der Anmelderin ist ein solches Kältegerät beschrieben, bei dem in einer Verzweigung einer Kaltluftleitung, die die Kühlbereiche mit der Verdampferkammer verbindet, eine Klappe angeordnet ist, die zwischen zwei jeweils einen zweiten der Leitung versperrenden Stellungen schwenkbar ist, um selektiv jeweils einen der zwei Kühlbereiche mit Kaltluft zu versorgen.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Kältegerät der o.a. Art mit einem einfachen und robusten Stellmechanismus zum Antreiben der Schwenkbewegung der Klappe anzugeben.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Schwenkbewegungen der Klappe über einen Exzenter angetrieben ist.

Einer ersten Ausgestaltung der Erfindung zu folge ist die Klappe an einen Hebelarm gekoppelt, der eine Umfangsfläche des scheibenförmigen Exzenters abtastet. Bei dieser Ausgestaltung kann der Exzenter nur eine Antriebskraft in einer Richtung auf den Hebelarm ausüben, so dass eine Rückstellbewegung des Hebelarms durch eine andere Kraft, insbesondere eine Gewichts- oder Federkraft, angetrieben sein muss.

Einer zweiten Ausgestaltung zufolge ist die Klappe an einen Hebelarm gekoppelt, der in einer Nut des Exzenters geführt ist. Hier kann der Exzenter Drehmomente in entgegengesetzte Richtungen auf den Hebelarm ausüben. Um eine momentane Stellung der Klappe erfassen zu können, ist vorzugsweise an den Exzenter eine Scheibe starr gekoppelt, deren Umfang wenigstens einen Teil eines zu der Achse des Exzenters konzentrischen Kreises bildet, und der Scheibe ist ein Sensor zum Erfassen ihrer Drehstellung zugeordnet.

Von dem Sensor erfassbare Merkmale der Scheibe liegen vorzugsweise genau dann in einem Erfassungsbereich des Sensors, wenn sich die Klappe in einer der einen Zweig versperrenden Stellungen befindet. Wenn der Exzenter genau dann angehalten wird, wenn der Sensor eines dieser Merkmale erfasst, so ist gewährleistet, dass sich die Klappe in einer der Darstellungen befindet.

Vorzugsweise sind die zu erfassenden Merkmale einer Scheibe in einem Winkelabstand von 180° angeordnet.

Weitere und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht schräg von unten des Korpus eines erfindungsgemäßen Kältegeräts;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine vertikal und in Tiefenrichtung verlaufende Mittelebene des Korpus entlang der Linie Il aus Fig. 1 ;

Fig. 3 einen Schnitt durch den oberen Bereich des Korpus in einer gegen die

Mittelebene zur Seite versetzten Ebene entlang der Linie IM aus Fig. 1 ;

Fig. 4 eine detaillierte Seitenansicht eines Gebläsegehäuses des Kältegeräts gemäß einer ersten Ausgestaltung;

Fig. 5 eine fragmentarische Rückansicht des Gebläsegehäuses von Fig. 4; und

Fig. 6 eine zu Fig. 4 analoge Ansicht eines Gebläsegehäuses gemäß einer zweiten

Ausgestaltung der Erfindung. Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Korpus 1 eines erfindungsgemäßen Kältegeräts. Das Gerät hat eine Tür, die in der Fig. weggelassen ist. Das Innere des Korpus 1 ist unterteilt in einen Verdampferbereich 2 oben unter der Decke des Korpus 1 , einen ersten Kühlbereich 3 und, von diesem durch eine isolierende Zwischenwand 4 getrennt, einen zweiten Kühlbereich 5. Im zweiten Kühlbereich 5 ist ein Auszugkasten untergebracht. Der erste Kühlbereich 3 ist normalerweise durch mehrere Kühlgutträger in übereinander liegende Fächer unterteilt, die allerdings in der Fig. weggelassen sind, um möglichst großflächig die Rückwand 6 des Korpus 1 zeigen zu können.

An der Vorderseite einer den Verdampferbereich 2 vom ersten Kühlbereich 3 trennenden Zwischenwand 7 (siehe Fig. 2) ist eine Lufteinlassöffnung 8 gebildet, durch die Luft aus dem ersten Kühlbereich 3 in den Verdampferbereich 2 eintreten kann. Leitungen, durch die Luft aus dem zweiten Kühlbereich 5 zum Verdampferbereich 2 strömen kann, können - in der

Fig. nicht sichtbar - in Seitenwänden des Korpus 1 verlaufen; eine andere Möglichkeit ist eine Luftleitung im Innern der Tür, die in Höhe des zweiten Kühlbereichs 5 beginnt und gegenüber der Lufteinlassöffnung 8 endet.

Benachbart zur Rückwand 6 ist an der Zwischenwand 7 eine Verteilerhaube 9 befestigt, an der eine Vielzahl von Luftlöchern 10 gebildet ist, durch die hindurch aus dem Verdampferbereich 2 herrührende Kaltluft sich im Oberteil des ersten Kühlbereichs 3 in diverse Richtungen verteilt. Unterhalb der Verteilerhaube 9 befinden sich an der Rückwand 6 mehrere Paare von Öffnungen 1 1 , aus denen ebenfalls Kaltluft ausströmen kann. Die Höhe dieser Paare von Öffnungen 1 1 ist so gewählt, dass, wenn Kühlgutträger in dem ersten Kühlbereich 3 montiert sind, jedes Paar von Öffnungen 1 1 ein Fach versorgt.

Fig. 2 zeigt das Kältegerät der Fig. 1 in einem Schnitt entlang einer sich vertikal und in Tiefenrichtung des Korpus 1 erstreckenden Mittelebene, die in Fig. 1 durch eine strichpunktierte Linie Il dargestellt ist. Im Innern des Verdampferbereichs 2 sind in dem Schnitt Kühlschlangen eines Verdampfers 12 zu sehen, die von durch die Lufteinlassöffnung 8 eindringender Luft angeströmt werden. Die Zwischenwand 7 ist zur Rückwand 6 des Korpus hin abschüssig zu einer Rinne 13, in der sich vom Verdampfer 12 abtropfendes Kondenswasser sammelt. Über eine nicht dargestellte Rohrleitung erreicht das - A -

Kondenswasser einen im Sockelbereich 14 (siehe Fig. 1 ) des Korpus 1 untergebrachten Verdunster.

Hinter der Rinne 13, benachbart zur Rückwand 6, ist ein Gebläse untergebracht, das einen Motor 15, ein von diesem angetriebenes Schaufelrad 16 und ein Gehäuse 17 umfasst. An der Vorderseite des Gehäuses 17, in axialer Richtung des Schaufelrades, ist eine Ansaugöffnung gebildet. Die obere Hälfte des Gehäuses 17 verläuft in Umfangsrichtung eng um das Schaufelrad 16, nach unten ist das Gehäuse 17 offen, so dass durch eine Drehung des Schaufelrades 16 radial nach außen beschleunigte Luft in eine Kammer 18 abfließt, die die untere Hälfte des Gehäuses 17 ausfüllt.

In dieser Kammer 18 ist eine schwenkbare Klappe 19 untergebracht. In der in der Fig. gezeigten Stellung versperrt die Klappe 19 eine Kaltluftversorgungsöffnung 20, die vertikal nach unten zum ersten Kühlbereich 3 führt. Die Luft wird so zur Rückwand 6 hin und in einen Kaltluftversorgungsweg 21 hinein abgedrängt, der im Innern der Rückwand, vom ersten Kühlbereich 3 durch eine dünne Isolationsschicht 22 getrennt, zum zweiten Kühlbereich 5 führt. Wenn die an eine Zwischenwand 23 zwischen der Kaltluftversorgungsöffnung 20 und der Kaltluftversorgungsleitung 21 angelenkte Klappe 19 in eine in der Fig. als punktierter Umriss dargestellte vertikale Stellung gebracht wird, versperrt sie die Kaltluftversorgungsleitung 21 , und der Kaltluftstrom erreicht durch die Kaltluftversorgungsöffnung 20 die Verteilerhaube 9. In der Fig. ist eines der Luftlöcher 10 zu sehen, durch die die Luft aus der Verteilerhaube 9 in den ersten Kühlbereich 3 ausströmt.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch das Oberteil des Korpus 1 entlang der in Fig. 1 mit IM bezeichneten Ebene. In dieser Fig. ist deutlicher das sich bogenförmig um das Schaufelrad 16 erstreckende Gehäuse 17 zu erkennen. Außerdem ist zu erkennen, dass in dieser Ebene die der Rückwand 6 zugewandte Seite der Verteilerhaube 9 eine Öffnung 24 hat, die mit einer Öffnung der Rückwand 6 fluchtet, die zu einem sich in der Rückwand 6 vertikal erstreckenden Verteilerweg 25 führt. Eine der mehreren weiteren, von dem Verteilerweg 25 in den ersten Kühlbereich 3 führenden Öffnungen 1 1 ist ebenfalls zu sehen.

Wenn die Kaltluftversorgungsöffnung 20 offen ist, resultiert aus der Umlenkung von durch diese vertikal abwärts strömender Luft in eine schräg abwärts und vorwärts verlaufende Richtung an den Luftlöchern 10 der Haube 9 ein Staudruck im Innern der Haube 9, der einen Teil der Luft in den Verteilerweg 25 hineintreibt. Wie groß dieser Teil ist, ist durch entsprechende Festlegung der Querschnitte der Luftlöcher 10, der Öffnungen 1 1 , 24 und des Verteilerweges 25 festlegbar.

Bei einer vereinfachten Ausgestaltung könnten die Verteilerhaube 9 und der über sie gespeiste Verteilerweg 25 mit den Öffnungen 1 1 weggelassen sein, so dass Kaltluft durch die Öffnung 20 direkt in den ersten Kühlbereich 3 gelangen kann. In diesem Fall erstrecken sich in dem ersten Kühlbereich angebrachte, nicht dargestellte Fachböden zweckmäßigerweise nicht bis unmittelbar an die Rückwand 6, damit durch die Öffnung 20 ausgestoßene Kaltluft auch in tiefer liegende Regionen des ersten Kühlbereichs 3 erreichen kann.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des Gebläsegehäuses 17. Teile, die sich im Inneren des Gehäuses befinden, wie die Klappe 19 und das Schaufelrad 16, sind als punktierte Umrisse gezeichnet. Die Klappe 19 ist zweimal dargestellt, jeweils in ihren die Kaltluftversorgungsleitung 21 bzw. -Öffnung 20 versperrenden Stellungen.

Die Klappe 19 ist drehfest auf einer Welle 26 montiert, die in Bohrungen der in Draufsicht gezeigten Seitenwand 27 und einer gegenüberliegenden Seitenwand gelagert ist und von der ein Abschnitt über die Seitenwand 27 vorsteht, der einen Hebelarm 28 trägt.

Zwei von der Seitenwand 27 vorspringende Zapfen 29 dienen zur Halterung eines (nicht dargestellten) Motors, der über ein Untersetzungsgetriebe einen kreisscheibenförmigen Exzenter 30 drehantreibt, indem eine Antriebswelle des Untersetzungsgetriebes in eine viereckige Aussparung 31 des Exzenters 30 eingreift. Ein in Verlängerung der Aussparung 30 von dem Exzenter 30 abstehender Achszapfen 32 ist in der partiellen Rückansicht des Gehäuses 17 in Fig. 5 gezeigt und ist in einer Aussparung der Seitenwand 27 drehbar gelagert. Eine halbkreisförmige Scheibe 33 ist starr mit dem Achszapfen 32 verbunden; ihr Umfangsbogen ist konzentrisch zur Drehachse des Exzenters 30.

Eine nicht dargestellte Feder beaufschlagt den Hebelarm 28 im Gegenuhrzeigersinn gegen die Umfangsfläche des Exzenters 30. In der in Fig. 4 mit durchgezogenen Linien gezeichneten Stellung des Exzenters 30 befindet sich die Klappe 19 in einer im wesentlichen vertikalen Stellung, in der sie den Durchgang zur Kaltluftversorgungsleitung 21 sperrt. Der Exzenter 30 setzt eine Drehung des Motors mit gleichbleibendem Drehsinn in eine Pendelbewegung der Klappe 19 um. Eine Drehung des Exzenters 30 um 180° bringt diesen in die in Fig. 4 als gestrichelter Umriss dargestellte Stellung; in dieser versperrt die Klappe 19 die Kaltluftversorgungsöffnung 20.

Das Übersetzungsverhältnis vom Motor auf den Hebelarm ist je nach Stellung des Hebelarms 28 variabel. Jeweils am Umkehrpunkt der Bewegung der Klappe, d.h. in den zwei in Fig. 4 gezeigten Extremstellungen, geht das Übersetzungsverhältnis auf 0, d.h. das zum Schwenken der Klappe verfügbare Drehmoment divergiert. Daher genügt auch ein schwacher Motor, um die Klappe 19 aus einer dieser Extremstellungen zu lösen, selbst wenn sie in dieser Stellung festgefroren sein sollte.

Oberhalb der halbkreisförmigen Scheibe 33 ist an der Seitenwand 27 eine Reflexionslichtschranke 34 montiert, die als Sensor zur Erfassung der Drehstellung des

Exzenters 30 dient. Wenn der Umfangsbogen der Scheibe 33 vor der Lichtschranke 34 liegt, wird ein von dieser emittierter Lichtstrahl an dem Umfangsbogen reflektiert und erreicht eine

Fotozelle der Lichtschranke 34. Sobald jedoch der Rand des Umfangsbogens erreicht ist, bricht die Reflexion ab. Eine nicht dargestellte Steuerschaltung ist somit anhand des abrupten Abfalls der von der Lichtschranke 34 aufgezeichneten Lichtintensität in der Lage, zu erkennen, dass die Klappe 19 eine Ihrer zwei Extrempositionen erreicht hat, und den sie antreibenden Motor in dieser Stellung anzuhalten. Welche der zwei Extremstellungen durch einen Abfall der Lichtintensität gekennzeichnet ist, hängt von dem - willkürlich festlegbaren -

Drehsinn des Exzenters 30 ab. Die jeweils andere Extremposition ist durch einen Anstieg der von der Lichtschranke 34 aufgezeichneten Lichtintensität gekennzeichnet.

Anstelle der Lichtschranke 34 können auch andere Typen von Sensoren vorgesehen werden, um die Stellung der Scheibe zu erfassen, z. B. ein Hall-Sensor oder ein mechanischer Taster. Fig. 6 zeigt eine zu Fig. 4 analoge Seitenansicht des Gehäuses 17 gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung. Der Übersichtlichkeit halber ist nur eine Drehstellung des Exzenters 30 in Fig. 6 gezeigt. Elemente dieser Ausgestaltung, die funktionsgleich mit bereits mit Bezug auf Fig. 4 oder 5 beschriebenen Elementen sind, sind in Fig. 6 mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht erneut im Detail erläutert. Die wesentliche Abweichung von der Ausgestaltung der Fig. 4 liegt darin, das der Exzenter 30 mit einer umlaufenden Nut 35 versehen ist, in die ein Zapfen 36 des Hebelarms 28 eingreift. Auch hier treibt die Drehung des Exzenters 30 um die von der Aussparung 31 definierte Achse eine oszillierende Schwenkbewegung des Hebelarms 28 an, wobei der Exzenter 30 allerdings in der Lage ist, ein Drehmoment sowohl im Urzeigersinn als auch im Gegenuhrzeigersinn auf den Hebelarm 28 auszuüben, je nach dem, an welcher Seitenwand der Nut 35 der Zapfen 36 anliegt.

Claims

Patentansprüche

1. Kältegerät mit zwei unabhängig voneinander temperaturgeregelten, von einer gemeinsamen Verdampferkammer (2) mit Kaltluft versorgten Kühlbereichen (3, 5), wobei in einer Verzweigung einer Kaltluftleitung (18, 20, 21 ), die die Kühlbereiche (3, 5) mit der Verdampferkammer (2) verbindet, eine Klappe (19) angeordnet ist, die zwischen zwei jeweils einen Zweig (20; 21 ) der Leitung (18, 21 , 22) versperrenden Stellungen schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkbewegung der Klappe (19) über einen Exzenter (30) angetrieben ist.

2. Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (19) an einen Hebelarm (28) gekoppelt ist, der eine Umfangsfläche des scheibenförmigen Exzenters (30) abtastet.

3. Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (19) an einen Hebelarm (28) gekoppelt ist, der in einer Nut (35) des Exzenters (30) geführt ist.

4. Kältegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den Exzenter (30) eine Scheibe (33) starr gekoppelt ist, deren Umfang wenigstens einen Teil eines zur Drehachse des Exzenters (30) konzentrischen Kreises bildet und dass der

Scheibe (33) ein Sensor (34) zum Erfassen ihrer Drehstellung zugeordnet ist.

5. Kältegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Sensor (34) erfassbare Merkmale der Scheibe in einem Erfassungsbereich des Sensors (34) liegen, wenn sich die Klappe (19) in einer der einen Zweig (20; 21 ) versperrenden

Stellungen befindet.

6. Kältegerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Merkmale an der Scheibe (33) in einem Winkelabstand von 180° angeordnet sind.