EP2283286B1

EP2283286B1 - Kältegerät mit druckausgleichsventil

Info

Publication number: EP2283286B1
Application number: EP09738046A
Authority: EP
Inventors: Karl-Friedrich Laible; Roland KÜMMEL
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2008-04-29
Filing date: 2009-04-22
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2029-04-22
Also published as: WO2009133002A2; EP2283286A2; RU2010147318A; ATE523742T1; WO2009133002A3; CN102016460A; DE102008021375A1; CN102016460B; ES2368892T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät wie etwa einen Kühl- oder Gefrierschrank mit einem Druckausgleichsventil, das dazu dient, die Entstehung eines Unterdrucks im Innenraum des Kältegeräts zu verhindern.
Bei jedem Öffnen der Tür eines Kältegerätes gelangt warme Luft in dessen Innenraum, die sich nach dem Schließen der Tür darin abkühlt und einen Unterdruck erzeugt, durch den die Tür gegen die Frontseite des Korpus gesaugt wird. Dieser Unterdruck führt dazu, dass die Tür nach dem Schließen so lange sehr schwer wieder zu öffnen ist, bis der Druck zwischen Innenraum und Umgebung wieder ausgeglichen ist. Um die Entstehung eines solchen Unterdrucks zu vermeiden, ist bekannt, zum Beispiel aus DE-U1-20 2006 013229 oder FR-A-2495299 , ein Druckausgleichsventil durch eine Wand des Kältegeräts hindurch zu führen, welches den Zustrom von Umgebungsluft ins Innere des Kältegeräts erlaubt, so dass der Unterdruck nach dem Türschließen nicht entsteht und die Tür jederzeit leicht zu öffnen ist.
Ein Problem der herkömmlichen Druckausgleichsventile ist, dass sie zum Vereisen neigen und im vereisten Zustand sich nicht öffnen können oder nicht mehr schließen, so dass entweder die Druckausgleichswirkung verloren geht oder ein ständiger Luftaustausch zwischen dem Innenraum des Kältegeräts und der Umgebung möglich ist. DE-U1-20 2006 013229 schlägt vor, das Vereisungsproblem zu lösen, indem ein Durchgang zwischen Innenraum und Umgebung geschaffen wird, der eine in üblicher Weise zwischen Tür und Korpus angebrachte Dichtung überbrückt. Der Durchgang verhindert jedoch nicht einen kontinuierlichen Luftaustausch zwischen Innenraum und Umgebung und schafft somit ein Einfallstor für Wärme und Feuchtigkeit.
Ein weiteres Problem der herkömmlichen Druckausgleichsventile ist, dass ihr Einbau mit hohem Aufwand verbunden ist, da sie mit Außen- und Innenhaut der Gehäusewand, durch die sie sich erstrecken, schaumdicht verbunden werden müssen, um sicherzustellen, dass ein Isolierschaum, mit dem die Gehäusewand nach dem Zusammenbau ausgefüllt wird, nicht ins Freie gelangt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Kältegerät mit einem Druckausgleichsventil zu schaffen, bei dem das Druckausgleichsventil mit minimalem Aufwand montierbar und die Gefahr der Undichtigkeit am Druckausgleichsventil beseitigt ist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei einem Kältegerät mit einem Korpus und einer Tür, die einen gekühlten Innenraum umgeben und einander zugewandte, einen von der Dichtung ausgefüllten Spalt begrenzende Wandflächen haben, wobei in wenigstens eine der Wandflächen eine die Dichtung überbrückende Vertiefung eingeformt ist, eine Ventilbaugruppe, die einen Einlass und einem Auslass auf verschiedenen Seiten der Dichtung aufweist, in die Vertiefung eingefügt ist. Der Aufwand beim Zusammenfügen und Abdichten des Gehäuseteils, in welchem die Vertiefung geformt ist, ist nicht höher als bei einem entsprechenden Gehäuseteil ohne Vertiefung.
Indem die Ventilbaugruppe ferner lösbar in die Vertiefung eingefügt ist, wird des Weiteren der Nachteil der herkömmlichen Druckausgleichsventile beseitigt, dass diese aufgrund ihrer Einbettung in das Isolationsmaterial nicht austauschbar und im Falle eines Defekts so gut wie nicht reparierbar sind.
Zwischen den Wänden der Vertiefung und jeweils gegenüberliegenden Wänden der Ventilbaugruppe ist zweckmäßigerweise eine zweite Dichtung eingefügt, um einen unkontrollierten Luftaustausch zwischen dem Innenraum und der Umgebung über Spalte zwischen den besagten Wänden zu unterbinden. Gleichzeitig kann die zweite Dichtung auch zur reibschlüssigen, lösbaren Verankerung der Ventilbaugruppe in der Vertiefung dienen.
Wenn die Vertiefung in derjenigen Wandfläche gebildet ist, in der auch eine Nut zur Verankerung der ersten Dichtung gebildet ist, dann ist diese Nut durch die Vertiefung unterbrochen, und die Unterbrechung ist zweckmäßigerweise ergänzt durch eine in einer Gehäusewand der Ventilbaugruppe geformte Nut, so dass die Dichtung auch in Höhe der Ventilbaugruppe sicher gehalten ist.
Ein Ventilsitz ist vorzugsweise geschützt im Innern der Ventilbaugruppe, in einer Zwischenwand zwischen einer Einlasskammer und einer Auslasskammer, gebildet.
Die Zwischenwand kann horizontal sein, so dass ein darauf liegender Schließkörper durch sein Eigengewicht in Schließstellung beaufschlagt ist.
Vorzugsweise ist die Ventilbaugruppe an einem unteren Rand einer der sich gegenüber liegenden Wandflächen angeordnet. So kann die Einlasskammer unterhalb der Zwischenwand und die Auslasskammer oberhalb derselben angeordnet sein, und ein in der Einlasskammer herrschender Überdruck hebt den Schließkörper von der Zwischenwand ab, so dass die Ventilbaugruppe durchlässig wird.
Der Schließkörper kann insbesondere durch eine an der Zwischenwand anliegende Membran gebildet sein.
Anders als bei einem herkömmlicherweise in einem Durchgang montierten Lippenventil, bei dem nur die Ränder einer beweglichen Membran an den Wänden des Durchgangs dichten, basiert hier die Dichtwirkung auf einem flächigen Kontakt zwischen Membran und Zwischenwand. Bei einem solchen Aufbau sind die Anforderungen an die Maßgenauigkeit der Membran gering, und die Wahrscheinlichkeit, dass eine Beschädigung der Membran zur Undichtigkeit führt, ist ebenfalls niedrig.
Die Wandfläche, in der die Vertiefung gebildet ist, hat vorzugsweise einen ebenen äußeren Rand, das heißt die Vertiefung erstreckt sich nicht bis zum Rand, so dass das Abdichten entlang des Randes der Wandfläche nicht aufwändiger ist als bei einer Wandfläche ohne Vertiefung.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren.
Es zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische Detailansicht eines Kältegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2: eine Ventilbaugruppe zur Verwendung in dem Kältegerät der Fig. 1 gemäß einer ersten Ausgestaltung;
Fig. 3: eine Ventilbaugruppe gemäß einer zweiten Ausgestaltung;
Fig. 4: einen Schnitt durch die Ventilbaugruppe der Fig. 2 oder 3; und
Fig. 5: einen Querschnitt durch eine abgewandelte Ausgestaltung der Ventilbaugruppe.

Fig. 1 zeigt in einem perspektivischen Schnitt den unteren Randbereich einer Kältegerätetür 1, die in geschlossener Stellung an einer vorderen Rahmenfläche 3 eines Korpus 2 des Kältegeräts anliegt.
Die Tür 1 ist in an sich bekannter Weise aufgebaut aus einer aus Kunststoff tiefgezogenen Innenwand 4, einer aus Blech geformten Außenwand 5, die eine Vorderseite sowie seitliche Flanken der Tür 1 bildet und an ihren Rändern schaumdicht mit der Innenwand 4 verbunden ist, sowie oberen und unteren Abschlussprofilen, von denen in der Fig. nur das untere Abschlussprofil 6 gezeigt ist und die auf die oberen und unteren Ränder der Innenwand 4 und der Außenwand 5 schaumdicht aufgesteckt sind. Um die Struktur des Kältegeräts deutlicher zu machen, sind der von den Wänden 4, 5 und Abschlussprofilen 6 begrenzte innere Hohlraum der Tür 1 sowie das Innere des Bodens des Korpus 2 hinter der Rahmenfläche 3 in der Fig. 1 leer dargestellt; beim fertigen Kältegerät sind die Hohlräume der Tür 1 und des Korpus 2 in dem Fachmann bekannter Weise mit Isolierschaum ausgefüllt.
Die Innenwand 4 ist gegliedert in einen äußeren Rahmen 7, der der von den Vorderseiten von Boden, Decke und Seitenwänden des Korpus gebildeten Rahmenfläche 3 in geringem Abstand gegenüber liegt, und ein von dem Rahmen 7 umgebenes zentrales Feld 8, das einige Zentimeter weit über den Rahmen 7 hinaus in den Innenraum des Korpus 2 vorspringt. Über den Rahmen 7 erstreckt sich rings um das zentrale Feld 8 eine umlaufende Nut 9, in der in an sich bekannter Weise eine Magnetdichtung 10 formschlüssig verankert ist. Die Magnetdichtung 10 liegt in geschlossener Stellung der Tür 1 dicht an der Rahmenfläche 3 des Korpus an.
Die Nut 9 ist unterbrochen von einer Vertiefung 11 der Innenwand 4, in die eine Ventilbaugruppe 12 eingeschoben ist. Die im wesentlichen kastenförmige Ventilbaugruppe 12 ist durch eine innere Trennwand 13 in eine Einlasskammer 14 in ihrem unteren Bereich und eine Auslasskammer 15 in ihrem oberen Bereich gegliedert. Ein- und Austrittsöffnungen 16, 17 der Kammern 14, 15 münden unterhalb beziehungsweise oberhalb der Magnetdichtung 10 in den Zwischenraum zwischen der Rahmenfläche 3 und dem Rahmen 7 der Tür 1.
Eine großflächige Durchgangsöffnung 18 in der Trennwand 13 ist durch eine lose aufliegende, leicht biegsame Membran 19 versperrt. Es genügt ein geringer Unterdruck im Innenraum des Kältegeräts, um die Membran 19 anzuheben und Umgebungsluft in den Innenraum nachströmen zu lassen. Sobald ein Druckgleichgewicht zwischen Innenraum und Umgebung erreicht ist, versperrt die Membran 19 die Durchgangsöffnung 18 und verhindert so einen weiteren Zustrom von warmer, feuchter Umgebungsluft.
Die Eintritts- und Austrittsöffnungen 16, 17 sind deutlich kleiner als der freie Querschnitt der Kammern 14, 15, um einerseits den Luftaustausch zwischen den Kammern 14, 15 und der Umgebung beziehungsweise dem Innenraum des Kältegeräts bei geschlossenem Ventil zu begrenzen und den Wärmezustrom zum Innenraum über die Ventilbaugruppe 12 auf das unvermeidliche Maß zu begrenzen. Die Abmessungen der Durchgangsöffnung 18 hingegen sind zweckmäßigerweise größer als die der Eintritts- und Austrittsöffnungen 16, 17, um im Falle einer Druckdifferenz zwischen Innenraum und Umgebung eine starke Kraft auf die Membran ausüben zu können.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht der Ventilbaugruppe 12 schräg von vorn. Die Ausmaße der Ventilbaugruppe sind so gewählt, dass sie die Vertiefung 11 möglichst exakt ausfüllt und ihre Vorderseite 20 überall bündig an den Rahmen 7 anschließt. Um einen solchen bündigen Anschluss auch in Höhe der Nut 9 zu erhalten, ist an der Vorderseite 20 eine die Nut 9 kontinuierlich verlängernde Nut 21 vorgesehen.
Während das Gehäuse der Ventilbaugruppe 12 mit hoher Maßgenauigkeit z.B. durch Spritzguss gefertigt werden kann, ist die Streuung der Abmessungen bei der durch Tiefziehen geformten Vertiefung 11 höher. Um dennoch sicherzustellen, dass die Ventilbaugruppe 12 durch einfaches Einstecken in die Vertiefung montierbar ist und in der Vertiefung reibschlüssig Halt findet, ist rings um die Ventilbaugruppe 12 ein Dichtring 22 aus Schaumstoff oder einem gummielastischem Material gespannt, der vorgesehen ist, um zwischen den Außenflächen der Ventilbaugruppe 12 und den Wänden der Vertiefung 11 flach gedrückt zu werden, wenn die Ventilbaugruppe 12 in die Vertiefung 11 eingefügt ist. Der Dichtring 22 sorgt einerseits für festen Halt der Ventilbaugruppe 12 in der Vertiefung 11, ohne dass eine formschlüssige Verrastung erforderlich ist, zum anderen unterbindet er jeglichen Luftaustausch zwischen dem Innenraum und der Umgebung über Spalte zwischen den Wänden der Vertiefung 11 und denen der Ventilbaugruppe 12.
Wie Fig. 3 zeigt, kann an einer ansonsten unveränderten Ventilbaugruppe 12 der Dichtring 22 auch durch ein U-förmiges Dichtelement 23 ersetzt sein, das sich in Höhe der Nut 21 horizontal über Seitenwände und Rückwand der Ventilbaugruppe 12 erstreckt. Auch die Verwendung eines Dichtrings, der über den Boden der Nut 21 und außerhalb der Nut so wie das Dichtelement 23 verläuft, kommt in Betracht.
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch die Ventilbaugruppe 12. Die Trennwand 13 ist oberhalb der Nut 21 angeordnet, um die Tatsache auszunutzen, dass die Tiefe der Baugruppe 12 dort größer ist als unterhalb der Nut 21 und die Durchgangsöffnung 18 somit größer gemacht werden kann. Die Durchgangsöffnung 18 ist außermittig in der Trennwand 13 angeordnet, ein Bereich der Trennwand 13 links von der Durchgangsöffnung 18 dient als Unterlage, auf der die Membran 19 fixiert ist, beispielsweise durch Einklemmen zwischen der Trennwand und einer von der Vorderseite 20 ins Innere der Auslasskammer 15 vorspringenden Zunge 24, durch Klebung, Nieten oder dergleichen. Da die Membran 19 durch ihr Eigengewicht auf der Durchgangsöffnung 18 gehalten ist, braucht sie nicht elastisch zu sein, um eine Rückstellkraft in Schließstellung zu erzeugen; sie kann sehr weich sein und infolge dessen selbst dann noch dicht schließen, wenn sich auf der Trennwand 13 eine Eisschicht zu bilden beginnt. Die Gefahr einer Vereisung in Höhe der Trennwand 13 ist jedoch gering, da im Korpus 2 kurz hinter der Rahmenfläche 3 in Höhe der Einlasskammer 14 eine Rahmenheizung 25 (siehe Fig. 1) in Form einer von verdichtetem, warmen Kältemittel durchströmten Rohrleitung verläuft.
Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung der Ventilbaugruppe 12 in einem Querschnitt. Hier ist die Trennwand 13 zwischen den Kammern 14, 15 schräg gestellt, um ihre Fläche beziehungsweise die der darin gebildeten Durchgangsöffnung 18 zu maximieren. Die Membran 19 ist oberhalb der Durchgangsöffnung 18 an der Trennwand 13 befestigt, so dass sie, wenn sie schlaff herunter hängt, sich rings um die Durchgangsöffnung 18 an die Trennwand anschmiegt und so die Durchgangsöffnung 18 abdichtet. Je größer die Durchgangsöffnung 18 ist, umso geringer ist die Druckdifferenz, die ausreicht, um die Membran wie dargestellt auszulenken. Bei gleicher Größe der Durchgangsöffnungen 18 kann die Ventilbaugruppe 12 in der Fig. 5 schmaler sein als diejenige der Fig. 4, da seitlich von der Durchgangsöffnung 18 kein Platz zur Befestigung der Membran 19 benötigt wird. Dementsprechend kann auch die mit der Vertiefung 11 einhergehende Schwachstelle der Isolationsschicht in der Tür 1 verkleinert werden.
Grundsätzlich wäre es auch möglich, eine Ventilbaugruppe der hier gezeigten Art in einer Vertiefung an der Rahmenfläche 3 des Korpus 2 vorzusehen. Diese Variante ist jedoch weniger vorteilhaft als die Anbringung in der Tür 1, da, wie in Fig. 1 zu sehen, in Höhe der Magnetdichtung 10 ein aus Kunststoff tiefgezogener Innenbehälter 26 und ein Rahmenblech 27 aneinander grenzen und schaumdicht miteinander verbunden sind. Eine auf diese beiden Komponenten verteilte Vertiefung wäre aufwändig abzudichten, wohingegen die Vertiefung 11 in der Tür 1, da sie den Rand der Innenwand 4 nicht erreicht, zu keinerlei Abdichtungsproblemen führt und die Verwendung derselben Typen von Außenwand 5 und Abschlussprofilen 6 wie bei einer herkömmlichen Kältegerätetür ohne die Vertiefung 11 erlaubt.

Claims

Kältegerät mit einem Korpus (2) und einer Tür (1), die einen gekühlten Innenraum umgeben und einander zugewandte, einen von einer Dichtung (10) ausgefüllten Spalt begrenzende Wandflächen (3; 7) haben, wobei in wenigstens einer der Wandflächen (7) eine die Dichtung (10) überbrückende Vertiefung (11) eingeformt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Vertiefung (11) eine Ventilbaugruppe (12) mit einem Einlass (16) und einem Auslass (17) auf verschiedenen Seiten der Dichtung (10) eingefügt ist.
Kältegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilbaugruppe (12) lösbar in die Vertiefung (11) eingefügt ist.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Wänden der Vertiefung (11) und gegenüberliegenden Wänden der Ventilbaugruppe (12) eine zweite Dichtung (22, 23) eingefügt ist.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (11) eine in der Wandfläche (7) geformte Nut (9), in der die Dichtung (10) verankert ist, unterbricht und dass die Unterbrechung ausgefüllt ist durch eine in einer Gehäusewand (20) der Ventilbaugruppe (12) geformte Nut (21).
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilsitz an einer Wand zwischen Einlass (16) und Auslass (17) vorzugsweise an einer Zwischenwand (13) zwischen einer Einlasskammer (14) und einer Auslasskammer (15) der Ventilbaugruppe (12) gebildet ist.
Kältegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand (13) in Einbaulage der Ventilbaugruppe (12) horizontal angeordnet ist.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilbaugruppe (12) mit einem Membranventil (19) ausgestattet ist.
Kältegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilbaugruppe (12) an einem unteren Rand der Wandfläche (7) angeordnet ist.
Kältegerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schließkörper durch eine an der Zwischenwand (13) anliegende Membran (19) gebildet ist.
Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandfläche (7) Teil eines ausgeschäumten Hohlkörpers (1) ist und einen ebenen äußeren Rand hat.