EP2315990B1

EP2315990B1 - Wärmeisolierendes gehäuse mit leitungsdurchführung

Info

Publication number: EP2315990B1
Application number: EP09780683A
Authority: EP
Inventors: Miguel Angel Albeniz Garraza; Vicente Azcona Pastor
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2008-07-21
Filing date: 2009-07-16
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2029-07-16
Also published as: ES2345235B1; WO2010010031A1; EP2315990A1; ES2345235A1; RU2011102281A; ES2398503T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein wärmeisolierendes Gehäuse, insbesondere ein Gehäuse für ein Haushalts-Kältegerät, mit einer Leitungsdurchführung. Ein solches Gehäuse umfasst üblicherweise eine feste, meist aus mehreren Metall- und/oder Kunststoffelementen zusammengefügte feste Außenhaut und eine von der Außenhaut umschlossene Isoliermasse. Eine Leitungsdurchführung, zum Beispiel für die Energieversorgung einer Innenraumbeleuchtung, eines im Innenraum des Kältegeräts angebrachten Gebläses, die Signalübertragung von einem Sensor oder dergleichen umfasst einen in einer Öffnung der Außenhaut gehaltenen Steckverbinder, von dem aus sich eine Leitung durch die Isoliermasse zieht, beispielsweise zu einem anderen Steckverbinder an einer gegenüberliegenden Oberfläche des Gehäuses oder direkt zu dem Verbraucher oder Sensor. Da der Steckverbinder im Allgemeinen tief in die Isoliermasse hineinreicht, ist die Isolationswirkung des Gehäuses am Ort des Steckverbinders reduziert, d.h. es besteht die Gefahr einer Wärmebrücke, die den Energieverbrauch des Geräts erhöht.
Zu der erhöhten Wärmeleitfähigkeit in der Umgebung des Steckverbinders trägt nicht nur dieser bzw. das an dem von ihm belegten Platz fehlende Isoliermaterial bei, sondern auch ein Leitungsabgang an einer Rückseite des Steckverbinders. Die von der Rückseite des Steckverbinders ausgehende Leitung ragt noch deutlich weiter in die Isoliermaterialschicht hinein als der Steckverbinder selbst und kann sogar mit einer gegenüberliegenden Seite der Außenhaut in Kontakt kommen. Insbesondere im Falle einer elektrischen Leitung ist durch das darin verwendete Metall die Wärmeleitfähigkeit hoch. Daher muss ein Kontakt der Leitung mit der gegenüberliegenden Oberfläche der Außenhaut vermieden werden. Zwar sind Steckverbinder mit seitlichem Kabelabgang bekannt, doch sind diese im Allgemeinen komplizierter im Aufbau und in der Konfektionierung als ein vergleichbarer Steckverbinder mit Kabelabgang in Steckrichtung.
Die US 2007/0093102 A1 offenbart ein wärmeisolirendes Gehäuse eines Kältegerätes mit einerAußenhaut gemäß dem Oberbegriff des Auspruchs 1, in die eine Öffnung eingebracht ist , um darin einen Steckverbinder zu montieren. Der Steckverbinder ist schräg zur Oberflächennormalen der Außenhaut in der Öffnung gehalten.
In der DE 36 05 063 C1 ist ein elektrischer Steckverbinder zur Befestigung in einer Öffnung einer Gehäusewand offenbart, der schräg zur Oberflächennormalen der Gehäusewand in der Öffnung gehalten ist.
Die EP 1 580 850 A1 beschreibt einen elektrischen Steckverbinder mit einem ersten Verbinderteil, das in einer Öffnung einer Wand verrastbar und schräg zu dieser Wand angeordnet ist.
Aufgabe der Erfindung ist, ein isolierendes Gehäuse mit einer Leitungsdurchführung anzugeben, bei dem das Isolationsvermögen durch das Vorhandensein des Steckverbinders nur wenig beeinträchtigt ist, so dass ein gewünschter Wärmeleitwert des gesamten Gehäuses auch mit einer geringen Schichtdicke der Isoliermasse erreichbar ist. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bei einem isotierenden Gehäuse mit einer festen Außenhaut, einer von der Außenhaut umschlossenen Isoliermasse und einem in einer Öffnung der Außenhaut montierten Steckverbinder ist der Steckverbinder in der Öffnung mit einer schräg zur Oberflächennormalen der Außenhaut ausgerichteten Steckrichtung gehalten. Durch die Schrägstellung ist die Eindringtiefe des Steckverbinders in die Isoliermasse reduziert, und im Falle eines Steckverbinders mit Kabelabgang in Steckrichtung kann auch das Kabel ohne eine übermäßig scharfe Knickung von einer gegenüberliegenden Oberfläche des Gehäuses ferngehalten werden.
Der Steckverbinder ist in einem Steckverbinderhalter gehalten, der die Öffnung der Außenhaut verschließt. Die Verwendung des Steckverbinderhalters ermöglicht es, herkömmliche Steckverbinder zu verwenden, da für diese Steckverbinder geeignete, sicheren Halt und gute Dichtigkeit gewährleistende Verankerungskonturen nach Bedarf in dem Steckverbinderhalter geformt sein können. An dem Steckverbinderhalter hingegen können für eine dichte Verankerung an der Außenhaut optimierte Konturen gebildet sein, ohne dass dies eine Anpassung des Steckverbinders selbst erfordert.
Zur Verankerung des Steckverbinders einerseits und zur Befestigung an der Außenhaut andererseits umfasst der Steckverbinderhalter ein in der Steckrichtung orientiertes, den Steckverbinder aufnehmendes Rohrstück und einen schräg zu dem Rohrstück ausgerichteten Anschlussflansch.
Das Rohrstück weist an einem von dem Anschlussflansch abgewandeten Ende eine im Wesentlichen zu diesem parallele Fase auf, um seine Eindringtiefe in die Isoliermasse zu minimieren.
Einer ersten Ausgestaltung zufolge liegt der Anschlussflansch füllmaterialseitig an der Außenhaut an. So wird der Anschlussflansch beim Ausschäumen des Gehäuses mit der Isoliermasse gegen die Außenhaut gedrückt, was die Dichtigkeit des Kontakts zwischen Anschlussflansch und Außenhaut gegen den Austritt von Isoliermasse fördert.
Zur Fixierung an der Öffnung in einer zur Oberfläche parallelen Richtung weist der Steckverbinderhalter ferner vorzugsweise einen in Richtung der Oberflächennormalen orientierten, die Öffnung der Außenhaut kreuzenden Schaftabschnitt auf.
Zur Verankerung des Steckverbinderhalters an der Außenhaut kann der Schaftabschnitt mit wenigstens einem an der Außenseite der Außenhaut angreifenden Rastvorsprung versehen sein.
Um die Verrastung des Rastvorsprungs zu erleichtern, kann an einer dem Rastvorsprung gegenüber liegenden Seite des Schaftabschnitts ein Haken gebildet sein, der einen Rand der Öffnung scharnierartig umgreift.
Einer alternativen Ausgestaltung zufolge liegt der Anschlussflansch außenseitig an der Außenhaut an. Diese Lösung ist bevorzugt, wenn die Leitungsdurchführung oder Teile von ihr am fertigen Gerät sichtbar bleiben, da in diesem Fall der Anschlussflansch die Öffnung der Außenhaut vollständig verbergen kann.
Der Winkel zwischen Oberflächennormalen und Steckrichtung kann zwischen 30 und 60, besonders bevorzugt zwischen 40 und 50 Grad betragen.
Weiter Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:

Fig. 1: einen schematischen Schnitt durch eine Kältegerätewand mit einer Leitungsdurchführung gemäß einer ersten Ausgestaltung;
Fig. 2: einen zu Fig. 1 analogen Schnitt gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung;
Fig. 3: ein Zwischenstadium beim Einbau des Steckverbinderhalters der Ausgestaltung von Fig. 2;
Fig. 4: eine Seitenansicht eines Steckverbinderhalters gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung; und
Fig. 5: einen Schnitt durch den Steckverbinderhalter der Fig. 4 entlang der mit V-V bezeichneten Ebene.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Wand eines Kältegeräts, zum Beispiel des Korpus oder der Tür, mit Außenhautlagen 1, 2 und einem dazwischen gebildeten Hohlraum 3, der beim fertigen Kältegerät mit hier nicht dargestellter Isoliermasse in Form von Polyurethanschaum ausgefüllt ist. Diejenige Außenhaut, die die Isoliermasse vom Innenraum des Kältegeräts trennt, ist im Allgemeinen aus Kunststoff-Flachmaterial tiefgezogen, während die Lage zwischen Isoliermasse und Umgebung durch ein Blech gebildet ist. Im Falle der Fig. 1 kann sowohl die Außenhaut 1 zum Innenraum und die Außenhaut 2 zur Umgebung hin liegen, als auch umgekehrt.
In die Außenhaut 1 ist eine keil- oder prismenförmige Vertiefung 4 eingeprägt, um zwei in etwa unter 45° zur Oberflächennormalen N der umgebenden Außenhaut 1 orientierte Planflächen 5, 6 zu bilden. In die Planfläche 5 ist eine Öffnung 7 gestanzt, in der ein Steckverbinder 8 mit einem im Wesentlichen quaderförmigen Körper 12 formschlüssig und die Öffnung dicht verschließend aufgenommen ist. Der Steckverbinder 8 ist hier als ein elektrischer Steckverbinder mit einem im Inneren des Gehäuses weitergeführten mehradrigen Anschlusskabel 9 dargestellt, doch könnte anstelle des Anschlusskabels 9 auch eine Leitung oder ein Schlauch für ein fließfähiges Medium wie etwa Wasser oder Kältemittel oder eine optische Signalleitung vorgesehen sein.
Ein zu dem in der Wand montierten Steckverbinder 7 komplementärer Steckverbinder 10 mit in Buchsen des Steckverbinders 8 eingreifenden Kontaktstiften 11 ist in der Fig. 1 gestrichelt dargestellt.
Der Steckverbinder 8 trägt an seinen Seitenwänden mehrere elastisch ins Innere des Steckverbinderkörpers 12 verdrängbare Rastvorsprünge 13. Die Montage des Steckverbinders 8 erfolgt, indem dieser von der Innenseite her in die Öffnung 7 der Planfläche 5 eingeschoben wird. Dabei werden die Rastvorsprünge 13 zeitweilig ins Innere des Steckverbinderkörpers 12 zurückgedrängt und springen wieder vor, sobald sie die Öffnung 7 komplett passiert haben. Mit Hilfe der einer Außenseite der Planfläche 5 gegenüberliegenden Rastvorsprünge 13 und von einer Innenseite der Planfläche 5 zugewandten starren Vorsprüngen 14 ist der Steckverbinder 8 in der Öffnung 7 fixiert.
Die starren Vorsprünge 14 könnten weiter vom Steckverbinderkörper 12 abstehen als in der Fig. 1 gezeigt und zu einem rings um den Steckverbinderkörper 12 verlaufenden Steg verschmolzen sein, der einen eventuell vorhandenen Spalt zwischen den Außenseiten des Steckverbinderkörpers 12 und dem Rand der Öffnung 7 schaumseitig komplett überdeckt. Indem beim Ausschäumen des Hohlraums 3 der Steckverbinder 7 von der Isoliermasse nach Außen gedrückt wird, kommt der Steg an der Planfläche 5 dicht zur Anlage, so dass ein Austritt der Isoliermasse zwischen den Rändern der Öffnung 7 und dem Steckverbinder 8 unwahrscheinlich ist.
Durch die Schrägstellung des Steckverbinders 8 an der Planfläche 5 ist die Eindringtiefe des Steckverbinders 8 selbst und vor allem des an seiner Rückseite in Steckrichtung austretenden Anschlusskabels 9 in den Hohlraum 3 verringert gegenüber einem Aufbau, bei dem der Steckverbinder 8 mit zur Oberflächennormalen N paralleler Steckrichtung in der Wand versenkt ist. Dadurch ist bei gleich bleibender Wanddicke das Isolationsvermögen gegenüber einer Wand mit in Richtung der Oberflächennormalen N orientierter Leitungsdurchführung verbessert.
Ein Problem dieser einfachen Ausgestaltung ist jedoch, dass aufgrund der beim Prägen oder Tiefziehen der Vertiefung 4 auftretenden Verformungen die Stärke der Außenhaut in unmittelbarer Umgebung der Öffnung 7 sowie die Abmessungen der Öffnung 7 schwer genau zu steuern sind. Die Gefahr, dass zwischen dem Steckverbinder 8 und dem Rand der Öffnung 7 Isoliermasse austritt, ist daher schwierig völlig auszuräumen. Eine erhöhte Zuverlässigkeit in dieser Hinsicht gewährleistet die Ausführung der Erfindung gemäß der Fig. 2. Der Steckverbinder 8 und seine Orientierung sind dieselben wie in der Ausgestaltung der Fig. 1, im Gegensatz zu dieser ist der Steckverbinder 8 aber nicht unmittelbar in der Außenhaut 1 verankert, sondern mit Hilfe eines Steckverbinderhalters 15, bei dem es sich vorzugsweise um ein Spritzgussteil aus Kunststoff handelt.
Wie der Schnitt der Fig. 2 zeigt, kann der Steckverbinderhalter 15 im Wesentlichen in drei Bereiche gegliedert werden, ein Rohrstück 16, das unter einem Winkel von 45° zur Oberflächennormalen N der Außenhaut 1 in den Hohlraum 3 hineinragt, ein Anschlussflansch 17, der schaumseitig an der Außenhaut 1 anliegt, und ein kurzer, in Richtung der Oberflächennormalen ausgerichteter Schaftabschnitt 18, der sich durch die Öffnung 7 der Außenhaut 1 erstreckt. Quer zur Steckrichtung des Steckverbinders 7 ist im Rohrstück 16 eine innere Wand 19 mit einer Öffnung gebildet, die der Körper 12 des Steckverbinders 8 exakt ausfüllt. Diese Öffnung kann in Spritzguss mit erheblich geringeren Toleranzen hinsichtlich Abmessungen und Wanddicke gefertigt werden als die Öffnung 7 der Ausgestaltung von Fig. 1, und eine hohe Belastbarkeit der Verankerung des Steckverbinders 8 ist erreichbar durch einen großflächigen Kontakt des Anschlussflansches 17 mit der Innenseite der Außenhaut 1 und des Schaftabschnitts 18 mit dem inneren Rand der in die Außenhaut 1 geschnittenen Öffnung 7.
Um Austrittspunkte 20 der Adern des Anschlusskabels 9 an der Rückseite des Steckverbinders 8 vor Überbeanspruchung und Bruch zu schützen, insbesondere während des Einbaus von Steckverbinder 8 und Halter 14 in die Außenhaut 1, ist das Rohrstück 16 ein Stück weit über die Rückseite des Steckverbinders 8 hinaus in den Hohlraum 3 hinein verlängert. Um andererseits aber unnötige Schwachstellen der Isolation im Hohlraum 3 zu vermeiden, ist eine der Außenhaut 2 zugewandte hintere Ecke des Rohrstücks 15 weggelassen, und statt dessen endet das Rohrstück mit einer zur Außenhaut 1 bzw. 2 parallelen Fase 21.
Der die Öffnung 7 durchsetzende Schaftabschnitt 18 ist an zwei entgegengesetzten Seiten mit Vorsprüngen 22, 23 versehen. Der Vorsprung 22 bildet zusammen mit dem Anschlussflansch 17 einen Haken, der, wie in Fig. 3 gezeigt, bei der Montage des Steckverbinderhalters 4 in der Außenhaut 1 zunächst von deren Innenseite her auf einen Rand der Öffnung 7 aufgesteckt wird. In dieser in Fig. 3 gezeigten Stellung ist der als Rastnase geformte gegenüberliegende Vorsprung 23 noch nicht durch die Öffnung 7 hindurch geschoben. In dieser Stellung hat der Steckverbinderhalter 15 eine geringe Drehbewegungsfreiheit um eine zu dem unteren Vorsprung 22 benachbarte Drehachse. Um den Steckverbinderhalter 15 sicher in der Außenhaut 1 zu verankern, genügt es daher, ihn aus der in Fig. 3 gezeigten Stellung geringfügig im Gegenuhrzeigersinn zu drehen und dabei den Vorsprung 23 entgegen einem Verformungswiderstand der Außenhaut 1 und/oder des Schaftabschnitts 18 durch die Öffnung 7 hindurchzutreiben.
Während der Montage kann der Steckverbinderhalter 14, wie gezeigt, leer oder bereits mit dem Steckverbinder 8 und dem Anschlusskabel 9 bestückt sein.
Wie die Fig. 2 zeigt, lassen die Vorsprünge 22, 23 dem Steckverbinderhalter 15 noch ein gewisses Spiel in Richtung der Oberflächennormalen N der Außenhaut 1. Ein schaumdichter Kontakt zwischen dem Anschlussflansch 17 und der Außenhaut 1 kann dennoch sichergestellt sein, indem zum Beispiel der Anschlussflansch 17 mit einer Klebschicht versehen ist, die nach der Montage an der Außenhaut 1 haftet, oder indem weitere, nicht dargestellte Rastmittel zum Fixieren des Halters 14 in der Stellung der Fig. 2 vorgesehen sind. Unter Umständen kann es auch genügen, wenn der beim Ausschäumen auftretende Druck der Isoliermasse selbst den Anschlussflansch 17 dicht gegen die Außenhaut 1 gedrückt hält.
Eine dritte Ausgestaltung einer Leitungsdurchführung ist in den Figuren 4 und 5 in Form einer Seitenansicht bzw. eines Schnitts dargestellt. Bei dieser Ausgestaltung ist das Rohrstück 16 von außen her durch die Öffnung 7 der Außenhaut 1 eingeschoben, und seine Sollposition ist durch den Kontakt des Anschlussflansches 17 mit der Außenseite der Außenhaut 1 festgelegt. Um sicherzustellen, dass der Anschlussflansch 17 auch während des Ausschäumens entgegen einem eventuell im Hohlraum 3 herrschenden Überdruck in Kontakt mit der Außenhaut 1 bleibt und deren Öffnung 7 dicht verschließt, können beide wie mit Bezug auf Fig. 2, 3 beschrieben aneinander verklebt sein, oder es können wie in den Figuren 4 und 5 gezeigt, Blattfedern 24, z.B. aus Federstahl oder einem anderen elastischen, aber gegen eine Stauchung in Längsrichtung beständigen Material an der Außenhaut 1 befestigt sein, die in Aussparungen 25 an Seitenwänden des Rohrstücks 16 eingerastet und dabei biegebelastet sind, so dass sie eine in den Hohlraum 3 hineingerichtete Kraft auf das Rohrstück 16 ausüben.
Die Schrägstellung des Steckverbinders 8 ist nicht nur hinsichtlich der Dicke der Isolationsschicht vorteilhaft; es ergibt sich daraus auch eine Vereinfachung beim Zusammenbau des Gerätegehäuses, da eine beim Aufschieben des beweglichen Steckverbinders 10 ausgeübte Druckkraft nicht nur in Richtung der Oberflächennormalen, sondern in im Wesentlichen gleicher Stärke auch parallel zur Außenhaut 1 wirkt. In dieser Richtung ist die Steifigkeit der Außenhaut 1 erheblich höher als in Richtung der Oberflächennormalen, so dass die entsprechende Kraftkomponente von der Außenhaut 1 ohne wesentliche Verformung aufgefangen werden kann. Die Belastung der Isoliermasse beim Aufstecken des Steckverbinders 10 ist daher gegenüber einem Steckverbinder mit Steckrichtung in Richtung der Oberflächennormalen deutlich verringert. Die Gefahr, dass die Isolierung beim Aufstecken des Steckverbinders 10 gestaucht wird, ist daher reduziert. Verringerte Anforderungen an die Festigkeit des Isolierschaums erlauben es, dessen Feststoffanteil herabzusetzen, wodurch die Voraussetzungen für eine weitere Verbesserung des Isolationsvermögens gegeben sind.

Claims

Wärmeisolierendes Gehäuse mit einer festen Außenhaut (1, 2), einer von der Außenhaut (1, 2) umschlossenen Isoliermasse, und einem in einer Öffnung (7) der Außenhaut (1) montierten Steckverbinder (8), wobei der Steckverbinder (8) in der Öffnung (7) mit schräg zur Oberflächennormalen (N) der Außenhaut (1) ausgerichteter Steckrichtung gehalten ist,
wobei der Steckverbinder (8) in einem Steckverbinderhalter (15) gehalten ist, der die Öffnung (7) der Außenhaut (1) verschließt,
wobei der Steckverbinderhalter (15) ein in der Steckrichtung orientiertes, den Steckverbinder (8) aufnehmendes Rohrstück (16) und einen schräg zu dem Rohrstück (16) ausgerichteten Anschlussflansch (17) zur Platzierung an der Außenhaut (1) umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (16) an einem von dem Anschlussflansch (17) abgewandten, in die Isoliermasse hinenragenden Ende eine im Wesentlichen zu dem Anschlussflansch (17) parallele Fase (21) aufweist.
Wärmeisolierendes Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussflansch (17) füllmaterialseitig an der Außenhaut (1) anliegt.
Wärmeisolierendes Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinderhalter (15) ferner einen in Richtung der Oberflächennormalen (N) orientierten, die Öffnung (7) der Außenhaut (1) kreuzenden Schaftabschnitt (18) aufweist.
Wärmeisolierendes Gehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaftabschnitt (18) wenigstens einen an der Außenseite der Außenhaut (1) angreifenden Rastvorsprung (23) aufweist.
Wärmeisolierendes Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an einer dem Rastvorsprung (23) gegenüber liegenden Seite des Schaftabschnitts (18) ein Haken (22) gebildet ist, der einen Rand der Öffnung (7) scharnierartig umgreift.
Wärmeisolierendes Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussflansch (17) außenseitig an der Außenhaut (1) anliegt.
Wärmeisolierendes Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinderhalter (15) eine quer zur Steckrichtung ausgerichtete innere Wand (19) aufweist und dass der Steckverbinder (8) in einer Öffnung der inneren Wand (19) verrastet ist.
Wärmeisolierendes Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leitung (9) in Steckrichtung aus dem Steckverbinder (8) herausgeführt ist.
Wärmeisolierendes Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen Oberflächennormale (N) und Steckrichtung zwischen 40° und 50° beträgt.
Wärmeisolierendes Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Kältegerätegehäuse, insbesondere ein Haushaltskältegerätegehäuse ist.