Extrusionsprofil
Die Erfindung betrifft ein Extrusionsprofil, insbesondere zur Abdichtung einer Kühl- oder Gefriergerätetür, mit einem polymeren Dichtungsprofil.
Derartige Dichtungsprofile sind im Stand der Technik bekannt und beispielsweise in der DE 10 2009 027 844 A1 oder der WO 2003/052334 A1 beschrieben. Gemäß dem Stand der Technik weist das Extrusionsprofil mehrere Hohlkammern auf, wobei in eine Hohlkammer, die an der Geräte-Anschlagfläche für die entsprechende Tür im Schließzustand unmittelbar anliegt, ein Magnetstreifen eingeschoben ist. Dieser Magnetstreifen stellt eine Anhaf- tung des Extrusionsprofils und damit einen sicheren Verschluss der entsprechenden Kühl- bzw. Gefriergerätetür an der metallischen Anschlagfläche des Gerätes sicher.
Entsprechend muss bei den im Stand der Technik bekannten Verschluss-Extrusionsprofilen zunächst ein sogenanntes„Taschenprofil" hergestellt werden, in welches dann nachträglich der Magnetstreifen einzuziehen ist. Dies ist einerseits fertigungstechnisch vergleichsweise aufwendig. Andererseits ergibt sich hierdurch auch eine relativ große Höhe des Dichtungsprofiles. Da das Verschlussprofil eine Schwachstelle hinsichtlich der Wärmedämmung eines Kühl- bzw. Gefriergerätes darstellt, findet über die große Bauhöhe ein vergleichsweise hoher, naturgemäß unerwünschter Wärmetransport statt. Überdies wird durch den eingezogenen Magnetstreifen die Wärmedämmung weiter verschlechtert, da dieser Streifen zwecks Bereitstellung des magnetischen Verhaltens einen metallischen Werkstoff enthält. Der Magnetstreifen weist gemäß dem Stand der Technik z.B. ferromagnetische Partikel auf, die in einer Polymermatrix verteilt sind, und eine für das menschliche Auge ohne Weiteres sichtbare Partikelgröße aufweisen. Vor dem beschriebenen Hintergrund besteht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, ein Extrusionsprofil, insbesondere zur Abdichtung einer Kühl- oder Gefriergerätetür, anzugeben, welches sich durch einen geringen Fertigungsaufwand sowie eine gute Wärmedämmung auszeichnet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Extrusionsprofil, insbesondere zur Abdichtung einer Kühl- oder Gefriergerätetür, mit - einem polymeren Dichtungsprofil und
- einem mit dem polymeren Dichtungsprofil fest verbundenen, vorzugsweise
coextrudierten, Magnetprofil auf Kunststoffbasis, wobei in die Kunststoffmatrix des Magnetprofils permanent magnetische Nanopartikel eingebettet sind, die ein Anhaften des Extrusionsprofils an einer metallischen Oberfläche ermöglichen. Das Kunststoff-Magnetprofil ist in der Regel als separate Komponente des Extrusionsprofils ausgebildet und zweckmäßigerweise mit dem polymeren Dichtungsprofil über eine Coextrusion verbunden.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mit dem erfindungsgemäßen
Extrusionsprofil auf die aufwendige Herstellung eines Taschenprofils sowie das nachträgliche Einschieben eines Magnetstreifens in diese Tasche zwecks Bereitstellung der erforderlichen Magnetkraft verzichtet werden kann. Erfindungsgemäß wird hingegen die Magnet- kraft über das mit dem Dichtungsprofil fest verbundene, verzugsweise coextrudierte,
Kunststoff-Magnetprofil bereitgestellt, in das permanentmagnetische Nanopartikel eingebettet sind. Im Vergleich zu den ferromagnetischen Partikeln der im Stand der Technik bekannten Magnetstreifen sind die erfindungsgemäßen permanent magnetischen Nanopartikel erheblich kleiner. Nanopartikel bezeichnen einen Verbund von wenigen bis einigen tau- send Atomen oder Molekülen. Zweckmäßigerweise weisen die erfindungsgemäß verwendeten magnetischen Nanopartikel eine durchschnittliche Größe von 0,1 bis 1.000 nm, vorzugsweise 1 bis 100 nm, auf. Die im Stand der Technik verwendeten verwendeten ferromagnetischen Partikeln sind mit bloßem Auge sichtbar und daher um mehrere Größenordnungen größer sind als die erfindungsgemäßen Nanopartikel. Durch den Einsatz der Na- nopartikel ist es möglich, diese feindispers in der Kunststoffmatrix des Magnetprofils zu verteilen, so dass deren Magnetkraft optimal genutzt werden kann.
Im Rahmen der Erfindung liegt es insbesondere, dass das Magnetprofil eine äußere Oberfläche des Extrusionsprofils bildet. Beim Stand der Technik hingegen wird der Magnetstrei- fen in eine entsprechende Tasche des Dichtungsprofils eingeschoben, so dass die Mag-
netstreifen durch die entsprechende Taschenwandung von der metallischen Anschlagfläche getrennt sind und hierdurch an Wirkung einbüßen. Daher müssen die Magnetstreifen vergleichsweise groß ausgeführt werden, was einerseits einen hohen Materialbedarf verursacht und andererseits sich auch insbesondere auf die Wärmedämmung des Dichtungs- profils ungünstig auswirkt.
Zweckmäßigerweise werden die permanent magnetischen Nanopartikel vor der Extrusion in das Kunststoff-Material des Magnetprofils eincompoundiert. Diese Eincompoundierung gelingt insbesondere dann besonders gut, wenn die magnetischen Nanopartikel mit, vor- zugsweise organischen, Liganden oberflächenmodifiziert sind. Ein Ligand bezeichnet in der Komplexchemie üblicherweise ein Atom oder Molekül, welches über eine dative Bindung an ein zentrales Metall-Ion koordiniert. Die koordinative Bindung kommt durch den Lewis- Charakter der beteiligten Bindungspartner zustande. Liganden sind Lewis-Basen (Elektronenpaar-Donatoren) und Metallionen sind Lewis-Säuren (Elektronenpaar-Akzeptoren).
Bei einer Oberflächenmodifizierung magnetischer Nanopartikel mit (zweckmäßigerweise organischen) Liganden erhält man einen sogenannten molekularen Nanomagnet. Dieser zeigt eine langsame magnetische Relaxation. D.h., dass diese Moleküle in einem Magnetfeld magnetisiert werden können und diese Magnetisierung nach Abschalten des Feldes beibehalten. Diese Moleküle zeigen diese rein molekülbasierte magnetische Hysterese, die im Unterschied zu normalen Magneten nicht auf intermolekularen Ordnungskräften beruht. Somit kann man molekulare Nanomagnete in andere Stoffe, insbesondere erfindungsgemäß in die Kunststoff-Matrix des Magnetprofils, einbetten und der gewünschte magnetische Effekt bleibt erhalten. Die organischen Liganden ermöglichen ferner eine feindisperse Ver- teilung der molekularen Nanomagnete in der Kunststoff-Matrix des Magnetprofils und damit mittels Scherung eine unproblematische Eincompoundierung und Verankerung der Nanomagnete im Rohmaterial des Magnetprofils. Molekulare Nanomagnete sind komplexe Moleküle aus mehreren magnetischen Metallionen, die mit organischen Verbindungen Cluster bilden. Zweckmäßigerweise werden Moleküle erzeugt, deren Größe bei 3 bis 60, vorzugs- weise 6 bis 30, magnetisch aktiven Atomen liegt. Die beteiligten Metalle sind vorzugsweise Chrom und/oder Eisen und/oder Mangan und/oder Nickel und/oder Kupfer. Der Aufbau kann derart sein, dass die magnetisch aktiven permanentmagnetischen Metallionen eines solchen Moleküls im Inneren durch einfache Brückenbindung, wie z.B. O2', und/oder OH" und/oder CI" gebunden sind und nach außen durch die organischen Liganden von der Um- gebung abgeschirmt werden. Durch die Anbindung der organischen Liganden kann auch
eine besonders stabile Nanopartikeldispersion in der Kunststoff-Matrix des Magnetprofils erzeugt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entspricht das Material der Kunststoff-Matrix des Magnetprofils dem Polymermaterial des Dichtungsprofils. Dies erlaubt eine sehr gute Haftung dieser beiden Profile aneinander und ermöglicht hierdurch insbesondere eine fertigungstechnisch einfache Coextrusion der beiden Profile.
Standardmäßig ist an das Dichtprofil, wie im Stand der Technik üblich, mindestens ein Pro- filfuß zur Befestigung des Extrusionsprofils in einer Nut angeformt. Diese Nut zur Aufnahme des Profilfußes ist z.B. in der Kühl- bzw. Gefriergerätetür vorgesehen. Der Profilfuß kann als separates Profil mit dem Dichtprofil verbunden sein, z.B. im Wege einer
Coextrusion, ist in der Regel aber einstückig an das Dichtprofil angeformt. Zweckmäßigerweise ist nun das Magnetprofil auf der dem Profilfuß abgewandten Seite des Dichtprofils angeordnet. Hieraus folgt unmittelbar, dass im Schließzustand der Kühl- bzw. Gefriergerätetür das Magnetprofil an der metallischen Geräte-Anschlagfläche für die Tür anliegt, so dass die magnetischen Eigenschaften der Nanopartikel optimal genutzt werden können.
Im Rahmen der Erfindung liegt es, dass das Magnetprofil als bandförmiger Streifen mit einer Dicke von 0,1 bis 3 mm, vorzugsweise 0,3 bis 2 mm, ausgebildet ist. Das Dichtungsprofil kann erfindungsgemäß weit weniger komplex gestaltet sein, als es im Stand der Technik erforderlich ist. So kann beispielsweise das Dichtungsprofil als zumindest im Wesentlichen rechteckiges Vollprofil ausgebildet sein. Insbesondere zwecks Bereitstellung einer ggf. gewünschten, größeren Elastizität des Dichtungsprofils kann dieses alternativ auch als zumindest im Wesentlichen rechteckiges Hohlprofil mit mindestens einer inneren Hohlkammer ausgebildet sein. Für das Polymermaterial des Dichtungsprofils bzw. das Kunststoffmaterial des Magnetprofils können die im Stand der Technik bereits bewährten, üblichen Kunststoffmaterialien für Dichtungsrahmen von Kühlgeräten eingesetzt werden. Zweckmäßigerweise besteht daher das Polymermaterial des Dichtungsprofils und / oder die Kunststoff-Matrix des Magnetprofils aus einem thermoplastischen Elastomer, insbesondere einem thermoplastischen Polyurethan (TPU). Alternativ können auch andere thermoplastische Elastomere, z.B. TPE-O, TPE-S, TPE-V oder dergleichen eingesetzt werden.
Grundsätzlich eignet sich das erfindungsgemäße Extrusionsprofil für Anwendungen, bei denen eine magnetische Verschließbarkeit gewünscht ist. Insbesondere ist das
Extrusionsprofil als Kühl- bzw. Gefrierschrankrahmendichtung einsetzbar. Gegenstand der Erfindung ist daher auch ein Rahmen zur Abdichtung einer Kühl- oder Gefriergerätetür mit mehreren, vorzugsweise vier, jeweils endseitig miteinander verbundenen, erfindungsgemäßen Extrusionsprofilen. Zweckmäßigerweise sind die einzelnen Profile an ihren Enden mit einem Winkel von 45° abgeschrägt, so dass bei der Verbindung mit einem benachbarten Extrusionsprofil ein rechter Winkel entsteht. Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Kühloder Gefriergerät mit einem derartigen Rahmen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellen- den Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Extrusionsprofil,
Fig. 2 eine zur Fig. 1 alternative Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 3 einen aus erfindungsgemäßen Extrusionsprofilen zusammengesetzten Rahmen.
Die Fig.1 und 2 zeigen im Querschnitt ein Extrusionsprofil 1 zur Abdichtung einer Kühloder Gefriergerätetür T. Das Extrusionsprofil 1 weist ein polymeres Dichtungsprofil 2 sowie ein separates, mit dem polymeren Dichtungsprofil 2 verbundenes Magnetprofil 3 auf Kunststoffbasis auf. Im Ausführungsbeispiel sind das Dichtungsprofil 2 und das Magnetprofil 3 coextrudiert. In die Kunststoffmatrix 4 des Magnetprofils 3 sind fein verteilt permanent magnetische Nanopartikel 5 (s. Vergrößerungsausschnitt in Fig. 2) eingebettet, die ein Anhaften des Extrusionsprofils 1 an eine metallische Oberfläche G (in Fig. 1 mit Schraffur angedeutet) ermöglichen.
Die magnetischen Nanopartikel 5 sind im Ausführungsbeispiel deutlich vergrößert dargestellt und weisen eine durchschnittliche Größe von 1 bis 100 nm auf. Anhand der Figuren 1 und 2 ist erkennbar, dass das Magnetprofil 3 eine äußere Oberfläche 6 des
Extrusionsprofils 1 bildet. Diese äußere Oberfläche 6 liegt im geschlossenen Zustand der nur im Bereich der Dichtung in Fig. 1 dargestellten Kühl- bzw. Gefriergerätetür T unmittelbar an der metallischen Anschlagfläche G des Geräts an (s. Fig. 1). Die magnetischen Nanopartikel 5 werden vor der Extrusion des Extrusionsprofils 1 in das Kunststoff-Material 4 des Magnetprofils 3 eincompoundiert. Die magnetischen Nanopartikel 5 sind mit organi-
sehen Liganden 7 oberflächenmodifiziert (schematisch im Vergrößerungsausschnitt in Fig. 2. angedeutet), wodurch sogenannte molekulare Nanomagnete 8 gebildet werden.
Im Ausführungsbeispiel entspricht das Material der Kunststoff-Matrix 4 des Magnetprofils 3 dem Polymermaterial des Dichtungsprofils 2, so dass entsprechend zwei im wesentlichen gleiche Materialien miteinander coextrudiert werden können. In den Figuren 1 und 2 ist erkennbar, dass an das Dichtprofil 2 ein Profilfuß 9 zur Befestigung des Extrusionsprofils 1 in einer umlaufenden Nut 10 der Kühl- bzw. Gefriergerätetür T angeformt ist. Das Magnetprofil 3 befindet sich auf der dem Profilfuß 9 abgewandten Seite des Dichtungsprofils 2.
Das Magnetprofil 3 ist als bandförmiger Streifen mit einer Dicke s von 0,1 bis 3 mm, vorzugsweise 0,3 bis 2 mm, z.B. 0,5 bis 1 ,5 mm ausgebildet. Das Dichtungsprofil 2 besitzt eine Dicke d von 1 bis 10 mm, vorzugsweise 2 bis 5 mm. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist das Dichtungsprofil 2 als rechteckiges Vollprofil ausgebildet. In Fig. 1 hingegen ist das Dichtungsprofil 2 als rechteckiges Hohlprofil mit einer inneren Hohlkammer 11 ausgebildet. Das Polymermaterial des Dichtungsprofils 2 und die Kunststoff-Matrix 4 des Magnetprofils 3 bestehen im Ausführungsbeispiel aus einem thermoplastischen Polyurethan.
Die Fig. 3 zeigt den gesamten Rahmen 12 zur Abdichtung der Kühl- bzw. Gefriergerätetür T, welcher aus vier jeweils endseitig miteinander verbundenen Extusionsprofilen 1 zusammengesetzt ist. Die Extrusionsprofile 1 sind hierzu endseitig jeweils mit einem Winkel von α = 45° abgeschrägt ausgebildet, so dass bei einer Verbindung zweier Extrusions- profilenden, z.B. mittels Schweißen, ein rechter Winkel entsteht. Der Schnitt A-A in Fig 3. entspricht hierbei den Darstellungen in den Fig. 1 und 2.