Kältegerät mit Druckausgleichsöffnung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät wie etwa einen Kühl- oder Gefrierschrank mit einer Druckausgleichsöffnung, die dazu dient, die Entstehung eines Unterdrucks im Innenraum des Kältegerätes 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. Es kommt zwar nach längerer Zeit stets wieder zu einem Druckausgleich, da die herkömmlicherweise zwischen der Tür und der Frontseite des Korpus des Kältegerätes angebrachte Dichtung nicht vollkommen luftdicht schließt, doch ist man im Allgemeinen bestrebt, die Leckrate dieser Dichtung möglichst gering zu halten, da Luft, die über Lecks der Dichtung zwischen dem Innenraum und der Umgebung ausgetauscht wird, auch stets zu einem unerwünschten Eintrag von Wärme und Feuchtigkeit in den Innenraum führt. Je präziser das Kältegerät verarbeitet ist und um so kleiner folglich die Leckrate ist, um so länger hält der Unterdruck nach dem Schließen der Tür an.
Dieses Problem macht sich besonders deutlich bemerkbar bei Kältegeräten, bei denen die einander gegenüberliegenden, üblicherweise durch eine Magnetdichtung aneinander abdichtenden Rahmenflächen von Korpus und Tür einteilig ausgebildet sind und dadurch für die Magnetdichtung eine von Unebenheiten praktisch freie Anlagefläche bilden, die ein sehr dichtes Schließen ermöglicht.
Aus DE 102 33 216 A1 ist ein Kältegerät mit einem Luftdurchgang bekannt, der den Zutritt von Außenluft zum Innenraum bei geschlossener Tür ermöglicht. Der Luftdurchgang dieses bekannten Kältegeräts ist vorgesehen, um eine Austrocknung von darin gelagertem Kühlgut wie etwa der Korken von Weinflaschen zu verhindern. Eine in DE 102 33 216 A1 nicht betrachtete Nebenwirkung des Durchgangs ist, dass er die Entstehung eines Unterdrucks im Innenraum nach Schließen der Tür verhindert. Der Luftdurchgang dieses bekannten Kältegeräts ist als eine Bohrung ausgeführt, die sich durch eine Wand
des Korpus oder der Tür erstreckt. Ein solcher Durchgang erfordert beträchtlichen Fertigungsaufwand, da seine Wände dicht an eine Innen- und Außenhaut des Korpus beziehungsweise der Tür anschließen müssen, um zu verhindern, dass beim Ausfüllen der Wände mit Isoliermaterial dieses am Durchgang austritt. Als weitere Alternative ist die Möglichkeit genannt, den Durchgang in dem Magnetdichtband unterzubringen. Herkömmliche Magnetdichtbänder sind jedoch nicht ohne weiteres geeignet, um darin eine Öffnung zu bilden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Kältegerät mit einer Druckausgleichsöffnung zu schaffen, der mit minimalem Fertigungsaufwand die Entstehung eines Unterdrucks nach dem Türschließen wirksam verhindert.
Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Kältegerät mit einem Korpus und einer Tür, die einen gekühlten Innenraum umgeben und einander zugewandte, einen von einer Dichtung ausgefüllten Spalt begrenzende Rahmenflächen haben, in wenigstens eine der Rahmenflächen ein die Dichtung überbrückender Durchgang eingetieft ist, über den der Innenraum mit der Umgebung kommuniziert. Anstatt also in herkömmlicher Weise einen Durchgang im Korpus, in der Tür oder in der Dichtung zu schaffen, wird durch den Durchgang gemäß der Erfindung eine Verbindung geschaffen, die sich jeweils zwischen der Dichtung und dem Korpus oder zwischen der Dichtung und der Tür erstreckt. Da kein Durchgangsloch gebildet wird, tritt das Problem des Abdichtens nicht auf. Der Durchgang kann ohne Mehraufwand beim Formen der Rahmenflächen von Tür oder Korpus, insbesondere durch Tiefziehen, mitgeformt werden. Der Durchgang kann die Form eines Grabens, einer Rinne oder mehrerer untereinander verbundener Graben- oder Rinnenabschnitte haben.
Um einen Luftaustausch durch den Durchgang, der über das aufgrund der Temperaturschwankungen des Innenraumes unvermeidliche Maß hinausgeht, nach Möglichkeit zu verhindern, ist ferner bevorzugt, dass der Durchgang die Dichtung auf einem ungeraden Weg überbrückt.
Ein solcher ungerader Weg kann außerdem wesentlich länger sein, als der Breite der überbrückten Dichtung entspricht, so dass in dem Durchgang eine große Oberfläche zur Verfügung steht, auf der sich Feuchtigkeit aus der eingeatmeten Luft niederschlagen
kann. So verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass niedergeschlagene Feuchtigkeit den Querschnitt des Durchgangs ausfüllt und den Fluss von Luft im Durchgang behindert.
Um eine große Länge des Durchgangs zu realisieren, kann insbesondere vorgesehen werden, dass der Durchgang wenigstens einen in Längsrichtung der Dichtung verlaufenden Abschnitt umfasst
Wenn die Dichtung in einer Nut einer der zwei Rahmenflächen verankert ist, ist es besonders einfach, den Durchgang an der anderen Rahmenfläche zu bilden.
In besonders unauffälliger Weise kann der Durchgang an derselben Rahmenfläche wie die Nut gebildet sein; in diesem Fall erstreckt sich die Nut quer über den Durchgang, und allenfalls die zwei Enden des Durchgangs sind auf verschiedenen Seiten der Dichtung sichtbar.
Wenn am Boden der Nut eine Rippe gebildet ist, die in einen Längskanal der Dichtung eingreift, so ist diese Rippe vorzugsweise lokal unterbrochen, um den Durchgang zu bilden.
Vorzugsweise ist ferner wenigstens ein Ende des Durchganges an einer Ecke der Rahmenfläche angeordnet, da die Ecken im Allgemeinen die wärmsten Bereiche des Kältegerätegehäuses sind und daher die Neigung zur Kondensatbeildung im Durchgang hier relativ niedrig ist.
Um zu verhindern, dass sich im Laufe des Betriebs des Kältegeräts Reif in dem Durchgang bildet und ihn verstopft, ist der Durchgang vorzugsweise beheizbar. Eine Beheizung kann ohne Mehrkosten durch eine Rahmenheizung erfolgen, die bei vielen Kältegeräten vorgesehen ist, um Taubildung an zur Dichtung benachbarten Außenflächen des Korpus oder der Tür zu verhindern.
Wenn die Rahmenheizung durch eine sich an der Rahmenfläche des Korpus unterbrochen ringförmig erstreckende Kältemittelleitung gebildet ist, ist der Durchgang zweckmäßigerweise an der Rahmenfläche des Korpus in Höhe der Unterbrechung gebildet.
An einem Kältegerät der oben beschriebenen Art kann zusätzlich zum Durchgang auch ein sich durch eine Wand des Korpus oder der Tür erstreckendes Druckausgleichsventil vorgesehen sein, das einen Zufluss von Luft von der Umgebung in den Innenraum ermöglicht, einen Abfluss von Luft aus dem Innenraum aber sperrt. Da ein solches Ventil einen unkontrollierten Luftaustausch zwischen Innenraum und Umgebung und damit einen unerwünschten Wärmeeintrag in das Gehäuse unterbindet, kann es, ohne den Wärmezustrom zum Innenraum nennenswert zu erhöhen, einen wesentlich größeren freien Querschnitt als der Durchgang haben und somit einen schnelleren Druckausgleich als dieser nach dem Türschließen ermöglichen. Es hat sich herausgestellt, dass derartige Druckausgleichsventile im Dauerbetrieb dazu neigen, zuzufrieren, und dass das Vorhandensein des Durchgangs diese Neigung zum Zufrieren beseitigt.
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 schematische perspektivische Ansicht eines Kältegeräts gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine Wand des Korpus des Kältegeräts entlang der in Fig. 1 mit Il bezeichneten Ebene;
Fig. 2a eine Detailansicht einer Ecke des Korpus des Kältegeräts gemäß einer Variante der ersten Ausgestaltung.
Fig. 3 einen Schnitt durch ein Druckausgleichsventil;
Fig. 4 eine untere Ecke der Innenwand einer Kältegerätetür gemäß einer zweiten
Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 5 einen Schnitt durch die Innenwand und das darin verankerte Dichtprofil entlang der in Fig. 4 mit V bezeichneten Ebene;
Fig. 6 einen Schnitt entlang der mit VI bezeichneten Ebene der Fig. 4;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Ecke der Innenwand einer Kältegerätetür und eines darin aufgenommenen Dichtprofils gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung; und
Fig. 8 einen Schnitt entlang der mit VIII bezeichneten Ebene in Fig. 7.
Fig. 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Kältegeräts mit einem Korpus 1 und einer daran angeschlagenen Tür 2, die einen gekühlten Innenraum 3 umschließen. Die Wände des Korpus und die Tür haben in an sich bekannter Weise jeweils eine feste Außenhaut und eine feste Innenhaut, die einen mit isolierendem Schaummaterial ausgefüllten Zwischenraum begrenzen. Die Innenhaut der Wände sowie eine die vorderseitige Öffnung des Korpus 1 umgebende Rahmenfläche 5 sind aus einer Kunststoffplatine einteilig tiefgezogen. In einem in geschlossener Stellung der Tür 2 dem Frontrahmen 5 gegenüberliegenden Frontrahmen der Tür 2 ist in an sich bekannter Weise eine Magnetdichtung 4 verankert. Ein Durchgang in Form eines Grabens 8 ist in den Frontrahmen 5 so eingetieft, dass bei geschlossener Tür 2 jeweils ein Ende des Grabens 8 auf der Außenseite und das andere auf der Innenseite der Dichtung 4 zu liegen kommen.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der in Fig. 1 mit Il bezeichneten Ebene durch den Graben 8 und dessen Umgebung. In dem Schnitt der Fig. 2 sind zwei Abschnitte 15, 15' einer Rohrleitung zu sehen, die als Rahmenheizung fungiert. Der Abschnitt 15 führt warmes, verdichtetes Kältemittel von einem nicht dargestellten, in einem rückwärtigen Bereich des Korpus 1 untergebrachten Verdichter heran und knickt benachbart zum Graben 8 ab, um sich entlang eines unteren horizontalen Abschnitts der Rahmenfläche 5 zu erstrecken. Die Rohrleitung verläuft entlang der gesamten Rahmenfläche 5 und trifft schließlich von oben, als Abschnitt 15', wieder an dem Graben 8 ein, wo sie in Tiefenrichtung des Korpus 1 abknickt und weiter zu einem an der Rückwand des Korpus 1 außen angebrachten Verflüssiger verläuft. Die Rahmenheizung erstreckt sich somit ringförmig entlang der gesamten Rahmenfläche 5, mit Ausnahme einer Lücke zwischen den beiden Segmenten 15, 15', in welche der Graben 8 eingreift. Der Graben 8 behindert
somit nicht eine Verlegung der Rahmenheizung in unmittelbarem Kontakt mit der Rahmenfläche 5.
Der in Fig. 1 und 2 gezeigte Graben 8 überbrückt die Magnetdichtung 4 geradlinig und im rechten Winkel. Um einerseits einen niedrigen Leitwert des durch den Graben 8 gebildeten Durchgangs zu realisieren und andererseits den Querschnitt des Grabens 8 groß genug machen zu können, damit nicht bereits ein Tropfen Kondenswasser den Graben 8 verschließt, ist es wünschenswert, den Graben 8 zu verlängern, z.B. indem er die Dichtung 4 unter einem spitzen Winkel überbrückt, oder indem er, wie in der Detailansicht der Fig. 2a gezeigt, einen zur Dichtung 4 parallelen Abschnitt umfasst, der innerhalb eines bei geschlossener Tür 2 von der Dichtung 4 überdeckten, in Fig. 2b gestrichelte Linien begrenzten Bereich der Rahmenfläche 5 verläuft.
Der Graben 8 kann den einzigen Durchgang zwischen dem Innenraum 3 und der Umgebung des Kältegeräts bilden, der nach dem Schließen der Tür 2 einen Druckausgleich zwischen dem Innenraum 3 und der Umgebung unterstützt. Einer weiterentwickelten Ausgestaltung zufolge ist zu diesem Zweck zusätzlich ein Druckausgleichsventil vorgesehen, zum Beispiel in einer im unteren Bereich der Tür gebildeten Öffnung 6. Ein Beispiel für eine mögliche Struktur des Druckausgleichsventils ist in Fig. 3 dargestellt, die einen perspektivischen Längsschnitt durch das Druckausgleichsventil 7 zeigt.
Zwischen einem Außenblech 9 der Tür 2 und einer aus Kunststoff tiefgezogenen Innenwand 10 erstreckt sich eine schaumdicht an der Innenwand 10 durch eine Bajonettverbindung befestigte Hülse 1 1 . Eine im Inneren der Hülse 1 1 unter Biegespannung gehaltene Membran 12 hat an den Wänden der Hülse 1 1 dicht anliegende Ränder und ist durch eine sich quer durch das Innere der Hülse 1 1 erstreckende Zwischenwand 13 und ein Überwurfteil 14 in Position gehalten. Im Falle eines Unterdrucks im Innenraum 3 strömt Luft zwischen den Rändern der Membran 12 und der Hülse 1 1 hindurch, um den Unterdruck auszugleichen; ein Überdruck im Innenraum 3 hingegen würde die Membran 12 gegen die Hülse 1 1 drücken so die Dichtwirkung des Ventils 7 steigern; er gleicht sich deshalb über den Graben 8 aus.
Wenn das Ventil 7 als einziges Druckausgleichsmittel zwischen dem Innenraum 3 und der Umgebung vorgesehen wäre, würde, wenn sich in einer Betriebsphase des Verdichters der Innenraum 3 abkühlt, Luft von außen langsam durch das Ventil 7 fließen. Dabei besteht die Gefahr, dass die Luft bereits beim Durchgang durch die Öffnung 6 stark abkühlt und darin enthaltene Feuchtigkeit am Ventil 7 auskondensiert und so zum Festfrieren des Ventils 7 führt. Da aber erfindungsgemäß der Graben 8 vorgesehen40 ist und keine den Luftstrom behindernde Membran enthält, erfolgt in einem solchen Fall der Luftzufluss in den Innenraum 3 ausschließlich über den Graben 8. Das Ventil 7 kann daher nicht zufrieren, und der Graben 8 ist durch seine enge Nachbarschaft zur Rahmenheizung 41 vor dem Zufrieren geschützt.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer unteren Ecke der Innenwand 10 der Tür 2 sowie der an der Innenwand 10 befestigten Magnetdichtung 4 gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung. Bei dieser zweiten Ausgestaltung ist anstelle des Grabens 8 an der Rahmenfläche 5 des Korpus 1 ein entsprechender Graben 8' an der Rahmenfläche der Innenwand 10 gebildet, von dem zwei Enden in Fig. 4 zu sehen sind.
An einer von einer ein magnetisches Band 16 enthaltenden Kammer abgewandten Rückseite der Magnetdichtung 4 sind zwei Vorsprünge 17, 18 geformt, von denen einer, 17, mit Widerhaken besetzt ist. Die Vorsprünge 17, 18 greifen in eine Nut 19 der Innenwand 10 ein, die durch eine in Längsrichtung der Nut 19 verlaufende Rippe 20 in einen inneren und einen äußeren Abschnitt 21 , 22 unterteilt ist. Die Widerhaken des Vorsprunges 17 sind an Hinterschneidungen des inneren Abschnittes 21 verrastet. Eine sich in Breitenrichtung der Magnetdichtung 4 erstreckende, in den Abschnitt 22 hinein vorgewölbte Querwand 23 ist durch die Verrastung in einer biegebelasteten Stellung gehalten, in welcher sie den Vorsprung 18 in den äußeren Abschnitt 22 der Nut 19 hineingedrückt hält. Ein dünner, flexibler Wandabschnitt 24 der Magnetdichtung 4 ist durch eine Kante des äußeren Abschnittes 22 einwärts geknickt, so dass der Wandabschnitt 24 im Wesentlichen dicht an dieser Kante anliegt. An einem entgegengesetzten Rand der Querwand 23 ist eine Lippe 25 geformt, die durch die Verrastung des Vorsprunges 17 dicht gegen eine an den inneren Abschnitt 21 angrenzende Schulter 26 der Innenwand 10 gedrückt ist. Der Wandabschnitt 24, die Lippe 25 sowie die Widerhaken des Vorsprunges 17 bilden mehrere Dichtlinien zwischen der Innenwand 10 und der Magnetdichtung 4.
Diese Dichtlinien erstrecken sich jedoch nicht über die gesamte Länge der Magnetdichtung 4, sondern sie sind an der gezeigten Ecke der Tür 2 durch den Graben 8' unterbrochen. Der Graben 8' ist gebildet, indem am Ort des Zusammentreffens eines horizontalen und eines vertikalen Abschnittes der Nut 19 eine Vertiefung an der Innenwand 10 angezogen ist. In Fig. 5, die einen Schnitt durch die Innenwand 10 und die Magnetdichtung 4 entlang der in Fig. 4 mit V bezeichneten Ebene zeigt, ist ein äußerer Umriss 28 dieser Vertiefung sichtbar.
Fig. 6 zeigt einen Schnitt entlang der unter 45° gegen die Horizontale geneigten, in Fig. 4 mit VI bezeichneten Schnittebene. Die Schnittebene verläuft entlang des Grabens 8', und es ist zu erkennen, dass entlang dieser Schnittebene weder der Wandabschnitt 24 noch die Widerhaken oder die Lippe 25 die Innenwand 10 berühren. Durch diesen Graben 8' wird ein sich zwischen der Magnetdichtung 4 und der Tür 2 erstreckender Durchgang geschaffen.
Der Graben 8' ermöglicht einen Druckausgleich zwischen Innen und Außen unter Umgehung des Druckausgleichsventils 7 möglich, wobei allerdings der vielfach seine Richtung wechselnde Verlauf des Grabens 8' in Art einer Labyrinthdichtung den Luftaustausch zwischen Innen und Außen auf das für den Druckausgleich erforderliche Maß begrenzt. Da der Graben 8' einerseits durch die Frontseite 5 beheizt ist und andererseits Luft, die den Graben 8' passiert hat, vor Erreichen des Innenraumes 3 noch einen temperaturausgleichenden Spalt 29 zwischen der Innenwand 10 und der Rahmenfläche 5 passieren muss, besteht keine Gefahr des Verstopfens des Grabens 8' durch übermäßige Kondensation.
Eine dritte Ausgestaltung der Erfindung wird anhand der Figuren 7 und 8 beschrieben. Fig. 7 ist wie Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Ecke der Innenwand 10, wobei die Nut 19 der Innenwand 10 nur auf einem Teil ihrer Länge mit der Magnetdichtung 4 bestückt gezeigt ist, um einen in der die Abschnitte 21 , 22 der Nut 19 voneinander trennenden Rippe 20 gebildeten Ausschnitt 30 zeigen zu können. Die Querschnitte der Nut 19 und der Magnetdichtung 4 sind die gleichen wie in Fig. 5 gezeigt. Wie anhand des zu Fig. 6 analogen Schnittes der Fig. 8 zu erkennen ist, ist in der Schnittebene dieser Figur der Durchgang 8' durch die Rippe 20 unterbrochen. Wie jedoch anhand von Fig. 5
zu erkennen, gibt es in beiden Abschnitten 21 , 22 der Nut 19 jeweils einerseits von den Wänden der Nut 19 und andererseits von der Magnetdichtung 4 selbst begrenzte Längskanäle 31 , 32, von denen in Höhe der in Fig. 7 gezeigten Ecke der eine 31 über einen äußeren Abschnitt 33 des Durchgangs 8' (siehe Fig. 8) mit der Umgebung und der andere 32 über einen inneren Abschnitt 34 des Durchgangs 8' mit dem Innenraum 3 kommuniziert. Die beiden Längskanäle 31 , 32 stehen miteinander über den Ausschnitt 30 in Verbindung. Indem der Ausschnitt 30 in großer Entfernung von der Ecke angeordnet ist, in der die zwei Abschnitte 33, 34 angeordnet sind, kann die Länge des gesamten Durchganges 8' ohne Weiteres größer gemacht werden als die Kantenlänge der Tür 2. Im Extremfall könnte der Ausschnitt 30 sogar an der der in Fig 7 gezeigten Ecke diametral gegenüberliegenden Ecke der Tür 2 gebildet sein. Die große Länge des Durchgangs 8' führt trotz eventuell großem Querschnitt der einzelnen Abschnitte des Durchgangs zu einem niedrigen Leitwert, durch den ein Luftaustausch zwischen Innenraum 3 und Umgebung, der über das durch Temperaturschwankungen des Innenraums 3 verursachte Maß hinausgeht, zuverlässig unterdrückt wird.