Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit mehreren Temperaturzonen, und ein Verfahren zu dessen Fertigung.

Wenn mehrere Temperaturzonen mit in Reihe verbunden Verdampfern gekühlt werden sollen, wird für die kältere Temperaturzone eine im Verhältnis zu ihrem Volumen wesentlich größere Verdampferfläche benötigt als für die wärmere. Deswegen ist bei Kältegeräten mit Normalkühlfach und Frostfach im Normalkühlfach nur an der Rückwand ein Verdampfer vorgesehen, wohingegen das Frostfach an bis zu fünf Wänden von Verdampferplatten umgeben sein kann. Diese notwendigerweise dreidimensionale Struktur macht die Fertigung und Montage der Verdampfer aufwendig.

Aus DE 8325574 U1 ist ein Kältegerät mit Normalkühlfach und Frostfach bekannt, bei dem eine in Rollbond-Technik gefertigte Platine sich über die Rückwände von Normalkühlfach und Frostfach erstreckt. Eine Einspritzstelle für das Kältemittel und ein Anschluss für eine Saugleitung sind an dem an der Rückwand des Gefrierfachs befestigten Abschnitt der Platine gebildet. Um das Gefrierfach auch über seine anderen Wände kühlen zu können, ist an diesen eine Rohrleitung verlegt und mit Anschlüssen an der Platine verbunden.

Die Kombination verschiedener Fertigungstechniken macht den Verdampferaufbau aufwendig. Da Kältemittel vom Platinenabschnitt des Normalkühlfachs zu dem des Frostfachs zurückfließen muss, um die Saugleitung zu erreichen, kommt es zu einem unerwünschten Wärmetransport vom Normalkühlfach zum Frostfach.

EP 1 712 857 A2 schlägt vor, den Rollbond-Verdampfer aus Kostengründen durch einen Aufbau mit Tube-on-Sheet-Elementen zu ersetzen, die an den verschiedenen Seiten des Frostfachs und der Rückwand des Normalkühlfachs montiert werden. Auch hier ist die Montage aufwendig, da offenbar im Laufe der Montage Rohrabschnitte der verschiedenen Elemente untereinander verbunden werden müssen. EP 2 040 015 A2 offenbart ein Verfahren zum Fertigen eines Kältegeräts und ein Kältegerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Kältegerät mit mehreren Temperaturzonen, bei dem ein Verdampfer kostengünstig und prozesssicher montierbar ist, und ein Verfahren zu dessen Fertigung anzugeben.

Die Aufgabe wird zum einen gelöst durch ein Verfahren zum Fertigen eines Kältegeräts, insbesondere eines Haushaltskältegeräts, mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Temperaturzone gemäß Anspruch 1, bei dem

1. a) ein erstes und ein zweites Flächengebilde aus Kältemittelrohr geformt werden, die sich in einer Ebene erstrecken und über einen Rohrabschnitt zusammenhängen,
2. b) ein zu einer Einspritzstelle des ersten Flächengebildes verlaufender Drosselrohrabschnitt an dem verbindenden Rohrabschnitt befestigt wird,
3. c) wenigstens ein Abschnitt des ersten Flächengebildes, der zum zweiten Flächengebilde benachbart ist, aus der Ebene herausgeschwenkt wird, und
4. d) die Flächengebilde einander angenähert werden und dabei der verbindende Rohrabschnitt und der daran befestigte Drosselrohrabschnitt gekrümmt werden.

Die Platzierung der Flächengebilde in einer Ebene ermöglicht eine einfache und effiziente Formung der Flächengebilde aus Kältemittelrohr, insbesondere aus einem einzigen Kältemittelrohr, das sich einteilig durchgehend durch die Flächengebilde erstreckt. Wenigstens ein Abschnitt des ersten Flächengebildes muss später aus der Ebene herausgeschwenkt werden, um im fertigen Kältegerät einen ersten Verdampfer zu erhalten, der sich wenigstens an einer Rückwand und einer der zweiten Temperaturzone zugewandten Wand der ersten Temperaturzone erstreckt. Um die Lücke, die dadurch zwischen dem ersten und dem zweiten Flächengebilde entsteht, zu schließen, werden die Flächengebilde einander angenähert. Dabei wird der Rohrabschnitt, der die Flächengebilde verbindet, notwendigerweise gekrümmt. Indem zuvor der Drosselrohrabschnitt an diesem Rohrabschnitt befestigt worden ist, wird er gezwungen, sich in derselben Weise zu krümmen wie der die Flächengebilde verbindende Rohrabschnitt; ein Abknicken, das die Durchlässigkeit des Drosselrohrabschnitts und damit die Funktionsfähigkeit des Kältegeräts beeinträchtigen könnte, wird so verhindert.

Die fertigen Flächengebilde können anschließend an Innenbehältern der ersten und der zweiten Temperaturzone montiert werden. Dabei kann der aus der Ebene herausgeschwenkte Abschnitt des ersten Flächengebildes in einen Zwischenraum zwischen den Innenbehältern Platz finden.

Im Rahmen des Schrittes a) können Substrate, vorzugsweise in Form von gut wärmeleitenden Blechen, in der Ebene angeordnet werden, um anschließend die Flächengebilde durch Verlegen des Kältemittelrohrs auf den Substraten erhalten. Zweckmäßigerweise kann dabei das Kältemittelrohr auf den Substraten befestigt werden, so dass formstabile, beim anschließenden Einbau im Kältegerät gut handhabbare Verdampfer gebildet werden.

Alternativ kann ein wärmeleitendes Substrat zunächst an den Innenbehältern angebracht werden, um anschließend die Flächengebilde auf den Substraten zu montieren. Da ein solches Substrat nicht die Aufgabe hat, die Flächengebilde vor ihrem Einbau im Kältegerät zu stabilisieren, kann es sehr dünnwandig und hochflexibel sein.

Zum andern wird die Aufgabe gelöst durch ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, gemäß Anspruch 5, mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Temperaturzone und einem ersten Verdampfer zum Kühlen der ersten Temperaturzone und einem zweiten Verdampfer zum Kühlen der zweiten Temperaturzone, bei dem beide Verdampfer jeweils ein auf wenigstens einem Substrat verlegtes Flächengebilde aus Kältemittelrohr umfassen und durch einen gekrümmten Kältemittelrohrabschnitt in Reihe verbunden sind, und ein zu einer Einspritzstelle des ersten Verdampfers verlaufender Ausgleichs-Drosselrohrabschnitt am gekrümmten Kältemittelrohrabschnitt befestigt ist.

Unter einem Kältegerät wird insbesondere ein Haushaltskältegerät verstanden, also ein Kältegerät, das zur Haushaltsführung in Haushalten oder eventuell auch im Gastronomiebereich eingesetzt wird und insbesondere dazu dient, Lebensmittel und/oder Getränke in haushaltsüblichen Mengen bei bestimmten Temperaturen zu lagern, wie beispielsweise ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank, eine Kühlgefrierkombination, eine Gefriertruhe oder ein Weinlagerschrank.

Um sicherzustellen, dass die Krümmung des Ausgleichs-Drosselrohrabschnitts der des verbindenden Rohrabschnitts exakt folgt, sollte der Drosselrohrabschnitt am verbindenden Kältemittelrohrabschnitt an mehreren über dessen Länge verteilten Punkten oder gar kontinuierlich befestigt sein.

Der Drosselrohrabschnitt kann am gekrümmten Kältemittelrohrabschnitt durch ein den verbindenden Kältemittelrohrabschnitt und den Drosselrohrabschnitt umgebendes und sie aneinanderdrückendes Element befestigt sein, wie etwa einen Kabelbinder, einen Schrumpfschlauch, ein um die Rohrabschnitte herumgewickeltes, eventuell selbstklebendes Band oder dergleichen. Da der Kabelbinder nur eine punktuelle Befestigung gewährleistet, sind die Kabelbinder vorzugsweise zu mehreren über die Länge des Drosselrohrabschnitts verteilt.

Alternativ kann der Drosselrohrabschnitt am gekrümmten Kältemittelrohrabschnitt durch Kleben, Löten oder Schweißen befestigt sein; auf diese Weise ist insbesondere eine kontinuierliche Befestigung über wenigstens einen Teil des Drosselrohrabschnitts hinweg möglich.

Das Kleben kann durch Einbringen eines Klebstoffs zwischen den verbindenden Kältemittelrohrabschnitt und den Drosselrohrabschnitt oder durch ein Umwickeln beider mit einem Klebeband erfolgen.

Der die Verdampfer verbindende Rohrabschnitt kann mit den sich auf den Substraten der Verdampfer erstreckenden Flächengebilden einteilig sein; vorzugsweise erstreckt sich ein einziges Kältemittelrohr einteilig von der Einspritzstelle des ersten Verdampfers wenigstens bis zu einem Sauganschluss des zweiten Verdampfers.

Ein an sich bekannter Saugrohrwärmetauscher, der Kältemitteldampf auf dem Weg zum Verdichter vorwärmt, um ein Betauen der Saugleitung und damit verbundene Effizienzverluste zu vermeiden, sollte hier durch einen im Kältemittelkreislauf stromaufwärts vom Ausgleichs-Drosselrohrabschnitt gelegenen Drosselrohrabschnitt und ein stromabwärts vom zweiten Verdampfer gelegenes Saugrohr gebildet sein.

Um einen unerwünschten Wärmetransport von der zweiten zur ersten Temperatorzone zu vermeiden, sollte das Saugrohr, anders als in DE 8325574 U1 gezeigt, vom zweiten Flächengebilde ausgehen.

Die erste und die zweite Temperaturzone des Kältegeräts sind vorzugsweise durch eine Wand getrennt, in der sich ein Teil, des ersten Verdampfers erstreckt. Dieser Teil und ein Teil des ersten Verdampfers, der eine Rückwand der ersten Temperaturzone einnimmt, können getrennte oder einteilig zusammenhängende Substrate haben.

Der gekrümmte Kältemittelrohrabschnitt kann dann jeweils an Rückwänden der ersten und zweiten Temperaturzone angeordnete Teile der Verdampfer verbinden und zur Vorderkante der Wand hin ausgelenkt sein.

Die erste und die zweite Temperaturzone sind vorzugsweise durch einen gemeinsamen einteiligen Innenbehälter begrenzt, der ggf. auch die oben erwähnte Wand bilden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:

Fig. 1

Verdampfer für ein Kältegerät gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung in ebener Anordnung;

Fig. 2

eine Anordnung, bei der Abschnitte eines der Verdampfer aus der Ebene herausgeschwenkt sind;

Fig. 3

eine Teilansicht eines Innenbehälters des Kältegeräts mit den daran montierten Verdampfern; und

Fig. 4

ein Flächengebilde aus Kältemittelrohr und einen Innenbehälter für ein Kältegerät gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung von Verdampfern in einem frühen Stadium der Montage eines erfindungsgemäßen Kältegeräts. Die Verdampfer 1, 2 umfassen hier jeweils voneinander getrennte metallische Substrate 3, die auf einer nicht dargestellten Unterlage ausgebreitet sind und an denen jeweils ein Flächengebilde 1', 2' aus in Mäandern verlaufendem Kältemittelrohr 7 verlegt und verlötet oder in anderer geeigneter Weise befestigt ist. Die Substrate 3 können hier in sich steife Bleche sein. Das ein Kältemittelrohr 7 verläuft hier einteilig durchgehend durch beide Verdampfer 1, 2. Das Substrat 3 des Verdampfers 1 ist hier in drei Abschnitte 4, 5, 6 gegliedert. Die Abschnitte 4, 5, 6 können wie gezeigt körperlich getrennt sein, sie könnten aber auch einteilig zusammenhängend ausgeführt und eventuell durch ein späteres Biegen erleichternde Schlitze voneinander abgegrenzt sein. Das Substrat 3 des Verdampfers 2 ist einteilig.

An einen stromabwärtigen Anschluss 8 des Verdampfers 2 ist ein Saugrohr 9 angefügt, das vorgesehen ist, um im in einer späteren Phase der Montage mit einem (nicht dargestellten) Verdichter des Kältegeräts verbunden zu werden. Zwischen zwei Durchstichen 10, 11 ist ein Drosselrohr 12 innerhalb des Saugrohrs 9 geführt, um in an sich bekannter Weise einen Saugrohr-Wärmetauscher 13 zu bilden. Von dem - hier nahe des Anschlusses 8 zwischen dem Substratabschnitt 6 des Verdampfers 1 und dem Verdampfer 2 gelegenen - Durchstich 11 aus verläuft ein Abschnitt 14 des Drosselrohrs 12 neben den Substratabschnitten 6, 5 her bis zu einer Einspritzstelle 15 an einer von den anderen Substratabschnitten 5, 6 abgewandten Ecke des Substratabschnitts 4.

Im Flächengebilde 1' verläuft das Kältemittelrohr 7 von der Einspritzstelle 15 aus in Mäandern über den Substratabschnitt 4 bis zu einer der Einspritzstelle 15 gegenüberliegenden Ecke, überbrückt dort einen Spalt zwischen den Substratabschnitten 4, 5, überquert auf gerader Linie den Substratabschnitt 5 und einen weiteren Spalt, verläuft in Mäandern über den Substratabschnitt 6 und kehrt schließlich zum Substratabschnitt 5 zurück, um dort weitere Mäander zu bilden. Das Kältemittelrohr 7 verlässt den Substratabschnitt 5 an einer kurzen Kante 16 und bildet anschließend einen geradlinigen Rohrabschnitt 17, der sich benachbart zum Abschnitt 14 des Drosselrohrs 12 neben dieser Kante 16 und einer Kante 18 des Verdampferabschnitts 6 her zum Verdampfer 2 erstreckt, um in dessen Flächengebilde 2' überzugehen.

Die nebeneinander herlaufenden Abschnitte 14 des Drosselrohrs 12 und 17 des Kältemittelrohrs 7 sind in Fig. 1 während des Umwickelns mit einem Klebeband 19 gezeigt. Nach Fertigstellung sollte sich die Umwicklung über die gesamte Länge der Kante 18 des Verdampferabschnitts 6 erstrecken. Anstatt durch das Klebeband 19 könnten die Abschnitte 14, 17 auch durch mehrere über ihre Länge verteilte Kabelbinder aneinander befestigt sein, wobei diese so fest angezogen sein müssen, dass sie nicht entlang der Abschnitte 14, 17 verrutschen bzw. auch ein Verrutschen der Abschnitte 14, 17 gegeneinander in ihrer Längsrichtung verhindern. Weitere Alternativen sind das Verlöten oder Verschweißen der Abschnitte 14, 17 miteinander, wobei auch hier die Abschnitte 14, 17 vorzugsweise an mehreren voneinander beabstandeten Punkten oder kontinuierlich miteinander verbunden sein sollten.

Da die Anordnung in der Konfiguration der Fig. 1 platzsparend und sicher stapelbar ist, kann sie vorgefertigt und zu einem Ort transportiert werden, an dem ihr Einbau in das Kältegerät erfolgen soll.

Am Einbauort werden die Substratabschnitte 4 und 6 wie in Fig. 2 gezeigt aus der Ebene des Abschnitts 5 und des Verdampfers 2 herausgeklappt, um anschließend, wie in Fig. 3 zu sehen, an einer Decke 20 bzw. einem Boden eines eine erste Temperaturzone 21 bildenden Frostfachs eines in an sich bekannter Weise aus Kunststoff einteilig tiefgezogenen Innenbehälters 22 befestigt zu werden.

Nach dem Klappen des Substratabschnitts 6 in die Vertikale klafft zwischen dem zur Anbringung an einer Rückwand 23 des Frostfachs vorgesehenen Substratabschnitt 5 und dem zur Anbringung an einer Rückwand 24 eines eine zweite Temperaturzone 25 bildenden Normalkühlfachs vorgesehenen Verdampfer 2 eine breite Lücke 26. Diese muss weitgehend geschlossen werden, damit der Verdampfer 2 am Normalkühlfach nahe an dessen Decke 27 montiert werden und das Normalkühlfach auf seiner gesamten Höhe wirksam kühlen kann. Deshalb werden, wenn gemäß Pfeilen A in Fig. 2 der Verdampfer 2 auf den Substratabschnitt 5 des Frostfachs zu verschoben wird, die aneinander befestigten Abschnitte 14, 17 des Drosselrohrs 12 und des Kältemittelrohrs 7 gemäß einem Pfeil B nach unten ausgelenkt. Dabei verhindert das Kältemittelrohr 7 aufgrund seines relativ großen Durchmessers ein Knicken der Abschnitte 14, 17 auf engem Radius, das zu einem Verschluss oder einer übermäßigen Querschnittsverengung des Abschnitts 14 führen könnte.

Durch die Auslenkung bekommen die Abschnitte 14, 17, wie in Fig. 3 gezeigt, einen haarnadelartig gekrümmten Verlauf mit zwei geraden oder schwach gekrümmten Schenkeln 28 und einem die Schenkel 28 verbindenden, stark gekrümmten Bogen 29. Die Decke 27 des Normalkühlfachs 25 und der Boden des Frostfachs begrenzen einen Spalt, der später ausgeschäumt wird, um eine Wand 30 zwischen dem Frostfach 21 und dem Normalkühlfach 25 zu bilden. In dieser Wand 30 oder in einem benachbarten Bereich einer Seitenwand des Korpus finden beim fertigen Kältegerät die gekrümmten Abschnitte 14, 17 Platz, wobei der Bogen 29 einer Vorderkante 31 der Wand 30 zugewandt ist.

Fig. 4 zeigt Flächengebilde 1', 2' für ein Kältegerät gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung in einer zu Fig. 1 analogen perspektivischen Ansicht. Der Verlauf des Kältemittelrohrs 7 in diesen Flächengebilden 1', 2' ist derselbe wie in Fig. 1; es fehlen allerdings die Substrate 3, auf denen in Fig. 1 das Kältemittelrohr 7 befestigt ist. Die Mäander der Flächengebilde 1', 2' sind hier geformt, indem das Kältemittelrohr 7 um Vorsprünge 32 einer Arbeitsunterlage 33 herumgeschlungen wurde. Die Gestalt der Flächengebilde 1', 2' ist durch die Anordnung der Vorsprünge 32 fest vorgegeben und kann schnell und präzise ohne Maßnehmen beliebig oft reproduziert werden, indem die fertigen Flächengebilde 1', 2' von der Arbeitsunterlage 33 abgehoben und die Arbeitsunterlage 33 erneut benutzt wird.

Wie die Verdampferanordnungen in der Konfiguration der Fig. 1 können die fertigen, einteilig zusammenhängenden Flächengebilde 1', 2' gestapelt und platzsparend transportiert werden, um später an einem in unteren Teil von Fig. 4 gezeigten Innenbehälter 22 montiert zu werden.

Die Gestalt dieses Innenbehälters 22 ist die gleiche wie in Fig. 3; zwischen der Decke 27 eines Normalkühlfachs 25 und dem Boden eines Frostfachs 21 erstreckt sich ein Spalt. Anders als im Fall der Fig. 3 sind wärmeleitende Substrate 3 an den Rückwänden 23, 24, von Normalkühlfach 25 und Frostfach, an einer Decke 20 und am Boden des Frostfachs 21 angebracht. Bei diesen Substraten 3 handelt es sich um dünne metallische Folien, z.B. aus Aluminium. Aufgrund ihrer geringen Dicke können diese Substrate mit minimalem Aufwand, z.B. durch Abwickeln von einer Rolle und Abreißen entlang einer Schneidkante, in der benötigten Länge bereitgestellt und auf den Innenbehälter 22 aufgeklebt werden. Im hier gezeigten Fall ist die Zahl der anzubringenden Substrate minimiert, indem sich ein Substrat einteilig über Decke 20, Rückwand 23 und Boden des Frostfachs 21 erstreckt.

Durch Biegen entlang zweier strichpunktierter Linien werden zwei Abschnitte 4', 6' des Flächengebildes 1' aus der Ebene des Flächengebildes 2' herausgeklappt, während ein mittlerer Abschnitt 5' des Flächengebildes 1' in dieser Ebene oder einer zu ihr parallelen Ebene verbleibt. Die so erhaltene Anordnung wird an den Substraten 3 wärmeleitend verklebt, wobei der Abschnitt 6' am Boden und der Abschnitt 4' an der Decke 20 des Frostfachs 21 Platz findet.

1

Verdampfer

1'

Flächengebilde

2

Verdampfer

2'

Flächengebilde

3

Substrat

4

Substratabschnitt

4'

Abschnitt des Flächengebildes 1

5

Substratabschnitt

5'

Abschnitt des Flächengebildes 1

6

Substratabschnitt

6'

Abschnitt des Flächengebildes 1

7

Kältemittelrohr

8

Anschluss

9

Saugrohr

10

Durchstich

11

Durchstich

12

Drosselrohr

13

Saugrohr-Wärmetauscher

14

Abschnitt (des Drosselrohrs)

15

Einspritzstelle

16

Kante

17

Abschnitt (des Kältemittelrohrs)

18

Kante

19

Klebeband

20

Decke

21

Frostfach

22

Innenbehälter

23

Rückwand

24

Rückwand

25

Normalkühlfachs

26

Lücke

27

Decke

28

Schenkel

29

Bogen

30

Wand

31

Vorderkante

32

Vorsprung

33

Arbeitsunterlage