DE3150362C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen thermoelektrischen Kleinkühlbe­ hälter, mit einem Peltierelement, dessen Kaltseite an einem inneren Wärmetauscher anliegt und dabei einen Kühlraum kühlt, und dessen Warmseite an einem äußeren Wärmetauscher anliegt, der durch Umgebungsluft gekühlt wird, ferner mit einem Innenbehälter, in dem der Kühlraum ausgebildet ist und der von thermischem Isoliermaterial umgeben ist, das eine Aussparung aufweist, in welcher der innere Wärmetauscher vollständig eingepaßt ist, sowie mit Schrauben, welche das Peltierelement zwischen dem inneren und dem äußeren Wärme­ tauscher unter Druck einspannen.

Ein thermoelektrischer Kleinkühlbehälter dieser Art ist aus der DE 27 32 321 A1 bekannt. Dort wird eine tragbare, elektrisch betreibbare Kühlbox beschrie­ ben, deren thermisches Isoliermaterial nicht näher spezifi­ ziert ist. Der bekannte Kleinkühlbehälter ist teuer und schwierig herzustellen. Ferner besteht bei rauhem oder schlechtem Wetter die Gefahr von Fehlfunktionen, weil das Peltierelement zumindest teilweise der umgebenden Atmosphäre ausgesetzt ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen gattungsgemäßen, thermoelektrischen Kleinkühlbehälter im Hinblick auf seine Herstellung zu vereinfachen und gleich­ zeitig einen zuverlässigen Schutz des Peltierelementes im Kühlbetrieb zu gewährleisten.

Ausgehend von einem thermoelektrischen Kleinkühlbehälter mit den oben angegebenen Merkmalen ist die erfindungsgemäße Lö­ sung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß das thermi­ sche Isoliermaterial ein in situ verschäumter Kunststoff­ schaum ist, und daß ein elastischer Dichtungsring vorhanden ist, welcher das Peltierelement an dessen Umfang allseitig umgibt und gegen Feuchtigkeit von außen abschirmt, wobei der Dichtungsring von den Schrauben zwischen dem inneren und dem äußeren Wärmetauscher unter Kompressionsdruck gehalten ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen- und Weiterbildungen der Erfin­ dung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

So kann vorzugsweise vorgesehen werden, daß der Kunststoff­ schaum ein Polyurethanschaum ist.

In diesem Falle ist ferner vorzugsweise vorgesehen, daß der Polyurethanschaum an seiner äußeren Oberfläche eine dichte Haut aufweist. Ferner kann in diesem Falle der Innenbehälter aus der dichten Haut des Polyurethanschaums gebildet sein.

Zur Herstellung dient ein Verfahren, welches die nachstehen­ den Verfahrensschritte vorsieht:

• - um den inneren Wärmetauscher herum wird ein Kunststoff vergossen, und an Ort und Stelle (in situ) derart ver­ schäumt, daß dabei das thermische Isoliermaterial ge­ bildet wird, das auf seiner äußeren und inneren Ober­ fläche eine dichte Schale aufweist und das ferner eine Aussparung aufweist, in der eine Oberfläche des inneren Wärmetauschers freiliegt;
• - das Peltierelement wird innerhalb dieser Aussparung derart angeordnet, daß ein Wärmetausch mit dieser freiliegenden Oberfläche des inneren Wärmetauschers gegeben ist;
• - auf der dichten Haut an der äußeren Oberfläche des thermischen Isoliermaterials wird ein ringförmiger elastischer und zusammendrückbarer Dichtungsring der­ art angeordnet, daß der Dichtungsring die Aussparung und das darin befindliche Peltierelement vollständig umgibt;
• - auf diesem Dichtungsring wird in abdichtendem Kontakt mit dem Dichtungsring der äußere Wärmetauscher ange­ ordnet;
• - daraufhin werden die Schrauben eingesetzt und ange­ zogen, um die beiden Wärmetauscher aufeinander zu zu bewegen und das Peltierelement unter Druck zwischen den inneren und dem äußeren Wärmetauscher einzuspannen.

Bei diesem Verfahren sind die inneren und äußeren Schalen­ abschnitte entweder vorgeformt, oder das thermische Isolier­ material wird aus einem Polyurethanschaum gebildet, welcher in solcher Weise vergossen und verschäumt wird, daß die inneren und äußeren Schalenabschnitte in situ aus je einer dichten Haut an der inneren und äußeren Oberfläche des aus­ geschäumten Kunststoffes gebildet werden.

Nachstehend wird der erfindungsgemäße thermoelektrische Kleinkühlbehälter mehr im einzelnen anhand einer bevorzug­ ten Ausführungsform mit Bezugnahme auf die Zeichnungen er­ läutert; diese zeigen:

Fig. 1 in einer isometrischen Darstellung einen er­ findungsgemäßen, transportablen Kleinkühlbe­ hälter;

Fig. 2 in einer auseinandergezogenen, isometrischen Darstellung den Behälterabschnitt des Klein­ kühlbehälters nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Teilansicht eines Schnittes längs der Linie 3-3 aus Fig. 1;

Fig. 4 in einer auseinandergezogenen, isometrischen Darstellung den Gegenstand nach Fig. 3; und

Fig. 5 eine Draufsicht in Richtung der in Fig. 4 angegebenen Pfeile.

Zu einem transportablen Kleinkühlbehälter 10 gehören ein Behälterabschnitt 12 und ein Deckelabschnitt 14, der auf der einen Seite mit Hilfe von Überwurfstücken 16 und auf der anderen Seite mit Hilfe von (nicht dargestellten) Scharnie­ ren an dem Behälterabschnitt 12 befestigt ist.

Der Behälterabschnitt 12 weist eine Außenschale 18 und eine Innenschale bzw. einen Innenbehälter 20 auf, wie das aus Fig. 2 ersichtlich ist. Der Innenbehälter 20 besteht vor­ teilhafterweise aus Kunststoff, kann jedoch bei Bedarf auch aus Aluminium oder einem anderen wärmeleitenden Metall be­ stehen. An den Enden und an der Bodenwand des Innenbehälters 20 liegt eng ein Wärmeleitelement 22 an. An jedem Ende des Wärmeleitelementes 22 befindet sich je ein U-förmiger inne­ rer Wärmetauscher 24, der mit Hilfe von Schrauben 28 an den Endwänden 26 des Wärmeleitelementes 22 angebracht ist. Die Schrauben 28 stehen nach außen über das flache Ende oder die gebogenen Abschnitte 30 des U-förmigen, inneren Wärmetau­ schers 24 vor, wie das aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist. Beim Zusammenbau der Teile überlappen die seitlich abstehen­ den Seitenränder 32 des Innenbehälters 20 die Seitenwände 34 der Außenschale 18, und die Enden 36 stoßen an den Stirn­ wänden 38 der Außenschale 18 an und sind darin versenkt, wie das bei 39 dargestellt ist, wodurch der Innenbehälter 20 im Abstand zu den Seitenwänden 34, den Stirnwänden 38 und dem Boden der Außenschale 18 gehalten wird.

Die Stirnwand 38 weist ein eingesetztes Panel 40 auf, das in Auskehlungen 42 in der Stirnwand 38 paßt. Das eingesetzte Panel 40 weist eine quadratische Aussparung 44 auf, die ge­ ringfügig kleiner ist als die Fläche 30 des inneren Wärme­ tauschers 24 und bezüglich dieser Fläche 30 ausgerichtet ist, wie das aus Fig. 5 ersichtlich ist. Diese Aussparung 44 bildet eine Aussparung in der Stirnwand 38, welche die Fläche 30 des inneren Wärmetauschers 24 freilegt.

Das eingesetzte Panel 40 weist zwei elektrische Anschlüsse 46 und 48 auf, die über elektrisch leitende Drähte 50 und 52 mit einem Anschlußkabel 54 verbunden sind, welches seiner­ seits aus dem Innenraum durch den Bodenabschnitt einer der Stirnwände 38 herausgeführt ist und an einen gepolten Stecker 56 angeschlossen ist, der seinerseits zum Ein­ stecken in die Zigarettenanzünder-Fassung eines Fahrzeugs, wie etwa eines Automobils, eines Flugzeugs oder eines Schiffes ausgebildet ist.

Wenn die beschriebenen Komponenten des Kleinkühlbehälters zusammengebaut sind, wird dieses Bauteil in einer Form an­ geordnet, und es wird eine schaumbildende Kunststoffmasse zugeführt bzw. aufgespritzt, welche den Zwischenraum zwi­ schen dem Innenbehälter 20 und der Außenschale 18 mittels einer Schaumisolierung ausfüllt und die Drähte 50 und 52 sowie den inneren Abschnitt der elektrischen Leitung 54 innerhalb der Isolierung einbettet.

Daraufhin werden die äußeren Abschnitte 58 und 60 der elek­ trischen Anschlüsse 46 und 48 über die elektrisch leitenden Drähte 62 und 64 an den positiven Pol bzw. an den negativen Pol des Peltierelementes 66 angeschlossen. Das Peltierele­ ment 66 weist eine ebene Fläche 68 für den Oberflächen-zu- Oberflächen-Kontakt mit der ebenen Fläche 30 des inneren Wärmetauschers 24 auf. Ferner weist das Peltierelement 66 eine ebene Fläche 70 für den Oberflächen-zu-Oberflächen- Kontakt mit einer inneren ebenen Fläche 72 eines äußeren Wärmetauschers 74 auf, der mit Hilfe von Schrauben fest am Peltierelement 66 angeschraubt ist, so daß nach Aufsetzen und Anziehen von Muttern auf den Schraubenbolzen 28 ein Kompressionsdruck zwischen den Flächen 72 und 30 erzeugt werden kann.

Bevor der äußere Wärmetauscher 74 an der vorgesehenen Stelle angebracht wird, wird rund um das Peltierelement 66 herum ein ringförmiger Dichtungsring 76 angeordnet, der aus ela­ stischem und zusammendrückbarem Material besteht. Dieser Dichtungsring 76 wird an der vorgesehenen Stelle mit Hilfe der Schraubbolzen 28 gehalten, welche durch Schlitze 78 und 80 in dem Dichtungsring 76 hindurchragen. Ein Ende 82 des ringförmigen Dichtungsringes 76 ist lang genug ausgebildet, um die elektrischen Anschlüsse 46 und 48 weitgehend zu über­ lappen, wie das am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist. Ferner weist dieser Dichtungsring 76 eine ausreichende Stärke auf, so daß, nach dem Anschrauben des äußeren Wärmetauschers 74 an dem Peltierelement 66, dieser Dichtungsring 76 unter Kompressionsdruck gehalten wird, so daß dieser Dichtungs­ ring 76 das Peltierelement 66 vollständig von den Umgebungs­ bedingungen, wie etwa Feuchtigkeit und dgl. abschließt. Gleichzeitig isoliert der überlappende Abschnitt 82 am Dich­ tungsring 76 die elektrischen Anschlüsse 46 und 48 sowie die elektrisch leitenden Drähte 62 und 64 gegenüber den Umge­ bungseinflüssen.

Der äußere Wärmetauscher 74 besteht aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise aus Aluminium, und weist eine Anzahl vertikal abstehender Rippen 84 auf; ferner sind seitlich abstehende Leitbleche oder Rippen 86 und 88 vorhanden, welche seitlich von der Mittelplatte abstehen, an welcher die Rippen 84 angeformt sind. Die Leitbleche 88 ver­ laufen planar mit ihren Außenflächen, und die Außenenden der Rippen 84 liegen in einer gemeinsamen Ebene.

Der äußere Wärmetauscher 74 weist eine rechteckige Gestalt und eine solche Stärke auf, die an die Aussparung in den Stirnwänden 38 des Behälterabschnittes 12 angepaßt ist, so daß die alleräußerste Fläche 90 des äußeren Wärmetauschers 74 mit der äußersten Oberfläche des Vorsprunges 92 an den Stirnwänden 38 fluchtet.

Der Deckel 14 wird unabhängig hergestellt und mit einer Schaumisolierung ausgefüllt und daraufhin an dem Behälter­ abschnitt 12 angelenkt, wie das bereits beschrieben ist.

Es wird ein tragbarer, thermoelektrischer Kleinkühlbehälter erhalten, der einfach und zweckmäßig aufgebaut ist, der symmetrisch in den Außenabmessungen gestaltet ist und der keinerlei vorstehende Teile an den äußeren Wärmetauschern aufweist. Das Peltierelement und die elektrischen Anschlüsse sind vollständig gegenüber den Umgebungsbedingungen abge­ schirmt bzw. abgeschlossen. Das thermische Isoliermaterial wird durch Vergießen eines an Ort und Stelle aufschäumenden, den Isolierschaum bildenden Materials rund um die inneren Wärmetauscher in einer solchen Weise erzeugt, die zu je einer dichten Haut an der inneren und äußeren Oberfläche des Isoliermaterials führt.

Obwohl die im einzelnen beschriebene Ausführungsform einen vorgeformten Behälterabschnitt aufweist mit einem Innenbe­ hälter und mit einer Außenschale, ist ohne weiteres ersicht­ lich, daß der Innenbehälter und die Außenschale auch in situ erzeugt werden können, indem man solchen Polyurethanschaum verwendet, der beim Vergießen bzw. Ausschäumen in einer ge­ eigneten Form eine dichte Haut an seiner inneren und äußeren Oberfläche bildet.

Claims (4)

1. Thermoelektrischer Kleinkühlbehälter,
mit einem Peltierelement, dessen Kaltseite an einem inne­ ren Wärmetauscher anliegt und dabei einen Kühlraum kühlt, und dessen Warmseite an einem äußeren Wärmetauscher an­ liegt, der durch Umgebungsluft gekühlt wird,
mit einem Innenbehälter, in dem der Kühlraum ausgebildet ist und der von thermischem Isoliermaterial umgeben ist,
das eine Aussparung aufweist, in welcher der innere Wärmetauscher vollständig eingepaßt ist, sowie mit Schrauben, welche das Peltierelement zwischen dem inneren und dem äußeren Wärmetauscher unter Druck einspannen, dadurch gekennzeichnet,
daß das thermische Isoliermaterial ein in situ verschäumter Kunststoffschaum ist, und
daß ein elastischer Dichtungsring (76) vorhanden ist, welcher das Peltierelement (66) an dessen Umfang allsei­ tig umgibt und gegen Feuchtigkeit von außen abschirmt,
wobei der Dichtungsring (76) von den Schrauben (28) zwi­ schen dem inneren und dem äußeren Wärmetauscher (24, 74) unter Kompressionsdruck gehalten ist.

2. Kleinkühlbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffschaum ein Polyurethanschaum ist.

3. Kleinkühlbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyurethanschaum an seiner äußeren Oberfläche eine dichte Haut aufweist.

4. Kleinkühlbehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbehälter (20) aus der dichten Haut des Poly­ urethanschaums gebildet ist.