EP2463605A2 - Gehäusekomponente für ein Kältegerät - Google Patents
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Classifications
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- F25D2201/14—Insulation with respect to heat using subatmospheric pressure
Definitions
- the present invention relates to a housing component for a refrigeration appliance, in particular for a household refrigerating appliance, which comprises at least one vacuum insulation panel.
- a housing component is made DE 103 42 859 A1 known.
- a vacuum insulation panel is generally composed of a highly diffusion-proof plastic film and a porous filler such as silica, zeolite, glass fiber, polyurethane foam or the like, which is airtightly sheathed by the film and kept under a negative pressure.
- Vacuum insulation panels have excellent insulation properties at low wall thickness, but are expensive due to their complex production, and they are difficult to handle in refrigeration equipment, as they do not fit seamlessly into a prefabricated hollow-walled housing in contrast to the polyurethane foam conventionally used.
- the object of the invention is therefore to provide a housing component for a refrigeration device with at least one vacuum insulation panel, which is simple and inexpensive to produce, and to provide a method for their preparation.
- the object is achieved by enclosing a case component with a shell which encloses an insulating material-containing cavity, wherein the shell Vacuum insulation panel is attached, at least one surface of the shell has a weldable plastic to which the vacuum insulation panel is welded.
- said shell surface is an interior cavity-facing surface, and the vacuum insulation panel forms at least a portion of the insulation material contained in the cavity.
- the vacuum insulation panel is protected by the shell from damage.
- a foam layer, in which the vacuum insulation panel is embedded, can expediently completely fill the cavity.
- a release layer may be provided between the vacuum insulation panel and the foam layer to prevent the foam from adhering to the surface of the vacuum insulation panel, thus allowing recovery of the costly vacuum insulation panel when recycling the housing.
- the separating layer may expediently be formed as a film.
- the embedding foam layer can adhere to this without it itself adhering to the vacuum insulation panel.
- the release layer In order to hold the release layer in place at least during assembly of the housing component, it may be conveniently attached to a portion of the shell projecting beyond an edge of the vacuum insulation panel.
- the vacuum insulation panel may expediently be arranged on an outer side of the shell facing away from the bearing chamber. This is particularly useful when the inside of the shell is structured three-dimensionally, for example, to allow the attachment of internals in the housing, and the attachment of the generally planar plate-shaped vacuum insulation panel on the inside would give difficult to fill with foam cavities.
- the inside of the shell is sufficiently flat, however, it is appropriate to attach the vacuum insulation panel directly to her, since the vacuum insulation panel then Generally, it can have smaller edge lengths than an outside fastened and therefore cheaper.
- the weldable plastic advantageously forms a layer on a surface of the sheet.
- the weldable plastic may be provided as a layer on the surface of at least a portion of the shell-forming composite material.
- the shell consists at least in places of one layer of the weldable plastic.
- the weldable plastic may in particular be PET, PE, PP, PA, PS, EVA or ABS, with PS and ABS being particularly preferred.
- induction welding high frequency welding, microwave welding, infrared welding and vibration welding are particularly suitable, and among them, induction and vibration welding are particularly preferable.
- Other techniques such as hot plate welding, hot gas welding or laser welding are less convenient because it is difficult to evenly heat a large contact area between the shell and the vacuum insulation panel.
- Fig. 1 shows a horizontal cross section through a housing of a household refrigerator according to a first embodiment of the invention.
- the housing comprises a body 1 and a hinged thereto door 2, which surround a storage chamber 3 for refrigerated goods.
- Both housing components, the body 1 and the door 2 are each initially formed as a hollow body with an assembled from several parts, surrounding an inner cavity shell.
- the shell comprises both the body 1 and the door 2 a deep-drawn from plastic, adjacent to the storage chamber 3 inner skin 4 and an outer skin 5, which may be integrally formed or joined together from several parts.
- the outer skin 5 or its parts can be formed from sheet metal, from the same plastic as the inner skin 4 or from multilayer plastic composite material.
- Inner and outer skin of a housing part are connected to each other at the level of a arranged in a known manner between the body 1 and door 2 magnetic seal 6.
- the outer skin 5 is provided on its inner cavity of the body 1 and the door 2 facing surface with a weldable plastic layer of PS (polystyrene) in particular HIPS (High Impact PS) or ABS (acyl-butadiene-styrene).
- PS polystyrene
- HIPS High Impact PS
- ABS acyl-butadiene-styrene
- a vacuum insulation panel 7 is fixed by induction welding, high-frequency welding, microwave welding, infrared welding or vibration welding.
- the dimensions of the vacuum insulation panel 7 are smaller than those of the inner cavity obtained when the outer skin 5 and the inner skin 4 are bonded together after welding the vacuum insulation panel 7.
- This inner cavity 8 is then completely filled by ejecting and expanding polyurethane.
- the vacuum insulation panels 7 ensure a highly effective insulation of the storage chamber 3 on almost its entire surface, with the exception of columns 9, 10 between the body 1 and door 2 or at the edges of the body 1, where the vacuum insulation panels 7 of side walls and rear wall of the body. 1 or in Fig. Not shown, in a corresponding manner in The ceiling and bottom of the body 1 inserted vacuum insulation panels should not touch directly to allow passage of the polyurethane between the panels 7 and its full spread over the entire space 8.
- the inner skin 4 homogeneously monolayer of PS, ABS or another weldable plastic molded, in particular deep-drawn, it is also possible to weld to their vacuum insulation panels 7, as in Fig. 2 shown.
- the inner skin 4 when a Vakuumisolationspaneel 7 is to be welded to her, composed of individual plates, for example made of sheet metal or plastic composite material, since these plates are easier to implement required for a large-scale welding of the vacuum insulation panels 7 flatness.
- the outer skin 5 here have the plates of the inner skin 4 a the space 8 facing coating of a weldable plastic.
- a coldwall evaporator 11 is arranged in the space 8 in contact with the inner skin 4, there eliminates the Vakuumisolationspaneel, or it is as in Fig. 1 shown arranged on the outer skin 5.
- Fig. 3 shows an enlarged detail of a vacuum insulation panel 7 and a shell 12 to which it is welded, wherein the shown section of the shell 12 both a Section of the inner skin 4 and the outer skin 5 may be.
- the vacuum insulation panel 7 comprises a block 13 of porous material and a multilayer film 14 which surrounds the block 13 airtight.
- the film 14 has a multilayer structure with a central barrier layer 15 of highly diffusion-tight plastic such as PVdC (polyvinylidene chloride) or EVOH (ethylene vinyl alcohol) between outer and inner protective layers 16, 17, which in turn may be constructed in one or more layers.
- the outer protective layer 17 is fused by welding over a large area with a layer 18 of ABS or HIPS on the inner surface of the shell 12th
- a release film 19 extends between the vacuum insulation panels 7 and the polyurethane foam filling the gap 8.
- the release film 19 is on the vacuum insulation panel 7 loose or at most easily mounted on and is left under the panel 7 at the weld.
- the release film 19 may be glued to the shell 12 or fixed by adhesion like a known food cling film.
- the release liner 19 allows for quick and clean separation of the polyurethane foam from the vacuum insulation panel 7. If the weld between the protective layer 17 of the panel and the layer 18 of the shell 12 is not too intimate, the shell can be withdrawn from the panel 7 again, and the panel 7 can be re-installed.
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gehäusekomponente für ein Kältegerät, insbesondere für ein Haushaltskältegerät, die wenigstens ein Vakuumisolationspaneel umfasst. Eine solche Gehäusekomponente ist aus
DE 103 42 859 A1 bekannt. - Ein Vakuumisolationspaneel ist im Allgemeinen aufgebaut aus einer hochgradig diffusionsdichten Kunststofffolie und einem porösen Füllmaterial wie etwa Kieselerde, Zeolith, Glasfaser, Polyurethanschaum oder dergleichen, das von der Folie luftdicht ummantelt ist und unter einem Unterdruck gehalten ist. Vakuumisolationspaneele weisen bei geringer Wandstärke ausgezeichnete Isolationseigenschaften auf, sind allerdings aufgrund ihrer aufwendigen Herstellung teuer, und sie sind bei der Kältegerätefertigung schwierig zu handhaben, da sie sich im Gegensatz zu dem herkömmlicherweise verwendeten Polyurethanschaum nicht lückenlos in ein vorgefertigtes hohlwandiges Gehäuse einfügen.
- Wenn ein Vakuumisolationspaneel in einem Kältegerätegehäuse verbaut wird, ist es daher gebräuchlich, einen inneren Hohlraum einer das Gehäuse bildenden Schale nur zum Teil mit dem Vakuumisolationspaneel auszufüllen, indem dieses an einer inneren Oberfläche der Schale verklebt wird, und das von dem Vakuumisolationspaneel nicht belegte Restvolumen des Hohlraums der Schale durch Expandierenlassen von Polyurethanschaum auszufüllen. Auch diese Vorgehensweise ist nicht vollauf befriedigend, da die zum Befestigen des Vakuumisolationspaneels benötigten Klebstoffe kostspielig sind und der Klebevorgang selbst komplizierte und zeitaufwendige Handhabungs- und Andrückschritte umfasst.
- Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Gehäusekomponente für ein Kältegerät mit wenigstens einem Vakuumisolationspaneel, das einfach und preiswert herstellbar ist, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben.
- Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einer Gehäusekomponente mit einer Schale, die einen Isolationsmaterial enthaltenden Hohlraum umschließt, wobei an der Schale ein Vakuumisolationspaneel befestigt ist, wenigstens eine Oberfläche der Schale einen schweißbaren Kunststoff aufweist, an dem das Vakuumisolationspaneel verschweißt ist.
- Vorzugsweise ist besagte Oberfläche der Schale eine innere, dem Hohlraum zugewandte Oberfläche, und das Vakuumisolationspaneel bildet wenigstens einen Teil des in dem Hohlraum enthaltenen Isolationsmaterials. So ist das Vakuumisolationspaneel durch die Schale vor Beschädigung geschützt.
- Eine Schaumstoffschicht, in die das Vakuumisolationspaneel eingebettet ist, kann den Hohlraum zweckmäßigerweise vollständig ausfüllen.
- Zwischen dem Vakuumisolationspaneel und der Schaumstoffschicht kann eine Trennschicht vorgesehen sein, um ein Anhaften des Schaumstoffs an der Oberfläche des Vakuumisolationspaneels zu verhindern und so beim Recycling des Gehäuses eine Rückgewinnung des kostspieligen Vakuumisolationspaneels zu ermöglichen.
- Die Trennschicht kann zweckmäßigerweise als Folie ausgebildet sein. An dieser kann die einbettende Schaumstoffschicht anhaften, ohne dass sie selber an dem Vakuumisolationspaneel haftet.
- Um die Trennschicht zumindest während des Zusammenbaus der Gehäusekomponente an ihren Platz zu halten, kann sie zweckmäßigerweise an einen über einen Rand des Vakuumisolationspaneels überstehenden Bereich der Schale befestigt sein.
- Das Vakuumisolationspaneel kann zweckmäßigerweise an einer von der Lagerkammer abgewandten Außenseite der Schale angeordnet sein. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Innenseite der Schale dreidimensional strukturiert ist, zum Beispiel um die Befestigung von Einbauten in dem Gehäuse zu ermöglichen, und die Anbringung des im Allgemeinen eben plattenförmigen Vakuumisolationspaneels an der Innenseite schwierig mit Schaumstoff auszufüllende Hohlräume ergeben würde.
- Wenn die Innenseite der Schale hinreichend eben ist, ist es hingegen zweckmäßig das Vakuumisolationspaneel direkt an ihr zu befestigen, da das Vakuumisolationspaneel dann im Allgemeinen kleinere Kantenlängen haben kann als ein außenseitig befestigtes und dementsprechend preiswerter ist.
- Wenn die Schale wenigstens teilweise aus Blech gefertigt ist, und das Vakuumisolationspaneel an dem blechernen Teil der Schale angebracht sein soll, bildet der schweißbare Kunststoff zweckmäßigerweise eine Schicht an einer Oberfläche des Blechs.
- In entsprechender Weise kann der schweißbare Kunststoff als eine Schicht an der Oberfläche von mindestens einen Teil der Schale bildendem Verbundmaterial vorgesehen sein.
- Eine weitere Möglichkeit ist, dass die Schale wenigstens stellenweise einschichtig aus dem schweißbaren Kunststoff besteht.
- Der schweißbare Kunststoff kann insbesondere PET, PE, PP, PA, PS, EVA oder ABS sein, wobei PS und ABS besonders bevorzugt sind.
- Zum Befestigen des Vakuumisolationspaneels an der Schale ist Induktionsschweißen, Hochfrequenzschweißen, Mikrowellenschweißen, Infrarotschweißen und Vibrationsschweißen besonders geeignet, und unter diesen sind Induktions- und Vibrationsschweißen besonders bevorzugt. Andere Techniken wie Heizelementschweißen, Warmgasschweißen oder Laserschweißen sind weniger zweckmäßig, da es mit diesen schwierig ist, eine große Kontaktfläche zwischen Schale und Vakuumisolationspaneel gleichmäßig zu erhitzen.
- Weitere 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 ein Kältegerätegehäuse gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
- Fig. 2
- einen schematischen Schnitt durch ein Kältegerätegehäuse gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung;
- Fig. 3
- ein vergrößertes Detail eines erfindungsgemäßen Gehäuseteils in einer Schnittansicht.
-
Fig. 1 zeigt einen horizontalen Querschnitt durch ein Gehäuse eines Haushaltskältegerätes gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung. Das Gehäuse umfasst einen Korpus 1 und eine daran angelenkte Tür 2, die eine Lagerkammer 3 für Kühlgut umgeben. Beide Gehäusekomponenten, der Korpus 1 und die Tür 2, sind jeweils zunächst als Hohlkörper mit einer aus mehreren Teilen zusammengefügten, einen inneren Hohlraum umgebenden Schale ausgebildet. Die Schale umfasst sowohl beim Korpus 1 als auch bei der Tür 2 eine aus Kunststoff tiefgezogene, an die Lagerkammer 3 angrenzende Innenhaut 4 und eine Außenhaut 5, die einteilig ausgebildet oder aus mehreren Teilen zusammen gefügt sein kann. Die Außenhaut 5 bzw. ihre Teile können aus Blechen, aus demselben Kunststoff wie die Innenhaut 4 oder aus mehrschichtigem Kunststoff-Verbundmaterial geformt sein. Innen- und Außenhaut eines Gehäuseteils sind miteinander in Höhe einer in bekannter Weise zwischen Korpus 1 und Tür 2 angeordneten Magnetdichtung 6 verbunden. - Die Außenhaut 5 ist an ihrer dem inneren Hohlraum des Korpus 1 bzw. der Tür 2 zugewandten Oberfläche mit einer schweißbaren Kunststoffschicht aus PS (Polystyrol) insbesondere HIPS (High Impact PS) oder ABS (Acyl-Butadien-Styrol) versehen. An dieser Oberfläche ist ein Vakuumisolationspaneel 7 durch Induktionsschweißen, Hochfrequenzschweißen, Mikrowellenschweißen, Infrarotschweißen oder Vibrationsschweißen befestigt. Die Abmessungen des Vakuumisolationspaneels 7 sind kleiner als die des inneren Hohlraums, der erhalten wird, wenn nach dem Verschweißen des Vakuumisolationspaneels 7 Außenhaut 5 und Innenhaut 4 miteinander verbunden werden. Dieser innere Hohlraum 8 wird anschließend durch Ausspritzen und Expandierenlassen von Polyurethan vollständig ausgefüllt. Die Vakuumisolationspaneele 7 gewährleisten eine hochwirksame Isolation der Lagerkammer 3 auf fast ihrer gesamten Oberfläche, mit Ausnahme von Spalten 9, 10 zwischen Korpus 1 und Tür 2 bzw. an den Kanten des Korpus 1, wo sich die Vakuumisolationspaneele 7 von Seitenwänden und Rückwand des Korpus 1 bzw. in der Fig. nicht gezeigte, in entsprechender Weise in Decke und Boden des Korpus 1 eingefügte Vakuumisolationspaneele nicht unmittelbar berühren sollten, um ein Durchtritt des Polyurethans zwischen den Paneelen 7 und dessen vollständige Ausbreitung über den gesamten Zwischenraum 8 zu ermöglichen.
- Wenn die Innenhaut 4 homogen einschichtig aus PS, ABS oder einem anderen schweißfähigen Kunststoff geformt, insbesondere tiefgezogen ist, ist es auch möglich, an ihr Vakuumisolationspaneele 7 zu verschweißen, wie in
Fig. 2 gezeigt. Vorzugsweise ist allerdings die Innenhaut 4, wenn ein Vakuumisolationspaneel 7 an ihr verschweißt werden soll, aus einzelnen Platten, z.B. aus Blech oder Kunststoff- Verbundmaterial zusammengefügt, da diese Platten leichter mit der für eine großflächige Verschweißung der Vakuumisolationspaneele 7 erforderlichen Ebenheit realisierbar sind. Wie im Falle derFig. 1 die Außenhaut 5 weisen hier die Platten der Innenhaut 4 eine dem Zwischenraum 8 zugewandte Beschichtung aus einem schweißbaren Kunststoff auf. - Wie anhand des Schnitts der
Fig. 2 deutlich zu erkennen, erlaubt die Anbringung der Vakuumisolationspaneele 7 an der Innenhaut 4 des Korpus 1 bzw. der Tür 2, die Spalte 9 zwischen dem Paneel 7 der Tür 2 und den Paneelen 7 der Seitenwände des Korpus 1 deutlich enger zu machen als im Falle derFig. 1 und so eine verbesserte Isolationswirkung trotz bei gleichen Außenabmessungen des Gehäuses geringfügig verringerten Kantenlängen der Paneele 7 zu erreichen. Der gleiche Effekt ist auch an den Spalten 10 zwischen den Seitenwänden und der Rückwand des Korpus 1 realisierbar, wenn, wie durch einen gestrichelten Umriss angedeutet, ein Vakuumisolationspaneel 7 in Kontakt mit der Innenhaut 4 in der Rückwand des Korpus 1 angeordnet ist. Dies ist insbesondere dann praktikabel, wenn ein Verdampfer des Kältegerätes frei in der Lagerkammer 3 oder als Nofrost-Verdampfer in einer von der Lagerkammer 3 abgetrennten Kammer montiert ist. - Falls jedoch, wie in
Fig. 2 dargestellt, an der Rückwand des Korpus 1 ein Coldwall-Verdampfer 11 im Zwischenraum 8 in Kontakt mit der Innenhaut 4 angeordnet ist, entfällt dort das Vakuumisolationspaneel, oder es ist wie inFig. 1 gezeigt an der Außenhaut 5 angeordnet. -
Fig. 3 zeigt ein vergrößertes Detail eines Vakuumisolationspaneels 7 und einer Schale 12 an der es verschweißt ist, wobei der gezeigte Ausschnitt der Schale 12 sowohl ein Abschnitt der Innenhaut 4 als auch der Außenhaut 5 sein kann. Das Vakuumisolationspaneel 7 umfasst einen Block 13 aus porösem Material und eine mehrschichtige Folie 14, die den Block 13 luftdicht umgibt. Die Folie 14 hat einen mehrschichtigen Aufbau mit einer zentralen Sperrschicht 15 aus hoch diffusionsdichtem Kunststoff wie etwa PVdC (Polyvinylidenchlorid) oder EVOH (Ethylenvinylalkohol) zwischen äußeren und inneren Schutzschichten 16, 17, die ihrerseits ein- oder mehrlagig aufgebaut sein können. Die äußere Schutzschicht 17 ist durch Verschweißung großflächig verschmolzen mit einer Schicht 18 aus ABS oder HIPS an der inneren Oberfläche der Schale 12. - Eine Trennfolie 19 erstreckt sich zwischen den Vakuumisolationspaneelen 7 und dem den Zwischenraum 8 ausfüllenden Polyurethanschaum. Die Trennfolie 19 liegt auf den Vakuumisolationspaneel 7 lose oder allenfalls leicht befestigt auf und liegt links unter dem Paneel 7 an der Schweißnaht an. Die Trennfolie 19 kann an der Schale 12 verklebt oder wie eine bekannte Frischhaltefolie für Lebensmittel durch Adhäsion fixiert sein. Wenn das Kältegerät abgenutzt ist und recycelt werden soll, ermöglicht die Trennfolie 19 eine schnelle und saubere Trennung des Polyurethanschaums von den Vakuumisolationspaneel 7. Wenn die Verschweißung zwischen der Schutzschicht 17 des Paneels und der Schicht 18 der Schale 12 nicht zu innig ist, kann die Schale von dem Paneel 7 wieder abgezogen werden, und das Paneel 7 kann erneut verbaut werden.
Claims (13)
- Gehäusekomponente für ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit einer Schale (4, 5; 12), die einen Isolationsmaterial enthaltenden Hohlraum (8) umschließt, wobei an der Schale (4, 5; 12) ein Vakuumisolationspaneel (7) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Oberfläche der Schale (4, 5; 12) einen schweißbaren Kunststoff (18) aufweist und das Vakuumisolationspaneel (7) an dem Kunststoff (18) verschweißt ist.
- Gehäusekomponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Schale (4, 5; 12) eine innere, dem Hohlraum zugewandte Oberfläche ist und das Vakuumisolationspaneel (7) wenigstens einen Teil des in dem Hohlraum (8) enthaltenen Isolationsmaterials bildet.
- Gehäusekomponente nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumisolationspaneel (7) in dem Hohlraum (8) in eine Schaumstoffschicht eingebettet ist.
- Gehäusekomponente nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Vakuumisolationspaneel (7) und der Schaumstoffschicht eine Trennschicht (19) vorgesehen ist.
- Gehäusekomponente nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (19) eine Folie ist.
- Gehäusekomponente nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (19) an einem über einen Rand des Vakuumisolationspaneels (7) überstehenden Bereich der Schale (12) befestigt ist.
- Gehäusekomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumisolationspaneel (7) an einer von einer Lagerkammer (3) abgewandten Außenseite (5) der Schale angeordnet ist.
- Gehäusekomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumisolationspaneel (7) an einer einer Lagerkammer (3) zugewandten Innenseite (4) der Schale angeordnet ist.
- Gehäusekomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (4, 5; 12) wenigstens teilweise aus Blech gefertigt ist und der schweißbare Kunststoff (18) eine Schicht an einer Oberfläche des Blechs bildet.
- Gehäusekomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (12) wenigstens teilweise aus einem Verbundmaterial gefertigt ist und der schweißbare Kunststoff (18) eine Schicht an einer Oberfläche des Verbundmaterials bildet.
- Gehäusekomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale wenigstens stellenweise einschichtig aus dem schweißbaren Kunststoff besteht.
- Gehäusekomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der schweißbare Kunststoff unter PET, PE, PP, PA, PS, EVA und ABS ausgewählt ist.
- Verfahren zur Fertigung einer Gehäusekomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumisolationspaneel (7) an der Schale (4, 5; 12) durch Induktionsschweißen, Hochfrequenzschweißen, Mikrowellenschweißen, Infrarotschweißen oder Vibrationsschweißen befestigt wird.
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