DE102011086902A1

DE102011086902A1 - Verfahren zum Bearbeiten eines Elementes eines Kältegerätes

Info

Publication number: DE102011086902A1
Application number: DE201110086902
Authority: DE
Inventors: Athanasios Athanasiou
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2013-05-23
Also published as: WO2013075968A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Elementes eines Kältegerätes zur Erzeugung einer bestimmten Eigenschaft einer Oberfläche des Elementes, das mit einem additiven Stoff (109) versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der additive Stoff (109) zur Erzeugung einer Mikrostruktur mittels einer Plasmaflamme (101) beaufschlagt wird.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Kältegeräte.
In modernen Kältegeräten sind Oberflächeneigenschaften der darin verwendeten Elemente sowohl für die Kühlgutlagerdauer als auch für die Effizienz eines Kältegerätes von großer Bedeutung. So können die Oberflächen eines Innenraumes eines Kältegerätes mit antibakteriellen Stoffen versehen werden, wodurch die Kühlgutlagerdauer erhöht werden kann.
Zur Beschichtung der Oberflächen mit antibakteriellen Stoffen sind jedoch oft mehrere Arbeitsgänge notwendig, welche die Gesamtkomplexität der Herstellung eines Kältegerätes erhöhen. Außerdem ist es schwierig, mit herkömmlichen Beschichtungsverfahren Mikrostrukturen zu erzeugen, welche die physikalischen Oberflächeneigenschaften prägen. So kann eine Mikrostruktur der Oberfläche beispielsweise dazu beitragen, dass sich an der Oberfläche keine Eiskristalle ausbilden und somit die Oberfläche weitgehend eisfrei bleibt.
Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein effizienteres Verfahren zur Beeinflussung zumindestens einer Eigenschaft einer Oberfläche eines Elementes eines Kältegerätes zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen.
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.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch eine Behandlung eines mit einem additiven Stoff versehenen Elementes eines Kältegerätes mit einer Plasmaflamme erzielt werden kann. Die Plasmaflamme ist im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Hitzequelle mit einem gleichzeitige Ausstoß von Ionen und/oder Elektronen. Durch die gleichzeitige Hitze- und Plasmabehandlung des Elementes kann der additive Stoff gleichzeitig an dem Element befestigt werden und durch Benetzung eine Mikrostruktur ausbilden.
Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bearbeiten eines Elementes eines Kältegerätes zur Erzeugung einer bestimmten Eigenschaft einer Oberfläche des Elementes, wobei das Element mit einem additiven Stoff versehen wird oder ist. Zur Erzeugung einer Mikrostruktur wird der additive Stoff mit einer Plasmaflamme beaufschlagt. Wie vorstehend ausgeführt, ist die Plasmaflamme eine Hitze- und eine Plasmaquelle mit Ionen und/oder Elektronen. Die Plasmaflamme kann beispielsweise eine Hitze von 50°C, 100°C, 150°C, 200°C, 250°C, 300°C oder mehr Grad entwickeln. Durch die gleichzeitige Hitze- und Plasmaeinwirkung kann der additive Stoff aktiviert werden und dadurch die gewünschte Eigenschaft entfalten. Hierbei können beispielsweise die Moleküle des additiven Stoffes verbunden werden, wodurch eine Mikrostruktur entsteht, welche das Element durchsetzt oder welche eine Oberfläche des Elementes benetzt.
Gemäß einer Ausführungsform wird der additive Stoff in das Element eingebettet. Das Element kann beispielsweise eine Wandung eines Kältegerätes sein, welche beispielsweise aus Kunststoff besteht. Bei der Kunststoffherstellung kann beispielsweise einem Kunststoffgranulat der additive Stoff beigefügt werden. Durch Einwirkung der Plasmaflamme wird der additive Stoff zu einer das Element durchziehenden Mikrostruktur verbunden bzw. aktiviert. Auf diese Weise wird erreicht, dass das gesamte Element samt seiner Oberfläche mit der gewünschten Eigenschaft versehen wird.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Oberfläche des Elementes mit dem additiven Stoff beschichtet. Hierbei kann der additive Stoff auf die Oberfläche aufgetragen und mittels der Plasmaflamme fixiert werden. Dadurch entsteht eine die Oberfläche des Elementes benetzende Mikrostruktur mit den gewünschten Eigenschaften.
Gemäß einer Ausführungsform wird der additive Stoff während der Beaufschlagung mit der Plasmaflamme auf die Oberfläche des Elementes aufgebracht. Hierbei können sowohl die Beschichtung der Oberfläche als auch die Erzeugung der Mikrostruktur besonders aufwandsreduziert in einem Arbeitsschritt durchgeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Plasmaflamme mittels einer Plasmadüse erzeugt, und der additive Stoff wird beispielsweise gleichzeitig mittels der Plasmadüse auf die Oberfläche des Elementes aufgebracht bzw. ausgestoßen.
Gemäß einer Ausführungsform wird der additive Stoff während eines Extrusionsvorgangs, beispielsweise gasförmig, in das Element eingebracht.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Plasmaflamme Ionen und/oder Elektronen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Oberfläche durch die bestimmte Eigenschaft antibakteriell und/oder hydrophob und/oder kann eisfrei gehalten werden und/oder umfasst eine vorbestimmte Oberflächenstruktur und/oder ist ausgebildet, Ethylengas zu binden oder mit Ethylengas zu reagieren.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Mikrostruktur durch eine Verbindung von Molekülen des additiven Stoffes erzeugt.
Gemäß einer Ausführungsform wird der additive Stoff durch die Beaufschlagung mit der Plasmaflamme fixiert, beispielsweise auf der Oberfläche des Elementes oder in dem Element. Diese Fixierung geht beispielsweise einher mit der Erzeugung der Mikrostruktur, welche flächig sein kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Element eines der folgenden Elemente: Innenbehälter, Schale, Absteller, Wasserabfluss, Glasplatte, Türgriff, wasserführendes Element, Luftteil, Gasetagere, Dichtung, insbesondere Türdichtung, Verdampferabschnitt, insbesondere Verdampferrohr oder Verdampferplatte.
Gemäß einer Ausführungsform ist der additive Stoff Kaliumpermanganat oder Palladium-Chlorid oder Palladium(II)-Chlorid.
Gemäß einer Ausführungsform wird durch die Plasmaflamme eine Hitzeeinwirkung auf das Element erzeugt. Dadurch kann der additive Stoff noch besser fixiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Kältegerät mit einem Element, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bearbeiten eines Elementes eines Kältegerätes bearbeitet wurde.
Weitere Ausführungsformen werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine Bearbeitung eines Elementes eines Kältegerätes mit einer Plasmaflamme;
2 eine Bearbeitung eines Elementes eines Kältegerätes mit einer Plasmaflamme gemäß einer Ausführungsform;
3 ein Bearbeiten eines Elementes eines Kältegerätes mit einer Plasmaflamme gemäß einer Ausführungsform; und
4 ein Kältegerät gemäß einer Ausführungsform.
In 1 ist die Bearbeitung eines Elementes eines Kältegerätes mit einer Plasmaflamme 101 dargestellt. Die Plasmaflamme 101 wird mittels einer Plasmadüse 103 erzeugt, welche über einer Oberfläche 105 eines Elementes 107 eines in 1 nicht dargestellten Kältegerätes gehalten bzw. geführt wird. Das Element 107 ist mit additivem Stoff 109 versehen, welches beispielsweise während eines Extrusionsvorgangs zur Herstellung des Elementes 107, das aus Kunststoff sein kann, in dieses eingebracht werden kann. Durch die Hitzeeinwirkung der Plasmaflamme 101 sowie durch die abgegebenen Ionen und/oder Elektronen werden Moleküle des additiven Stoffes 109 zu einer das Element 107 durchziehenden Mikrostruktur verbunden.
Wie in 1 dargestellt wird der additive Stoff 109 mit Hilfe der Plasmadüse 103, welche als Plasmadüsenkopf gebildet sein kann, durch Energiezufuhr mittels der Plasmaflamme 101, welche energiereiche Ionen und/oder Elektronen abgibt, aktiviert, wodurch eine Mikrostruktur entsteht. Dadurch wird der addittive Stoff 109 fixiert. Auf diese Weise kann eine Oberfläche mit Zusatzeigenschaften wie beispielsweise antibakterielles Verhalten und/oder einfache Reinigbarkeit und/oder Hydrophobie und/oder Eisfreiheit etc. erzeugt werden.
2 verdeutlicht die Bearbeitung eines Elementes 201, dessen Oberfläche 203 mit dem additiven Stoff 109 beschichtet ist. Zur Beschichtung kann der additive Stoff 109 auf die Oberfläche 203 aufgebracht, beispielsweise aufgedampft werden. Zur Erzeugung einer Mikrostruktur auf der Oberfläche 203 wird die Plasmadüse 103 über die Oberfläche 203 geführt, wodurch die Moleküle des additiven Stoffes 109 sowohl Hitze als auch Ionen bzw. Elektronen ausgesetzt werden. Dadurch verbinden sich diese zu einer die Oberfläche 203 benetzenden Mikrostruktur.
Wie in 2 dargestellt wird der additive Stoff 109 als Zusatzmaterial zur Beschichtung der Oberfläche 203 herangezogen. Der additive Stoff 109 wird mit Hilfe der Plasmadüse 103, welche als Plasmadüsenkopf gebildet sein kann, durch Energiezufuhr mittels der Plasmaflamme 101, welche energiereiche Ionen und/oder Elektronen abgibt, aktiviert, wodurch eine Mikrostruktur entsteht. Dadurch wird der addittive Stoff 109 fixiert und benetzt die Oberfläche 203. Auf diese Weise kann die Oberfläche 203 mit Zusatzeigenschaften wie beispielsweise antibakterielles Verhalten und/oder einfache Reinigbarkeit und/oder Hydrophobie und/oder Eisfreiheit etc. erzeugt werden.
3 verdeutlicht die Bearbeitung eines Elementes 301 eines Kältegerätes mit einer Plasmaflamme 303, welche mittels einer Plasmadüse 305 erzeugt wird. Die Plasmadüse 305 ist ausgebildet, gleichzeitig den additiven Stoff 109 auszugeben, so dass die Oberfläche 307 des Elementes 301 während der Beaufschlagung dieser mit der Plasmaflamme 303 mit dem additiven Stoff beschichtet wird. Durch die gleichzeitige Hitzeeinwirkung werden die Moleküle des additiven Stoffes zu einer Mikrostruktur verbunden, welche eine der vorstehend genannten Eigenschaften des Elementes 301 aufbringen kann. Ein Vorteil der in 3 dargestellten Ausführungsform ist die weitere Komplexitätsreduktion, weil auf einen additiven Arbeitsgang zur Beschichtung des Elementes 301 mit dem additiven Stoff 109 verzichtet werden kann.
Wie in 3 dargestellt wird der additive Stoff 109 als Zusatzmaterial zur Beschichtung der Oberfläche 307 mit Hilfe der Plasmadüse 305, welche als Plasmadüsenkopf gebildet sein kann, durch Energiezufuhr mittels der Plasmaflamme 303, welche energiereiche Ionen und/oder Elektronen abgibt, abgegeben aktiviert, wodurch eine Mikrostruktur entsteht. Der additive Stoff wird bevorzugt in Form eines Gases in der Nähe der Plasmaflamme 303 abgegeben und zeichnet sich durch die gewünschten Eigenschaften aus, welche der Oberfläche 307 zu verleihen sind. Dadurch wird der addittive Stoff 109 aufgetragen und benetzt die Oberfläche 307. Auf diese Weise kann die Oberfläche 203 mit Zusatzeigenschaften wie beispielsweise antibakterielles Verhalten und/oder einfache Reinigbarkeit und/oder Hydrophobie und/oder Eisfreiheit etc. erzeugt werden.
4 zeigt ein Kältegerät 400 mit darin angeordneten Elementen 401–415, deren Oberflächen gemäß einer der vorstehend genannten Ausführungsformen bearbeitet werden können. Die Elemente können gebildet werden durch einen Lüfter 401, einen Verdampfer 403, eine Tür 405, Türetageren 407, Glastablare 409, ein Luftleitblech 411, eine Gemüseschale 413 oder eine Türdichtung 415. Durch die Beaufschlagung dieser Elemente mit additiven Stoffen können deren Oberflächen an den jeweiligen Einsatzzweck angepasst werden.
Bezugszeichenliste

101: Plasmaflamme
103: Plasmadüse
105: Oberfläche
107: Element
109: additiver Stoff
201: Element
203: Oberfläche
301: Element
303: Plasmaflamme
305: Plasmadüse
307: Oberfläche
400: Kältegerät
401: Lüfter
403: Verdampfer
405: Tür
407: Türetageren
409: Glastablare
411: Luftleitblech
413: Gemüseschale
415: Türdichtung

Claims

Verfahren zum Bearbeiten eines Elementes eines Kältegerätes zur Erzeugung einer bestimmten Eigenschaft einer Oberfläche des Elementes (100, 201, 301), wobei das Element (100, 201, 301) mit einem additiven Stoff (109) versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der additive Stoff (109) zur Erzeugung einer Mikrostruktur mittels einer Plasmaflamme (101, 303) beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der additive Stoff in das Element (100, 201, 301) eingebettet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Elementes (100, 201, 301) mit dem additiven Stoff (109) beschichtet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der additive Stoff (109) während der Beaufschlagung mit der Plasmaflamme (101, 303) auf die Oberfläche des Elementes (100, 201, 301) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaflamme (101, 303) mittels einer Plasmadüse erzeugt wird und dass der additive Stoff (109) mittels der Plasmadüse auf die Oberfläche des Elementes (100, 201, 301) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der additive Stoff (109) während eines Extrusionsvorgangs, insbesondere gasförmig, in das Element (100, 201, 301) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaflamme (101, 303) Ionen und/oder Elektronen umfasst.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Elementes (100, 201, 301) durch die bestimmte Eigenschaft antibakteriell, hydrophob, eisfrei ist und/oder eine bestimmte Oberflächenstruktur aufweist und/oder ausgebildet ist, Ethylengas zu binden oder mit Ethylengas zu reagieren.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostruktur durch eine Verbindung von Molekülen des additiven Stoffes (109) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Beaufschlagung des additiven Stoffes (109) mit der Plasmaflamme (101, 303) der additive Stoff (109) fixiert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (100, 201, 301) eines der folgenden Elemente ist: Innenbehälter, Schale, Absteller, Wasserabfluss, Glasplatte, Türgriff, wasserführendes Element, Luftteil, Glasetagère, Dichtung, insbesondere Türdichtung, Verdampferabschnitt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der additive Stoff (109) Kaliumpermanganat oder Palladium-Chlorid oder Palladium(II)-Chlorid ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Plasmaflamme (101, 303) eine Hitzeeinwirkung auf das Element (100, 201, 301) erzeugt wird.
Kältegerät mit einem Element (100, 201, 301), das nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 bearbeitet wurde.