DE8912320U1 - Cooling or heating box for motor vehicles - Google Patents
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Description
Die Neuerung betrifft eine Kühl- und Wärmebox für Kraftfahrzeuge der Ausgestaltung, bei der Abstrahlflächen zur Abführung der entnommenen Wärme durch einen von einem Ventilator gekühlten Luftstrom beaufschlagt werden.The innovation concerns a cooling and heating box for motor vehicles of a design in which radiating surfaces for the removal of the extracted heat are acted upon by an air flow cooled by a fan.
mit nachfolgendem Aufbau weite Verbreitung gefunden: Ein wäremisoliertes Gehäuse für das zu kühlende bzw. zu erwärmende Gut wie Getränke u.a. hat eine Innenauskleidung, die ganz oder teilweise aus Metall besteht. Diese Innenauskleidung ist wiederum wärmeleitend mit einer thermoelektrischen Hitzepumpe, einem sogenannten Peltierelement verbunden, das seinerseits mit einem metallischen Abstrahler verbunden ist. Ein Ventilator sorgt für die Erzeugung eines die entnommene Wärme abführenden Luftstromes und kühlt auf die Weiseden Abstrahler. Dieses Prinzip hat es ermöglicht, die Abmessung von Kühlaggregaten ganz erheblich &Pgr; zu verkleinern, und es hat deshalb vor allem bei Kühl- bzw. Wärmeboxen breite Anwendung gefunden und neue Bereiche erschlossen, wie beispielsweise beim Camping bzw. beim Einbau in Kraftfahrzeuge. Gerade bei stunden- und tagelangen Autofahrten, insbesondere in südlichen Ländern, besteht häufig das Verlangen nach einem erfrischenden Getränk.with the following structure: A heat-insulated housing for the goods to be cooled or heated, such as drinks, etc., has an inner lining that is made entirely or partially of metal. This inner lining is in turn connected in a heat-conducting manner to a thermoelectric heat pump, a so-called Peltier element, which in turn is connected to a metal radiator. A fan generates an air flow that carries away the extracted heat and cools the radiator in this way. This principle has made it possible to reduce the size of cooling units considerably, and has therefore found widespread use, especially in cooling or heating boxes, and has opened up new areas, such as camping or installation in motor vehicles. Especially on car journeys lasting hours or days, especially in southern countries, there is often a desire for a refreshing drink.
Da solche Kühl- bzw. Wärmeboxen auf Basis von Peltierelementen am weitesten verbreitet sind, wird die Neuerung an Hand dieser Ausführungsform im weiteren erläutert.Since such cooling or heating boxes based on Peltier elements are the most common, the innovation will be explained below using this embodiment.
Sie ist sinngemäß auf alle .Kühl- bzw. Heizsystems übertragbar, bei denen mittels eines Luftstromes die Abführung von Wärme erfolgt. . ·It can be applied to all cooling or heating systems in which heat is removed by means of an air flow. . ·
Da außerdem das Bedürfnis nach Kühlung das nach Bereitung eines warmen Getränkes überwiegt, wird aus Vereinfachungsgründen die Neuerung bei Anwendung als Kühlbox beschrieben und lediglich dann, wenn jeweils Anpassungen erforderlich sind,wie bei den auf beide Vorgänge zugeschnittenen Bedienungselementen, ist sowohl Kühlen als auch Erwärmen expressis verbis erwähnt.In addition, since the need for cooling outweighs the need for preparing a warm drink, for the sake of simplicity the innovation is described when used as a cool box and only when adjustments are required, such as with the operating elements tailored to both processes, are both cooling and heating mentioned expressis verbis.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die auf Basis von Peltierelementen möglich gewordenen kleinen Abmessungen und die bisher bekannte Anwendung zum Kühlen oder Erwärmen noch vielseitiger zu nutzen und diesen Boxen ein ganz neues zusätzliches Anwendungsfeld zu erschließen.The innovation is based on the task of making even more versatile use of the small dimensions made possible by Peltier elements and the previously known application for cooling or heating and opening up a completely new additional field of application for these boxes.
Diese Aufgabe wird bei einer Kühl- bzw. Wärmebox der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß der Kühl- bzw. Wärmebox im von Luft durchströmten Bereich ein Ionisator integriert ist.This task is solved in a cooling or heating box of the generic type by integrating an ionizer in the area through which air flows.
Bekanntlich ist gerade in einem Kraftfahrzeug die Luftzusammensetzung sehr schlecht, einmal bedingt durch die Insassen des Kraftfahrzeuges selbst, zum anderen aber auch durch Kraftfahrzeugabgase, die über Belüftungsschlitze u.a. ins Innere des Kraftfahrzeuges dringen. Es machensich dann bedingt durch die schlechte Luft und Sauerstoffmangel bald Ermüdungserscheinungen geltend. Man hat deshalb auch schon sogenannte Ionisatoren als Zusatzgeräte für das Kraftfahrzeug entwickelt, die diesem übelstand abhelfen sollen.It is well known that the air composition in a motor vehicle is very poor, partly due to the occupants of the vehicle itself, but also due to vehicle exhaust fumes that penetrate into the interior of the vehicle through ventilation slots, etc. Symptoms of fatigue soon become apparent due to the poor air quality and lack of oxygen. So-called ionizers have therefore been developed as additional devices for the vehicle to remedy this problem.
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Die Neuerung bietet nun erstmals die Möglichkeit, beide recht konträren Anforderungen in einem einzigen Gerät zu kombinieren und den ohnehin bei der Kühl- bzw. Wärmebox der gattungsgemäßen Art gegebenen Luftstrom zu nutzen, ohne daß ein zusätzliches Gerät erforderlich ist bzw. die Kühlbox vergrößert werden muß.The innovation now offers the possibility for the first time to combine both quite contradictory requirements in a single device and to use the air flow that is already present in the cooling or heating box of the generic type, without an additional device being required or the cooling box having to be enlarged.
Die Kühl- bzw. Wärmebox kann aus einem einzigen wärmeisolierten Gehäuse bestehen, in das die erforderlichen Teile wie Peltierelement, Abstrahler, Gebläse und der Ionisator integriert sind. Bevorzugt ist die Kühl- bzw. Wärmebox C jedoch zweiteilig ausgeführt und besteht aus einem kastenförmig ausgebildeten, wärmeisolierten oberen Nutzteil zur Aufnahme der zu kühlenden bzw. zu erwärmenden Güter und einem Unterteil, das zweckmäßig dem Kraftfahrzeug angepaßt ist, insbesondere der Verkleidung der MLtteltonsole, auf der die Box zwischen den Vordersitzen und evtl. bis zum- Rücksitz hin in zweckmäßiger Weise untergebracht ist. Besondere Befestigungsmittel sind meist nicht erforderlich, weil die üblicherweise elastisch nachgebenden Sitze die Box einklemmen und so festhalten. Gegebenenfalls können jedoch Befestigungsmittel für einen sicheren Halt im Kraftfahrzeug dienen wie Führungsschienen, Befestigungsbänder u.a.The cooling or heating box can consist of a single heat-insulated housing in which the necessary parts such as the Peltier element, radiator, fan and ionizer are integrated. Preferably, however, the cooling or heating box C is designed in two parts and consists of a box-shaped, heat-insulated upper part for holding the goods to be cooled or heated and a lower part that is suitably adapted to the vehicle, in particular the lining of the middle seat, on which the box is suitably housed between the front seats and possibly up to the rear seat. Special fastening devices are usually not required because the seats, which are usually elastically flexible, clamp the box and thus hold it in place. If necessary, fastening devices can be used to ensure a secure hold in the vehicle, such as guide rails, fastening straps, etc.
Die Unterteilung der Box in einen oberen Nutzteil und ein Unterteil ermöglicht in vorteilhafter Weise die Unterbringung des Ventilators und des Ionisators und dient der Führung des Luftstromes vom Lufteintritt am Ventilator über den Abstrahler und den Ionisator hinweg bis zur Austrittsöffnung an der Box. Zweckmäßig ist der Abstrahler an der Rückseite derTrennwand des Nutzteils angebracht, die den Nutzteil vom Unterteil trennt und ragt so in den Strömungsbereich des Luftstromes hinein, sodaß die Temperaturabführung . optimiert ist.The division of the box into an upper part and a lower part advantageously enables the accommodation of the fan and the ionizer and serves to guide the air flow from the air inlet on the fan via the radiator and the ionizer to the outlet opening on the box. The radiator is conveniently attached to the back of the partition wall of the useful part, which separates the useful part from the lower part and thus protrudes into the flow area of the air flow, so that the temperature dissipation is optimized.
Zweckmäßig besteht das Gehäuse der Box aus schlagfestem Kunststoff und ist zumindest im Nutzteil in üblicher Weise wärmeisoliert. Dieses Gehäuse trägt bevorzugt stirnseitig Bedienungselemente mit nachfolgenden zweckmäßigen Funktionen:The housing of the box is made of impact-resistant plastic and is thermally insulated in the usual way, at least in the working part. This housing preferably has operating elements on the front with the following practical functions:
Einen Ein- und Ausschalter des Ionisators, der es ermöglicht, daß gegebenenfalls die Box auch lediglich als Kühl- bzw. Wärmebox genutzt wird, wie beispielsweise bei kürzeren Stadtfahrten oder bei Mitnahme der Box bei Verlassen des Kraftfahrzeuges, sei es auf einem Rastplatz oder ins Hotelzimmer, wo meist eine Ionisierung der Luft nicht erforderlich ist. Ein anderes zweckmäßiges Bedienungselement besteht aus einem Dreifunktionsschalter, über den das Ein- und Ausschalten der Stromzufuhr zum Kühlen bzw. Heizen und die Wahl, ob gekühlt oder geheizt werden soll, bewirkt wird. Diese Bedienungselemente lassen bereits die vielseitige Einsatzmöglichkeit der Kühl- bzw. Wärmebox gemäß der Neuerung erkennen. Im Kraftfahrzeug, insbesondere bei längeren Fahrten, wird man alle durch die Neuerung gegebenen Möglichkeiten nutzen, nämlich sowohl die Kühlung beispielsweise für Getränke und die Ionisierung der Luft. Andererseits kann, beispielsweise bei Fahrten im Winter, die Box auch lediglich als Ionisator benutzt werden oder aber, wenn eine Ionisierung der Luft wenig sinnvoll wäre, als Gerät zum Kühlen für Getränke u.a. bzw. zum Heizen, um sich eine Tasse Kaffee oder Tee zuzubereiten oder ein mitgebrachtes Fertiggericht aufzuwärmen. An on and off switch for the ionizer, which allows the box to be used as a cooling or heating box, for example on short trips in town or when taking the box with you when you leave the vehicle, whether at a rest stop or in a hotel room, where ionization of the air is usually not necessary. Another useful control element consists of a three-function switch, which is used to switch the power supply for cooling or heating on and off and to choose whether cooling or heating is to be used. These control elements already show the versatile use of the cooling or heating box according to the innovation. In the vehicle, especially on longer trips, all the possibilities offered by the innovation will be used, namely both cooling for drinks, for example, and ionization of the air. On the other hand, for example, when traveling in winter, the box can also be used simply as an ionizer or, if ionizing the air would not be of much use, as a device for cooling drinks, etc. or for heating, to make a cup of coffee or tea or to warm up a ready meal you have brought with you.
Zweckmäßig sind den Bedienungselementen noch farbige Kontrolllampen zugeordnet, die auf einfache Art und Weise erkennen lassen, welche Funktionen eingeschaltet sind.For practical purposes, the control elements are also assigned colored indicator lamps, which make it easy to see which functions are switched on.
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Aufbau und Funktionsweise der funktionswesentlichen Teile wie des Kühlaggregates, bevorzugt des Peltierelementes und des Ionisators,sind an sich bekannt und müssen deshalb hier nicht im Einzelnen beschrieben werden. Beim Peltierelement handelt es sich um eine thermoelektrische Wärmepumpe, die sich zunutze macht, daß bei bestimmten Halbleiterlegierungen, z.B. des Wismuts und Tellurs,beträchtliche Temperaturdifferenzen auftreten, die zum Kühlen oder Erwärmen genutzt werden. Der Ionisator besteht im wesentlichen aus einem Hochspannungskaskade , die Niederspannung, hier vor allem die der Autobatterie entnommenen 12 Volt , auf hohe Spannungen -*■ bringt. Die vbrbeistreichende Luft wird ah dünnen, zweckmäßig konkav geschliffenen, zugespitzten Drähten ionisiert, die von der Hochspannungskaskade aus mit Hochspannung beaufschlagt sind.The structure and functioning of the essential parts such as the cooling unit, preferably the Peltier element and the ionizer, are known per se and therefore do not need to be described in detail here. The Peltier element is a thermoelectric heat pump that takes advantage of the fact that certain semiconductor alloys, e.g. bismuth and tellurium, have considerable temperature differences that are used for cooling or heating. The ionizer essentially consists of a high-voltage cascade that raises low voltages, in this case mainly the 12 volts taken from the car battery, to high voltages -*■ . The passing air is ionized by thin, appropriately concavely ground, pointed wires that are charged with high voltage from the high-voltage cascade.
Um die Kühl- bzw. Wärmebox auch außerhalb des Kraftfahrzeuges benutzen zu können, sei es in ihrer Doppelfunktion zum Kühlen bzw. Erwärmen und Ionisieren oder für eine dieser Verwendungen allein, ist der Box in einer weiteren Ausgestaltung zweckmäßig ein Transformator integriert oder zugeordnet, der es ermöglicht, das Gerät an das übliche Lichtnetz von 220 bzw. 110 Volt Wechselstrom anzuschließen und diese Spannung gleichschaltet Q und auf die 12 V heruntertransformiert, für die das Gerät üblicherweise ausgelegt ist.In order to be able to use the cooling or heating box outside the vehicle, whether in its dual function for cooling or heating and ionizing or for one of these uses alone, the box is in a further embodiment conveniently integrated or assigned a transformer that enables the device to be connected to the usual lighting network of 220 or 110 volts alternating current and synchronizes this voltage Q and transforms it down to the 12 V for which the device is usually designed.
Dem Verwendungszweck entsprechend weist die Kühl- bzw. Wärmebox zweckmäßig stirnseitig an der Außenhülle des Gehäuses noch Haltevorrichtungen für Gläser, Flaschen u.a. auf, die vorzugsweise auf bzw. herausklappbar ausgebildet sind, um nicht zu stören, wenn sie nicht benutzt werden. Ebenso sind vorteilhaft am Gehäuse der Box ein oder zwei Tragegriffe angeordnet, um die Box leicht entnehmen und mit zum Rastplatz und aufs Hotelzimmer mitnehmen zu können.In accordance with the intended use, the cooling or heating box has practical holders for glasses, bottles, etc. on the front of the outer shell of the housing, which are preferably designed to be folded open or out so as not to cause interference when not in use. It is also advantageous to have one or two handles on the housing of the box so that the box can be easily removed and taken to the rest area or hotel room.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Kühl- bzw. Wärmebox ist der Verschlußdeckel,der erforderlich ist, um das zu kühlende bzw. zu erwärmende Gut einbringen und entnehmen zu können, als Armstütze ausgebildet und bildet so im geschlossenen Zustand zwischen den Sitzen eine bequeme Auflage für die Arme der Kfz.Insassen.In a practical design of the cooling or heating box, the cover, which is required to insert and remove the goods to be cooled or heated, is designed as an armrest and, when closed, forms a comfortable support for the arms of the vehicle occupants between the seats.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Neuerung und deren Arbeitsweise ergeben sich aus den nachfolgenden, stark schematischen Zeichnungen, die eine bevorzugte «» Ausführungsform des neuen Gebrauchsgegenstandes darstellen, ohne daß dieser jedoch auf diese Ausführungsform beschränkt ist. Insbesondere erfordert das Unterteil eine Anpassung an den Kraftfahrzeugtyp, in den die Kühl- bzw. Wärmebox eingesetzt werden soll.Further details and advantages of the innovation and how it works can be seen from the following, highly schematic drawings, which show a preferred «» embodiment of the new article of daily use, but are not limited to this embodiment. In particular, the lower part requires adaptation to the type of vehicle in which the cooling or heating box is to be used.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Kühl- bzw. Wärmebox -" nachfolgend nur noch als Box bezeichnet -Fig. 1 shows a longitudinal section through the cooling or heating box - hereinafter referred to as box -
Die Box mit integriertem Ionisator 4 besteht aus dem Gehäuse 7 mit einer Außenhülle 9 aus schlagfestem Kunststoff, das aus Nutzteil 1 und Unterteil 2 J besteht und im Nutzteil 1 eine Wärmeisolierung 10 aufweist. Der Nutzteil 1 hat einen quaderförmigen Nutzraum 11. zur Aufnahme des zu kühlenden bzw. zu erwärmenden Gutes und ist mit einer Auskleidung 12 aus Aluminium versehen, die in wärmeleitender Verbindung mit dem Peltierelement 13 steht. Peltierelement .13 steht wiederum in wärmeleitender Verbindung mit dem Abstrahler 5., der an der Rückseite der Trennwand •14 befestigt ist und in den luftdurchströmten Freiraum 15 des Unterteils 2 hineinragt.The box with integrated ionizer 4 consists of the housing 7 with an outer shell 9 made of impact-resistant plastic, which consists of a working part 1 and a lower part 2 J and has a thermal insulation 10 in the working part 1. The working part 1 has a cuboid-shaped working space 11 for accommodating the goods to be cooled or heated and is provided with a lining 12 made of aluminum, which is in a heat-conducting connection with the Peltier element 13. The Peltier element 13 is in turn in a heat-conducting connection with the radiator 5, which is attached to the back of the partition wall 14 and projects into the air-flowing free space 15 of the lower part 2.
Das Unterteil 2 hat an einer Stirnseite Eintrittsöffnungen 16 für Luft, die über einen Kohlefilter 17 vorgereinigt und vom Ventilator 3 in das Unterteil 2 gesaugt wird und durch die in Längsrichtung parallel verlaufenden, im einzelnen nicht dargestellten Kühlrippen des Abstrahierst hindurchstreicht, dort entzogene Wärme abführt und über den Luftkanal 18 wieder austritt.The lower part 2 has inlet openings 16 on one end face for air, which is pre-cleaned by a carbon filter 17 and sucked into the lower part 2 by the fan 3 and passes through the cooling fins of the extractor, which run parallel in the longitudinal direction and are not shown in detail, where it dissipates the heat extracted and exits again via the air duct 18.
Hinter dem Abstrahler 5 befindet sich der Ionisator 4 , bestehend aus einer Hochspannungskaskade 19 , die mit Drahtspitzen 20 ausgestattet ist. Oer schrmatisch angedeutete Transformator 21 dient der Transformierung des Wechselstromes des Lichtnetzes auf 12 Volt Gleichstrom, für die üblicherweise die Box ausgelegt ist, wenn das Gerät beispielsweise mit ins Hotelzimmer genommen wird. Das Aluband 23 aus dünnem Alumniumblech deckt den Spalt zwischen Nutzteil .1 und Unterteil 2 ab und dient dem Zusammenhalt beider Teile. Nach oben hin ist die Box durch den Deckel 29 verschlossen, dessen Oberseite als Armlehne ausgebildet ist. Stirnseitig sind Bedienungselemente angebracht, nämlich der Ein- und Ausschalter 25 und der Dreifunktionsschalter 24 für Kühlen, Wärmen und das Ein- und Ausschalten der Kühlung bzw. Heizung. Kontrolleuchten 26 in verschiedenen Farben lassen erkennen, welche Funktion bei den Bedienungselementen eingeschaltet ist. Die Anschlußbuchse 28 dient dem Einstecken des Verbindungskabels zum 12 Volt-Anschluß des Kraftfahrzeuges. Die der Box zugeführte Niedervoltspannung versorgt sowohl das auf 4. A ausgelegte Peltierelement 13 als auch den Ventilator 3 mit Strom. Ein so ausgelegtes Peltierelement 13 erfaßt einen Temperaturbereich von ca'60 . Bei Ausnutzung der Box zum Erhitzen ist eine Kühlung des Abstrahlers 5 nicht zweckmäßig, so daß der Ventilator 3 "bei der Stellung "heizen" durch eine nicht dargestellte Sperrdiode abgeschaltet ist. Bei der Stellung "heizen" sind Ten peraturen bis zu 70°, bei "kühlen" bis nahe 0° C erreichbar.Behind the radiator 5 is the ionizer 4, consisting of a high-voltage cascade 19 equipped with wire tips 20. The schematically indicated transformer 21 is used to transform the alternating current of the lighting network to 12 volt direct current, for which the box is usually designed if the device is taken to a hotel room, for example. The aluminum strip 23 made of thin aluminum sheet covers the gap between the useful part 1 and the lower part 2 and serves to hold both parts together. The box is closed at the top by the lid 29, the top of which is designed as an armrest. Control elements are attached to the front, namely the on and off switch 25 and the three-function switch 24 for cooling, heating and switching the cooling or heating on and off. Control lights 26 in different colors show which function is switched on in the control elements. The connection socket 28 is used to plug in the connecting cable to the 12 volt connection of the motor vehicle. The low voltage supplied to the box supplies both the Peltier element 13, which is designed for 4 A, and the fan 3 with power. A Peltier element 13 designed in this way covers a temperature range of approx. 60 . When the box is used for heating, cooling the radiator 5 is not practical, so that the fan 3 is switched off in the "heat" position by a blocking diode (not shown). In the "heat" position, temperatures of up to 70°C can be achieved, and in the "cool" position, temperatures of up to almost 0°C can be achieved.
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