DE102018129188A1

DE102018129188A1 - Luftausströmer für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102018129188A1
Application number: DE102018129188.4A
Authority: DE
Inventors: Manfred Groben; Günther Krämer
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2020-05-20
Also published as: CN113365861A; WO2020106490A1; US20220009317A1; US11590826B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Luftausströmer für ein Fahrzeug, umfassend ein Gehäuse und ein Luftleitelement, wobei das Luftleitelement in dem Gehäuse in unterschiedliche Richtungen um mindestens einen Drehpunkt verschwenkbar gelagert ist, gekennzeichnet durch ein in einem ersten Angriffspunkt auf das Luftleitelement einwirkendes erstes Antriebselement und durch ein in einem zweiten Angriffspunkt auf das Luftleitelement einwirkendes zweites Antriebselement, wobei der zweite Angriffspunkt mit dem Drehpunkt des Luftleitelements eine erste Schwenkachse definiert um die das erste Antriebselement das Luftleitelement verschwenkt und wobei der erste Angriffspunkt mit dem Drehpunkt des Luftleitelements eine zweite Schwenkachse definiert um die das zweite Antriebselement das Luftleitelement verschwenkt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftausströmer für ein Fahrzeug, umfassend ein Gehäuse und ein Luftleitelement, wobei das Luftleitelement in dem Gehäuse in unterschiedliche Richtungen um mindestens einen Drehpunkt verschwenkbar gelagert ist.
Solche Luftausströmer dienen der Zufuhr von Luft in einen Fahrzeuginnenraum, beispielsweise in den Innenraum eines PKW oder eines LKW. Durch das Luftleitelement kann ein durch den Luftausströmer fließender Luftstrom von einer Hauptstromrichtung in beliebige, in einer insbesondere senkrecht zu der Hauptstromrichtung angeordneten Ebene liegenden, Richtungen abgelenkt werden. Derartige Luftausströmer sind zumeist runde Luftausströmer, auch Kugelausströmer genannt, mit einem im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmigen Luftleitelement, welches in einer im Wesentlichen kugelschalenförmigen Gehäuseaufnahme lagert. Bekannte Luftausströmer dieser Art werden meist durch eine Bedienperson manuell verstellt durch händischen Angriff auf das Luftleitelement. Im in ein Fahrzeug eingebauten Zustand eines solchen Luftausströmers kann eine in dem Fahrzeuginnenraum befindliche Bedienperson den aus dem Luftausströmer in den Innenraum gelangenden Luftstrom in beliebige Richtung lenken, beispielsweise nach oben oder nach unten oder zu den Seiten sowie in beliebige Zwischenpositionen, beispielsweise nach rechts oben oder nach links unten.
Eine elektrische Verstellbarkeit von Luftleitelementen von Luftausströmern ist für Luftausströmer mit Luftleitlamellen bekannt. Derartige Luftausströmer verfügen üblicherweise über zwei Lamellenpakete mit jeweils mehreren parallel zueinander angeordneten Luftleitlamellen, wobei die Lamellenpakete in einem durch das Gehäuse begrenzten Luftkanal entlang einer Hauptstromrichtung aufeinanderfolgend angeordnet sind und die Luftleitlamellen des einen Lamellenpakets im Wesentlichen senkrecht zu den Luftleitlamellen des anderen Lamellenpakets angeordnet sind. Diese Lamellenpakete sind für die Luftablenkung des Luftstroms in unterschiedlichen Achsen zuständig. In einem im Fahrzeug verbauten Zustand eines solchen Luftausströmers dient zumeist ein Lamellenpaket der Ablenkung des Luftstroms von der Hauptstromrichtung nach oben und unten und das andere Lamellenpaket der Ablenkung des Luftstroms zu den Seiten. DE 10 2005 015 222 B3 beschreibt einen Luftausströmer mit einem um eine Schwenkachse zwischen einer Ausströmstellung und einer Schließstellung verschwenkbaren Grundkörper mit Horizontal- und Vertikallamellen. DE 101 21 909 A1 behandelt grundsätzlich die elektrische Ansteuerung von Luftausströmern.
Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Luftausströmer bereitzustellen, dessen in beliebige Richtungen verschwenkbares Luftleitelement elektrisch angesteuert werden kann.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch einen Luftausströmer gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
Erfindungsgemäß ist der Luftausströmer der eingangs genannten Art gekennzeichnet durch ein in einem ersten Angriffspunkt auf das Luftleitelement einwirkendes erstes Antriebselement und durch ein in einem zweiten Angriffspunkt auf das Luftleitelement einwirkendes zweites Antriebselement, wobei der zweite Angriffspunkt mit dem Drehpunkt des Luftleitelements eine erste Schwenkachse definiert, um die das erste Antriebselement das Luftleitelement verschwenkt und wobei der erste Angriffspunkt mit dem Drehpunkt des Luftleitelements eine zweite Schwenkachse definiert, um die das zweite Antriebselement das Luftleitelement verschwenkt.
Der Luftausströmer dient, wie eingangs erwähnt, der gezielten Zufuhr eines Luftstroms in einen Fahrzeuginnenraum. Es kann insbesondere genau ein Luftleitelement vorgesehen sein. Das Gehäuse kann hierbei eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung aufweisen sowie einen Luftkanal für von der Eintrittsöffnung zu der Austrittsöffnung entlang einer Hauptstromrichtung strömende Luft begrenzen. Das Luftleitelement kann insbesondere im Bereich der Austrittsöffnung innerhalb des Luftkanals angeordnet sein. Auch kann das Luftleitelement zumindest abschnittsweise einen Teil des Luftleitkanals bilden und die Austrittsöffnung aufweisen. Das Luftleitelement ist in unterschiedliche Richtungen, insbesondere in beliebige Richtungen um den Drehpunkt verschwenkbar. Das Luftleitelement dient der Ablenkung des Luftstroms, wie eingangs erwähnt. Ein durch den Luftkanal entlang einer Hauptstromrichtung strömender Luftstrom kann durch das Luftleitelement somit eine Richtungskomponente in einer beliebigen Richtung senkrecht zu der Hauptstromrichtung erfahren. Das Luftleitelement kann somit, wie ebenfalls eingangs erwähnt, im in ein Fahrzeug verbauten Zustand den Luftstrom nach oben oder nach unten, zu den Seiten oder in beliebige Zwischenpositionen ablenken.
Wie eingangs erwähnt, kann der Luftausströmer insbesondere ein runder bzw. kugelförmiger Luftausströmer sein. Grundsätzlich sind auch andere Formen denkbar. Das Gehäuse des Luftausströmers kann also beispielsweise einen kugelförmigen Abschnitt aufweisen, innerhalb dessen das Luftleitelement gelagert ist. Das Luftleitelement kann hierbei zylinderförmig ausgebildet sein, wobei die Mantelfläche des Luftleitelements eine radial nach außen weisende Wölbung aufweisen kann, die einer Wölbung der Innenfläche des kugelförmigen Abschnitts des Gehäuses entsprechen kann. Das Luftleitelement kann folglich ein scheibenförmiges Kugelsegment sein. Somit kann das Luftleitelement innerhalb des Gehäuses beliebig um den Drehpunkt verschwenkt werden. Das Luftleitelement ist somit kugelgelenkartig in dem Gehäuse gelagert und kann um ein eventuell vorgesehenes Kugelgelenk verkippt werden. Das Luftleitelement kann insbesondere durch Luftleitrippen voneinander beabstandete Durchgangsöffnungen aufweisen zur Führung und Lenkung des Luftstroms. Die Rippen und Durchgangsöffnungen können sich insbesondere entlang einer Längsachse des Luftleitelements erstrecken, wobei die Längsachse sich bei einem zylinderförmigen Luftleitelement insbesondere entlang der Zylinderachse erstrecken kann. Die Längsachse kann in einer Neutralstellung des Luftleitelements insbesondere parallel zur Hauptstromrichtung durch den Drehpunkt verlaufen, wobei in der Neutralstellung möglichst keine Ablenkung des Luftstroms von der Hauptstromrichtung erfolgt. Wird das Luftleitelement um den Drehpunkt verschwenkt, so wird die Längsachse in einem Winkel gegenüber der Hauptstromrichtung ausgerichtet und die entsprechend ausgerichteten Luftleitrippen bzw. Durchgangsöffnungen lenken den Luftstrom von der Hauptstromrichtung in die Richtung der verkippten Längsachse.
Bei bekannten Luftausströmern kann ein solches Luftleitelement in beliebige Richtungen über die Hand einer Bedienperson verkippt und so der Luftstrom in die entsprechende Richtung gelenkt werden. Der erfindungsgemäße Luftausströmer erlaubt jedoch eine elektrische Betätigung zur Durchführung derartiger Bewegungen des Luftleitelements. Hierfür wurden erfindungsgemäß zwei einander schneidende, in einem Winkel zueinander stehende Schwenkachsen definiert. So ist erfindungsgemäß ein erstes Antriebselement und ein zweites Antriebselement vorgesehen, wobei das Luftleitelement mittels des ersten Antriebselements um die erste Schwenkachse und mittels des zweiten Antriebselements um die zweite Schwenkachse verschwenkbar ist. Erfindungsgemäß wird dabei die erste Schwenkachse durch den Drehpunkt des Luftleitelements sowie durch den zweiten Angriffspunkt des zweiten Antriebselements an dem Luftleitelement definiert, während die zweite Schwenkachse durch den Drehpunkt des Luftleitelements und durch den ersten Angriffspunkt des ersten Antriebselements an dem Luftleitelement definiert wird. Durch die erfindungsgemäße Anbindung der Antriebselemente an das Luftleitelement werden also die beiden zueinander in einem Winkel stehenden Schwenkachsen überhaupt erst gebildet und ermöglichen somit eine insbesondere elektrische Ansteuerung des Luftleitelements. Hierfür kann ein elektrischer Antrieb, beispielsweise ein Elektromotor, auf die Antriebselemente wirken, wie später noch erläutert wird. Die Schwenkachsen können zwischen sich insbesondere einen Winkel zwischen 80° und 100°, bevorzugt 90°, einschließen. Der Drehpunkt des Luftleitelements sowie die beiden Angriffspunkte bilden folglich ein gedachtes Dreieck. Die Angriffspunkte können in gleichem Abstand oder in einem unterschiedlichen Abstand zu dem Drehpunkt angeordnet sein. Die Schwenkachsen sind nicht identisch und können insbesondere im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse des Luftleitelements stehen. Zur Ablenkung des Luftstroms kann das Luftleitelement um die erste Schwenkachse oder um die zweite Schwenkachse oder auch um beide Schwenkachsen gleichzeitig verschwenkt werden. Bei einem Verschwenken des Luftleitelements um die erste Schwenkachse wird die zweite Schwenkachse um den Drehpunkt gekippt. Entsprechend wird bei einem Verschwenken des Luftleitelements um die zweite Schwenkachse die erste Schwenkachse um den Drehpunkt gekippt. Somit wird auch eine durch die Schwenkachsen aufgespannte Schwenkebene entsprechend verschwenkt. Wird das Luftleitelement um beide Schwenkachsen verschwenkt, so werden auch beide Schwenkachsen um den Drehpunkt gekippt. Durch die erfindungsgemäße Anbindung der Antriebselemente an das Luftleitelement ist in einfacher Weise eine elektrische Verstellbarkeit des Luftleitelements in beliebige Richtungen um den Drehpunkt erreichbar. Hierfür sind lediglich zwei Angriffspunkte notwendig, also insbesondere lediglich zwei Antriebselemente mit jeweils einem Elektromotor. Das erste Antriebselement kann insbesondere in mindestens einem ersten Angriffspunkt auf das Luftleitelement einwirken. Auch kann das zweite Antriebselement in mindestens einem zweiten Angriffspunkt auf das Luftleitelement einwirken. Dabei kann der mindestens eine zweite Angriffspunkt mit dem Drehpunkt des Luftleitelements die erste Schwenkachse definieren und der mindestens eine erste Angriffspunkt mit dem Drehpunkt des Luftleitelements die zweite Schwenkachse definieren. Es können beispielsweise mehrere erste Angriffspunkte vorgesehen sein, die gemeinsam mit dem Drehpunkt die zweite Schwenkachse definieren. Auch können mehrere zweite Angriffspunkte vorgesehen sein, die gemeinsam mit dem Drehpunkt die erste Schwenkachse definieren.
Nach einer Ausgestaltung ist im ersten Angriffspunkt eine kugelgelenkartige Lagerung gebildet und/oder im zweiten Angriffspunkt ist eine kugelgelenkartige Lagerung gebildet. Das erste Antriebselement und/oder das zweite Antriebselement kann hierbei über jeweils ein Kugelgelenk mit dem Luftleitelement verbunden sein. Auch kann das erste Antriebselement und/oder das zweite Antriebselement jeweils in eine Öffnung des Luftleitelements hakenartig eingreifen. Auch hierdurch kann eine kugelgelenkartige Lagerung erreicht werden. Eine solche Lagerung ermöglicht einen weiten Bewegungsspielraum.
Nach einer Ausgestaltung spannen die zwei Schwenkachsen eine Schwenkebene senkrecht zu einer durch den Drehpunkt verlaufenden Längsachse des Luftleitelements auf. Die beiden Schwenkachsen schneiden sich im Drehpunkt des Luftleitelements und stehen insbesondere im Wesentlichen senkrecht zueinander. Die Schwenkebene und damit die beiden Schwenkachsen stehen nach dieser Ausgestaltung insbesondere senkrecht zu einer Längsachse des Luftleitelements, welche durch den Drehpunkt verläuft. Die Längsachse des Luftleitelements kann in einer Neutralstellung des Luftleitelements, insbesondere parallel zu einer Hauptstromrichtung des durch den Luftausströmer strömenden Luftstroms stehen. Bei einem zylinderförmig ausgestalteten Luftleitelement kann die Längsachse insbesondere die Zylinderachse sein, wie ebenfalls bereits angesprochen. Die Längsachse des Luftleitelements bewegt sich bei einem Verschwenken des Luftleitelements mit. Bei dieser Ausgestaltung können die Angriffspunkte, insbesondere auf gleicher Längenposition entlang der Längsachse an dem Luftleitelement angeordnet sein. Beispielsweise können die Angriffspunkte an sich insbesondere entlang der Längsachse erstreckenden Luftleitrippen angeordnet sein. Bei einem derart symmetrischen Aufbau des Luftausströmers ist eine Ansteuerung des Luftleitelements über die Antriebselemente besonders einfach. Insbesondere können die Antriebselemente identisch ausgestaltet sein.
Nach einer Ausgestaltung ist das Luftleitelement um eine durch den Drehpunkt verlaufende Längsachse des Luftleitelements drehbar, insbesondere um einen beschränkten Winkelbereich. Die bereits mehrfach angesprochene Längsachse des Luftleitelements kann insbesondere eine Symmetrieachse des Luftleitelements sein und sich bei einem beispielsweise zylinderförmigen Luftleitelement auf der Zylinderachse erstrecken und insbesondere in einer Neutralstellung des Luftleitelements parallel zu einer Hauptstromrichtung verlaufen. Bei dem erfindungsgemäß vorgesehenen Verschwenken des Luftleitelements in beliebige Richtungen um den Drehpunkt wird die Längsachse des Luftleitelements um den Drehpunkt verkippt, wie oben bereits erläutert. Nach der hier angesprochenen Ausgestaltung kann das Luftleitelement jedoch auch um die Längsachse herum drehbar ausgebildet sein. Hierbei werden die Schwenkachsen entsprechend ebenfalls um die Längsachse gedreht. Über eine solche Drehbarkeit kann, über an sich bekannte Mechaniken, eine stromaufwärts in dem Luftkanal angeordnete Absperrklappe zum Verschließen des Luftkanals zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellt werden. Die Drehbewegung des Luftleitelements um seine Längsachse kann hierbei allerdings durch die Antriebselemente beschränkt sein. Insbesondere kann die Drehbewegung des Luftleitelements um seine Längsachse auf einen Winkelbereich zwischen 30° und 60°, insbesondere auf einen Winkel von 45°, beschränkt sein.
Nach einer alternativen Ausgestaltung ist eine Drehung des Luftleitelements um eine durch den Drehpunkt verlaufende Längsachse des Luftleitelements blockiert. Die erläuterte Drehbarkeit des Luftleitelements um seine Drehachse kann also gerade verhindert sein.
Nach einer Ausgestaltung ist das Luftleitelement über ein auf dem Drehpunkt sitzendes Kugelgelenk an dem Gehäuse gelagert. Die Bewegung des Luftleitelements in beliebige Richtungen um den Drehpunkt kann also über das Kugelgelenk gewährleistet sein. Das Kugelgelenk sitzt auf dem Drehpunkt und damit insbesondere auf der Längsachse des Luftleitelements. Das Kugelgelenk kann hierbei eine insbesondere mit dem Gehäuse verbundene Lagerkugel und eine insbesondere mittig auf der Längsachse des Luftleitelements angeordnete Lageraufnahme aufweisen, die zur Aufnahme der Lagerkugel korrespondierend zu der Lagerkugel ausgebildet ist.
Nach einer Ausgestaltung ist das Luftleitelement über ein auf dem Drehpunkt sitzendes Kardangelenk an dem Gehäuse gelagert. Das Kardangelenk erlaubt das Verschwenken um die insbesondere senkrecht zueinander stehenden Schwenkachsen, verhindert jedoch die Drehung des Luftleitelements um seine Längsachse oder beschränkt diese Drehung zumindest auf einen begrenzten Winkel, beispielsweise auf 45° in beide Drehrichtungen. Eine solche kardanische Lagerung kann auch über ein Kugelgelenk realisiert werden, sofern dieses in seiner Drehung beschränkt wird, beispielsweise durch an einer Außenseite der Lagerkugel und einer Innenseite der Lageraufnahme angeordnete miteinander korrespondierende Führungsmittel.
Nach einer Ausgestaltung ist das Luftleitelement über an einem Außenumfang des Luftleitelements und an einer Innenseite des Gehäuses angeordnete Führungsmittel an dem Gehäuse gelagert. Insbesondere kann das Luftleitelement so innerhalb des Luftkanals gelagert sein. Alternativ oder zusätzlich zu der Lagerung auf dem Drehpunkt über das auf dem Drehpunkt sitzende Kugelgelenk oder das auf dem Drehpunkt sitzende Kardangelenk kann also auch eine Lagerung über den Außenumfang des Luftleitelements erfolgen. Beispielsweise kann das Luftleitelement, wie bereits erwähnt, zylinderförmig ausgebildet sein, wobei die Mantelfläche des Luftleitelements nach außen gewölbt sein kann - das Luftleitelement kann also als scheibenförmiges Kugelsegment ausgebildet sein. Die gewölbte Mantelfläche des Luftleitelements kann dann mit einer entsprechend gewölbten Innenfläche des Gehäuses zusammenwirken. Die Mantelfläche des Luftleitelements und die Innenfläche des Gehäuses bilden somit die Führungsmittel. Auch können anderweitig ausgebildete Führungsmittel am Außenumfang des Luftleitelements und an der Innenseite des Gehäuses angeordnet sein. Auch können die Führungsmittel ein Kardangelenk bilden. Eine kardanische Lagerung kann folglich - insbesondere alternativ zu der kardanischen Lagerung auf dem Drehpunkt - auch am Außenumfang des Luftleitelements erfolgen. Das Kardangelenk kann einen das Luftleitelement umschließenden Lagerring umfassen, innerhalb dessen das Luftleitelement um eine der Schwenkachsen der Kardanaufhängung verschwenkbar sein kann. Der Lagerring kann gemeinsam mit dem Luftleitelement um die zweite der Schwenkachsen der Kardanaufhängung innerhalb des Gehäuses verschwenkbar sein.
Nach einer Ausgestaltung weist das erste Antriebselement einen ersten Antrieb und ein mit dem ersten Antrieb verbundenes erstes Angriffselement auf, wobei das erste Angriffselement im ersten Angriffspunkt auf das Luftleitelement wirkt und/oder das zweite Antriebselement weist einen zweiten Antrieb und ein mit dem zweiten Antrieb verbundenes zweites Angriffselement auf, wobei das zweite Angriffselement im zweiten Angriffspunkt auf das Luftleitelement wirkt. Die Antriebe können insbesondere elektrische Antriebe sein, beispielsweise Elektromotoren. Es kann somit eine aktuatorische Ansteuerung des Luftleitelements erfolgen. Die Antriebe können insbesondere innerhalb oder außerhalb des Luftkanals angeordnet sein, wobei die Angriffselemente bei außerhalb des Luftkanals angeordnetem Antrieb in den Luftkanal ragen können. Durch eine Anordnung eines Antriebs außerhalb des Luftkanals beeinträchtigt dieser die Luftströmung nicht. Um eine Verbindung des Antriebselements mit dem Luftleitelement zu gewährleisten, kann das Gehäuse jedoch eine Durchgangsöffnung aufweisen, durch welche das Angriffselement des Antriebselements eine durch den Antrieb hervorgerufene Bewegung auf das Luftleitelement überträgt. Die Angriffselemente können insbesondere auf das Luftleitelement in dem jeweiligen Angriffspunkt wirkende Koppelstangen aufweisen. Nach einer diesbezüglichen Ausgestaltung weist das erste Angriffselement eine im ersten Angriffspunkt auf das Luftleitelement wirkende erste Koppelstange auf und/oder das zweite Angriffselement weist eine im zweiten Angriffspunkt auf das Luftleitelement wirkende zweite Koppelstange auf. Zudem kann das erste Angriffselement einen auf die erste Koppelstange wirkenden Hebelarm aufweisen bzw. das zweite Angriffselement kann einen auf die zweite Koppelstange wirkenden zweiten Hebelarm aufweisen. Der jeweilige Hebelarm kann dabei insbesondere auf einer Welle des Antriebs sitzen und über den Antrieb um eine Wellenachse der Welle verschwenkt werden. Durch das Verschwenken des Hebelarms kann die Koppelstange insbesondere vor- und zurückbewegt werden und kann so das Luftleitelement um die jeweilige Schwenkachse verschwenken. Die erste Koppelstange kann hierfür in dem ersten Angriffspunkt mit dem Luftleitelement verbunden sein, während die zweite Koppelstange in dem zweiten Angriffspunkt mit dem Luftleitelement verbunden sein kann. Bei einem Verschwenken des ersten Hebelarms wird dann die erste Koppelstange vor- bzw. zurückbewegt und somit das Luftleitelement um die erste Schwenkachse verschwenkt, welche erfindungsgemäß durch den zweiten Angriffspunkt verläuft, an welchem die zweite Koppelstange mit dem Luftleitelement verbunden sein kann. Entsprechend führt eine Bewegung des zweiten Hebelarms zu einer Bewegung der zweiten Koppelstange und damit zu einem Verschwenken des Luftleitelements um die zweite Schwenkachse, welche erfindungsgemäß durch den ersten Angriffspunkt verläuft. Durch derart ausgestaltete Angriffselemente kann über eine einfache Hebelmechanik das Luftleitelement verschwenkt werden.
Nach einer Ausgestaltung weist der erste elektrische Antrieb einen Hubmotor, insbesondere einen Linear- oder Hubspindel-Motor, auf und/oder der zweite elektrische Antrieb weist einen Hubmotor, insbesondere einen Linear- oder Hubspindel-Motor, auf. Hierdurch kann die erläuterte Vor- und Rückbewegung des Luftleitelements durch Angriff des jeweiligen Angriffselements an dem jeweiligen Angriffspunkt erreicht werden. Insbesondere können die erläuterten Koppelstangen über derartige Motoren bewegt werden, auch ohne Vorsehen eines Hebelarms. Auch können insbesondere bei dieser Ausgestaltung linear betätigte Hubzapfen als Angriffselemente vorgesehen sein.
Nach einer Ausgestaltung weist das erste Angriffselement eine im ersten Angriffspunkt auf das Luftleitelement wirkende erste Gewindestange auf, die mit einem im ersten Angriffspunkt an dem Luftleitelement beweglich aufgehängten ersten Gewinde zusammenwirkt und/oder das zweite Angriffselement weist eine im zweiten Angriffspunkt auf das Luftleitelement wirkende zweite Gewindestange auf, die mit einem im zweiten Angriffspunkt an dem Luftleitelement beweglich aufgehängten zweiten Gewinde zusammenwirkt. Auch über derartige Gewindestangen kann ein insbesondere lineares Vor- und Rückbewegen der jeweiligen Angriffspunkte und damit ein Verschwenken des Luftleitelements erreicht werden. Hierfür kann der erwähnte Hubmotor verwendet werden.
Nach einer Ausgestaltung weist das erste Angriffselement ein flexibles, auf Zug wirkendes erstes Kraftübertragungselement, insbesondere einen ersten Seilzug, auf, wobei das erste Kraftübertragungselement im ersten Angriffspunkt auf das Luftleitelement wirkt und/oder das zweite Angriffselement weist ein flexibles, auf Zug wirkendes zweites Kraftübertragungselement, insbesondere einen zweiten Seilzug, auf, wobei das zweite Kraftübertragungselement im zweiten Angriffspunkt auf das Luftleitelement wirkt. Das erste Kraftübertragungselement wirkt hierbei zusätzlich in einem dritten Angriffspunkt auf das Luftleitelement, wobei der dritte Angriffspunkt insbesondere ebenfalls auf der zweiten Schwenkachse liegt. Entsprechend wirkt das zweite Kraftübertragungselement zusätzlich in einem vierten Angriffspunkt auf das Luftleitelement, wobei der vierte Angriffspunkt insbesondere ebenfalls auf der ersten Schwenkachse liegt. Die Seilzüge können jeweils eine durch den jeweiligen Antrieb drehend angetriebene Rolle und ein um die jeweilige Rolle verlaufendes Seil aufweisen. Die Enden des ersten Seils können dabei im ersten und dritten Angriffspunkt mit dem Luftleitelement verbunden sein, die Enden des zweiten Seils mit dem zweiten und vierten Angriffspunkt. Anstatt der Seile können auch Drähte vorgesehen sein. Auch können Formgedächtnislegierungen oder elektrische Muskeln oder sonstige ihre Längen ändernde Materialien als Kraftübertragungselemente vorgesehen sein. Nach dieser Ausgestaltung kann das Luftleitelement auch durch flexible Angriffselemente angesteuert werden, die auf Zug wirken. Durch die weiteren Angriffspunkte kann auch trotz der nur auf Zug wirkenden Angriffselemente eine Vor- und Rückbewegung des Luftleitelements und damit das Verschwenken in Schwenkrichtungen um die beiden Schwenkachsen erreicht werden.
Nach einer Ausgestaltung ist der erste Angriffspunkt an einer Luftleitrippe des Luftleitelements angeordnet und/oder der zweite Angriffspunkt ist an einer Luftleitrippe des Luftleitelements angeordnet. Bei einem runden Luftleitelement kann der erste Angriffspunkt insbesondere an einem äußeren Ring des Luftleitelements angeordnet sein und/oder der zweite Angriffspunkt kann an einem äußeren Ring des Luftleitelements angeordnet sein. Wie eingangs bereits erwähnt, kann das Luftleitelement sich insbesondere in Längsrichtung des Luftleitelements erstreckende Luftleitrippen aufweisen, welche durch Durchgangsöffnungen voneinander beabstandet sind. Bei einem Verschwenken des Luftleitelements um eine oder beide der Schwenkachsen werden die Luftleitrippen und die Durchgangsöffnungen entsprechend verschwenkt und führen somit den Luftstrom von der Hauptstromrichtung in die entsprechende Richtung. Bei einem zylinderförmig ausgestalteten Luftleitelement können insbesondere sich von der Längsachse radial nach außen erstreckende Radialrippen und/oder sich bei konstanter Radialposition umfänglich um die Längsachse erstreckende Umfangsrippen vorgesehen sein. Natürlich sind auch andere Strukturen denkbar. An einer dieser Luftleitrippen kann dabei das erste Antriebselement und/oder das zweite Antriebselement angreifen. Nach einer diesbezüglichen Ausgestaltung ist der erste Angriffspunkt an einer Luftleitrippe angeordnet, die sich nur über einen Teil der Länge des Luftleitelements erstreckt und/oder der zweite Angriffspunkt ist an einer Luftleitrippe angeordnet, die sich nur über einen Teil der Länge des Luftleitelements erstreckt. Die Luftleitrippen können sich, wie erwähnt, entlang der Längsachse des Luftleitelements erstrecken. Nach dieser Ausgestaltung erstreckt sich zumindest die Luftleitrippe, die den Angriffspunkt aufweist, nicht über die gesamte Länge des Luftleitelements entlang der Längsachse, sondern nur abschnittsweise. Insbesondere kann bei einem in den Luftkanal ragenden und das Luftleitelement von einer dem Luftkanal zugewandten Rückseite angreifenden Angriffselement die den Angriffspunkt aufweisende Luftleitrippe gegenüber einer Außenwand des Luftleitelements auf der Längsachse nach vom verlagert sein. Auch kann der erste Angriffspunkt an einer stromaufwärts gerichteten Verlängerung einer Luftleitrippe angeordnet sein und/oder der zweite Angriffspunkt an einer stromaufwärts gerichteten Verlängerung einer Luftleitrippe angeordnet sein. Durch diese Ausgestaltungen kann insbesondere beim Vorsehen von Koppelstangen als Angriffselementen ein größerer Bewegungsspielraum des Luftleitelements gegenüber dem Angriffselement erreicht werden, da die Koppelstangen auch bei extremen Auslenkungen des Luftleitelements nicht an die Luftleitrippen stoßen.
Nach einer Ausgestaltung weist das erste Angriffselement ein erstes rotierendes Element auf, welches im ersten Angriffspunkt an einem Außenumfang des Luftleitelements an das Luftleitelement angreift und/oder das zweite Angriffselement weist ein zweites rotierendes Element auf, welches im zweiten Angriffspunkt an einem Außenumfang des Luftleitelements an das Luftleitelement angreift. Insbesondere kann das erste Angriffselement ein erstes rotierendes Element aufweisen, welches im ersten Angriffspunkt an einem Außenumfang des Luftleitelements an das Luftleitelement angreift, wobei durch eine über den ersten Antrieb erfolgende Drehung des ersten rotierenden Elements das Luftleitelement um die erste Schwenkachse verschwenkt wird und/oder das zweite Angriffselement kann ein zweites rotierendes Element aufweisen, welches im zweiten Angriffspunkt an einem Außenumfang des Luftleitelements an das Luftleitelement angreift, wobei durch eine über den zweiten Antrieb erfolgende Drehung des zweiten rotierenden Elements das Luftleitelement um die zweite Schwenkachse verschwenkt wird. Nach dieser Ausgestaltung wird die erfindungsgemäße Definition der Schwenkachsen und damit die aktuatorische Verstellbarkeit durch einen Angriff der Angriffselemente an einen Außenumfang des Luftleitelements erreicht. Nach einer diesbezüglichen Ausgestaltung ist das erste rotierende Element ein mit einer am Außenumfang des Luftleitelements angeordneten ersten Verzahnung zusammenwirkendes erstes Zahnrad und/oder das zweite rotierende Element ist ein mit einer am Außenumfang des Luftleitelements angeordneten zweiten Verzahnung zusammenwirkendes zweites Zahnrad. Die rotierenden Elemente können folglich Zahnräder sein, welche insbesondere nur über einen Teil ihres Umfangs mit Zähnen versehen sein können. Somit kann auch durch eine Zahnradmechanik eine aktuatorische Ansteuerung des Luftleitelements erreicht werden. Die Verzahnungen in dem Außenumfang des Luftleitelements sind dabei insbesondere derart ausgebildet, dass bei Verschwenken des Luftleitelements um die erste Schwenkachse die Zähne des zweiten Zahnrads in ihrer zweiten Verzahnung entlanglaufen bzw. bei Verschwenken des Luftleitelements um die zweite Schwenkachse die Zähne des ersten Zahnrads in ihrer ersten Verzahnung entlanglaufen. Nach einer alternativen Ausgestaltung ist das erste rotierende Element ein auf dem Außenumfang des Luftleitelements laufendes erstes Rad und/oder das zweite rotierende Element ist ein auf dem Außenumfang des Luftleitelements laufendes zweites Rad.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine Frontansicht eines erfindungsgemäßen Luftausströmers gemäß einer ersten Ausgestaltung,
2 eine Rückansicht des Luftausströmers aus 1,
3 eine Seitenansicht des Luftausströmers aus 1,
4 eine Schnittansicht durch den Luftausströmer entlang der in den 1 und 2 mit C-C gekennzeichneten Schnittlinie,
5-7 der 4 entsprechende Schnittansichten durch den Luftausströmer mit dem Luftleitelement in unterschiedlichen Stellungen,
8 einen erfindungsgemäßen Luftausströmer gemäß einer zweiten Ausgestaltung in einer Schnittansicht,
9-10 einen erfindungsgemäßen Luftausströmer gemäß einer dritten Ausgestaltung in einer Schnittansicht,
11 einen erfindungsgemäßen Luftausströmer gemäß einer vierten Ausgestaltung in einer Schnittansicht,
12 einen erfindungsgemäßen Luftausströmer gemäß einer fünften Ausgestaltung in einer Schnittansicht,
13 einen erfindungsgemäßen Luftausströmer gemäß einer sechsten Ausgestaltung
14-15 einen erfindungsgemäßen Luftausströmer gemäß einer siebten Ausgestaltung in einer Schnittansicht,
16 einen erfindungsgemäßen Luftausströmer gemäß einer achten Ausgestaltung in einer Schnittansicht, und
17-19 einen erfindungsgemäßen Luftausströmer gemäß einer neunten Ausgestaltung.

Soweit im Folgenden nichts anderes angegeben ist, bezeichnen im Folgenden gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände.
Der in den 1 bis 7 dargestellte Luftausströmer umfasst ein Gehäuse 10 mit einer Eintrittsöffnung 12 und einer Austrittsöffnung 16 und begrenzt einen Luftkanal 14 für von der Eintrittsöffnung 12 zu der Austrittsöffnung 16 strömende Luft. Das Gehäuse 10 weist einen im Wesentlichen zylindrischen Gehäuseabschnitt 18 und einen in Hauptstromrichtung H stromabwärts an den zylindrischen Gehäuseabschnitt 18 anschließenden kugelförmigen Gehäuseabschnitt 20 auf. Entlang der Hauptstromrichtung H weitet sich der Luftkanal 14 beim Übergang von dem zylindrischen Gehäuseabschnitt 18 zu dem kugelförmigen Gehäuseabschnitt 20 auf und verengt sich anschließend wieder hin zu der Austrittsöffnung 16. In dem kugelförmigen Abschnitt 20 des Gehäuses 10 lagert ein zylinderförmiges Luftleitelement 30. Das Luftleitelement 30 erstreckt sich entlang einer auf der Zylinderachse liegenden Längsachse L und verfügt über sich ebenfalls entlang der Längsachse L erstreckende Luftleitrippen 32, 34. Die Luftleitrippen unterteilen sich in Radialrippen 32, welche zumindest abschnittsweise entlang des Zylinderradius radial zu der Längsachse L verlaufen und in Umfangsrippen 34, welche zumindest abschnittsweise bei konstanter Radialposition um die Längsachse L herum verlaufen. Die Mantelfläche 36 des Luftleitelements 30 ist radial nach außen gewölbt, wobei die Wölbung der Mantelfläche 36 der Wölbung einer Innenfläche 22 des kugelförmigen Gehäuseabschnitts 20 entspricht. Das Luftleitelement 30 bildet somit ein scheibenförmiges Kugelsegment.
Das Luftleitelement 30 ist um einen Drehpunkt D beliebig verschwenkbar innerhalb des kugelförmigen Abschnitts 20 des Gehäuses 10 gelagert. Hierzu ist das Luftleitelement 30 über ein auf dem Drehpunkt D sitzendes Kugelgelenk an dem Gehäuse gelagert, wobei das Kugelgelenk eine mittig in dem Luftleitelement 30 auf der Längsachse L angeordnete Lageraufnahme 38 und eine mit dem Gehäuse 10 verbundene Lagerkugel 40 umfasst. Die Lagerkugel 40 sitzt mit ihrem Mittelpunkt auf dem Drehpunkt D und ist über einen Anbindungsabschnitt 42 mit dem zylindrischen Abschnitt 18 des Gehäuses 10 verbunden. Um das so gebildete Kugelgelenk kann das Luftleitelement 30 in unterschiedliche Richtungen um den Drehpunkt D verschwenkt werden. Das Luftleitelement 30 wird dabei um noch zu erläuternde Schwenkachsen S₁ und S₂ gekippt. Die Mantelfläche 36 gleitet hierbei entlang der Innenfläche 22 des kugelförmigen Gehäuseabschnitts 20. Das Luftleitelement 20 dient somit der Ablenkung eines durch den Luftkanal 14 entlang der Hauptstromrichtung H fließenden Luftstroms in beliebige senkrecht zu der Hauptstromrichtung H stehende Richtungen. Dies bedeutet, dass das Luftleitelement 30 dem Luftstrom eine Richtungskomponente in jeder beliebigen Richtung senkrecht zu der Hauptstromrichtung H mitgeben kann. In einem in ein Fahrzeug verbauten Zustand des Luftausströmers kann das Luftleitelement somit den aus der Austrittsöffnung austretenden Luftstrom beispielsweise nach oben oder nach unten oder zu den Seiten oder auch in beliebige Zwischenrichtungen ausrichten. Der Luftstrom fließt hierbei durch Durchgangsöffnungen 35, welche durch die Luftleitrippen 32, 34 des Luftleitelements 30 gebildet werden. Die stromabwärts liegenden Enden der Durchgangsöffnungen 35 bilden dann den Luftaustritt, können also insbesondere gemeinsam mit dem Gehäuse 10 die Austrittsöffnung 16 bilden. Derartige Luftleitelemente, die der Ablenkung der Luft in jede beliebige Richtung und nicht nur auf einer Achse dienen, müssen bei bekannten Luftausströmern bisher immer manuell verstellt werden. Der erfindungsgemäße Luftausströmer erlaubt jedoch eine aktuatorische, insbesondere eine elektrische Verstellbarkeit, wie im Folgenden erläutert wird.
Der erfindungsgemäße Luftausströmer umfasst ein erstes Antriebselement 50 und ein zweites Antriebselement 60. Das erste Antriebselement 50 wirkt in einem ersten Angriffspunkt A₁ , der in einer Umfangsrippe 34 des Luftleitelements 30 angeordnet ist, auf das Luftleitelement 30 ein, während das zweite Antriebselement 60 über einen von dem ersten Angriffspunkt verschiedenen zweiten Angriffspunkt, welcher ebenfalls in einer Umfangsrippe 34 des Luftleitelements 30 angeordnet ist, auf das Luftleitelement 30 einwirkt. Hierbei definiert der zweite Angriffspunkt A₂ mit dem Drehpunkt D des Luftleitelements 30 eine erste Schwenkachse S₁ , um die das erste Antriebselement 50 das Luftleitelement 30 verschwenken kann. Der erste Angriffspunkt A₁ bildet mit dem Drehpunkt D des Luftleitelements 30 eine zweite Schwenkachse S₂ , um die das zweite Antriebselement 60 das Luftleitelement 30 verschwenken kann. Das erste Antriebselement 50 umfasst einen Elektromotor 52 als elektrischen Antrieb, einen auf einer Welle des Elektromotors 52 um eine Wellenachse W₁ verschwenkbar gelagerten Hebelarm 54 und eine Koppelstange 56, die mit einem ersten Ende mit dem Hebelarm 54 und mit einem zweiten Ende im Angriffspunkt A₁ mit dem Luftleitelement 30 verbunden ist. Das zweite Antriebselement 60 ist entsprechend aufgebaut und verfügt über einen Elektromotor 62 als elektrischen Antrieb, einen mit einer Welle des Elektromotors 62 verbundenen und um eine Wellenachse W₂ der Welle verschwenkbaren Hebelarm 64 sowie eine Koppelstange 66, die mit einem ersten Ende mit dem Hebelarm 66 und mit einem zweiten Ende im Angriffspunkt A₂ mit dem Luftleitelement 30 verbunden ist. Die Angriffspunkte A₁ , A₂ befinden sich in gleichem Abstand von dem Drehpunkt D, sind jedoch zueinander um einen rechten Winkel versetzt. In anderen Worten befinden sich die Angriffspunkte A₁ , A₂ auf gleicher Radialposition um die Längsachse L und schließen zwischen sich einen Winkel von 90° ein. Die Schwenkachsen S₁ , S₂ stehen also in einem rechten Winkel zueinander. Zudem stehen die Schwenkachsen S₁ , S₂ in einem rechten Winkel zu der Längsachse L. Somit steht auch eine durch die Schwenkachsen S₁ und S₂ aufgespannte Schwenkebene senkrecht auf der Längsachse L. Die Elektromotoren 52, 62 sind jeweils außerhalb des Luftkanals 14 auf eine Außenseite des zylindrischen Gehäuseabschnitts 18 angebracht, wobei die Hebelarme 54, 64 über in den zylindrischen Gehäuseabschnitt 18 vorgesehene Durchgangsöffnungen 19 in den Luftkanal 14 hineinragen. Die Koppelstangen 56, 66 durchgreifen in den Angriffspunkten A₁ , A₂ jeweils in den Umfangsrippen 34 vorgesehene Durchgangsöffnungen hakenartig. Die Elektromotoren 52, 62 sind auf der Außenseite des zylindrischen Gehäuseabschnitts 18 entsprechend dem Versatz der Angriffspunkte A₁ , A₂ um 90° zueinander versetzt angeordnet.
Durch diese erfindungsgemäße Anbindung der Antriebselemente 50, 60 an das Luftleitelement 30 kann eine elektrische Verstellbarkeit des Luftleitelements 30 in beliebige Richtungen um den Drehpunkt gewährleistet werden, wie im Folgenden anhand der 5 bis 7 erläutert wird. In 4 ist zunächst das Luftleitelement 30 in einer Neutralstellung gezeigt, in welcher die Längsachse L des Luftleitelements 30 parallel zur Hauptstromrichtung H verläuft. Ein entlang der Hauptstromrichtung H durch den Luftkanal 14 fließender Luftstrom, wird folglich nicht durch das Luftleitelement 30 von der Hauptstromrichtung abgelenkt, da auch die Luftleitrippen 32, 34 bzw. die Durchgangsöffnungen 35 in dieser Position entlang der Längsachse L verlaufen.
In 5 wurde das Luftleitelement 30 über das erste Antriebselement 50 um die erste Schwenkachse S₁ verschwenkt. Hierfür wurde über den Elektromotor 52 der Hebelarm 54 in 5 nach rechts verschwenkt, so dass die Koppelstange 56 entlang der Pfeilrichtung P₁ nach rechts verschoben wurde. Das Luftleitelement 30 tritt hierbei mit einer den Angriffspunkt A₁ tragenden Seite zumindest teilweise aus dem kugelförmigen Gehäuseabschnitt 20 heraus - diese Seite des Luftleitelements wird also stromabwärts bewegt. Die gegenüberliegende Seite des Luftleitelements wird hingegen in den Luftkanal hineinverstellt, also stromaufwärts. Dies ist insbesondere daran ersichtlich, dass durch das Verschieben des Angriffspunktes A₁ , die Schwenkachse S₂ um den Drehpunkt D verkippt wird, wie in 5 zu erkennen. Eine Drehung um die Schwenkachse S₂ erfolgt hierbei nicht. Durch ein derart verstelltes Luftleitelement kann nun eine Ablenkung des Luftstroms von der Hauptstromrichtung entlang der verkippten Schwenkachse S₂ bei einer Draufsicht auf die Front des Luftausströmers nach links erfolgen.
In 6 wurde ausgehend von der in 4 gezeigten Neutralstellung über das zweite Antriebselement 60 das Luftleitelement 30 um die zweite Schwenkachse S₂ verschwenkt. Hierfür hat der Elektromotor 62 den Hebelarm 64 derart um die Wellenachse W₂ rotiert, dass die Koppelstange 66 entlang der Pfeilrichtung P₂ stromaufwärts gezogen wurde. Hierdurch erfolgte zudem ein Verkippen der ersten Schwenkachse S₁ wie in 6 ersichtlich um die zweite Schwenkachse S₂ . Somit kann nun eine Ablenkung des Luftstroms von der Hauptstromrichtung bei einer Draufsicht auf die Front des Luftausströmers nach unten erfolgen, wie durch die gestrichelte Linie LS dargestellt. Natürlich kann die Koppelstange 66 auch entgegen der Pfeilrichtung P₂ nach stromabwärts verstellt werden. Ebenso kann auch die Koppelstange 56 entgegen der Pfeilrichtung P₁ stromaufwärts verstellt werden.
Somit kann eine Ablenkung des Luftstroms zu den Seiten sowie nach oben und unten erfolgen.
7 zeigt den Luftausströmer mit um beide Schwenkachsen S₁ , S₂ verschwenktem Luftleitelement 30. Hierbei wurde sowohl die erste Koppelstange 56 entlang der Pfeilrichtung P₁ , sowie die zweite Koppelstange 66 entlang der Pfeilrichtung P₂ in der oben erläuterten Weise bewegt. Dies hat zu einem Verkippen sowohl der ersten Schwenkachse S₁ , wie auch der zweiten Schwenkachse S₂ um den Drehpunkt D geführt. Ein durch den Luftkanal 14 strömender Luftstrom wird hierbei von der Hauptstromrichtung H bei einer Draufsicht auf die Front des Luftausströmers nach links unten abgelenkt.
Über die erfindungsgemäße Anbindung der Antriebselemente an das Luftleitelement kann in einfacher und effektiver Weise eine aktuatorische, insbesondere elektrische Verstellbarkeit des Luftleitelements ermöglicht werden.
Eine zweite Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Luftausströmers ist in 8 ersichtlich. Dieser Luftausströmer unterscheidet sich von dem zuvor erläuterten dadurch, dass das Luftleitelement 30 nicht über ein auf dem Drehpunkt D sitzendes Kugelgelenk sondern über ein auf dem Drehpunkt D sitzendes Kardangelenk 100 an dem Gehäuse gelagert ist. Das Kardangelenk 100 umfasst einen mit einer Innenwand des Gehäuses 10 verbundenen Anbindungsabschnitt 102 und eine sich daran anschließende kardanische Aufhängung mit zwei um die zueinander senkrechten Schwenkachsen S₁ und S₂ verkippbaren Elementen 104, 106. An das Element 106 ist das Luftleitelement 30 angebunden. Ein Verschwenken des Luftleitelements erfolgt auch hier in der oben erläuterten Weise über die Antriebselemente 50, 60.
Eine dritte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Luftausströmers ist in den 9 und 10 ersichtlich. Dieser Luftausströmer unterscheidet sich von der ersten Ausgestaltung dadurch, dass das Luftleitelement 30 anstatt über das auf dem Drehpunkt D sitzende Kugelgelenk über ein am Außenumfang des Luftleitelements 30 und an der Innenfläche 22 des kugelförmigen Gehäuseabschnitts 20 angeordnetes Kardangelenk 200 an dem Gehäuse 10 gelagert ist. Das Kardangelenk 200 umfasst einen das Luftleitelement 30 umschließenden Lagerring 202, der über einander gegenüberliegende Lagerpins 204 (nur einer in den Figuren ersichtlich) mit der Mantelfläche 36 des Luftleitelements 30 verbunden ist. Das Luftleitelement 30 ist innerhalb des Lagerrings 202 um die erste Schwenkachse S₁ verschwenkbar. Der Lagerring 202 ist an dem kugelförmigen Gehäuseabschnitt 20 mittels zweier sich auf gegenüberliegenden Seiten von dem Lagerring 202 nach außen forterstreckender Lagerpins 206 gelagert. Die 9 und 10 zeigen unterschiedliche Auslenkungen des Luftleitelements 30. Auch hier erfolgt das Verschwenken des Luftleitelements 30 in der oben erläuterten Weise über die Antriebselemente 50, 60. Die Kardanaufhängung bildet hierbei zwei eigene, zusätzliche Schwenkachsen, die eine freie Verschwenkung des Luftleitelements um den Drehpunkt ermöglichen. Das Kardansystem bildet somit letztlich den Drehpunkt D.
Eine vierte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Luftausströmers ist in 11 ersichtlich. Dieser Luftausströmer unterscheidet sich von der ersten Ausgestaltung dadurch, dass als Antriebselemente innerhalb des Luftkanals 14 angeordnete, jeweils über eine Koppelstange 304, 306 auf das Luftleitelement 30 wirkende Hubmotoren 300, 302, beispielsweise Linear- oder Hubspindel-Motoren, vorgesehen sind. Über den ersten Hubmotor 300 kann die erste Koppelstange 304 stromaufwärts und stromabwärts verschoben und so das Luftleitelement 30 um die Schwenkachsen S₁ verschwenkt werden. Entsprechend kann über den zweiten Hubmotor 302 die zweite Koppelstange 306 stromaufwärts und stromabwärts verschoben und so das Luftleitelement 30 um die Schwenkachsen S₂ verschwenkt werden.
Eine fünfte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Luftausströmers ist in 12 ersichtlich. Dieser Luftausströmer unterscheidet sich von der ersten Ausgestaltung dadurch, dass als Antriebselemente innerhalb des Luftkanals 14 angeordnete Antriebe 400, 402 vorgesehen sind, welche über Seilzüge auf das Luftleitelement einwirken. Ein erster Seilzug umfasst eine durch den ersten Antrieb 400 drehend angetriebene erste Rolle 404 und ein um die erste Rolle 404 verlaufendes erstes Seil 406. Ein zweiter Seilzug umfasst eine durch den zweiten Antrieb 402 drehend angetriebene zweite Rolle 408 und ein um die zweite Rolle 408 verlaufendes zweites Seil 410. Die Enden des ersten Seils 406 sind im zweiten Angriffspunkt A₂ und in einem vierten Angriffspunkt A₄ mit dem Luftleitelement 30 verbunden während die Enden des zweiten Seils 410 im ersten Angriffspunkt A₁ und in einem dritten Angriffspunkt A₃ mit dem Luftleitelement 30 verbunden sind. Über die Antriebe 400, 402 können die Rollen 404, 408 um ihre jeweiligen Drehachsen gedreht werden und somit über die Seile 406, 410 eine Zugwirkung auf das Luftleitelement 30 ausgeübt werden. Durch die weiteren Angriffspunkte kann auch trotz der nur auf Zug wirkenden Angriffselemente eine Vor- und Rückbewegung des Luftleitelements und damit das Verschwenken in Schwenkrichtungen um die beiden Schwenkachsen erreicht werden. In diesem Fall werden also die Schwenkachsen jeweils vom Drehpunkt und den beiden gegenüberliegenden Angriffspunkten eines (nur auf Zug wirkenden) Seils gebildet.
Eine sechste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Luftausströmers ist in 13 ersichtlich. Dieser Luftausströmer unterscheidet sich von der ersten Ausgestaltung dadurch, dass als Angriffselemente außerhalb des Luftkanals 14 angeordnete Schubstangen 500, 502 vorgesehen sind, die über nicht dargestellte Antriebe, beispielsweise die oben erläuterten Hubmotoren, bewegt werden können. Eine erste Schubstange 500 greift dabei mit einem sich von der Mantelfläche 36 des Luftleitelements 30 forterstreckenden ersten Zapfen 504 zusammen, eine zweite Schubstange 502 mit einem sich von der Mantelfläche 36 des Luftleitelements 30 forterstreckenden zweiten Zapfen 506. Die Zapfen 504, 506 durchragen jeweils eine Öffnung 508, 510 in dem kugelförmigen Gehäuseabschnitt 20. Im Lagerpunkt zwischen den Zapfen und den Schubstangen liegen jeweils die Angriffspunkte A₁ und A₂ . Die von dem ersten Zapfen 504 durchragte Öffnung 508 ist in Form einer Sanduhr ausgebildet, um ein Verschwenken des Luftleitelements 30 um die erste Schwenkachse S₁ auch bei bereits um die zweite Schwenkachse S₂ verschwenktem Luftleitelement 30 zu ermöglichen.
Eine siebte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Luftausströmers ist in den 14 und 15 ersichtlich. Dieser Luftausströmer unterscheidet sich von der ersten Ausgestaltung dadurch, dass als Antriebselemente außerhalb des Luftkanals 14 angeordnete Antriebe 600, 602 mittels einer Zahnradmechanik auf das Luftleitelement 30 einwirken. Hierzu greift ein mit dem ersten Antrieb 600 verbundenes erstes Zahnrad 604 als rotierendes Element mit einer am Außenumfang in der Mantelfläche 36 des Luftleitelements 30 angeordneten ersten Verzahnung 606 zusammen. Ein mit dem zweiten Antrieb 602 verbundenes zweites Zahnrad 608 greift als rotierendes Element mit einer am Außenumfang in der Mantelfläche 36 des Luftleitelements 30 angeordneten zweiten Verzahnung 610 zusammen. Die Zahnräder 604, 608 durchgreifen hierbei das Gehäuse 10 am kugelförmigen Gehäuseabschnitt 20. Durch eine durch den Antrieb 600 hervorgerufene Drehung des Zahnrads 604 um seine Drehachse wird das Luftleitelement 30 um seine erste Schwenkachse S₁ verschwenkt und durch eine durch den Antrieb 602 hervorgerufene Drehung des Zahnrads 608 um seine Drehachse wird das Luftleitelement 30 um seine zweite Schwenkachse S₂ verschwenkt, wie in 15 ersichtlich. Bei einer Bewegung des ersten Zahnrads 604 können die Zähne des zweiten Zahnrads 608 in der zweiten Verzahnung 610 entlanglaufen, welche hierfür kreisringförmig ausgebildet ist. Ebenso können die Zähne des ersten Zahnrads 604 in der kreisringförmig ausgebildeten ersten Verzahnung 606 entlanglaufen, wenn das zweite Zahnrad 608 bewegt wird. Auch hierdurch werden die in den Figuren ersichtlichen Schwenkachsen definiert, wobei die Angriffspunkte A₁ und A₂ jeweils im Kontaktpunkt der Zahnräder mit den Verzahnungen des Luftleitelements liegen.
Eine achte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Luftausströmers ist in 16 ersichtlich. Dieser Luftausströmer unterscheidet sich von der ersten Ausgestaltung dadurch, dass als Angriffselemente auf der Mantelfläche 36 des Luftleitelements 30 laufende Räder 704, 706 als rotierende Elemente vorgesehen sind. Über Antriebe 700, 702 werden die Räder 704, 706 ähnlich wie die zuvor erläuterten Zahnräder um ihre Drehachsen gedreht und somit das Luftleitelement 30 um die jeweilige Schwenkachse S₁ , S₂ verschwenkt. Die Angriffspunkte A₁ und A₂ liegen jeweils in den Kontaktpunkten der Räder 704, 706 mit der Mantelfläche 36.
Eine neunte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Luftausströmers ist in den 17 bis 19 ersichtlich. Die Ansteuerung ist hierbei prinzipiell identisch mit der in 16 gezeigten Ansteuerung, wobei hier Räder 800, 802 über Antriebe 808, 810 angetrieben werden. Zusätzlich sind den Rädern 800, 802 jeweils gegenüberliegende, nicht angetriebene Räder 804, 806 vorgesehen. Hierdurch wird das Luftleitelement insbesondere gegenüber eventuellen Verkantungen stabil gehalten. Die einzelnen Figuren illustrieren unterschiedliche Auslenkungen des Luftleitelements 30. Das Gehäuse ist nicht dargestellt. Die Angriffspunkte werden auch hier von den Punkten gebildet, an denen die Räder die Mantelfläche 36 berühren. Zudem sind die Achsen der Räder zueinander versetzt, was eine Verschiebung des Luftleitelements in Längsrichtung verhindert. Dadurch dass die vier Räder das Luftleitelement von vier Seiten mit versetzten Achsen auf einer Mantelfläche umfassen, bedarf es keines gesonderten Drehpunktes, da dieser Drehpunkt durch diese Führung der Mantelfläche zwischen den Rädern gebildet wird.
Bezugszeichenliste

10: Gehäuse
12: Eintrittsöffnung
14: Luftkanal
16: Austrittsöffnung
18: zylindrischer Gehäuseabschnitt
19: Durchgangsöffnung
20: kugelförmiger Gehäuseabschnitt
22: Innenfläche
30: Luftleitelement
32: Radialrippe
34: Umfangsrippe
35: Durchgangsöffnung
36: Mantelfläche
38: Lageraufnahme
40: Lagerkugel
42: Anbindungsabschnitt
50: erstes Antriebselement
52: Elektromotor
54: Hebelarm
56: Koppelstange
60: zweites Antriebselement
62: Elektromotor
64: Hebelarm
66: Koppelstange
100: Kardangelenk
102: Anbindungsabschnitt
104, 106: Elemente des Kardangelenks
200: Kardangelenk
202: Lagerring
204: Lagerpins
206: Lagerpins
300: erster Hubmotor
302: zweiter Hubmotor
304: erste Koppelstange
306: zweite Koppelstange
400: erster Antrieb
402: zweiter Antrieb
404: erste Rolle
406: erstes Seil
408: zweite Rolle
410: zweites Seil
500: erste Schubstange
502: zweite Schubstange
504: erster Zapfen
506: zweiter Zapfen
508: erste Öffnung
510: zweite Öffnung
600: erster Antrieb
602: zweiter Antrieb
604: erstes Zahnrad
606: erste Verzahnung
608: zweites Zahnrad
610: zweite Verzahnung
700: erster Antrieb
702: zweiter Antrieb
704: erstes Rad
706: zweites Rad
800: erstes Rad
802: zweites Rad
804, 806: Räder
808: erster Antrieb
810: zweiter Antrieb
H: Hauptstromrichtung
L: Längsachse
LS: Luftstrom
D: Drehpunkt
S₁, S₂: Schwenkachsen
A₁, A₂: Angriffspunkte
W₁, W₂: Wellenachsen
P₁ P₂: Pfeilrichtungen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005015222 B3 [0003]
DE 10121909 A1 [0003]

Claims

Luftausströmer für ein Fahrzeug, umfassend ein Gehäuse (10) und ein Luftleitelement (30), wobei das Luftleitelement (30) in dem Gehäuse (10) in unterschiedliche Richtungen um mindestens einen Drehpunkt (D) verschwenkbar gelagert ist, gekennzeichnet durch ein in einem ersten Angriffspunkt (A₁) auf das Luftleitelement (30) einwirkendes erstes Antriebselement und durch ein in einem zweiten Angriffspunkt (A₂) auf das Luftleitelement (30) einwirkendes zweites Antriebselement, wobei der zweite Angriffspunkt (A₂) mit dem Drehpunkt (D) des Luftleitelements (30) eine erste Schwenkachse (S₁) definiert um die das erste Antriebselement das Luftleitelement (30) verschwenkt und wobei der erste Angriffspunkt (A₁) mit dem Drehpunkt (D) des Luftleitelements (30) eine zweite Schwenkachse (S₂) definiert um die das zweite Antriebselement das Luftleitelement (30) verschwenkt.
Luftausströmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Angriffspunkt (A₁) eine kugelgelenkartige Lagerung gebildet ist und/oder dass im zweiten Angriffspunkt (A₂) eine kugelgelenkartige Lagerung gebildet ist.
Luftausströmer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (30) um eine durch den Drehpunkt (D) verlaufende Längsachse (L) des Luftleitelements (30) drehbar ist.
Luftausströmer nach einem Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehung des Luftleitelements (30) um eine durch den Drehpunkt (D) verlaufende Längsachse (L) des Luftleitelements (30) blockiert ist.
Luftausströmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (30) über ein auf dem Drehpunkt (D) sitzendes Kugelgelenk (38, 40) an dem Gehäuse (10) gelagert ist.
Luftausströmer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (30) über ein auf dem Drehpunkt (D) sitzendes Kardangelenk (100) an dem Gehäuse (10) gelagert ist.
Luftausströmer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (30) über an einem Außenumfang des Luftleitelements (30) und an einer Innenseite des Gehäuses angeordnete Führungsmittel (22, 36), insbesondere über ein Kardangelenk (200), an dem Gehäuse (10) gelagert ist.
Luftausströmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Antriebselement einen ersten Antrieb (52, 300, 400, 600, 700, 808) und ein mit dem ersten Antrieb (52, 300, 400, 600, 700, 808) verbundenes erstes Angriffselement (56, 304, 406, 500, 604, 704, 800) aufweist, wobei das erste Angriffselement (56, 304, 406, 500, 604, 704, 800) im ersten Angriffspunkt (A₁) auf das Luftleitelement (30) wirkt und/oder dass das zweite Antriebselement einen zweiten Antrieb (62, 302, 402, 602, 702, 810) und ein mit dem zweiten Antrieb (62, 302, 402, 602, 702, 810) verbundenes zweites Angriffselement (66, 306, 410, 502, 608, 706, 802) aufweist, wobei das zweite Angriffselement (66, 306, 410, 502, 608, 706, 802) im zweiten Angriffspunkt (A₂) auf das Luftleitelement (30) wirkt.
Luftausströmer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Angriffselement eine im ersten Angriffspunkt (A₁) auf das Luftleitelement (30) wirkende erste Koppelstange (56, 304) aufweist und/oder dass das zweite Angriffselement eine im zweiten Angriffspunkt (A₂) auf das Luftleitelement (30) wirkende zweite Koppelstange (66, 306) aufweist.
Luftausströmer nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Antrieb einen Hubmotor (300), insbesondere einen Linear- oder Hubspindel-Motor, aufweist und/oder dass der zweite Antrieb einen Hubmotor (302), insbesondere einen Linear- oder Hubspindel-Motor, aufweist.
Luftausströmer nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Angriffselement eine im ersten Angriffspunkt (A₁) auf das Luftleitelement (30) wirkende erste Gewindestange aufweist, die mit einem im ersten Angriffspunkt (A₁) an dem Luftleitelement beweglich aufgehängten ersten Gewinde zusammenwirkt und/oder dass das zweite Angriffselement eine im zweiten Angriffspunkt (A₂) auf das Luftleitelement (30) wirkende zweite Gewindestange aufweist, die mit einem im zweiten Angriffspunkt (A₁) an dem Luftleitelement beweglich aufgehängten zweiten Gewinde zusammenwirkt.
Luftausströmer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Angriffselement ein flexibles, auf Zug wirkendes erstes Kraftübertragungselement (406), insbesondere einen ersten Seilzug, aufweist, wobei das erste Kraftübertragungselement im ersten Angriffspunkt (A₁) auf das Luftleitelement (30) wirkt und/oder das zweite Angriffselement ein flexibles, auf Zug wirkendes zweites Kraftübertragungselement (410), insbesondere einen zweiten Seilzug, aufweist, wobei das zweite Kraftübertragungselement im zweiten Angriffspunkt (A₁) auf das Luftleitelement (30) wirkt.
Luftausströmer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Angriffselement ein erstes rotierendes Element (604, 704, 800) aufweist, welches im ersten Angriffspunkt (A₁) an einem Außenumfang des Luftleitelements (30) an das Luftleitelement (30) angreift und/oder dass das zweite Angriffselement ein zweites rotierendes Element (608, 706, 802) aufweist, welches im zweiten Angriffspunkt (A₂) an einem Außenumfang des Luftleitelements (30) an das Luftleitelement (30) angreift.
Luftausströmer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste rotierende Element ein mit einer am Außenumfang des Luftleitelements (30) angeordneten ersten Verzahnung (606) zusammenwirkendes erstes Zahnrad (604) ist und/oder dass das zweite rotierende Element ein mit einer am Außenumfang des Luftleitelements (30) angeordneten zweiten Verzahnung (610) zusammenwirkendes zweites Zahnrad (608) ist.
Luftausströmer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste rotierende Element ein auf dem Außenumfang des Luftleitelements (30) laufendes erstes Rad (704, 800) ist und/oder dass das zweite rotierende Element ein auf dem Außenumfang des Luftleitelements (30) laufendes zweites Rad (706, 802) ist.