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Es werden eine Luftablenkeinrichtung für einen Luftausströmer und ein Luftausströmer mit einer solchen Luftablenkeinrichtung beschrieben.
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Hintergrund
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Luftausströmer dienen zur Ablenkung von ausgegebener Luft, die von einer Klimaanlage oder einer anderen Belüftungseinrichtung zur Verfügung gestellt wird. Luftausströmer werden insbesondere bei Fahrzeugen dazu verwendet, um Frischluft, temperierte Luft und/oder klimatisierte Luft in den Fahrgastraum eines Fahrzeugs zu bringen. Fahrzeuge können bspw. Kraftfahrzeuge, wie PKW, LKW oder Busse, Züge, Flugzeuge oder Schiffe sein. Bei dem Luftausströmer kann neben der Steuerung der Ablenkung von ausgegebener Luft, bspw. von einer Klimaanlage, auch die Menge an ausgegebener Luft geregelt werden. Luftausströmer können beispielsweise in einem Fahrzeugarmaturenbrett oder im Bereich der A-, B- oder C- Säule oder am Dach eines Kraftfahrzeuges angeordnet sein.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind Luftablenkeinrichtungen mit ersten Lamellen, zweiten Lamellen und einer Schließklappe bekannt, die über ein Bedienelement separat ansteuerbar sind. Hierzu muss das Bedienelement drei zueinander verschiedene Bewegungen ausführen.
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Ein Nachteil besteht darin, dass viel Raum für das Bedienelement und die damit gekoppelten Komponenten erforderlich ist, um die separate Ansteuerung zu erreichen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die bekannten Einrichtungen durch die Vielzahl an Komponenten zusätzlichen Bauraum benötigen, der in Fahrzeugen oftmals nur begrenzt zur Verfügung steht.
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Aus dem Stand der Technik sind ferner Bedieneinrichtungen für Luftausströmer bekannt, wobei über ein Bedienelement Lamellen verschwenkt werden können, wozu das Bedienelement in einer Richtung verlagert wird. Zusätzlich kann bei einer weiteren Verlagerung in der gleichen Richtung eine parallel zu den Lamellen verschwenkbar gelagerte Drosselklappe verschwenkt werden.
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EP 1 752 324 B1 offenbart eine Luftdüse mit Lamellen, die über ein Bedienrad verschwenkt werden können, wobei die Lamellen über ein Koppelelement miteinander gekoppelt sind und das Koppelelement mit dem Bedienrad in Eingriff steht, so dass ein Verdrehen des Bedienrads ein Verschwenken der Lamellen bewirkt. Das Bedienrad weist einen Umfangsabschnitt mit einer zahnradförmigen Kontur auf, die über weitere Bauteile mit Zahnradkonturen mit einer Klappe zur Steuerung des Strömungsquerschnittes innerhalb der Luftdüse in Wirkverbindung steht. Das Bedienrad kann auch über eine Koppelstange mit der Klappe zur Steuerung des Strömungsquerschnittes innerhalb der Luftdüse in Wirkverbindung stehen. Für beide Varianten ist es möglich, dass das Koppelelement mit der Klappe derart in Wirkverbindung steht, dass die Klappe bei diffuser Stellung der Lamellen in eine Schließstellung verlagert wird.
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Bei den bekannten Ausführungen ist eine Kopplung von Lamellen mit einer Schließeinrichtung möglich, wobei die Steuerung der Lamellen als auch der Schließklappe über ein gemeinsames Bedienelement erfolgt, welches in nur einer Richtung verlagert werden muss, um beide Bewegungen zu realisieren. Bei diesen Einrichtungen sind die mit einem Bedienelement gekoppelten Lamellen und die mit dem Bedienelement gekoppelte Schließklappe so angeordnet, dass deren Schwenkachsen parallel zueinander verlaufen.
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Aus dem Stand der Technik ist es daher bekannt, ein Verschwenken einer Schließ- bzw. Drosselklappe durchzuführen, nachdem parallel dazu verschwenkbar gelagerte Lamellen verschwenkt wurden.
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Diese Bedieneinrichtungen sind auf Lamellen und Drosselklappen beschränkt, die um parallel zueinander verlaufende Schwenkachsen gelagert sind.
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Im Hinblick auf die Bedienung von verschiedenartig ausgebildeten Luftausströmern sind solche Beschränkungen jedoch als nachteilig anzusehen. Zudem weist die aus
EP 1 752 324 B1 bekannte Bedieneinrichtung den Nachteil auf, dass über das Bedienrad eine direkte Kopplung zwischen der Verlagerung der Klappe und der Lamellen besteht, so dass eine Verlagerung der Lamellen auch stets eine Verlagerung der Klappe bewirkt.
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So offenbart bspw.
DE 10 2009 020 574 B3 eine Luftauslassdüse, welche eine Lamellenanordnung mit zueinander orthogonal verschwenkbar gelagerten Lamellen, die über einen Verstellgriff zur Luftablenkung rotiert werden können, und eine zusätzliche Drosseleinrichtung aufweist, wobei die Drosseleinrichtung permanent synchron ansteuerbare Klappenteile aufweist, die zur Luftmengensteuerung dienen und über eine separate Kulissensteuerung ansteuerbar sind.
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Aufgabe
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Es besteht daher die Aufgabe darin eine Lösung anzugeben, die eine Luftablenkung und eine Luftmengenregulierung ermöglicht, wobei die Anzahl der Komponenten und der Bauraum reduziert sind. Zudem soll eine alternative Lösung zu den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen angegeben werden.
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Lösung
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Luftablenkeinrichtung ermöglicht über die Klappenflügel eine Luftablenkung, wobei über das Bedienelement einer der Klappenflügel verschwenkt werden kann und damit eine erste Luftablenkung erreicht wird. Die mindestens eine Lamelle bewerkstelligt eine zweite Luftablenkung, wobei einströmende Luft in einer im Wesentlichen orthogonal zur Luftablenkung über die Klappenflügel verlaufenden Richtung abgelenkt werden kann. Die Klappenflügel können zudem zur Drosselung der zugeführten Luftmenge dienen, so dass über die Klappenanordnung sowohl eine Luftablenkung als auch eine Luftmengenregulierung erreicht werden kann. Für die Luftmengenregulierung werden die Klappenflügel gemeinsam verschwenkt.
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Die Luftablenkeinrichtung benötigt daher weniger Komponenten als bekannte Ausführungen, um die gleichen Funktionen zu erfüllen. Insbesondere kann daher auf eine zweite Lamellenanordnung verzichtet werden, deren Lamellen im Stand der Technik im Wesentlichen orthogonal zu ersten Lamellen verschwenkbar gelagert sind.
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Das Bedienelement kann parallel zur zweiten Schwenkachse verschwenkbar gelagert sein. Zusätzlich kann das Bedienelement über eine Koppelstange mit dem ersten Abschnitt der Steuerklappe verbunden sein. Die Koppelstange dient zum Verschwenken der beiden Klappenflügel unabhängig voneinander. Hierzu kann das Bedienelement um die zweite Schwenkachse verschwenkt werden und überträgt über die Koppelstange die Bewegung an den ersten Abschnitt der Steuerklappe. Der erste Abschnitt wird dann um die zweite Schwenkachse verschwenkt, wobei der zweite Abschnitt entsprechend mit verschwenkt wird. Wird bspw. der erste Abschnitt nach unten oder seitlich verschwenkt erfährt der zweite Abschnitt eine Verlagerung nach oben bzw. seitlich. Hierdurch kommt es zu einem Verschwenken eines ersten Klappenflügels, der über den zweiten Abschnitt nach oben oder zur Seite - in Abhängigkeit der Ausrichtung des Gehäuses - gedrückt wird. Einströmende Luft wird dann über diesen Klappenflügel nach unten oder zur Seite geleitet und strömt gegen eine untere oder seitliche Wand des Gehäuses. Das Gehäuse kann im Bereich einer Luftaustrittsöffnung eine Verjüngung aufweisen, so dass die Luft der Verjüngung folgend an der Gehäusewand entlang strömt und bspw. nach oben oder seitlich abgelenkt wird. Die Kopplung des Bedienelements mit der Koppelstange ist hierzu derart ausgeführt, dass ein Verschwenken des Bedienelements nach oben zu einem Verschwenken des ersten Abschnitts nach unten und umgekehrt führt.
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In einer weiteren Ausführung kann die Koppelstange einen ersten Lagerabschnitt, der eine Lagerkugel aufweist und im Bereich der zweiten Schwenkachse mit der Steuerklappe verschwenkbar gelagert ist, und einen zweiten und einen dritten Lagerabschnitt aufweisen, die sich von dem ersten Lagerabschnitt erstrecken und in Lageraufnahmen des Bedienelements und im Bereich der ersten Schwenkachse aufgenommen sind. Die Koppelstange kann hierzu mehrere Lagerkugeln aufweisen, die in entsprechenden Aufnahmen aufgenommen sind. Die Lagerung der Koppelstange ist in dieser Ausführung einfach ausgebildet und auf die wesentlichen Funktionen reduziert. Über den ersten Lagerabschnitt ist die Koppelstange im Bereich der zweiten Schwenkachse in der Steuerklappe gelagert. Abseits davon weist die Koppelstange einen sich orthogonal erstreckenden Arm auf, an dessen Ende bspw. eine Lagerkugel in einer entsprechenden Aufnahme im ersten Abschnitt der Steuerklappe aufgenommen ist. Weiter weist die Koppelstange einen zweiten Lagerabschnitt auf, der dem ersten Lagerabschnitt gegenüberliegt. Der zweite Lagerabschnitt kann auch eine Lagerkugel aufweisen, die im Bereich der ersten Schwenkachse in der mindestens einen Lamelle aufgenommen ist. Hiervon erstreckt sich ein weiterer Arm der Koppelstange, der orthogonal zur Haupterstreckung der Koppelstange verläuft und an seinem Ende bspw. eine Lagerkugel aufweist, die den dritten Lagerabschnitt ausbildet. Die Lagerkugel im dritten Lagerabschnitt ist in einer entsprechenden Aufnahme des Bedienelements aufgenommen.
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Das Verschwenken der Lamelle kann durch eine seitliche Verlagerung des Bedienelements erfolgen. Eine Verlagerung des Bedienelements um eine parallel zur zweiten Schwenkachse verlaufende Achse bewirkt eine Verlagerung des weiteren Arm der Koppelstange, wobei der erste Arm und der weitere, zweite Arm der Koppelstange im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Die Koppelstange ist über den ersten Lagerabschnitt und den zweiten Lagerabschnitt verschwenkbar in den entsprechenden Aufnahmen gelagert und erlaubt somit eine parallele Verlagerung des ersten Arms, der damit den ersten Abschnitt der Steuerklappe verschwenkt und ein Verschwenken des entsprechenden Klappenflügels bewirkt. Zudem ermöglicht die Lagerung der Koppelstange über die Lagerkugeln im ersten Lagerabschnitt und im zweiten Lagerabschnitt ein Verschwenken der mindestens einen Lamelle, ohne dass es zu einem Blockieren und/oder einem ungewollten Verschenken der Steuerklappe kommt.
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In einer alternativen Ausführung kann die Koppelstange einen ersten Lagerabschnitt, der um eine sich zwischen dem Bedienelement und der Klappenanordnung erstreckende Lagerachse verschwenkbar gelagert ist, und einen zweiten und einen dritten Lagerabschnitt aufweisen, die sich von dem ersten Lagerabschnitt erstrecken und in Lageraufnahmen des Bedienelements und des ersten Abschnitts aufgenommen sind. Der zweite und der dritte Lagerabschnitt befinden sich abseits der Lagerachse, so dass eine Verlagerung des Bedienelements automatisch ein Verdrehen der Koppelstange um die Lagerachse und damit auch ein Verschwenken des dritten Lagerabschnitts bewirken kann. Bspw. führt ein Verschwenken des Bedienelements um eine parallel zur zweiten Schwenkachse verlaufende Achse zu einer Auslenkung des zweiten Lagerabschnitts. Der zweite Lagerabschnitt ist hierzu in einer Lageraufnahme des Bedienelements aufgenommen. Der dritte Lagerabschnitt ist in einer Lageraufnahme des ersten Abschnitts der Steuerklappe aufgenommen. Dies ermöglicht ein Verschwenken der Steuerklappe durch ein entsprechendes Verschwenken des Bedienelements, ohne dass ein Verschwenken der mindestens einen Lamelle auftritt.
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Der erste Lagerabschnitt kann eine Lagerkugel aufweisen, über welche die Koppelstange an einem ersten Lagerpunkt gelagert ist, und einen Lagerzapfen aufweisen, über den die Koppelstange an einem zweiten Lagerpunkt gelagert ist. Die Lagerachse erstreckt sich durch die Lagerpunkte. Zumindest einer der Lagerpunkte erlaubt nur eine Rotation um die Lagerachse, so dass die Funktion der Koppelstange bei einer einfachen und im Wesentlichen spielfreien Lagerung gewährleistet ist.
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Der zweite Lagerabschnitt und der dritte Lagerabschnitt können eine Lagerkugel aufweisen. Die Lagerkugeln ermöglichen die Lagerung in Lageraufnahmen, ohne dass es zu einem Verkanten und damit zu einer Blockade kommen kann.
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Das Bedienelement kann parallel zur zweiten Schwenkachse verlagerbar und über ein Gestänge mit der mindestens einen Lamelle gekoppelt sein. Das Gestänge kann einen Hebel aufweisen, der mit einer Drehachse, Drehstift oder Stange, die Bestandteil des Bedienelements sind, drehfest gekoppelt ist. Die Verlagerung des Bedienelements kann derart erfolgen, dass ein vorderer Teil seitlich verlagerbar ist, wobei zugleich eine Verlagerung um eine orthogonal hierzu verlaufende Schwenkachse erfolgen kann. So kann das Bedienelement bspw. zwei Drehstifte aufweisen, die verschwenkbar im Gehäuse gelagert sind. Über Verbindungselemente (z.B. zweite Lamellen) sind die Drehstifte mit dem vorderen Teil des Bedienelements verbunden. Wird das Bedienelement seitlich verlagert, werden automatisch die Drehstifte um dritte Schwenkachsen verschwenkt. Dabei erfolgt dann eine Übertragung auf das Gestänge, wobei ein erster Hebel, der mit einem Drehstift verbunden ist, und ein mit dem ersten Hebel gekoppelter zweiter Hebel verlagert werden. Der zweite Hebel kann bspw. in eine Aufnahme greifen, die abseits der Schwenkachse der mindestens einen Lamelle, oder einer über einen Mitnehmer mit der mindestens einen Lamellen gekoppelten Lamelle angeordnet ist oder die in einem Mitnehmer vorgesehen ist. Eine Verlagerung des Bedienelements bewirkt somit ein Verschwenken der mindestens einen Lamelle.
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Die mindestens eine Lamelle oder eine über einen Mitnehmer mit der mindestens einen Lamelle gekoppelte Lamelle können mit einer Drehscheibe verbunden sein, welche mit einem Mechanismus zum gemeinsamen Verschwenken der beiden Klappenflügel gekoppelt ist. Dadurch lässt sich ein gemeinsames Verschwenken der Klappenflügel und somit eine Luftdrosselung erreichen. Das gemeinsame Verschwenken der Klappenflügel erfolgt erst, wenn die mindestens eine Lamelle verschwenkt wurde, bspw. um einen hierfür maximalen Schwenkweg. Die Drehscheibe ist im Bereich der Schwenkachse der mindestens einen Lamelle angeordnet. Die Drehscheibe kann insbesondere im Bereich eines Lagerzapfens angeordnet und an diesen angeformt oder befestigt sein und einen Zahnradabschnitt aufweisen, über welche eine Übertragung der Bewegung erfolgt.
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Der Mechanismus kann eine Steuerplatte mit einer Führungskulisse aufweisen, in der eine Hebelanordnung geführt ist, die mit den beiden Klappenflügeln gekoppelt ist. Die Klappenflügel können jeweils einen Hebel aufweisen, die miteinander gekoppelt sind. Von der Hebelanordnung kann hierzu seitlich ein Stift abstehen, der in der Kulissenführung aufgenommen ist. In einer Neutralstellung der Klappenflügel befindet sich der Stift in einer Mittelposition der Führungskulisse. In einem verschwenkten Zustand eines Klappenflügels befindet sich der Stift an einer von der Neutralstellung unterschiedlichen Position in der Führungskulisse. Die Kulissenführung kann hierzu eine bogenförmige Führungskulisse aufweisen. Wird die Steuerplatte verlagert, wird der Stift, der an einer Wand der Führungskulisse anliegt, mitgezogen. Hierdurch wird die gemeinsame Verlagerung beider Klappenflügel erreicht. Die Bogenform der Führungskulisse stellt sicher, dass nach dem Öffnen des Luftkanals des Gehäuses die ursprüngliche Stellung eines Klappenflügels wieder eingenommen wird bzw. dass der entsprechende Klappenflügel seine Stellung beibehält.
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Die Steuerplatte kann einen Zahnstangenabschnitt aufweisen, der über eine Zahnradanordnung mit der Drehscheibe gekoppelt ist. Die Drehscheibe kann hierzu einen Zahnradabschnitt aufweisen, der mit der Zahnradanordnung in Eingriff steht, wobei die Steuerplatte über ihren Zahnstangenabschnitt ebenfalls mit einem weiteren Zahnrad der Zahnradanordnung in Eingriff steht. Die Zahnradanordnung kann bspw. eine Welle aufweisen, an der mindestens zwei Zahnräder angeordnet sind, die mit dem Zahnradabschnitt bzw. dem Zahnstangenabschnitt in Eingriff stehen oder in Eingriff bringbar sind. Bspw. kann ein in Eingriff bringen erst nach einem bestimmten Verschwenken der mindestens einen Lamelle und damit einer bestimmbaren Verlagerung der Drehscheibe erfolgen.
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Hierzu kann die Drehscheibe einen Zahnradabschnitt aufweisen, der in einer Neutralstellung des Bedienelements nicht in Eingriff mit der Zahnradanordnung steht und durch eine Verlagerung des Bedienelements entlang einer parallel zur zweiten Schwenkachse verlaufenden Richtung in Eingriff mit der Zahnradanordnung bringbar ist.
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Das Bedienelement kann verschwenkbar mit zwei zweiten Lamellen verbunden sein, die verschwenkbar um eine parallel zur ersten Schwenkachse verlaufende dritte Schwenkachse gelagert und über das Gestänge mit der mindestens einen Lamelle gekoppelt sind. Die zweiten Lamellen (Verbindungselemente) sind über Drehstifte, wie vorstehend bereits angeführt, verschwenkbar im Gehäuse gelagert.
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Die Luftablenkeinrichtung kann ferner zwei Luftleitelemente aufweisen, die sich quer über eine Luftaustrittsöffnung des Gehäuses erstrecken und zwischen welchen das Bedienelement gelagert ist. Die Luftleitelemente können eine aufeinander zu gerichtete Krümmung aufweisen. Hierdurch wird die Luftablenkung weiter unterstützt und verbessert. Die gegenüberliegenden Luftleitelemete weisen dabei jeweils eine dem benachbarten Gehäuseabschnitt im Wesentlichen korrespondierende Krümmung auf. Die Luftleitelemente können auch der Form des Gehäuses folgen.
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Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch durch einen Luftausströmer gelöst, der eine Luftablenkeinrichtung aufweist, die gemäß den vorstehenden Ausführungen ausgebildet ist.
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Ein Vorteil der hierin beschriebenen Luftablenkeinrichtung ist neben der geringen Anzahl an Bauteilen und der Vereinigung von Funktionen (Luftablenkung und Luftdrosselung) in die Klappenanordnung in der Beibehaltung einer Stellung der Klappenflügel bei einer Luftablenkung zu sehen. So kann eine Luftablenkung eingestellt sein, wobei bspw. ein Klappenflügel ausgelenkt bzw. verschwenkt ist, während der andere Klappenflügel seine Neutralstellung aufweist und im Wesentlichen parallel zu gegenüberliegenden Seitenwänden des Gehäuses ausgerichtet ist. Wird nun durch eine seitliche Verlagerung des Bedienelements ein gemeinsames Verschwenken der Klappenflügel initiiert, wobei die Luftmenge gedrosselt wird, erfolgt ein Verschwenken des nicht ausgelenkten Klappenflügels und - in Abhängigkeit der Schwenkstellung des bereits verschwenkten Klappenflügels - ein weiteres Verschwenken des verschwenkten Klappenflügels. Hierdurch kann die Luftmenge bis zum vollständigen Versperren des Luftkanals des Gehäuses durch beide Klappenflügel geregelt werden. Wird nun durch ein Verschieben des Bedienelements zurück in die Ausgangsstellung der Luftkanal wieder freigegeben, wird der vorher bereits verschwenkte Klappenflügel nur soweit zurück verschwenkt, wie dies vorher der Fall war. Dies wird zum einen dadurch erreicht, dass die Schwenkstellung des Bedienelements bei der seitlichen Verlagerung nicht verändert wird und dadurch die Ausrichtung des zweiten Abschnitts der Steuerplatte aufrechterhalten wird, als auch durch die bogenförmige Führungskulisse der Kulissenführung, weil der ausgelenkte Zustand aufrechterhalten wird, ohne dass dies Auswirkungen auf die Verlagerung der Steuerplatte hat.
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Das gemeinsame Verschwenken der Klappenflügel erfolgt dann, wenn die Steuerplatte orthogonal zur ersten Schwenkachse verlagert wird. Wenn ein Klappenflügel vorher bereits verschwenkt wurde, befindet sich der Stift innerhalb der Führungskulisse an einer zur Neutralstellung ausgelenkten Stelle. Wird dann eine Verlagerung der Steuerplatte durchgeführt, wird der Stift an der Stelle verlagert, an welcher er sich gerade befindet, wodurch die Verlagerung des Stifts und damit das Verschwenken des anderen Klappenflügels nicht behindert oder eingeschränkt werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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In den Zeichnungen zeigt:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Luftausströmers mit einer Luftablenkeinrichtung;
- 2 eine Ansicht von oben auf Komponenten des Luftausströmers von 1;
- 3 eine Ansicht von unten auf Komponenten des Luftausströmers von 1;
- 4 eine perspektivische Darstellung von Komponenten des Luftausströmers von 1;
- 5 eine weitere perspektivische Darstellung von Komponenten des Luftausströmers von 1;
- 6 eine Seitenansicht auf die Luftablenkeinrichtung des Luftausströmers von 1;
- 7 eine weitere Seitenansicht auf die Luftablenkeinrichtung des Luftausströmers von 1;
- 8 eine noch weitere Seitenansicht auf die Luftablenkeinrichtung des Luftausströmers von 1;
- 9 eine perspektivische Darstellung von Komponenten der Luftablenkeinrichtung des Luftausströmers von 1;
- 10 eine weitere perspektivische Darstellung von Komponenten der Luftablenkeinrichtung des Luftausströmers von 1;
- 11 eine noch weitere perspektivische Darstellung von Komponenten der Luftablenkeinrichtung des Luftausströmers von 1; und
- 12 eine perspektivische Darstellung von Komponenten einer Luftablenkeinrichtung eines Luftausströmers einer weiteren Ausführungsform.
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In den Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen versehene Elemente entsprechen im Wesentlichen einander, sofern nichts anderes angegeben ist. Darüber hinaus wird darauf verzichtet, Bestandteile zu zeigen und zu beschreiben, welche nicht wesentlich zum Verständnis der hierin offenbarten technischen Lehre sind. Im Weiteren werden nicht für alle bereits eingeführten und dargestellten Elemente die Bezugszeichen wiederholt, sofern die Elemente selbst und deren Funktion bereits beschrieben wurden oder für einen Fachmann bekannt sind.
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Ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Die 1 bis 12 zeigen verschiedene Ansichten eines Luftausströmers und den Komponenten hiervon. Insbesondere ist die Luftablenkeinrichtung in verschiedenen Ansichten dargestellt, wobei teilweise Komponenten ausgeblendet sind.
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Erste Ausführungsform
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Die 1 bis 11 zeigen verschiedene Ansichten eines Luftausströmers 200 mit einer Luftablenkeinrichtung 10 sowie Komponenten hiervon. Der Luftausströmer 200 der ersten Ausführungsform wird nachfolgend mit Bezug auf die 1 bis 11 beschrieben.
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Der Luftausströmer 200 weist ein Gehäuse 20 mit einem Anschluss 26 auf. Über den Anschluss 26 ist der Luftausströmer 200 mit einem Luftkanal verbunden, der wiederum mit einer Belüftungseinrichtung, wie beispielsweise einer Fahrzeugklimaanlage, verbunden ist. Die im Bereich des Anschluss 26 über eine Lufteintrittsöffnung einströmende Luft gelangt in das Gehäuse 20 und durchströmt dieses. Frontseitig weist das Gehäuse 20 sowie der Luftausströmer 200 eine Luftaustrittsöffnung 28 auf, über welche die Luft ausgegeben wird. Der Luftausströmer 200 kann, wie in 1 gezeigt, waagrecht oder auch senkrecht, das heißt um 90 Grad verdreht, in einem Fahrzeug angeordnet werden. Beispielsweise kann der Luftausströmer 200 als Seitenausströmer am Rand eines Armaturenbretts neben einer Seitentür angeordnet sein. Der Luftausströmer 200 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Luftausströmer 200 für Kraftfahrzeuge ausgebildet. In weiteren nicht dargestellten Ausführungsformen kann der Luftausströmer 200 auch für Flugzeuge, Schiffe, Schienenfahrzeuge und/oder Nutzfahrzeuge verwendet werden. Hierzu können Modifikation erforderlich sein, um den Luftausströmer 200 an die entsprechenden Gegebenheiten anzupassen. Zudem kann der Luftausströmer 200 ein anderes Erscheinungsbild aufweisen.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Luftausströmer 200 im Bereich der Luftaustrittsöffnung 28 zwei fest angeordnete Luftleitelemente 22 auf. Zwischen den Luftleitelementen 22 ist ein Bedienelement 40 angeordnet. An der Unterseite erstreckt sich eine Gehäusewand 24 im Wesentlichen parallel zu den Luftleitelementen 22 und ist wie die Luftleitelemente 22 leicht gekrümmt ausgeführt, um eine Luftablenkung der ausströmenden Luft zu bewirken. Am gegenüberliegenden oberen Abschnitt weist das Gehäuse 20 keinen derart ausgebildeten Gehäuseabschnitt mit einer Gehäusewand 24 auf. Der obere Gehäuseabschnitt wird durch eine Fahrzeugtür (in Fig. nicht dargestellt) gebildet, die einen entsprechenden Abschnitt aufweist. Bei einer geschlossenen Fahrzeugtür wird somit ein Luftausströmer 200 bereitgestellt, der im mittleren Abschnitt zwei Luftleitelemente 22 und an den Außenseiten zwei Gehäusewände 24 aufweist.
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Die Luftleitelemente 22 können in weiteren Ausführungsformen im Bereich der vorderen Kante ein Lichtleitelement aufweisen oder anderweitig beleuchtbar ausgebildet sein. Gleichfalls können die Gehäusewände 24 an der vorderen Kante beleuchtbar sein. Die Beleuchtung kann über eingebrachte Lichtleiter oder über durchleuchtbare Kunststoffe erreicht werden. Beispielsweise können die Luftleitelemente 22 vollständig aus einem durchleuchtbaren Kunststoff bestehen, wobei die Luftleitelemente 22 beschichtet sind, sodass nur über freigelassene oder freigelegte Bereiche Licht austreten kann. Die Lichteinkopplung kann über seitlich angeordnete Leuchtmittel, wie beispielsweise Leuchtioden, erfolgen. Die Lichteinbringung kann auch mittels Lichtleitern erfolgen, die flexibel ausgebildet sind. Die Komponenten des Luftausströmers 200 bestehen aus Kunststoff und sind in einem Spritzgussprozess herstellbar. Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen besteht lediglich eine Feder 58 (siehe 2) aus einem Metall. Die restlichen Komponenten sind Kunststoffteile.
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Der Luftausströmer 200 weist in dem Gehäuse 20 Öffnungen auf, in welchen Lagerzapfen 32 von Lamellen 30 angeordnet sind. Die Lamellen 30 sind um erste Schwenkachsen S1 verschwenkbar im Gehäuse gelagert (siehe 5). Die Lamellen 30 weisen abseits der Schwenkachse Koppelzapfen auf, welche in Öffnungen eines Mitnehmers 38 aufgenommen sind. Über den Mitnehmer 38 sind die Lamellen 30 miteinander gekoppelt, sodass das Verschwenken einer Lamelle 30 automatisch ein synchrones Verschwenken der anderen Lamellen 30 bewirkt.
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Das Bedienelement 40 ist zwischen den Luftleitelemente 22 seitlich verlagerbar und bewirkt hierdurch ein Verschwenken der Lamellen 30. Ein Verkippen des Bedienelementes 40 um eine parallel zu einer zweiten Schwenkachse S2 verlaufende Achse bewirkt ein Verschwenken von Klappenflügeln 88 einer Klappenanordnung 80, die sowohl zur Luftablenkung um eine orthogonal zur Luftablenkung über die Lamellen 30 verlaufende Achse als auch zur Drosselung des Luftstroms dient.
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2 zeigt eine Ansicht auf Komponenten des Luftausströmers 200 von 1 von oben. Das obere Luftleitelement 22 sowie das Gehäuse 20 sind in der Darstellung nicht gezeigt. Das Bedienelement 40 ist über Kupplungsstücke 46 (siehe 5) mit zweiten Lamellen 50 gekoppelt. Die zweiten Lamellen 50 weisen Lagerwellen 54 mit Lagerzapfen auf, über welche die zweiten Lamellen 50 verschwenkbar zwischen den Luftleitelementen 22 gelagert sind, wie in 5 weiter gezeigt. Die zweiten Lamellen 50 sind über die Lagerwellen 54 um dritte Schwenkachsen S3 (siehe 9) verschwenkbar gelagert. Die Kupplungsstücke 46 ermöglichen eine seitliche Verlagerung des Bedienelementes 40 zwischen den Luftleitelementen 22, ohne dass es zu einem Verschwenken des Bedienelementes 40 um eine parallel zur Schwenkachse S3 verlaufende Achse durch das Bedienelement 40 kommt. Das Bedienelement 40 weist einen nach hinten ragenden Abschnitt mit einer Lageraufnahme 42 auf, in welcher eine Lagerkugel 71 einer Koppelstange 70 aufgenommen ist. Die Koppelstange 70 erstreckt sich im Wesentlichen in Längsrichtung des Luftströmungsweg durch das Gehäuse 20 und weist einen Arm 72 und einen Arm 74 auf, wobei sich der Arm 72 im Wesentlichen orthogonal zur Hauptrichtung der Koppelstange 70 und der Arm 74 geneigt zur Haupterstreckung der Koppelstange 70 erstrecken. An den Enden der Arme 72 und 74 sind die Lagerkugel 71 und eine Lagerkugel 75 (siehe 9) angeordnet. Über eine Lagerkugel 73 ist die Koppelstange 70 zwischen einer Lagerwelle 54 einer zweiten Lamelle 50 verdrehbar gelagert. Die Lagerkugel 73 erlaubt ein Verschwenken der Koppelstange 70 um eine in Längsrichtung der Koppelstange 70 verlaufende Achse, wobei es ebenfalls zu einem Verschwenken der Lagerkugeln 71 und 75 um die Haupterstreckung der Koppelstange 70 kommt. Zum Verschwenken der Koppelstange 70 wird das Bedienelement 40 um eine parallel zur Schwenkachse S2 verlaufende Achse nach unten oder oben verschwenkt. Über die Koppelstange 70 wird die Bewegung auf die Klappenanordnung 80 übertragen, sodass es zu einem entsprechenden Verschwenken eines oberen Klappenflügels 88 oder eines unteren Klappenflügels 88 kommt. Hierzu ist die Lagerkugel 75 in einer Lageraufnahme 86 eines ersten Abschnitts 82 einer Steuerklappe 81 aufgenommen. Die Steuerklappe 81 weist den ersten Abschnitt 82 und einen zweiten Abschnitt 84 auf, die sich um die Schwenkachse S2 gegenüberliegen. Der zweite Abschnitt 84 ist zwischen den Klappenflügeln 88 aufgenommen, sodass ein Verschwenken des ersten Abschnitts 82 nach unten zu einem Verschwenken des zweiten Abschnitts 84 nach oben und damit zu einem Verschwenken des oberen Klappenflügels 88 führt (siehe 9). Entsprechend wird ein Verschwenken des vorderen Abschnitts 82 nach oben zu einem entsprechenden Verschwenken des zweiten Abschnitts 84 um die Schwenkachse S2 nach unten, sodass der untere Flügel 88 nach unten verschwenkt wird.
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Die Koppelstange 70 ist hierzu um die Längsachse verdrehbar. Hierfür ist eine zusätzliche Lagerwelle 76 vorgesehen, deren Lager 78 in entsprechenden Gehäuseaufnahmen im Gehäuse 20 aufgenommen sind. Die Lagerwelle 76 weist eine mittlere kreisförmige Öffnung auf, in der ein entsprechender kreisförmiger Abschnitt der Koppelstange 70 aufgenommen ist. Das Verdrehen der Koppelstange 70 kann daher nur um deren Längserstreckung erfolgen.
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2 zeigt ferner, dass an der Lagerwelle 54 der zweiten Lamelle 50 auf der rechten Seite eine Dämpfungsscheibe 56 angeordnet ist, die abschnittsweise in einer Nut des unteren Luftleitelements 22 aufgenommen ist. In dieser Nut befindet sich zudem die Feder 58, die gegen den Umfang der Dämpfungsscheibe 56 drückt, sodass eine Dämpfung bereitgestellt wird. Die Dämpfung ermöglicht das Einstellen eines erforderlichen Mindestmomentes beim Verlagern des Luftleitelements 22 nach links oder rechts und sorgt dafür, dass die ausgewählten Schwenkstellungen beibehalten werden können. Die Nut in dem unteren Luftleitelement 22 kann dabei zudem festlegen, in wie weit ein Verschwenken der zweiten Lamellen 50 erfolgen kann, da dann das Dämpfungselement 56 an Wandabschnitten der Nut anstößt (siehe hierzu auch 11).
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3 zeigt eine Ansicht von unten auf Komponenten der Luftablenkeinrichtung 10 des Luftausströmers 200. Eine der Lagerwellen 54 weist einen Lagerzapfen 51 auf, der in einer entsprechenden Öffnung im Luftleitelement 22 aufgenommen ist. Die andere Lagerwelle 54 weist einen Lagerzapfen 52 mit einem rechteckigen Querschnitt auf, der in einer entsprechenden Aufnahme eines Hebelarms 62 aufgenommen ist. Der Hebelarm 62 weist einen Haken 64 auf, der in einer Öffnung eines Hebels 60 aufgenommen ist. Der Hebel 60 weist wiederum einen Haken 61 auf. Der Haken 61 ist in einer Öffnung eines Hebelarms 34 aufgenommen, der sich seitlich von einer Lamelle 30 erstreckt (siehe hierzu 2). Eine Rotation der zweiten Lamelle 50 um die Schwenkachse S3 bewirkt eine Rotation des Lagerzapfens 52 mit dem rechteckigen Profil, sodass der Hebelarm 62 entsprechend verschwenkt wird. Über den Hebel 60 wird die Bewegung auf den Hebelarm 34 übertragen, der dann ein Verschwenken der damit verbundenen Lamelle 30 bewirkt. Über den Mitnehmer 38 erfolgt ein Verschwenken sämtlicher Lamellen 30 synchron miteinander.
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Eine seitlich gelagerte Lamelle 30 weist anstelle eines Lagerzapfens 52 einen Lagerteller auf, der auf einer eine Öffnung umgebenden Wand des Gehäuses 20 aufliegt. Durch die Öffnung ragt ein Verbindungszapfen der Lamelle 30 mit einem rechteckigen Profil. Dieser Verbindungszapfen ist in einer korrespondierenden Öffnung 92 einer Drehscheibe 90 aufgenommen (siehe 10). Die Rotation der Lamelle 30 bewirkt daher auch eine Rotation der Drehscheibe 90 um die erste Schwenkachse S1. Die Drehscheibe 90 ist als Kreissegmentelement ausgebildet und weist einen Zahnradabschnitt 94 auf. In einer Neutralstellung der Lamellen 30 befindet sich der Zahnradabschnitt 94 der Drehscheibe 90 beabstandet zu einem ersten Zahnrad 114 einer Zahnradanordnung 110. Die Zahnradanordnung 110 (siehe hierzu beispielsweise 10) weist eine Welle 112 auf, an deren Enden ein erstes Zahnrad 114 und ein zweites Zahnrad 116 angeordnet sind. Die Zahnräder 114 und 116 weisen jeweils einen Zahnradabschnitt auf, der sich nicht um den gesamten Umfang erstreckt. Die Welle 112 ist so im Luftausströmer 200 gelagert, dass diese in einer Neutralstellung der Lamellen 30 nicht in Eingriff mit dem Zahnradabschnitt 94 der Drehscheibe 90 steht. Wenn die Lamellen 30 durch ein Verschieben des Bedienelementes 40 über das Gestänge, bestehend aus Hebelarm 62 und Hebel 60, verschwenkt werden, erfolgt ebenfalls ein Verdrehen der Drehscheibe 90. Bis zu einem gewissen Grad des Verschwenkens der Lamellen 30 bzw. einer Verlagerung des Bedienelementes 40 hat dies keine Auswirkungen auf die Zahnradanordnung 110. Erst nach dem Überfahren einer Maximalstellung, wobei die Lamellen 30 um ein festlegbares Maß verschwenkt sind, gelangt der Zahnradabschnitt 94 der Drehscheibe 90 in Eingriff mit dem ersten Zahnrad 114. Bei einer weiteren Verlagerung der Drehscheibe 90 wird daher das erste Zahnrad 114 um die Welle 112 verdreht. Dies führt entsprechend zu einer Verlagerung des zweiten Zahnrads 116, das mit einem Zahnstangenabschnitt 104 in Eingriff steht, der direkt mit einer Steuerplatte 100 gekoppelt ist. Eine Rotation der Zahnradanordnung 110 um die Welle 112 führt daher zu einer Verlagerung des Zahnstangenabschnitts 104 und damit der Steuerplatte 100. Die Steuerplatte 100 weist eine Führungskulisse 102 auf, in welcher ein Haken 124 einer Hebelanordnung 120 aufgenommen ist.
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Die Ausbildung der Hebelanordnung 120 ist beispielsweise in den 6, 8, 9 schematisch gezeigt. Die Hebelanordnung 120 umfasst zwei Hebel 122, die über eine Welle miteinander gekoppelt sind, wobei die Welle an dem vorderen Ende den Haken 124 aufweist, der aus der Führungskulisse 102 hervorragt. Die Welle ist dabei innerhalb der Führungskulisse 102 gelagert. Die Hebel 122 weisen an den weiteren Endabschnitten Haken auf, die in entsprechenden Öffnungen von Armen 89 aufgenommen sind. Die Arme 89 sind an den Klappenflügeln 88 angeordnet. Wird die Steuerplatte 100 verlagert, so wird die darin gelagerte Welle ebenfalls verlagert, was zu einem Auffächern der beiden Klappenflügel 88 durch Verschwenken führt. Die Klappenflügel 88 sind um die zweite Schwenkachse S2 verschwenkbar im Gehäuse 20 gelagert, wobei eine Verlagerung der Welle mit den Hebeln 122 automatisch ein Verschwenken der Klappenflügel 88 bewirkt. Die Form der Führungskulisse 102 ermöglicht dabei ein gemeinsames Verschwenken der Klappenflügel 88 unabhängig von der Schwenkstellung der einzelnen Klappenflügel 88. Die Ausbildung der Führungskulisse 102 ermöglicht, dass bei einem bereits verschwenkten Klappenflügel 88 auch eine Verlagerung der Steuerplatte 100 möglich ist, wobei beide Klappenflügel 88 dann aufgefächert werden, um beispielsweise den Luftstrom zu drosseln oder zu unterbinden. Die Welle in der Führungskulisse 102 kann sich dabei entweder in einem oberen oder in einem unteren Abschnitt der Führungskulisse 102 befinden.
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Die Funktionsweise des Luftausströmers 200 ist derart, dass beispielsweise über ein Verschwenken des Bedienelementes 40 um eine parallel zur Schwenkachse S2 verlaufende Achse ein Verschwenken einer der beiden Klappenflügel 88 auftritt. Anschließend kann das Bedienelement 40 seitlich verlagert werden, wobei ein Verschwenken der Lamellen 30 erfolgt und eine weitere Verlagerung des Bedienelementes 40 eine Rotation der Drehscheibe 90 um eine erste Schwenkachse S1 hervorruft. Dies führt zu einer Verlagerung der Steuerscheibe 100 wobei die Welle, welche in der Führungskulisse 102 aufgenommen ist, nach vorne in Richtung der Luftaustrittsöffnung 28 verlagert wird. Dies bewirkt zudem ein Auffächern bzw. Verschwenken des anderen Klappenflügels 88, sodass eine Drosselung des Luftstroms auch bei einem bereits verschwenkten Klappenflügel 88 erfolgen kann. Anschließend kann der Luftstrom wieder maximal freigegeben werden, wobei das Bedienelement 40 in entgegengesetzter Richtung verlagert wird. Dabei erfolgt ein Verdrehen der Zahnradanordnung 110 um die Welle 112, sodass die Steuerplatte 100 in die entgegengesetzte Richtung, von der Luftaustrittsöffnung 28 weg, verlagert wird, wobei hierzu auch eine Verlagerung der Welle in der Führungskulisse 102 erfolgt. Der vorher nicht verschwenkte Klappenflügel 88 kehrt dann in seine Ausgangsstellung (wie beispielsweise in 8 gezeigt) zurück und der andere Klappenflügel 88 behält seine verschwenkte Stellung bei, solang das Bedienelement 40 entsprechend um eine parallel zur zweiten Schwenkachse S2 verlaufende Achse weiterhin verschwenkt bleibt.
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Die 11 und 4 bis 7 zeigen weitere Ansichten der Luftablenkeinrichtung 10 sowie von Komponenten des Luftausströmers 200.
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Der Vorteil des Luftausströmers 200 liegt darin, dass zum Einen über die Klappenanordnung 80 sowohl eine Luftablenkung als auch eine Luftdrosselung erreicht werden kann. Daher kann auf eine zusätzliche Baugruppe, beispielsweise zusätzliche Lamellen oder eine separate Drosselklappe, verzichtet werden. Zudem ermöglicht der Luftausströmer 200 die Beibehaltung einer Luftablenkung während und nach der Drosselung eines Luftstroms. Das in Eingriff bringen des Zahnradabschnitts 94 der Drehscheibe 90 erfolgt nach einem Verschwenken der Lamellen 30, sodass die Luftablenkung erfolgen kann, ohne den Luftstrom drosseln zu müssen.
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Zweite Ausführungsform
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12 zeigt eine perspektivische Darstellung von Komponenten einer Luftablenkeinrichtung 10 eines Luftausströmers 200 einer weiteren Ausführungsform.
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Die zweite Ausführungsform der Luftablenkeinrichtung 10 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform im Wesentlichen darin, dass keine Lagerwelle 76 erforderlich ist. Bei dieser Ausführungsform weist die Koppelstange 70 zwei Arme auf, die sich im Wesentlichen orthogonal zur Hauptrichtung der Koppelstange 70 erstrecken und parallel zueinander verlaufen. An den Enden der Arme 176 sind Lagerkugeln 170 angeordnet. Die Koppelstange 70 weist zudem an ihren Endabschnitten eine Lagerkugel 172 und eine Lagerkugel 174 auf, die vorteilhaft im Bereich der Schwenkachsen S1 und S2 verlaufen.
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In der in 12 gezeigten zweiten Ausführungsform weist das Bedienelement 40 einen Arm 140 auf, der eine Aufnahme für die Lagerkugel 170 umfasst. Die Steuerklappe 81 weist eine Lagerachse auf, die eine Aufnahme für die Lagerkugel 174 umfasst. Die vom Arm 176 abstehende Lagerkugel ist ebenfalls in einer entsprechenden Aufnahme im ersten Abschnitt 82 aufgenommen. Wird das Bedienelement 40 um eine parallel zur Schwenkachse S2 verlaufende Achse (in 12 schematisch dargestellt) verschwenkt, führt dies zu einer Auslenkung des Arms 140 und damit zu einem Verdrehen der Koppelstange 70 um eine in Längsrichtung der Koppelstange 70 verlaufende Achse. Analog dazu erfolgt ein Verschwenken des Arms 176 und damit eine Verlagerung des ersten Abschnitts 82, sodass analog zu der ersten Ausführungsform über ein Verschwenken des ersten Abschnitts 82 ein Verschwenken des gegenüberliegenden Abschnitts 84 und damit einer der beiden Klappenflügel 88 erreicht werden kann.
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Die Lagerung der Koppelstange 70 über die Lagerkugel 172 in der Lamelle 30 erlaubt ein Verschwenken der Klappenflügel 88 in sämtlichen Stellungen der Lamelle 30.
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Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich zudem von der ersten Ausführungsform dadurch, dass keine zweiten Lamellen 50 vorgesehen sind. In dieser Ausführungsform weisen die beiden gezeigten Lamellen 30 einen nach vorne ragenden Ansatz auf, der mit Kupplungsstücken 46 mit dem Bedienelement 40 verbunden ist. Auf ein Gestänge mit einem Hebel 60 und einem Hebelarm 62 kann bei dieser Ausführungsform weiter verzichtet werden. Die beiden Lamellen 30 können über einen nicht dargestellten Mitnehmer mit weiteren Lamellen 30 gekoppelt sein.
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Die zweite Ausführungsform bietet zusätzlich den Vorteil reduzierter Bauteile und einer Vereinfachung des Luftausströmers 200. Im Weiteren sind weniger Komponenten vorgesehen, die in den Luftkanal ragen und damit eine zusätzlich Verwirbelung der durchströmenden Luft bewirken würden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Luftablenkeinrichtung
- 20
- Gehäuse
- 22
- Luftleitelement
- 24
- Gehäusewand
- 26
- Anschluss
- 28
- Luftaustrittsöffnung
- 30
- Lamelle
- 32
- Lagerzapfen
- 34
- Hebelarm
- 38
- Mitnehmer
- 40
- Bedienelement
- 42
- Lageraufnahme
- 46
- Kupplungsstück
- 50
- zweite Lamelle
- 51
- Lagerzapfen
- 52
- Lagerzapfen
- 54
- Lagerwelle
- 56
- Dämpfungsscheibe
- 58
- Feder
- 60
- Hebel
- 61
- Haken
- 62
- Hebelarm
- 64
- Haken
- 70
- Koppelstange
- 71
- Lagerkugel
- 72
- Arm
- 73
- Lagerkugel
- 74
- Arm
- 75
- Lagerkugel
- 76
- Lagerwelle
- 78
- Lager
- 80
- Klappenanordnung
- 81
- Steuerklappe
- 82
- erster Abschnitt
- 84
- zweiter Abschnitt
- 86
- Lageraufnahme
- 88
- Klappenflügel
- 89
- Arm
- 90
- Drehscheibe
- 92
- Öffnung
- 94
- Zahnradabschnitt
- 100
- Steuerplatte
- 102
- Führungskulisse
- 104
- Zahnstangenabschnitt
- 110
- Zahnradanordnung
- 112
- Welle
- 114
- erstes Zahnrad
- 116
- zweites Zahnrad
- 120
- Hebelanordnung
- 122
- Hebel
- 124
- Haken
- 140
- Arm
- 170
- Lagerkugel
- 172
- Lagerkugel
- 174
- Lagerkugel
- 176
- Arm
- 142
- Lageraufnahme
- 200
- Luftausströmer
- S1
- Schwenkachse
- S2
- Schwenkachse
- S3
- Schwenkachse
