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Die Erfindung betrifft ein Rollo gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Moderne periodisch arbeitende Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren, von Kraftfahrzeugen (KFZ), beispielsweise von Personenkraftwagen, Kombinationskraftwagen, Kleinlastwagen und Lieferwagen, weisen aufgrund einer Vielzahl von Verbesserungen beispielsweise in Bezug auf Einspritzanlagentechnik, Einspritzmenge und -zeitpunkt, Abgasnachbehandlung, Kühlung und Wärmetauschertechnik, einen Wärmehaushalt auf, bei dem insbesondere im Leerlauf und Teillastbetrieb vor allem nach einem Kaltstart für lange Zeit Temperaturen sowohl im Motorblock selbst, als auch im Abgasstrang vorherrschen, die zum Teil weit unterhalb einer bevorzugten und/oder für einen ökonomischen und ökologischen Betrieb erforderlichen Betriebstemperatur liegen.
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Ein bekanntes Problem ist beispielsweise, dass vor allem Verbrennungsmotoren von im Stadtverkehr eingesetzte KFZ oftmals für eine gesamte zurückzulegende Strecke nicht ihre Betriebstemperatur erreichen. Dies hat beispielsweise zur Folge, dass beispielsweise eine Abgasnachbehandlung nicht oder zumindest nicht ohne zusätzliche Maßnahmen durchgeführt werden kann. Als Beispiel sei das vermehrt auftretende Verstopfen von Partikelfiltern von überwiegend im Stadtverkehr eingesetzten KFZ erwähnt, dem nur durch Werkstattaufenthalt, zusätzliche Kraftstoffeinspritzung oder Nachverbrennung unter hohem Kostenaufwand und Energieeinsatz entgegengewirkt werden kann. Darüber hinaus ist es insbesondere bei Dieselmotoren weit verbreitete Praxis, beispielsweise über einen Zuheizer zusätzliche Wärme in den Wärmekreislauf einzutragen, solange die Betriebstemperatur noch nicht erreicht ist.
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Zusammengefasst kommt es dadurch zu einem unnötig hohen Kraftstoffverbrauch, verbunden mit einer entsprechend unnötigen CO2 Belastung für die Umwelt und entsprechendem Mehraufwand bei den Unterhaltskosten von KFZ.
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Als eine Aufgabe der Erfindung kann es angesehen werden, den Kraftstoffverbrauch von Verbrennungsmotoren insbesondere während der Warmlaufphase im Leerlauf und im Teillastbetrieb vor allem nach einem Kaltstart zu verringern.
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Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Erfindungsgemäß ist demnach ein Rollo zum Verschluss eines Luftdurchtritts durch einen KFZ-Kühler vorgesehen, mit einem auf einem Wickelkörper aufwickelbaren Rollovorhang. Der Rollovorhang ist beispielsweise mit einem ersten Ende mit dem Wickelkörper, und mit einem zweiten Ende mit einem auf einer Seilrolle oder -trommel auf- und abwickelbaren Seil eines Seilzugsystems verbunden. Der Wickelkörper ist drehangetrieben. Die dem Wickelkörper zugeordnete Seilrolle ist ebenfalls drehangetrieben. Der Rollovorhang ist nach dem Abwickeln von der Wickelrolle mit dem Seilzugsystem geführt. Das Seilzugsystem hält den Rollovorhang gegen den Wickelkörper gespannt. Das Seilzugsystem hat wenigstens ein Zugseil, wobei das Zugseil auf der Seilrolle im umgekehrten Wickelsinn wie der Rollovorhang auf den Wickelkörper auf- bzw. abgerollt wird.
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Mittels eines beispielsweise mit einem Steuergerät eines Verbrennungsmotors verbundenen Stellantriebs kann das Rollo geschlossen bleiben oder werden, solange der Verbrennungsmotor noch nicht seine Betriebstemperatur erreicht hat. Mit Erreichen der Betriebstemperatur kann das Rollo vollkommen geöffnet werden, um eine optimale Kühlung des Verbrennungsmotors sicherzustellen, indem der Luftdurchtritt durch den KFZ-Kühler bei geringstem Strömungswiderstand und maximalem Strömungsquerschnitt erfolgt. Das Rollo kann in diskreten Schritten, linear oder gemäß einem beliebigen mathematischen Zusammenhang beispielsweise proportional zur Betriebstemperatur ausgehend vom abgewickelten bzw. geschlossenen Zustand bis hin zum vollständig aufgewickelten bzw. geöffneten Zustand verstellt werden. Dabei ist ein zusätzlicher Außentemperaturfühler denkbar, mit dem zusätzlich zur Temperatur z. B. im Wärmetauscherkreislauf das Rollo in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur auf- und abgewickelt werden kann.
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Der Rollovorhang kann aus einem biegeschlaffen Element, beispielsweise einem Tuch oder einer Folie, aber auch aus mehreren gelenkig miteinander verbundenen starren Elementen, beispielsweise gelenkig miteinander verbundenen Lamellen, welche z. B. aus Kunststoff oder Aluminium hergestellt sein können, bestehen.
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Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich unter anderem dadurch, dass der Luftdurchtritt durch einen KFZ-Kühler beispielsweise in Abhängigkeit von der momentanen Temperatur in einem den Kühler umfassenden Kühlkreislauf eines Verbrennungsmotors und/oder in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und/oder abhängig von anderen Betriebsparametern, wie z. B. einem Temperaturgradienten, dem Betrieb von Zusatzaggregaten, zumindest in zwei diskreten Schritten – offen oder zu – geregelt werden kann. Dadurch kann die Warmlaufphase, sei es im Leerlauf oder im Teillastbetrieb, verkürzt werden und der Verbrennungsmotor schneller und ohne zusätzliche Umwelt- und Kostenbelastung auf Betriebstemperatur kommen.
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Bevorzugt weist die Seilrolle einen größeren Durchmesser als der Wickelkörper für den Rollovorhang auf. Dabei herrschen am Außendurchmesser des Wickelkörpers und der Seilrolle durch deren unterschiedliche Außendurchmesser unterschiedliche Winkelgeschwindigkeiten.
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Zum Ausgleich des unterschiedlichen Weges des Zugseils und des Rollovorhangs kann auf dem Wickelkörper ein Ausgleichselement vorgesehen sein. Das Ausgleichselement gleicht die bei gleichen Drehwinkeln und unterschiedlichen Wickeldurchmessern auf dem Wickelkörper und der Seilrolle auf- und abgewickelten Längen bzw. Strecken aus.
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Vorzugsweise ist das Seilzugsystem mit einer Zugvorbelastung beaufschlagt. Dadurch werden das Zugseil und der Rollovorhang straff gehalten und können einwandfrei und ohne Verheddern oder Faltenbildung auf- und abgewickelt werden.
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Vorteilhaft ist das Zugseil am äußeren Ende der abzudeckenden Öffnung des Kühlers an einer Umlenkrolle umgelenkt. Dadurch kann der Rollovorhang ohne zusätzlichen Einbauraum zu benötigen bei Bedarf den gesamten durch die Öffnung gebildeten Strömungsquerschnitt des Kühlers verschließen.
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Der Rollovorhang kann nach dem Abwickeln von dem Wickelkörper in einer Schlitzführung zwangsgeführt sein. Durch die Schlitzführung wird die Stabilität des Rollos verbessert, indem das Zugseil nur noch die Führung des Rollovorhangs in Richtung des Auf- und Abwickelns übernehmen muss, und nicht auch noch zusätzlich dessen Querführung. Dadurch wird einerseits der Verschließ des Zugseils gering gehalten und andererseits eine zusätzliche Sicherheit bei einem Reißen des Zugseils oder des Rollovorhangs geschaffen. Besonders bevorzugt ist hierbei ein in einer Nut geführter Spriegel des Rollovorhangs mit dem Zugseilende verbunden. Der Spriegel kann Bestandteil des Rollovorhangs sein, oder der Rollovorhang ist mit seinem zweiten, dem mit dem Wickelkörper verbundenen ersten Ende abgewandten Ende mit dem Spriegel verbunden.
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Bevorzugt ist das Zugseil am Spriegel mit einer Spiralfeder verbunden bzw. angelenkt. Die Spiralfeder kann dabei gleich zwei Funktionen übernehmen, zum einen die Funktion des Ausgleichelements und zum anderen die Funktion der Zugvorbelastung.
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Das Ausgleichselement kann durch ein Federelement ausgebildet sein. Das Federelement erlaubt eine lineare federvorgespannte Verschiebung der Lage der Umlenkrolle in Zwangsführungsrichtung. Hierdurch können konstruktiv einfach und kostengünstig die bei gleichen Drehwinkeln und unterschiedlichen Wickeldurchmessern auf dem Wickelkörper und der Seilrolle auf- und abgewickelten Längen bzw. Strecken ausgeglichen werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine linear wirkende Zug-Druck-Feder vorgesehen sein, die die Lage der Umlenkrolle gegenüber der Lage des Wickelkörpers ausgleicht. Hierdurch können die Seilrolle und der Wickelkörper starr, d. h. in einem festen Übersetzungsverhältnis drehgekoppelt miteinander verbunden sein.
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Das Ausgleichselement kann alternativ oder zusätzlich die Seilrolle gegenüber der Antriebsachse des Wickelkörpers drehbeweglich federvorbelasten. Hierdurch müssen die Seilrolle und der Wickelkörper nicht starr, d. h. nicht in einem festen Übersetzungsverhältnis drehgekoppelt miteinander verbunden sein. Stattdessen können Seilrolle und Wickelkörper zumindest über einen bestimmten Drehwinkel hinweg von einem festen Übersetzungsverhältnis abweichende, unabhängige, z. B. unterschiedliche Drehlagen einnehmen.
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Die Seilrolle kann gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung durch eine Spiralfeder den Winkelgeschwindigkeitsunterschied von Wickelkörper und Seilrolle ausgleichen, und so das Zugseil federbelastet vorspannen. Unter dem Begriff der Spiralfeder ist hierbei jegliche Art ebengewundener Biegefedern zusammengefasst.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Darin bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleich oder gleich wirkende Elemente. Es zeigen:
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1 Eine schematische Darstellung eines zum Verschluss eines durch eine Öffnung in einem Einlass gebildeten Luftdurchtritts durch einen KFZ-Kühler vorgesehenen Rollos in einer perspektivischen Vorderansicht.
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2 Das Rollo und den Einlass aus 1 in einer ersten perspektivischen Seitenansicht.
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3 Das Rollo und den Einlass aus 1 in einer perspektivischen Rückansicht.
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4 Das Rollo und den Einlass aus 3 in einer vergrößerten Detailansicht.
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5 Eine schematische Darstellung der Verbindung von Rollovorhang, Spriegel und Zugseil des Rollos aus 3 in einer stark vergrößerten Detailansicht.
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6 Eine schematische Darstellung der Anordnung von Umlenkrolle, Ausgleichselement, Öffnung und Schlitzführung Rollovorhang des Rollos aus 1 in einer vergrößerten Detailansicht.
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7 Eine schematische Darstellung der Anordnung von Wickelkörper und Seilrolle des Rollos aus 1 in einer vergrößerten Detailansicht.
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8 Das Rollo und den Einlass aus 1 mit den in 7 dargestellten Details in einer zweiten perspektivischen Seitenansicht.
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9 Eine schematische Darstellung der Schlitzführung des Rollovorhangs des Rollos aus 3 in einer vergrößerten Detailansicht.
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10 Eine schematische Darstellung des Seilzugsystems des Rollos aus 3 in einer vergrößerten Detailansicht.
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11 Eine schematische Darstellung der Anordnung der Seilrolle des Rollos aus 3 in einer stark vergrößerten Detailansicht.
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12 Eine schematische Darstellung der Schlitzführung und der Anordnung der Umlenkrolle des Rollos aus 3 in einer stark vergrößerten Detailansicht.
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13 Das Rollo und den Einlass aus 1 in einer Seitenansicht.
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14 Das Rollo und den Einlass aus 1 in einer Explosionsdarstellung.
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Ein in den 1 bis 14 ganz oder in Teilen dargestelltes Rollo 01 ist zum Verschluss eines Luftdurchtritts durch einen KFZ-Kühler vorgesehen. Der Luftdurchtritt durch den durch einen KFZ-Kühler erfolgt durch eine Öffnung 02 eines Einlasses 03. Der Einlass 03 bzw. dessen Öffnung 02 kann mittels des Rollos 01 ganz oder teilweise verschlossen werden.
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Das Rollo 01 verfügt hierzu über einen auf einem Wickelkörper 04 aufwickelbaren Rollovorhang 05. Der Rollovorhang 05 kann mit einem ersten Ende mit dem Wickelkörper 04, und mit einem zweiten Ende mit einem auf einer Trommel 12 einer Seilrolle 06 auf- und abwickelbaren Zugsseil 07 eines Seilzugsystems 08 verbunden sein. Der Wickelkörper 04 ist drehangetrieben. Die dem Wickelkörper 04 zugeordnete Seilrolle 06 ist ebenfalls drehangetrieben. Der Rollovorhang 05 ist nach dem Abwickeln von dem Wickelkörper 04 mit dem Seilzugsystem 08 geführt. Das Seilzugsystem 08 hält den Rollovorhang 05 gegen den Wickelkörper 04 gespannt. Das Seilzugsystem 08 hat wenigstens ein Zugseil 07, wobei das Zugseil 07 auf der Seilrolle 06 im umgekehrten Wickelsinn wie der Rollovorhang 05 auf den Wickelkörper 04 auf- bzw. abgerollt wird.
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Der Rollovorhang 05 besteht beispielsweise aus einem biegeschlaffen Tuch, beispielsweise einem Tuch oder einer Folie, beispielsweise aus Kunststoff, kann aber auch aus starren, gelenkig miteinander verbundenen Lamellen bestehen, welche z. B. aus Kunststoff oder Aluminium hergestellt sein können.
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Die Seilrolle 06 kann einen größeren Durchmesser als der Wickelkörper 04 für den Rollovorhang 05 aufweisen. Weil dann durch deren unterschiedliche Außendurchmesser am Außendurchmesser des Wickelkörpers 04 und der Seilrolle 06 unterschiedliche Winkelgeschwindigkeiten herrschen, kann zum Ausgleich des unterschiedlichen Weges des Zugseils 07 und des Rollovorhangs 05 ein Ausgleichselement 09 vorgesehen sein. Dieses Ausgleichselement 09 kann beispielsweise auf dem Wickelkörper 04 und/oder der Seilrolle 06 vorgesehen sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Ausgleichselement 09 eine Verschiebung von Wickelkörper 04 und/oder der Seilrolle 06 relativ zueinander zulässt und/oder dass das Ausgleichselement 09 ein Verdrehen von Wickelkörper 04 und/oder der Seilrolle 06 mit unterschiedlichen Drehwinkeln z. B. bei einer Drehkopplung von Wickelkörper 04 und Seilrolle 06 mit einem festen Übersetzungsverhältnis und/oder unterschiedlicher Winkelgeschwindigkeit z. B. bei einer Drehkopplung von Wickelkörper 04 und Seilrolle 06 mit einem variablen Übersetzungsverhältnis ermöglicht. Das Ausgleichselement 09 gleicht die bei gleichen Drehwinkeln und unterschiedlichen Wickeldurchmessern auf dem Wickelkörper 04 und der Seilrolle 06 auf- und abgewickelten Längen bzw. Strecken aus.
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Das Ausgleichselement 09 kann durch ein Federelement ausgebildet sein. Das Federelement kann beispielsweise eine lineare federvorgespannte Verschiebung der Lage einer Umlenkrolle 10 in einer durch den Doppelpfeil Z angegebenen Zwangsführungsrichtung erlauben. Hierdurch können konstruktiv einfach und kostengünstig die bei gleichen Drehwinkeln und unterschiedlichen Wickeldurchmessern auf dem Wickelkörper 04 und der Seilrolle 06 auf- und abgewickelten Längen bzw. Strecken ausgeglichen werden.
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Es kann auch eine linear wirkende Zug-Druck-Feder vorgesehen sein, welche Feder die Lage der Umlenkrolle 10 gegenüber der Lage des Wickelkörpers 04 ausgleicht. Hierdurch können die Seilrolle 06 und der Wickelkörper 04 in einem festen Übersetzungsverhältnis starr drehgekoppelt miteinander verbunden sein.
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Das Ausgleichselement 09 kann auch so ausgebildet sein, dass es die Seilrolle 06 gegenüber der Antriebsachse des Wickelkörpers 04 drehbeweglich federvorbelastet. Hierdurch müssen die Seilrolle 06 und der Wickelkörper 04 nicht in einem festen Übersetzungsverhältnis drehgekoppelt miteinander verbunden sein. Stattdessen können Seilrolle 06 und Wickelkörper 04 zumindest über einen bestimmten Drehwinkel hinweg von einem festen Übersetzungsverhältnis abweichende, unabhängige, z. B. unterschiedliche Drehlagen einnehmen.
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Das Ausgleichselement 09 kann auch eine in Richtung der durch den Doppelpfeil Z dargestellten Zwangsführungsrichtung federelastische Halterung der Umlenkrolle 10 umfassen.
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Die Seilrolle 06 kann gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung durch eine zwischen Antriebsachse 11 und ihrer Trommel 12 angeordnete Spiralfeder den Winkelgeschwindigkeitsunterschied von Wickelkörper 04 und Seilrolle 06 ausgleichen, und so das Zugseil 07 federbelastet vorspannen.
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Das Seilzugsystem 08 kann ferner mit einer Zugvorbelastung beaufschlagt sein, durch welche Zugvorbelastung das Zugseil 07 und der Rollovorhang 05 straff gehalten werden und einwandfrei und ohne Verheddern oder Faltenbildung auf- und abgewickelt werden können. Diese Zugvorbelastung kann beispielsweise durch Verwendung eines elastisch dehnbaren Materials für das Zugseil 07 und Anordnung von Zugseil 07 und Rollovorhang 05 unter Vorspannung des Zugseils 07 erreicht werden. Durch eine solche Zugvorbelastung kann innerhalb gewisser Grenzen durch das Zugseil 07 gleichzeitig die Funktion des Ausgleichselements 09 mit übernommen werden.
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Wie bereits eingangs erwähnt, kann der Rollovorhang mit seinem ersten Ende direkt mit dem Wickelkörper 04 verbunden sein, und mit seinem zweiten Ende mit dem Zugseil 07 des Seilzugsystems 08. Zur Verbindung des zweiten Endes des Rollovorhangs 05 mit dem Zugseil 07 kann ein Spriegel 13 vorgesehen sein, mit dem sowohl das Zugseil 07, als auch der Rollovorhang 05 verbunden sein können.
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Auch kann das Zugseil 07 an dem mit dem zweiten Ende des Rollovorhangs 05 verbundenen Spriegel 13 mit einer Spiralfeder verbunden bzw. angelenkt sein. Die Spiralfeder kann dabei gleich zwei Funktionen übernehmen, zum einen die Funktion des Ausgleichelements 09 und zum anderen die Funktion der Zugvorbelastung.
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Der Rollovorhang 05 kann nach dem Abwickeln von dem Wickelkörper 04 in einer Schlitzführung 14 zwangsgeführt sein. Hierzu ist der mit dem zweiten Ende des Rollovorhangs 05 und mit dem Zugseil 07 verbundene Spriegel 13 beidseits der Öffnung 02 in einer Nut 15 geführt. Wichtig ist hervorzuheben, dass der Spriegel 13 Bestandteil des Rollovorhangs 05 sein kann, oder dass der Rollovorhang 05 mit seinem zweiten, dem mit dem Wickelkörper 04 verbundenen ersten Ende abgewandten Ende mit dem Spriegel 13 verbunden ist.
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Damit der Rollovorhang 05 ohne zusätzlichen Einbauraum zu benötigen bei Bedarf den gesamten durch die Öffnung 02 gebildeten Strömungsquerschnitt des Kühlers bzw. des Einlaufs 03 verschließen kann, kann die Umlenkrolle 10 so angeordnet sein, dass das Zugseil 07 am äußeren Ende der abzudeckenden Öffnung 02 des Kühlers bzw. des Einlaufs 03 zu einem Kühler umgelenkt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Rollo
- 02
- Öffnung
- 03
- Einlass
- 04
- Wickelkörper
- 05
- Rollovorhang
- 06
- Seilrolle
- 07
- Zugsseil
- 08
- Seilzugsystem
- 09
- Ausgleichselement
- 10
- Umlenkrolle
- 11
- Antriebsachse
- 12
- Trommel
- 13
- Spriegel
- 14
- Schlitzführung
- 15
- Nut
- Z
- Zwangsführungsrichtung
