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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Belüftung eines Fahrzeuges, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die
DE 10 2005 012 538 A1 betrifft eine Luftdüse zum Leiten eines Luftstroms aus einem Luftzuführschacht oder einer Leitung in Heizungs-, Lüftungs- oder Klimaanlagen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, aufweisend ein Gehäuse mit einer vorderseitigen Luftausströmöffnung und einem rückseitigen Anschluss für einen Luftzuführschacht oder eine Luftzuführleitung, welches Gehäuse in einen Wanddurchbruch einsetzbar ist und einen Gehäuseabschnitt mit kugelförmigen Wandabschnitten zur drehbaren Lagerung eines Einsatzes mit außenseitig vorgesehenen kugelförmigen Führungselementen oder mit schalenförmigen Wandabschnitten zur drehbaren Lagerung eines trommelförmigen Einsatzes und mit in dem Einsatz vorgesehenen Luftleitmitteln, wobei die Luftleitmittel so ausgebildet und angeordnet sind, dass durch Verdrehen des Einsatzes um einen bestimmten Winkel in mindestens einer Drehrichtung, der grösser ist als der von der Luftausströmöffnung zum zentrischen fiktiven Drehpunkt des Einsatzes gebildete Winkel, mindestens zwei völlig unterschiedliche Arten von Ableitungen des Luftstroms und in den Zwischenstellungen kombinierte Ableitungen des Luftstroms gegeben sind.
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Im modernen Kraftfahrzeugbau werden die Mittel zur Belüftung und Klimatisierung des Innenraums zunehmend aufwendiger. Insbesondere ist es gewünscht, die Luft so zu verteilen, dass kein gerichteter und von den Insassen als störend empfundener Luftzug entsteht. Ferner ist es gewünscht, Luft auch gezielt in hinteren oder seitlichen Fahrzeugbereichen oder auch Dachbereichen ausströmen zu lassen, um eine verteilte und gegebenenfalls selektierbare Belüftung zu erreichen. Hierbei steht der begrenzte Bauraum in insbesondere den genannten Bereichen dem Wunsch nach diffus ausströmender Luft entgegen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Veränderung der Diffusität des Luftstromes zu schaffen, die kompakt ausgebildet ist, sowie eine möglichst große erzielbare Luftstromaufspreizung bei geringen Strömungsverlusten und einem gleichzeitig konstruktiv einfachen Aufbau aufweist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Vorrichtung als monofunktionale Düse ausgebildet ist, bei der der Auslassquerschnitt im Wesentlichen rechtwinklig zum Zuleitungsquerschnitt angeordnet ist, wobei der Luftstrom vor Passieren des Auslassquerschnitts zumindest bereichsweise umgelenkt wird, und wobei im Bereich der Auslassöffnung zumindest ein Luftleitungsmittel zur Veränderung der Diffusität des Luftstromes vorgesehen ist. Monofunktionale Düse bedeutet, dass bei der Düse nur die die Abgabe des Luftstrahls im Diffusmodus vorgesehen ist und beispielsweise auf die Funktionen Spot oder Spot/Diffus verzichtet wird. Durch den Verzicht auf die Funktionalitäten Spot und Spot/Diffus, kann der zur Verfügung stehende Bauraum besser ausgenutzt werden. Mit Hilfe der monofunktionalen Düse kann ein mit niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten austretendes Diffusfeld erzeugt werden, welches einen großflächigen und homogenen Luftaustritt ermöglicht.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Luftleitungsmittel als Abdeckscheibe ausgebildet sein kann, wobei die Abdeckscheibe zumindest geringfügig beabstandet zur Auslassöffnung angeordnet ist und diese zumindest bereichsweise abdeckt. Bei dieser Ausführungsform ist vorgesehen, den ganzen Querschnitt des Zuleitungskanals bzw. den ganzen Querschnitt der Auslassöffnung strömungstechnisch zu nutzen, indem der Luftstrom erst bei Passieren der Auslassöffnung auf das Abdeckelement trifft und erst dann die Diffusität des Luftstromes verändert wird.
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Beispielsweise kann die Abdeckscheibe zumindest bereichsweise als Lochscheibe ausgebildet sein. Insbesondere können mehrere Löcher, Bohrungen oder Ausnehmungen vorgesehen sein, durch die der aus der Auslassöffnung austretende Luftstrom unter Veränderung der Diffusität hindurchtreten kann. Beispielsweise kann die Dichte und/oder Größe der auf der Abdeckscheibe vorgesehenen Ausnehmungen variieren.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Abdeckscheibe zumindest bereichsweise gewölbt oder in der Art einer Halbkugel ausgebildet sein kann. Auch hier ist vorgesehen, dass mehrere gleich oder ungleich angeordnete Löcher, Bohrungen oder Ausnehmungen auf dem Umfang der gewölbten Abdeckscheibe vorgesehen sind durch die der aus der Auslassöffnung austretende Luftstrom unter Veränderung der Diffusität hindurchtreten kann.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Luftleitungsmittel aus einer Vielzahl von schaufelartig ausgebildeten Flügeln gebildet werden können, wobei die Flügel radial umlaufend um die Mittelachse des Auslassquerschnitts und/oder der Auslassöffnung angeordnet sind. Durch das Vorsehen solcher Flügel kann eine besonders effiziente Verteilung des Luftstromes ermöglicht werden. Beispielsweise können auch Flügel und zusätzlich dazu eine Abdeckscheibe vorgesehen sein, wobei die Flügel zwischen Abdeckscheibe und Auslassquerschnitt angeordnet sind und zum einen der Verwirbelung des Luftstromes und zum anderen der Fixierung der Abdeckscheibe dienen. Die Flügel können gleichmäßig oder ungleichmäßig um die Mittelachse des Auslassquerschnitts der Auslassöffnung verteilt angeordnet sein. Beispielsweise können die Flügel in Ausrichtung, Höhe und Form variieren. Beispielsweise können die Abstände zwischen den Flügeln so verändert werden bzw. ausgewählt sein, dass eine unterschiedliche Drosselung in den einzelnen gebildeten Austrittskanälen (Teilbereiche zwischen zwei Flügel) stattfinden kann, um einem möglicherweise inhomogenen Geschwindigkeitsprofil entgegen zu wirken.
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Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass im Bereich der Auslassöffnung ein kragenartiger Fortsatz ausgebildet sein kann, wobei sich am kragenartigen Fortsatz oder im Bereich des kragenartigen Fortsatzes die Luftleitungsmittel anschließen. Das Vorsehen eines Kragens führt zu einer weiteren Möglichkeit das Strömungsverhalten des Luftstromes aktiv zu beeinflussen.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Luftleitungsmittel als Einzelkanäle ausgebildet sein können, die zumindest bereichsweise innerhalb des Zuleitungskanals verlaufen, wobei die Einzelkanäle zumindest bereichsweise radial verlaufend in der Auslassöffnung münden. Vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, den gesamten zur Verfügung stehenden Zuleitungsquerschnitt des Zuleitungskanals zu nutzen, um die Einzelkanäle zu integrieren.
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Beispielsweise können zwei bis sechs, bevorzugt drei, Einzelkanäle vorgesehen sein. Die Einzelkanäle können so im Zuleitungskanal angeordnet sein, dass bevor der Luftstrom umgelenkt wird, der Luftstrom im Wesentlichen gleichmäßig in die Einzelkanäle eingeleitet werden kann, wobei der in die Einzelkanäle eingeleitete Luftstrom, aufgrund der Ausgestaltung der Einzelkanäle, vor dem Austritt aus der Auslassöffnung eine deutliche radiale Komponente erfährt.
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Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Einzelkanäle über- und/oder nebeneinander im Zuleitungskanal angeordnet sein können. Der Zuleitungskanal kann beispielsweise in Flachbauweise ausgebildet sein und bevorzugt eine zumindest geringfügig größere Breite als Höhe aufweisen. Beispielsweise kann der Zuleitungskanal einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Zuleitungskanal einen runden oder viereckigen Querschnitt aufweisen kann. Die Einzelkanäle können mit gleichem oder ungleichem Querschnitt im Inneren des Zuleitungskanals angeordnet sein. Beispielsweise sind ein breiterer Einzelkanal und zwei darüber verlaufende kleinere Einzelkanäle vorgesehen, die insgesamt die Breite des breiteren Einzelkanals aufweisen.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Auslassöffnung in einem im Wesentlichen rechtwinklig zum Zuleitungskanal angeordneten Auslasskanal münden kann, wobei der Auslasskanal bevorzugt, jedoch keinesfalls zwingend, einen kreisrunden Querschnitt aufweist, und wobei jedem in der Auslassöffnung mündenden Einzelkanal ein separater Austrittsteilbereich zugeordnet ist. Beispielsweise können die Austrittsteilbereichen in Größe und Ausrichtung gleichmäßig in der Austrittsöffnung angeordnet sein bzw. sich in dieser verteilen. Beispielswelse kann bei einer kreisrunden Austrittsöffnung eine Unterteilung in jeweils drei 120° Grad oder 90° Grad große Austrittsteilbereiche vorgesehen sein.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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Es zeigen:
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1 die schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform, einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht;
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2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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3 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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4 eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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5 die Vorrichtung aus 4 in Draufsicht;
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6 die Vorrichtung aus 5 im Wirkbetrieb;
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7 die Vorrichtung aus 5 mit veränderter Flügelstellung;
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8 eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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9 die Vorrichtung aus 8 in Draufsicht;
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10 die Vorrichtung aus 8 mit Kragen;
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11 eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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12 die Vorrichtung aus 11 in perspektivischer Schnittdarstellung;
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13 die Vorrichtung aus 11 als Drahtmodell.
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1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung 1A zur Belüftung. eines Fahrzeugs, umfassend einen Zuleitungskanal 2 der einen Zuleitungsquerschnitt Z definiert und eine Auslassöffnung 3 die einen Auslassquerschnitt A definiert, wobei ein einen Strömungsverlauf definierender Luftstrom L durch den Zuleitungskanal 2 zur Auslassöffnung 3 führbar ist, und wobei der Luftstrom L aus der Auslassöffnung 3 in einen Innenraum des Fahrzeuges eintritt.
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Die Vorrichtung 1A ist als monofunktionale Düse ausgebildet, bei der der Auslassquerschnitt A im Wesentlichen rechtwinklig zum Zuleitungsquerschnitt Z angeordnet ist. Der Luftstrom L wird vor Passieren des Auslassquerschnitts A an der Begrenzungswand 4 umgelenkt.
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Im Bereich der Auslassöffnung 3, ist ein zur Auslassöffnung 3 beabstandetes Luftleitungsmittel angeordnet, wobei das Luftleitungsmittel in der Art einer Abdeckscheibe 5 ausgebildet ist, welches die Auslassöffnung 3 im Wesentlichen vollständig abdeckt. Der umgelenkte Luftstrom L wird unter Veränderung der Diffusität gegen die Abdeckscheibe 5 gelenkt und tritt unter einer erneuten Richtungsänderung durch den Zwischenbereich 6 nach außen.
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Zur Zuführung des Luftstromes L in den Innenbereich eines Fahrzeuges steht somit der gesamte Querschnitt des Zuleitungskanals 2 zur Verfügung. Eine Veränderung der Diffusität tritt erst nach Passieren des Auslassquerschnittes A durch Kontaktierung des Luftstromes L mit der Abdeckscheibe 5 ein.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung 1B in schematischer Seitenansicht. Die Vorrichtung 1B entspricht im Wesentlichen der Ausführung der Vorrichtung A aus 1, jedoch ist die Abdeckscheibe 7 als Lochscheibe ausgebildet. Der Luftstrom L gelangt somit nicht nur durch den Zwischenbereich 8 in den Innenraum eines Fahrzeuges, sondern passiert zusätzlich die Gruppe von Ausnehmungen 9 in der als Lochscheibe ausgebildeten Abdeckscheibe 7. Die als Lochscheibe ausgebildete Abdeckscheibe 7 bewirkt somit durch die Gruppe von Ausnehmungen 9 eine zusätzliche Veränderung der Diffusität des Luftstromes L.
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3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung 1C in schematischer Seitenansicht. Die Vorrichtung 1C entspricht im Wesentlichen der Vorrichtung 1A gem. 1, jedoch ist die Abdeckscheibe 10 gewölbt bzw. halbkugelförmig ausgebildet.
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Die Abdeckscheibe 10 weist eine Gruppe von Ausnehmungen 11 auf, durch die der Luftstrom L unter Veränderung seiner Diffusität in den Innenraum eines Fahrzeuges geleitet werden kann. Zusätzlich kann der Luftstrom L den Zwischenbereich 12 passieren.
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4 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Vorrichtung 1D in schematischer Seitenansicht. Die Luftleitungsmittel werden bei der hier gezeigten Ausführungsform von einer Abdeckscheibe 13 sowie einer Gruppe von schaufelartigen Flügeln 14 gebildet, welche im Bereich der Auslassöffnung 15 angeordnet sind.
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Die Gruppe von Flügeln 14 ist, wie in 5 ersichtlich, radial um die Mittelachse M der Auslassöffnung 15 angeordnet. Zur besseren Erkennbarkeit wird in 5 auf die Darstellung der Abdeckscheibe 13 verzichtet. Die Gruppe von Flügeln 14 dient zum einen der zusätzlichen Verwirbelung des austretenden. Luftstromes und zum anderen der Fixierung der Abdeckscheibe 13, welche unmittelbar mit der Gruppe von Flügeln 14 oder an einzelnen Flügeln der Gruppe 14 befestigt werden kann. Durch die Gruppe von Flügeln 14 werden mehrere Austrittskanäle K1, K2, ...K6 definiert, durch die der Luftstrom im Wirkbetrieb unter Veränderung der Diffusität passieren kann.
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Ein solcher Wirkbetrieb wird in 6 gezeigt. Die Abstände bzw. Ausrichtung der einzelnen Flügel der Gruppe 14 kann so verändert werden, siehe 7, dass eine unterschiedliche Drosselung in den Kanälen K1, K2, ...K6 stattfinden kann, um einem inhomogenen Geschwindigkeitsprofil (Strömungsverhalten), wie aus 6, entgegenzuwirken. Die Anordnung bzw. Ausrichtung der einzelnen Flügel erfolgt bevorzugt so, dass eine Drallbewegung stromabwärts erzielt werden kann.
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Die Höhe (H, siehe 4) der Flügel kann variieren. Denkbar wäre beispielsweise, die Flügel bis zum Bodenbereich des jeweiligen Zuleitungskanals auszubilden. Ferner muss es sich nicht zwingend um einen kreisrunden Auslassquerschnitt handeln, auch andere geometrische Grundform sind denkbar ohne den erfindungsgemäßen Grundgedanken zu verlassen.
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8 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer Vorrichtung 1E in schematischer Seitenansicht. Die Vorrichtung 1E umfasst eine mit einer Gruppe von Ausnehmungen 16 versehene, gewölbte Abdeckscheibe 17. Durch Anstellen (Schrägstellen) der Abdeckscheibe 17, verdeutlicht durch die unterschiedlichen Höhen h1 und h2, sowie eine ungleichmäßige Dichte bzw. Anzahl an Ausnehmungen 16, verdeutlicht in 9, kann ein homogenes Strömungsverhalten bzw. ein homogener Strömungsaustritt des Luftstromes L realisiert werden. Die Höhe der Austrittskanäle K1, ...K15 kann also so gestaltet werden, dass durch das Verhältnis h1 > h2 bzw. der dazu ausgelegten Dichte an Ausnehmungen 16, welche sich abhängig von der Anzahl bzw. Ausrichtung der Gruppe von Flügeln 18, auf der Abdeckscheibe 17 verteilen, eine gleichmäßige Ausströmung des Luftstromes L aus den Ausnehmungen 16 bzw. den gebildeten Austrittskanälen K1, ...K15 gewährleistet werden kann. Somit kann zum einen die Abdeckscheibe 17 für eine diffuse Mittenausströmung zuständig sein, während die Ausströmung aus dem Zwischenbereich 19 über eine unterschiedliche Dichte D von Leitelementen (Flügeln) bestimmt bzw. beeinflusst werden kann.
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10 zeigt die Vorrichtung 1E gem. 8 mit einem Kragenelement 20. Das Kragenelement 20 kann fest oder lösbar mit der Vorrichtung 1E verbunden sein und bewirkt, wie durch den Pfeil P angedeutet, eine erneute Umlenkung des durch den Zwischenbereich 19 austretenden Luftstromes L, indem der Luftstrom L im Wesentlichen horizontal abgeleitet wird. Durch das Kragenelement 20 kann also eine weitere aktive Beeinflussung der Luftstromes L erfolgen.
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11 zeigt eine sechste Ausführungsform einer Vorrichtung 1F in perspektivischer Darstellung. Die Vorrichtung 1F umfasst einen Zuleitungskanal 2' und eine kreisrunde Auslassöfnung 21.
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Die Auslassöffnung 21 mündet in einem Auslasskanal 22, welcher sich an den Zuleitungskanal 2' anschließt. Die Vorrichtung 1F umfasst ferner Luftleitungsmittel zur Veränderung der Diffusität des durch den Zuleitungskanal 2' führbaren Luftstromes. Die Luftleitungsmittel sind als in den Zuleitungskanal 2' bzw. den Auslasskanal 22 integrierte Einzelkanäle 23, 24, 25 ausgebildet, wobei die Einzelkanäle 23, 24, 25 in der Auslassöffnung 21 münden, und wobei jedem Einzelkanal 23, 24, 25 ein Austrittsteilbereich 26, 27, 28 zugeordnet ist.
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Die Austrittsteilbereiche 26, 27, 28 umfassen jeweils einen Teilbereich von ca. 90° der Auslassöffnung 21. Der Einzelkanal 23 ist zudem teilweise erhöht ausgebildet und erstreckt sich aus dem Zuleitungskanal 2' heraus und schließt im Wesentlichen bündig mit der Oberkante 29 der Auslassöffnung 21 ab. Der Einzelkanal 23 mündet im Austrittsteilbereich 26. Der Einzelkanal 24 mündet im Austrittsteilbereich 27 und der Einzelkanal 25 mündet im Austrittsteilbereich 28.
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Wie in 12 dargestellt, werden die Einzelkanäle 23, 24, 25 zumindest bereichsweise radial verlaufend innerhalb des Zuleitungskanals 2' nach oben Richtung Auslassöffnung 21 geführt.
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Der Einzelkanal 25 erstreckt sich über die gesamte Breite B des Zuleitungskanals 2'. Über dem Einzelkanal 25 sind die Einzelkanäle 23 und 24 angeordnet.
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Vorteilhafterweise kann somit der gesamte Querschnitt des Zuleitungskanals 2' für die Zuleitung des Luftstromes genutzt werden. Dies wird dadurch erreicht, indem der Luftstrom bevor er in eine im Wesentlichen 90° Umlenkung, übergeht, in die drei Einzelkanäle 23, 24, 25 geleitet wird. Jeder Einzelkanal 23, 24, 25 erfährt eine Umlenkung, so dass der Luftstrom beim Austritt aus der Auslassöffnung 21 eine deutliche radiale Komponente erfährt. Durch das vollständige Nutzen des gesamten Querschnitts des Zuleitungskanals 2' kann eine bessere Akustik, können bessere Druckabfälle sowie ein besseres Strömungsbild realisiert werden, da der Luftstrom nicht auf zu hohe Geschwindigkeiten beschleunigt.
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13 zeigt die Vorrichtung 1F zur besseren Veranschaulichung der einzelnen Kanalverläufe in einer Drahtmodelldarstellung.
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Alle hier beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung können beispielswiese in der B-Säule, C-Säule, der Sitzbelüftung, der Dachbelüftung oder dergleichen eines Fahrzeuges integriert bzw. verbaut werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005012538 A1 [0002]
