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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Luftausströmer und auf ein Verfahren zur Herstellung eines Luftausströmers für ein Belüftungssystem eines Fahrzeugs.
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Luftdüsen für eine Belüftungssystems eines Fahrzeugs, die in Form von Komfortdüsen ausgeführt sind, werden aufgrund Ihrer „Mehrfunktionen” bei den Fahrzeugherstellern als Sonderausstattung angeboten. Der Teileumfang für die Komfortdüsen umfasst daher nur einen gewissen Prozentsatz der gesamten Ausströmeranzahl die über die Laufzeit in ein Fahrzeug verbaut werden. Die restlichen Luftdüsen sind Standardausströmer.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Luftausströmer und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Luftausströmers für ein Belüftungssystem eines Fahrzeugs zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Luftausströmer und durch ein Verfahren zur Herstellung eines Luftausströmers für ein Belüftungssystem eines Fahrzeugs gemäß den Hauptansprüchen gelöst.
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Der Luftausströmer kann sowohl in einer Ausführung als Komfortdüse als auch in einer Ausführung als Standardluftausströmer hergestellt werden. Dabei ist für die Ausführung als Komfortdüse und für die Ausführung als Standardluftausströmer eine Mehrzahl von Gleichteilen vorgesehen, die bei beiden Ausführungsformen eingesetzt werden. Die Gleichteile können unter anderem einen Klappenkasten, einen Drallkasten und einen Verbindungskanal umfassen. Als wesentliches Unterscheidungsmerkmal zwischen den beiden Ausführungsformen kann in der Ausführung als Komfortdüse in dem Drallkasten eine Einrichtung zur Verwirbelung eines durch den Diffuskanal geführten Luftstroms vorgesehen sein, die in der Ausführung als Standardluftausströmer nicht vorgesehen ist. Um den Drallkasten als Gleichteil ausführen zu können weist der Drallkasten jedoch in beiden Ausführungsformen eine Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen einer optional montierbaren Einrichtung zur Verwirbelung auf.
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Auf diese Weise kann der Luftausströmer sowohl in der Ausführung als Komfortdüse als auch in der Ausführung als Standardluftausströmer hergestellt werden, ohne dass doppelte Werkzeugsätze nötig sind. Dadurch kann der Teilestückpreis des Luftausströmers gering gehalten werden. Außerdem kann eine große Anzahl an Übernahmeteilen realisiert werden.
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Ein solcher Ansatz kommt dem entgegen, dass jeder Hersteller eine eigene Bedienphilosophie hat, die die kinematische Ansteuerung des Ausströmers beeinflusst. Zudem kann einfacher darauf reagiert werden, dass jeder Hersteller sein Styling der Ausströmer meist mit Modellwechsel verändert. Hierbei kann das vorgeschlagene Konzept gewährleisten, dass ein in einer Baureihe funktionierendes Komfortdüsenkonzept auch in den folgenden Baureihen funktioniert.
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Vorteilhafterweise lassen sich durch eine entsprechend modular aufgebaute Komfortdüse Kosteneinsparungen bei der Herstellung sowie erhöhte Stückzahlen realisieren. Zudem werden Umfänge der Standardausströmer mit abgedeckt und es können robustere Ausströmersysteme bereitgestellt werden.
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Die vorliegende Erfindung schafft einen Luftausströmer für ein Belüftungssystem eines Fahrzeugs, mit folgenden Merkmalen:
einem Klappenkasten mit zumindest einem Diffuskanal, zumindest einem Spotkanal und zumindest einer Luftleiteinrichtung zum Steuern eines Luftstroms durch den Diffuskanal und den Spotkanal;
einem Drallkasten, der in Strömungsrichtung des Luftstroms nach dem Klappenkasten angeordnet und über eine erste Schnittstelle mit dem Klappenkasten verbunden ist, wobei der Drallkasten eine Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen einer optional montierbaren Einrichtung zur Verwirbelung eines durch den Diffuskanal geführten Luftstrom aufweist; und
einem Verbindungskanal der in Strömungsrichtung des Luftstroms nach dem Drallkasten angeordnet und über eine zweite Schnittstelle mit dem Drallkasten verbunden ist, wobei der Verbindungskanal eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen einer Luftablenkung aufweist.
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Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um einen Personenkraftwagen handeln. Das Belüftungssystem kann ein Klimagerät umfassen. Durch den Luftausströmer kann Frischluft oder Umluft in einen Innenraum des Fahrzeugs, beispielsweise in einen Fahrgastraum des Fahrzeugs geführt werden. Der Luftausströmer weist einen modularen Aufbau auf und kann sowohl als Komfortausströmer oder als konventioneller Ausströmer gefertigt werden. In dem Klappenkasten kann einströmende Luft mittels der Luftleiteinrichtung in den Diffuskanal, den Spotkanal oder sowohl in den Diffuskanal als auch in den Spotkanal geleitet werden. Auch können sowohl der Diffuskanal als auch der Spotkanal durch die Luftleiteinrichtung gesperrt werden, so dass keine Luftströmung durch den Diffuskanal und den Spotkanal möglich ist. Die Leiteinrichtung kann eine oder mehrere verstellbare Klappen aufweisen. Die erste Schnittstelle kann ausgebildet sein, um den Klappenkasten und den Drallkasten so miteinander zu verbinden, dass die durch den Diffuskanal und den Spotkanal strömende Luft vollständig in den Drallkasten geführt wird. Die Einrichtung zur Verwirbelung kann als optionaler Einsatz für den Drallkasten ausgeführt sein. Die Einrichtung zur Verwirbelung kann ausgebildet sein, um an der Einrichtung zur Verwirbelung vorbeiströmende Luft zu verwirbeln, beispielsweise mit einem Drall zu versehen. Die zweite Schnittstelle kann ausgebildet sein, um den Drallkasten und den Verbindungskanal so miteinander zu verbinden, dass die durch den Drallkasten strömende Luft vollständig in den Verbindungskanal geführt wird. Der Verbindungskanal kann im eingebauten Zustand des Luftausströmers beispielsweise in einen Innenraum des Fahrzeugs münden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Aufnahmeeinrichtung unbesetzt, um den durch den Diffuskanal geführten Luftstrom und den durch den Spotkanal geführten Luftstrom unverwirbelt zu dem Verbindungskanal zu leiten. Dies entspricht der Ausführungsform als Standardluftausströmer.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Aufnahmeeinrichtung mit der Einrichtung zur Verwirbelung besetzt, um den durch den Diffuskanal geführten Luftstrom zu verwirbeln und als diffusen Luftstrom zu dem Verbindungskanal zu leiten und den durch den Spotkanal geführten Luftstrom unverwirbelt zu dem Verbindungskanal zu leiten. Wird durch eine entsprechende Einstellung der Luftleiteinrichtung der Luftstrom durch den Diffuskanal geleitet, so kann aus diesem Luftstrom mittels der Einrichtung zur Verwirbelung ein Diffusfeld erzeugt werden. Dies entspricht der Ausführungsform als Komfortdüse.
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Beispielsweise kann die Einrichtung zur Verwirbelung ein Drallerzeuger sein. Der Drallerzeuger kann die Form eines Rotors aufweisen, Drallklappen umfassen oder durch eine Störgeometrie realisiert sein.
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Der Luftausströmer kann die Luftablenkung aufweisen, die an der Befestigungseinrichtung des Verbindungskanals befestigt ist. Durch die Luftablenkung kann eine Ausströmrichtung des Luftstroms aus dem Verbindungskanal eingestellt werden. Die Luftablenkung kann beispielsweise von einem Insassen des Fahrzeugs eingestellt werden.
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Der Verbindungskanal kann einen runden oder einen eckigen Querschnitt aufweisen. Auf diese Weise können unterschiedliche Designkonzepte umgesetzt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Schnittstelle und/oder die zweite Schnittstelle als Verbindung zwischen separat gefertigten Bauteilen ausgeführt. Somit können der Klappenkasten, der Drallkasten und der Verbindungskanal als separate Bauteile hergestellt und anschließend an den Schnittstellen zusammengefügt werden.
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Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Luftausströmers für ein Belüftungssystem eines Fahrzeugs, wobei der Luftausströmer einen Klappenkasten mit zumindest einem Diffuskanal, zumindest einem Spotkanal und zumindest einer Luftleiteinrichtung zum Steuern eines Luftstroms durch den Diffuskanal und den Spotkanal umfasst, einen Drallkasten, der in Strömungsrichtung des Luftstroms nach dem Klappenkasten angeordnet und über eine erste Schnittstelle mit dem Klappenkasten verbunden ist, wobei der Drallkasten eine Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen einer optional montierbaren Einrichtung zur Verwirbelung eines durch den Diffuskanal geführten Luftstrom aufweist umfasst, und einen Verbindungskanal der in Strömungsrichtung des Luftstroms nach dem Drallkasten angeordnet und über eine zweite Schnittstelle mit dem Drallkasten verbunden ist, wobei der Verbindungskanal eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen einer Luftablenkung aufweist umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Prüfen, ob der Luftausströmer in einer Ausführung als Komfortdüse oder in einer Ausführung als Standardluftausströmer herzustellen ist;
Einsetzten der Einrichtung zur Verwirbelung in die Aufnahmeeinrichtung nur dann, wenn der Luftausströmer in der Ausführung als Komfortdüse herzustellen ist.
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Auf diese Weise können der Luftausströmer in der Ausführung als Komfortdüse und der Luftausströmer in der Ausführung als Standardluftausströmer in einer Fertigungslinie hergestellt werden. In einem Schritt des Auswählens kann im Fall des Herstellens des Luftausströmers als Komfortdüse die Einrichtung zur Verwirbelung aus einer Mehrzahl unterschiedlich ausgeformter Einrichtungen zur Verwirbelung ausgewählt werden.
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Dabei kann das Verfahren einen Schritt des Auswählens einer Luftablenkung aus einer Mehrzahl unterschiedlich ausgeführter, zur Befestigung an der Befestigungseinrichtung geeigneter Luftablenkungen und einen Schritt des Befestigens der im Schritt des Auswählens ausgewählten Luftablenkung an der Befestigungseinrichtung umfassen. Beispielsweise kann bei einem Verbindungskanal mit rundem Querschnitt zwischen einer kugelförmigen oder einer fassförmigen Luftablenkung gewählt werden. Bei einem Verbindungskanal mit eckigem Querschnitt kann beispielsweise zwischen einer fassförmigen Luftablenkung oder einer aus Lamellen aufgebauten Luftablenkung gewählt werden.
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Das Verfahren kann einen Schritt des Wählens einer Querschnittsform des Verbindungskanals aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Querschnittsformen, einen Schritt des Auswählens eines die im Schritt des Wählens ausgewählte Querschnittsform aufweisenden Verbindungskanals aus einer Mehrzahl zur Verbindung über die zweite Schnittstelle geeigneter Verbindungskanäle und einen Schritt des Verbindens des im Schritt des Auswählens ausgewählten Verbindungskanals über die zweite Schnittstelle mit dem Drallkasten umfassen. Beispielsweise können somit Luftausströmer mit runden oder eckigen Verbindungskanälen hergestellt werden.
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Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Luftausströmers; und
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2 eine Darstellung eines Klappenkastens;
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3 eine Darstellung eines Drallerzeugers;
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4 eine Darstellung eines Drallerzeugers;
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5 eine Darstellung eines Drallerzeugers; und
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6 ein Ablaufdiagramm zur Herstellung eines Luftausströmers.
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In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Luftausströmers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Luftausströmer weist einen Klappenkasten 102, einen Drallkasten 104, einen Verbindungskanal 106 und eine Luftablenkung 108 auf. Der Klappenkasten 102 und der Drallkasten 104 sind über eine erste Schnittstelle 110 miteinander verbunden. Der Drallkasten 104 und der Verbindungskanal 106 sind über eine zweite Schnittstelle 112 miteinander verbunden. Die Luftablenkung 108 ist über eine Befestigungseinrichtung 114 an dem Verbindungskanal 106 befestigt.
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In einer Ausführungsform des Luftausströmers als Komfortdüse weist der Drallkasten 104 in einem im Fahrzeug verbauten Zustand einen Drallerzeuger als ein Einsatzteil auf. Durch die Ausführung des Drallerzeugers als Einsatzteil kann der Drallerzeuger auch weggelassen werden, so dass auch eine Verwendung des Luftausströmers als Standardausströmer möglich ist. Als Standardausströmer weist der der Drallkasten 104 in einem im Fahrzeug verbauten Zustand keinen Drallerzeuger auf.
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2 zeigt einen Klappenkasten 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Klappenkasten 102 weist einen Luftkanal 220 für einströmende Luft auf. Eine Strömungsrichtung der einströmenden Luft ist durch Pfeile gekennzeichnet. Der Luftkanal 220 mündet in drei parallele Kanäle 222, 224, 226. Dabei handelt es sich um einen Spotkanal 226, an den zwei Diffuskanäle 222, 224 angrenzen. An einer Übergangsstelle zwischen dem Luftkanal 220 und den Diffuskanälen 222, 224 ist eine Schaumdichtung 230 angeordnet. Die Diffuskanäle 222, 224 weisen jeweils eine Diffusklappe 232 auf, durch die ein Einströmen von Luft aus dem Luftkanal 220 in die Diffuskanäle 222, 224 ermöglicht oder verhindert werden kann. Der Spotkanal 226 weist eine Spotklappe 234 auf, durch die ein Einströmen von Luft aus dem Luftkanal 220 in den Spotkanal 226 ermöglicht oder verhindert werden kann. In 2 ist der Klappenkasten 102 in der Klappenstellung geschlossen gezeigt, das heißt, die Klappen 232, 234 verhindern ein Einströmen von Luft in die Kanäle 222, 224, 226.
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3 zeigt eine Darstellung einer Einrichtung zur Verwirbelung in Form eines Drallerzeugers 340 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Drallerzeuger 340 weist einen zylinderförmigen Grundkörper mit einer spiralförmig umlaufenden Zunge auf. Durch den Verlauf der Zunge wird an dem Drallerzeuger 340 vorbeiströmende Luft in Rotation versetzt. Der gezeigte Drallerzeuger 340 kann als Einsatz in den in 1 gezeigten Drallkasten 104 eingesetzt werden.
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4 zeigt eine Darstellung einer Einrichtung zur Verwirbelung in Form eines Drallerzeugers 440 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Drallerzeuger 440 weist einen zylinderförmigen Grundkörper auf, an dem gebogene Schaufeln angebracht sind. Durch eine Anordnung und Form der Schaufeln wird an dem Drallerzeuger 440 vorbeiströmende Luft in Rotation versetzt. Der gezeigte Drallerzeuger 440 kann als Einsatz in den in 1 gezeigten Drallkasten 104 eingesetzt werden.
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5 zeigt eine Darstellung einer Einrichtung zur Verwirbelung in Form eines Drallerzeugers 540 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Drallerzeuger 540 weist einen Innenring und einen Außenring auf, zwischen denen eine Mehrzahl von Rotorblättern angeordnet ist. Durch eine Anordnung und Form der Rotorblätter wird an dem Drallerzeuger 540 vorbeiströmende Luft in Rotation versetzt. Der gezeigte Drallerzeuger 540 kann als Einsatz in den in 1 gezeigten Drallkasten 104 eingesetzt werden.
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6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Luftausströmers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise kann ein Luftausströmer hergestellt werden, wie er anhand von 1 beschrieben ist.
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In einem ersten Schritt werden aus einer Mehrzahl von Modulen 102, 340, 440, 540, 606a, 606b, 608a, 608b, 608c, 608d einzelne ausgesucht, die anschließend in einem zweiten Schritt zu dem Luftausströmer zusammengefügt werden. Dazu wird zunächst der Klappenkasten 102, ein Drallkasten 104 und je nach Form entweder ein Verbindungskanal 606a mit einem runden Querschnitt oder ein Verbindungskanal 606b mit einem eckigen Querschnitt als Verbindungskanal 106 zum Drallkasten 104 ausgewählt. Wird der Verbindungskanal 606a ausgewählt, so kann als Luftablenkung 108 entweder eine Luftablenkung 608a in Form einer Kugel mit Spot oder eine Luftablenkung 608b in Form eines runden Barrel mit H-Lamellen mit Spot ausgewählt werden. Wird der Verbindungskanal 606b ausgewählt, so kann als Luftablenkung 108 entweder eine Luftablenkung 608c in Form eines Barrel mit H-Lamellen mit Spot oder eine Luftablenkung 608d in Form von H- und V- Lamellen mit Spot ausgewählt werden.
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Wird ein Luftausströmer in der Ausführungsform als Komfortdüse hergestellt, so wird zusätzlich einer der Drallerzeuger 340, 440, 540 ausgewählt und in den Drallkasten 104 eingesetzt.
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Die ausgewählten Module 102, 104, 106, 108 werden zu dem Luftausströmer zusammengefügt. Durch Auswahl anderer Modulvarianten sowie der Auswahl oder Nichtauswahl eines der Drallerzeuger 340, 440, 540 können unterschiedliche Luftausströmer hergestellt werden.
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Im Folgenden werden anhand der 1 bis 6 einzelne Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher beschrieben.
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Durch den modularen Aufbau einer Komfortdüse wird diese in die Bereiche Klappenkasten 102, Drallbereich/Diffusbereich 104, Ausströmquerschnittsbereich 106 und Luftablenkungsbereich 108 unterteilt.
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Jedes dieser Module 102, 104, 106, 108 kann somit als Einzelteil oder auch mit einem anderen Teil kombiniert gefertigt werden. Es entsteht im Baukastenprinzip ein nach den Kundenwünschen zusammengestellter Ausströmer, welcher erweitert bzw. reduziert werden kann.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird, beispielsweise nach den Anforderungen des Kunden ein Standard-Serienausströmer zusammengestellt, wie es in 6 gezeigt ist. So erhält der Standard-Serienausströmer eine vereinfachte Klappenkinematik im Klappenkasten 106 bei der die Klappen 232, 234 zum Einsatz kommen welche auch beim Komfortausströmer verwendet werden. Änderungen sollen nur mit geringfügig anderen Kleinteilen, z. B. Kurvenscheiben oder ähnlichen einfließen.
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Im Drallkasten 104 wird kein Drallerzeuger oder Diffuserzeuger 340, 440, 540 eingesetzt.
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Das Styling des Herstellers bestimmt die Querschnittsform des Verbindungskanals 106. Ein entsprechendes Luftablenkungskonzept wird durch Auswahl einer der Luftablenkungen 608a, 608b, 608c, 608d gewählt.
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Durch den modularen Aufbau besteht die Möglichkeit eine Komfortausströmervariante als Sonderausstattung anzubieten. Der Luftausströmer in der Komfortausströmervariante erhält einen Dralleinsatz oder Diffuseinsatz 340, 440, 540, der separat entwickelt, gefertigt und auch abgestimmt werden kann. Dabei wird die Klappenkinematik angepasst. Die Herstellkosten für einen zweiten Luftausströmer entfallen somit.
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Alternativ zu den beschriebenen Ausführungsbeispielen können die Klappenanordnung und die Klappenansteuerung der Klappen 232, 234 anders ausgeführt werden. Auch kann das Diffusfeld anstelle eines Drallerzeugers 340, 440, 540 durch Drallklappen, eine geeignete Störgeometrie oder andere Einsätze erzeugt werden. Ferner kann die Form des Querschnitts als ein Vieleck ausgeführt sein. Auch sind alternative Luftablenkungsmöglichkeiten einsetzbar.
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Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 102
- Klappenkasten
- 104
- Drallkasten
- 106
- Verbindungskanal
- 108
- Luftableitung
- 220
- Luftkanal
- 222
- Diffuskanal
- 224
- Diffuskanal
- 226
- Spotkanal
- 230
- Schaumdichtung
- 232
- Diffusklappe
- 234
- Spotklappe
- 340
- Drallerzeuger
- 440
- Drallerzeuger
- 540
- Drallerzeuger
- 606a
- Verbindungskanal
- 606b
- Verbindungskanal
- 608a
- Luftablenkung
- 608b
- Luftablenkung
- 608c
- Luftablenkung
- 608d
- Luftablenkung
