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Die Erfindung betrifft einen Luftausströmer.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Luftausströmer bekannt. Beispielsweise offenbart die
DE 10 2006 032 587 A1 eine Luftausströmeinrichtung für Fahrzeuge, die einen Luftkanal aufweist, der in einem Längs- bzw. Vertikalschnitt gesehen, einen ersten, oberen Wandbereich und einen gegenüberliegenden zweiten, unteren Wandbereich aufweist und der über eine Luftauslassöffnung mit einem Fahrgastraum des Fahrzeugs in Fluidverbindung steht. Über den Luftkanal und die Luftauslassöffnung kann Luft in den Fahrgastraum geleitet werden. Zwischen den beiden Wandungsbereichen ist im Bereich bzw. in der Nähe der Luftauslassöffnung mindestens ein lamellenartiges Luftleitfläche angeordnet.
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Weiterhin offenbart die
DE 199 43 822 A1 eine Strömungsleitanordnung bei der die verstellbaren Luftleitrippen und eine Schließ- und Öffnungseinrichtung aus Luftleitklappen gebildet sind, die jeweils aus drei flexibel untereinander verbundenen Abschnitten aufgebaut sind. Die beiden äußeren Abschnitte sind mittig an ortsfesten Schwenkachsen gelagert. Die mittleren Abschnitts sind abwechselnd mit einer von zwei Verstelleinrichtungen verbunden. Dadurch kann sowohl die Ausströmrichtung verändert, aber auch die Luftströmung abgeschlossen werden.
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Schließlich offenbart die
DE 10 2006 002 663 A1 eine Ausströmdüse mit einem Gehäuse, das einen Strömungskanal vorgibt, und mehreren darin im Bereich einer Austrittsöffnung angeordnete Lamellen. Diese sind zur Ausrichtung eines Fluidstroms über eine gemeinsame Koppelstange verstellbar. Um den Fluidstrom in die gewünschte Richtung zu leiten, weisen die Lamellen in Strömungsrichtung einen zweiteiligen Aufbau auf, wobei die Teile über ein Filmscharnier verbunden sind.
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Der Erfindung liegt dem gegenüber die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Luftausströmer zu schaffen.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch einen Luftausströmer mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Es wird ein Luftausströmer angegeben mit
- – einem Gehäuse,
- – einer in axialer Richtung zum Gehäuse befindlichen Lufteintrittsöffnung und einer der Lufteintrittsöffnung gegenüberliegenden Luftaustrittsöffnung,
- – einer in dem Gehäuse befindlichen Luftleitfläche, wobei in der axialen Richtung des Gehäuses gesehen die Luftleitfläche ein der Lufteintrittsöffnung zugewandtes erstes Ende und ein der Luftaustrittsöffnung zugewandtes zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende und das zweite Ende in axialer Richtung des Gehäuses gesehen unverschiebbar am Gehäuse angeordnet sind, wobei die Luftleitfläche zumindest teilweise in Richtung zu einer Innenwand des Gehäuses reversibel zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung deformierbar ist.
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Der Luftausströmer kann in verschiedensten Transportmitteln wie Straßen-, Luft-, Wasser- oder Schienenfahrzeugen zum Einsatz kommen. Ausführungsformen der Erfindung könnten den Vorteil haben, dass in mechanisch einfacher Weise eine Luftstromlenkung bewirkt werden kann. Durch die Deformation der Luftleitfläche ist es entsprechend der Form der Deformation möglich, dass sich der von der Lufteintrittsöffnung kommende Luftstrom entlang der Luftleitfläche bewegt und dieser Form folgt. Daraus könnte sich dann die Luftlenkung ergeben.
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Da die Luftlenkung aufgrund der Deformation maßgeblich im „Inneren” des Luftausströmers bewirkt wird, könnten eine Sichtbarkeit der hierzu notwendigen Komponenten von außen bei Aufsicht auf den Luftausströmer vermieden werden. Dies könnte eine Integration des Luftausströmers in eine z. B. Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs aus optischer Sicht vereinfachen. Dies wird dadurch unterstützt, dass das erste Ende und das zweite Ende der Luftleitfläche unverschiebbar am Gehäuse angeordnet sind. Die Fläche für etwaig bei Aufsicht auf den Luftausströmer sichtbare Staubablagerungen könnte damit ebenfalls minimiert werden, was die äußere Reinigung des Luftausströmers vereinfachen könnte.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist die Luftleitfläche in der axialen Richtung des Gehäuses gesehen einen ersten Abschnitt und einen von dem ersten Abschnitt in der axialen Richtung beabstandeten zweiten Abschnitt auf, wobei der erste Abschnitt das der Lufteintrittsöffnung zugewandte erste Ende der Luftleitfläche umfasst und wobei der zweite Abschnitt das der Luftaustrittsöffnung zugewandte zweite Ende der Luftleitfläche umfasst, wobei die Luftleitfläche in der axialen Richtung des Gehäuses einen den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt miteinander verbindenden dritten Abschnitt aufweist, wobei ausschließlich der dritte Abschnitt in Richtung zu der Innenwand des Gehäuses reversibel deformierbar ist.
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Dies könnte den Vorteil haben, dass z. B. die Materialwahl des ersten und zweiten Abschnitts frei ist – lediglich das Material des dritten Abschnitts muss deformierbar sein. Damit könnte aus optischen Gründen das Material des ersten und zweiten Abschnitts identisch mit dem Material des Gehäuses gewählt werden, da bei Aufsicht auf die Luftaustrittsöffnung unter Umständen der zweite Abschnitt sichtbar sein könnte.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind der erste Abschnitt mit seinem ersten Ende und/oder der zweite Abschnitt mit seinem zweiten Ende am Gehäuse angelenkt. Z. B. ist die Anlenkung des ersten Abschnitts und/oder des zweiten Abschnitts am Gehäuse über ein achsenförmiges Scharnier gegeben. Damit könnten der erste und der zweite Abschnitt zumindest teilweise in Richtung der Deformation durch eine Bewegung um die Anlenkung folgen, wodurch die insgesamt durch die Deformation ermöglichte Luftweglenkung maximiert wird. Die Fläche, durch welche die Luft gelenkt wird könnte dadurch erhöht werden.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt starr. Dies könnte den Vorteil haben, dass eine Luftweglenkung von außen bei Aufsicht auf den Luftausströmer nahezu nicht erkennbar ist, da lediglich „weit” im Inneren des Luftausströmers die Luftweglenkung erfolgt, wohingegen der der Luftaustrittsöffnung zugewandte Teil des Luftausströmers im Rahmen der Luftweglenkung keine Deformation o. Ä. erfährt.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist die Innenwand des Gehäuses eine erste Aufwölbung in einer ersten Richtung und eine zweite Aufwölbung in einer zweiten Richtung auf, wobei die erste Richtung der zweiten Richtung entgegengesetzt ist und senkrecht zur axialen Richtung des Gehäuses ist, wobei die Luftleitfläche in die erste Richtung und/oder in die zweite Richtung deformierbar ist. Z. B. könnte dies die Luftweglenkung unterstützen, da der Luftweg damit nicht nur von der Form der Luftleitfläche bestimmt wird, sondern maßgeblich auch von der inneren Form des Gehäuses.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist der Luftausströmer mehrere der Luftleitflächen auf, wobei die Luftleitflächen in der ersten oder zweiten Richtung gesehen übereinander voneinander beabstandet im Gehäuse angeordnet sind, wobei die Luftleitflächen gleichzeitig in Richtung zu der Innenwand des Gehäuses hin reversibel deformierbar sind. Durch mehrere der Luftleitflächen könnte die Luftweglenkung optimiert werden, da nun der inneren Form des Gehäuses Rechnung getragen werden könnte. Anstatt also mit nur einer einzelnen Luftleitfläche einen Luftstrom in zwei Ströme zu unterteilen, welche jedoch aufgrund der Innenwände des Gehäuses verschiedene Luftstromrichtungen aufweisen, könnte durch mehrere der Luftleitflächen die Luftweglenkung so gestaltet werden, dass jeder der einzelnen Ströme dieselbe Richtungscharakteristik aufweist.
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Z. B. sind die erste Aufwölbung und die zweite Aufwölbung durch jeweils eine der Luftleitflächen überdeckt, wobei z. B. die Überdeckung vollständig ist. Ferner könnte z. B. in der ersten Stellung der Luftleitfläche die Innenseite des Gehäuses der Lufteintrittsöffnung, die Innenseite des Gehäuses der Luftaustrittsöffnung und der die erste Aufwölbung oder die zweite Aufwölbung überdeckende Luftleitfläche eine ebene Fläche bilden.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist in der zweiten Stellung die Luftleitfläche aufgrund der Deformation eine Aufwölbung in der ersten oder zweiten Richtung auf. Z. B. verläuft die Aufwölbung der Luftleitfläche parallel zur ersten Aufwölbung oder parallel zur zweiten Aufwölbung. Dies könnte die Bildung von Luftwirbeln im Luftausströmer minimieren, wodurch die Laminarität des aus der Luftaustrittsöffnung austretenden Luftstroms erhöht werden könnte.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Luftleifläche aufgrund einer Dehnbarkeit eines Materials der Luftleitfläche reversibel deformierbar. Dies könnte eine Möglichkeit darstellen, wie der deformierbare Teile des Luftausströmers mechanisch einfach und kostengünstig herstellbar z. B. durch die Wahl eines elastischen Materials, sein könnte.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist der deformierbare Teil der Luftleitfläche ein Formgedächtnismaterial auf, wobei die Luftleitfläche aufgrund einer Formwandlung des Formgedächtnismaterials reversibel deformierbar ist. Damit könnte z. B. durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen den Enden der Luftleitfläche die Deformation initiiert und kontrolliert werden, was z. B. eine „Fernsteuerung” durch entsprechende Steuerkomponenten im jeweiligen Fortbewegungsmittel ermöglichen könnte, in welchem der Luftausströmer Verwendung findet. An einer Konsole eines Kraftfahrzeugs könnte z. B. ein Schalter angeordnet sein, über welchen die Luftströmungsrichtung der aus dem Luftausströmer austretenden eingestellt werden könnte. Ferner könnten Sensoren im Fortbewegungsmittel dazu verwendet werden, um aufgrund von Temperaturverteilungen, Sonneneinstrahlung und anwesenden Personen die Bestromung der Luftleitfläche oder zumindest des Formgedächtnismaterials zu steuern.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Luftausströmer ferner ein Leuchtmittel, wobei das Leuchtmittel zwischen der Luftaustrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung angeordnet ist. Dies könnte für eine vereinfachte Bedienbarkeit des Luftausströmers bei Dunkelheit sorgen. Dadurch, dass zwischen Leuchtmittel und Luftauslassöffnung keine bewegbaren Teile angeordnet sein müssen, welche die Richtcharakteristik des Luftstroms beeinflussen, kann das Licht ungehindert für eine Beleuchtung des Luftausströmers von innen bewirken.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist der Luftausströmer ferner einen Satz von Flügeln auf, wobei die Luftleitfläche in einer in einer ersten Ebene liegenden Richtung deformierbar ist, wobei die Flügel in einer in einer zweiten Ebene liegenden Richtung schwenkbar sind, wobei die erste Ebene und die zweite Ebene senkrecht zueinander stehen, wobei aufgrund der Schwenkbarkeit der Flügel die Strömungsrichtung der durch die Lufteintrittsöffnung in das Gehäuse einströmbaren Luft in der zweiten Ebene einstellbar ist. Dies könnte den Vorteil haben, dass die Einstellbarkeit der Richtwirkung des Luftstroms um eine weitere Richtung erweitert wird, nämlich senkrecht zu jener Richtung, welche durch die Deformation der Luftleitfläche vorgebbar ist.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Flügel in axialer Richtung des Gehäuses gesehen zwischen dem ersten Ende der Luftleitfläche und der Lufteintrittsöffnung angeordnet.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Luftausströmer ferner ein Verschlusselement, wobei das Verschlusselement in der axialen Richtung des Gehäuses gesehen zwischen der Lufteintrittsöffnung und dem ersten Ende der Luftleitfläche angeordnet ist, wobei das Verschlusselement zwischen einer Öffnungsposition und einer Schließposition bewegbar ist, wobei in der Öffnungsposition ein Luftdurchgang zwischen der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung freigegeben ist und in der Schließposition der Luftdurchgang zwischen der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung blockiert ist. Damit könnte sich ein Luftstrom durch das Gehäuse nahezu vollständig blockieren lassen.
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Z. B. umfasst das Verschlusselement mehrere Platten, wobei die Platten über eine gemeinsame Drehachse am Gehäuse angelenkt sind, wobei die Bewegbarkeit des Verschlusselements zwischen der Öffnungsposition und der Schließposition über eine Rotation der Platten um die Drehachse gegeben ist. Z. B. ist die Drehachse zentriert zum Gehäuse am Gehäuse angeordnet. Vorzugsweise sind in dem Bereich der Platten sowohl die Innenseite des Gehäuses, als auch die Platten rechteckig gegenstückig und aneinander anliegend ausgeformt. Diese Variante der Verwendung mehrerer, insbesondere zweier Platten, könnte den Vorteil einer platzsparenden Unterbringung des Verschlusselements in dem Gehäuse ermöglichen.
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Es versteht sich, dass die obig beschriebenen Ausführungsformen in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden können, so lange sich die Kombinationen nicht gegenseitig ausschließen.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines Luftausströmers,
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2 eine weitere Ansicht eines Luftausströmers mit teilweise deformierten Luftleitflächen.
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Im Folgenden werden einander ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Die 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Luftausströmers 100 mit einem Gehäuse 124. Im Gehäuse 124 sind drei Luftleitflächen 102 angeordnet, wobei die Luftleitflächen 102 in axialer Richtung zum Gehäuse gesehen drei hintereinander angeordnete Abschnitte 108, 110 und 112 aufweisen. Während die Abschnitte 108 und 112 aus einem starren, nicht deformierbaren Material bestehen, weist der Abschnitt 110 ein Formgedächtnismaterial auf.
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Strömt nun Luft durch die Lufteintrittsöffnung 104 in das Gehäuse 124 ein, so wird die Luft aufgrund der in 1 gezeigten Stellung der Luftleitflächen 102 gerade aus von rechts nach links in Richtung 126 strömen und ebenfalls in Richtung 126 das Gehäuse durch die Luftaustrittsöffnung 106 verlassen.
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Ferner ist in der 1 eine Steuereinheit 122 gezeigt, über welche mittels einer Stromleitung 128 eine Spannung an den Abschnitt 110 angelegt werden kann. Ein Benutzer des Luftausströmers 100 könnte beispielsweise ein entsprechendes Bedienelement 120 betätigen, wodurch über die Steuereinheit 122 die elektrische Spannung am Abschnitt 110 angelegt wird.
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Das resultierende Ergebnis dieser Spannungsanlegung ist in der 2 gezeigt. Wie dort ersichtlich ist, hat sich aufgrund des Anlegens der Spannung, des resultierenden Stromflusses durch den Abschnitt 110 und die dadurch bedingte Erwärmung des Materials des Abschnitts 110 dieses Material verformt. Die Formwandlung resultiert daraus, dass es sich bei dem Material des Abschnitts 110 um eine Formgedächtnislegierung handelt. Aufgrund der Erwärmung erfährt der Abschnitt 110 die in 2 gezeigte Deformation. Da die Abschnitte 108 und 112 mit dem Abschnitt 110 verbunden sind und außerdem um entsprechende Achsen 206 drehbar am Gehäuse 124 festgelegt sind, bewegen sich die Abschnitte 108 und 112 zusammen mit der Deformation in Abschnitt 110 in Richtung 200. Dies führt dazu, dass die durch die Lufteintrittsöffnung 104 eintretende Luft in Richtung 204 gelenkt wird und in Richtung 204 aus der Luftaustrittsöffnung 106 austritt. Durch das Anlegen der Spannung über die Stromleitungen 128 kann damit die Luftströmungsrichtung der aus dem Luftausströmer 100 austretenden Luft verändert werden.
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Handelt es sich bei der Formgedächtnislegierung um eine Legierung mit einem Einweg-Memory-Effekt, so würde die in 2 gezeigte Feder 202 zwischen Gehäuse 124 und Abschnitt 110 dafür sorgen, dass nach Wegnahme der elektrischen Spannung vom Abschnitt 110 und Abkühlen des Abschnitts 110 dieser wieder automatisch in die in 1 gezeigte Normalposition überführt wird. Allerdings könnte auf eine solche Feder verzichtet werden, sofern es einen Mehrweg-Memory-Effekt gibt, insbesondere einen Zweiweg-Memory-Effekt. In diesem Fall könnte sich die Formgedächtnislegierung selbständig an zwei oder mehrere Formen erinnern, je nachdem wie die Temperatur des Abschnitts 110 ist.
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Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass auch durch Verwendung eines elastischen Materials im Abschnitt 110 der beschriebene Deformationseffekt, wie in den 1 und 2 gezeigt, erzielt werden könnte. Hierzu müsste es notwendig sein, in Richtung 200 ein Zugelement an den Abschnitten 110 anzulegen, sodass durch Ziehen in Richtung 200 die in 2 ersichtliche Deformation des Abschnitts 110 bewirkt wird. Auch hier könnten wiederum die Federn 202 dazu führen, dass der deformierte Abschnitt 110 samt den Abschnitten 108 und 112 von der deformierten Position in die Position, wie in 1 gezeigt, überführt werden könnte.
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Es ist verständlich, dass analog der in 2 gezeigten Deformation in Richtung 200 auch eine Deformation der Luftleitfläche 102 entgegen der Richtung 200 möglich ist. Vorteilhaft ist in allen Fällen, dass im deformierten Zustand eine eindeutige Luftströmungsrichtung vorgegeben ist.
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Dies wird dadurch unterstützt, dass die in Richtung 200 und entgegen der Richtung 200 vorliegende Aufwölbung der oberen und unteren Innenwand des Gehäuses 124 vollständig durch jeweils eine Luftleitfläche 102 überdeckt ist. Im deformierten Fall der Luftleitflächen 102 wird, wie in der 2 beispielhaft gezeigt, die obere Luftleitfläche dann bündig an der Innenwand des Gehäuses 124 anliegen. Außerdem wird aufgrund der vollständigen Überdeckung der Aufwölbung im unteren Bereich des Gehäuses 124 durch die untere Luftleitfläche gewährleistet, dass die resultierenden beiden Luftströme, (Bezugszeichen 204) nahezu identisch sind.
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Wäre im vorliegenden Fall lediglich die mittlere Luftleitfläche 102 vorgesehen, so würde der unter der Luftleitfläche 102 durchströmende Teil der Luft Verwirbelungen erfahren, da ein erster Teil der Luft versuchen würde, der Unterseite der Luftleitfläche 102 zu folgen und ein zweiter Teil der Luftversuchen würde, der Aufwölbung des Gehäuses 124 nach unten zu folgen. Durch die vollständige Überdeckung dieser unteren Aufwölbung durch die weitere Luftleitfläche 102 wird dies vermieden.
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Ferner ersichtlich ist in den 1 und 2 ein Flügel, wobei dieser um eine senkrechte Achse 114 verschwenkbar ist. Die Richtung der Achse ist mit der Deformationsrichtung 200 identisch. Während durch die Deformation die Luftrichtung in vertikaler Richtung, das heißt in Richtung 200 und entgegen der Richtung 200 verstellbar ist, ist durch einen oder mehrere der Flügel 116 die Luftrichtung in horizontaler Richtung verstellbar.
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Das Verstellen des Flügels oder der Flügel 116 kann beispielsweise mittels eines Manipulators 118 erfolgen, welcher mittig am Abschnitt 108 der Luftleitfläche 102 angeordnet ist. Eine entsprechende Zahnradkopplung könnte dafür sorgen, dass beispielsweise durch eine rotatorische Bewegung des Manipulators 118 eine rotatorische Bewegung des oder der Flügel 116 gewährleistet ist.
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Um selbst bei der Verwendung von kostengünstigen Formgedächtnislegierungen in den Abschnitten 110 mittels eines Einweg-Memory-Effekts eine Verstellbarkeit des Luftstroms in vertikaler Richtung sowohl nach oben als auch nach unten zu ermöglichen, könnten bei der Verwendung von mehreren der Luftleitflächen 102 zunächst deren Abschnitte 110 mechanisch miteinander gekoppelt sein. Die Abschnitte 110 der jeweiligen Luftleitflächen 102 könnten dabei Formgedächtnislegierungen aufweisen, welche bei Erwärmung unterschiedliche Formveränderungen in entgegengesetzten Richtungen aufweisen.
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Denkbar wäre hier zum Beispiel, dass der mittlere Abschnitt 110 der in 1 gezeigten obersten Luftleitfläche 102 eine Formänderung bei Erwärmung in Richtung 200 aufweist. Durch diese Formänderung in Richtung 200 würde aufgrund der Kopplung aller Abschnitte 110 aller Luftleitflächen 102 eine gemeinsame Bewegung aller Luftleitflächen 102 dergestalt stattfinden, wie dies in der 2 gezeigt ist. Darüber hinaus gehend könnte beispielsweise der in 1 gezeigte Abschnitt 110 der untersten Luftleitfläche 102 eine Formgedächtnislegierung aufweisen, welche bei Erwärmung eine Deformation entgegen der Richtung 200 durchführt. Ebenfalls aufgrund der besagten Kopplung würde dann bei Erwärmung dieses unteren Abschnittes 110 eine Bewegung aller Luftleitflächen 102 entgegen der Richtung 200 stattfinden. Durch die Wahl von zwei Formgedächtnislegierungen mit unterschiedlicher entgegengesetzter Formveränderung und Kopplung aller Luftleitflächen miteinander ist es also möglich, durch Wahl der zu erwärmenden Luftleitfläche die Deformationsrichtung aller Luftleitflächen und damit die Steuerung der Luftaustrittsrichtung vorzunehmen.
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In diesem Fall würde die Steuereinheit 122 wahlweise entweder den oberen Abschnitt 110 oder den untersten Abschnitt 110 bestromen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Luftausströmer
- 102
- Luftleitfläche
- 104
- Lufteintrittsöffnung
- 106
- Luftaustrittsöffnung
- 108
- Abschnitt
- 110
- Abschnitt
- 112
- Abschnitt
- 114
- Achse
- 116
- Flügel
- 118
- Manipulator
- 120
- Schalter
- 122
- Steuereinheit
- 124
- Gehäuse
- 126
- Richtung
- 128
- Stromleitung
- 200
- Richtung
- 202
- Feder
- 204
- Richtung
- 206
- Achse
