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Die Erfindung betrifft eine Lüftungseinrichtung, spezieller eine Lüftungs-Auslassstruktur, die in einem Fahrzeug als ein Auslass eines Klimaanlagensystems, eines Heiz- und Lüftungssystems oder eines anderen Luftführungssystems eingesetzt werden kann.
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In der Automobilindustrie sind Lüftungsauslässe bekannt, die eine Anzahl beweglicher Lamellen enthalten, die parallel zueinander angeordnet sind, um einen Luftstrom von einem Klimaanlagensystem oder Heiz- und Lüftungssystem in den Passagierraum des Fahrzeugs zu lenken. Die Lamellen können auch dazu verwendet werden, den Lüftungsauslass zu schließen. Eine bekannte Struktur ist z. B. in der
JP 4954851 B2 beschrieben. Diese bekannte Struktur umfasst einen Rahmen und eine Anzahl paralleler beweglicher Lamellen, die miteinander und mit Seitenwänden des Rahmens über eine Stellstange verbunden sind. Die Stange kann einen Griff aufweisen, um die Neigung der Lamellen von einer vollständig geöffneten Position, in der die Lamellen beabstandet und parallel zu dem ausströmenden Luftstrom sind, so dass die Luft im Wesentlichen ungestört austreten kann, zu einer vollständig geschlossenen Position, wo benachbarte Lamellen aufeinanderliegen und einander überlappen, um den Lüftungsauslass zu schließen, zu verstellen. Eine Lüftungseinrichtung dieser Art hat den Nachteil, dass sie eine große Anzahl von Teilen benötigt, die zusammengebaut werden müssen, wobei während längerer Lebensdauer der Lüftungseinrichtung Lamellen und die Stellstange brechen oder sich voneinander lösen können und die Lüftungseinrichtung dadurch unbrauchbar wird.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Lüftungseinrichtung mit einfachem Aufbau bereitzustellen, die robust und leicht handhabbar ist. Die Lüftungseinrichtung soll als Lüftungsauslass z. B. für Klimaanlagensysteme und Heiz- und Lüftungssysteme in Fahrzeugen brauchbar sein.
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Die Erfindung sieht eine Lüftungseinrichtung mit einem Rahmen und einer Lüftungstrommel vor, die zur Relativbewegung in dem Rahmen geführt ist. Die Lüftungstrommel umfasst gegenüberliegende Endstrukturen, wobei wenigstens eine Endstruktur eine konvexe oder konkave Stirnfläche definiert. Der Rahmen umfasst gegenüberliegende Seitenwände und eine Führungsstruktur für die Lüftungstrommel an den Seitenwänden, wobei wenigstens eine Führungsstruktur die jeweils andere Form, konkav oder konvex, definiert, die der wenigstens einen konvexen oder konkaven Endstruktur der Lüftungstrommel entspricht. In einer Ausgestaltung haben beide Enden der Lüftungstrommel eine konvexe Form und beide Führungsstrukturen an beiden Seitenwänden des Rahmens haben eine konkave Form, die der konvexen Form an den Enden der Lüftungstrommel entspricht. Die Trommel kann somit relativ zum Rahmen bewegt werden, indem einfach die Trommel innerhalb der Führungsstruktur gedreht oder geschwenkt wird, was aufgrund der sich entsprechenden komplementären Formen der Stirnflächen der Trommel und der zugehörigen Führungsstruktur möglich ist. Die komplementären konvexen und konkaven Formen an den Stirnflächen der Trommel und der Führungsstruktur in der Seitenwand des Rahmens werden wenigstens an einem Ende der Trommel vorgesehen, wobei das andere Ende auch auf andere Art gehalten und geführt sein kann. In dem hier beschriebenen Beispiel hat die Trommel zwei konvexe Stirnflächen, und die Führungsstruktur sieht entsprechende konkave Oberflächen vor, wodurch sich ein maximaler Freiheitsgrad der Bewegung bezüglich Rotation, Azimut und Elevation ergibt. Dies erlaubt es ein besonders einfaches und robustes Design zu realisieren.
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In dem hier beschriebenen Beispiel definiert jede Endstruktur der Lüftungstrommel eine kugelförmige Oberfläche. Jede Endstruktur der Lüftungstrommel kann durch eine konvexe Stirnwand oder durch eine Rippenstruktur, die eine konvexe Stirnfläche definiert, definiert sein. In einer Ausgestaltung hat die Lüftungstrommel somit eine grundsätzlich zylindrische Form, mit konvexen kugelförmigen Endflächen. In diesem und anderen Beispielen sind die Endstrukturen der Lüftungstrommel und die Führungsstrukturen des Gehäuses so konfiguriert, dass die Lüftungstrommel um ihre Längsachse frei drehbar ist und um ihren Schwerpunkt in Azimutal- und Elevationsbewegung geschwenkt werden kann.
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Die Lüftungstrommel kann mehrere Leitplatten aufweisen, die mehrere Luftkanäle trennen, um Luft durch diese hindurch zu lenken, wenn die Lüftungstrommel in einer von mehreren ersten Positionen relativ zu dem Gehäuse ist. Erste Positionen sind definiert als Positionen der Lüftungstrommel, in denen wenigstens etwas Luft durch die Lüftungstrommel hindurchtreten kann.
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Die Lüftungstrommel kann ferner wenigstens eine Wand aufweisen, um zu verhindern, dass Luft durch die Lüftungstrommel hindurchgeht, wenn die Lüftungstrommel in einer zweiten Position relativ zu dem Rahmen ist. Die zweite Position ist somit eine Position, in der die Lüftungstrommel relativ zu dem Rahmen so gedreht ist, dass keine Luft hindurchtreten kann. Die Wand zum Blockieren der Luftströmung kann durch eine der Leitplatten gebildet sein.
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Die Leitplatten in der Trommel können so konfiguriert sein, dass sie Luftkanäle bereitstellen, die einen Venturieffekt erzeugen, wenn Luft hindurchtritt. Sie können sich senkrecht zur Längsachse der Lüftungstrommel erstrecken. Die Leitplatten können ferner an der Trommel befestigt oder an der Trommel angeformt sein, so dass die Trommel an sich keine beweglichen Teile aufweist.
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An wenigstens der Lüftungstrommel oder der Führungsstruktur kann eine Anschlagstruktur vorgesehen sein, um die relative Bewegung der Lüftungstrommel in dem Gehäuse zu begrenzen. Während die Lüftungstrommel um ihre Längsachse relativ frei drehen darf, z. B. um +/–90° oder um +/–180° oder um +90° bis –20° oder sogar um 360°, kann die Schwenkbewegung der Lüftungstrommel um ihren Schwerpunkt begrenzt sein, z. B. auf +/–20° oder +/–30°. All diese Bereiche sind selbstverständlich nur Beispiele. Die Rotation und Verschwenkung in Azimut- und Elevationsrichtung wird begrenzt, um zu verhindern, dass die Stirnflächen der Trommel sich von der Führungsstruktur lösen.
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Die Anschlagstruktur kann z. B. einen Führungsvorsprung an der Lüftungstrommel oder der Führungsstruktur und eine entsprechende Führungsschiene an dem jeweils anderen Element, also der Führungsstruktur oder der Lüftungstrommel umfassen, wobei die Führungsschiene sich parallel zur Stirnfläche der Lüftungstrommel erstreckt. Die Führungsschiene kann um die Längsachse der Lüftungstrommel drehbar sein. Wenn die Führungsschiene an der Stirnfläche der Lüftungstrommel vorgesehen ist, dreht sie sich einfach mit der Lüftungstrommel. Wenn die Führungsschiene in der Führungsstruktur an der Seitenwand des Rahmens vorgesehen ist, kann ein getrennter Drehmechanismus vorgesehen werden.
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Beispiele der Erfindung sind in Bezug auf die Zeichnungen erläutert:
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1 zeigt eine schematische Vorderansicht einer Lüftungseinrichtung gemäß einem Beispiel;
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2 zeigt eine geschnittene Seitenansicht der Lüftungseinrichtung der 1;
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3 zeigt eine Längsschnittdarstellung durch die Lüftungseinrichtung der 1, wobei die Schnittebene in 2 angedeutet ist;
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4 zeigt eine ähnliche Ansicht wie 3, wobei nur ein Teil der Lüftungseinrichtung gemäß einem alternativen Beispiel dargestellt ist;
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5 zeigt eine Explosionsdarstellung der Lüftungseinrichtung von 1 gemäß einem Beispiel;
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6 und 7 zeigen ähnliche Ansichten wie 3, wobei die Lüftungstrommel in Elevation verschwenkt ist;
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8, 9 und 10 zeigen ähnliche Ansichten wie 2, wobei die Lüftungstrommel um ihre Längsachse gedreht ist.
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Im Folgenden sind Beispiele der Lüftungseinrichtung gemäß der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Sofern Bezug genommen wird auf eine bestimmte Ausrichtung oder Bewegungsrichtung der Lüftungstrommel oder ihre Teile bezieht sich diese Ausrichtung oder Bewegungsrichtung auf den Rahmen, wenn er in einem Fahrzeug montiert ist, wobei die Auslassöffnung der Lüftungseinrichtung in Richtung eines Passagiers oder Fahrers weist, außer es ist etwas anderes gesagt.
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In einem Beispiel umfasst die Lüftungseinrichtung einen Rahmen 10 und eine Lüftungstrommel 12. Der Rahmen weist zwei gegenüberliegende Seitenwände 14, 14' auf, wobei jede Seitenwand eine konkave Führungsstruktur 16, 16' aufweist. Die Lüftungstrommel 12 umfasst mehrere Lenkplatten 18, 18', 20, die sich entweder parallel zu einer Längsachse der Lüftungstrommel oder senkrecht zu der Längsachse erstrecken.
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Der Rahmen 10 grenzt eine Auslassöffnung der Lüftungseinrichtung ein, die in dem gezeigten Beispiel von einer Blende 22 eingefasst ist, die dazu dienen kann, die Lüftungseinrichtung in eine Auslassöffnung einzubauen, die in einem Verkleidungsteil des Fahrzeugs vorgesehen ist, beispielsweise in einer Instrumententafel. 2 zeigt eine Schnittdarstellung durch die Lüftungseinrichtung, wobei die Lüftungstrommel 12 in einer Anfangsposition ist, in der ein Luftstrom A im Wesentlichen ungestört durch die Kanäle strömen kann, die zwischen den Lenkplatten 18, 18', 20 gebildet sind.
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In dem in 3 gezeigten Beispiel ist die Führungsstruktur 16, 16' einfach eine konkave Form, die in dem Rahmen 10 integral ausgebildet ist oder die durch einen separaten Einsatz 24 gebildet sein kann. Die konkave Führungsstruktur kann eine Öffnung 26 oder eine Ausnehmung oder Vertiefung aufweisen, die mit einem Vorsprung oder Stift 28 zusammenwirkt, der an einer entsprechenden konvexen Stirnfläche 30, 30' der Lüftungstrommel vorgesehen ist. Die Öffnung 26 oder Ausnehmung kann kreisförmig, rechteckig, elliptisch, oval oder anders geformt sein; sie kann eine längs laufende Form haben, die sich in horizontaler oder vertikaler Richtung, relativ zu einer Position des Rahmens, der in einem Fahrzeug montiert ist, oder in einer Richtung erstreckt, die irgendwo zwischen der vertikalen und der horizontalen liegt, abhängig von der Art der Bewegung, die die Lüftungstrommel durchführen können soll, wie weiter unten erläutert ist.
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In der Ausgestaltung der 3 kann die Öffnung 26 z. B. die Form eines Schlitzes haben. In diesem Fall kann die Trommel 12 um ihre Längsachse drehen und zusätzlich um ihren Schwerpunkt in Elevationsrichtung schwenken, wie ebenfalls unten erläutert ist.
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Eine alternative Ausgestaltung der Führungsstruktur ist in den 4 und 5 gezeigt. In diesem Beispiel umfasst jede Führungsstruktur 16, 16' Führungskappen 36, 36', die in die Seitenwände 14, 14' des Rahmens 10 eingesetzt sind. Jede Führungskappe 36, 36' umfasst eine Rille 38, 38' und ein Gleitelement 40, 40', das sich innerhalb und entlang der Rille 38, 38' bewegen kann. Die Führungskappen 36, 36' sind in den Seitenwänden 14, 14' gehalten, so dass sie relativ zu den Seitenwänden 14, 14' drehbar sind. Die Lüftungstrommel 12 umfasst an ihren gegenüberliegenden Stirnseiten 30, 30' Führungspins 32 (nur einer ist gezeigt), die in den Gleitelementen 40, 40' aufgenommen werden, so dass die Lüftungstrommel 12 relativ zu den Führungskappen 36, 36' geschwenkt werden kann, wobei die Stifte sich entlang der Rillen 38, 38' bewegen. Die Führungselemente 40, 40' könnten auch weggelassen werden, und die Führungsstifte 32 könnten sich ohne Zwischenglied innerhalb und entlang der Rillen 38, 38' bewegen.
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In der oberen rechten Ecke von 5 ist die Führungsstruktur 36 in auseinander gebautem Zustand dargestellt, wobei sie die Führungskappe 36, das Führungselement 40 und eine Blende 42 umfasst, wobei die Blende 42 die Rille 38 eingrenzt.
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Die Konfiguration der in den 4 und 5 gezeigten Führungsstruktur 36 kann an einem oder beiden Enden der Lüftungstrommel 12 vorgesehen werden. Wenn sie nur an einem Ende vorgesehen wird, kann das andere Ende der Lüftungstrommel 12 mit einer Führungsstruktur zusammenwirken, wie in 3 links oder in 3 rechts gezeigt, mit oder ohne zusätzlichem Führungsstift. Verschiedene Konfigurationen der Führungsstruktur können kombiniert werden. Die Führungsstruktur 16 ist im allgemeinen so konfiguriert, dass sie eine Rotation der Führungstrommel 12 um ihre Längsachse (in 4 schematisch angedeutet) und eine Schwenkbewegung in wenigstens der Azimutrichtung oder der Elevationsrichtung um den Schwerpunkt der Führungstrommel erlaubt.
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6 und 7 zeigen die Schwenkbewegung der Führungstrommel 12 relativ zu den Führungsstrukturen 16, 16' innerhalb des Rahmens 10 in Elevationsrichtung. Diese Bewegung wird begrenzt durch das Zusammenwirken der Führungsstruktur 16 und des Führungsstiftes 28, der als ein Anschlagelement dient. In dem in den 3, 6 und 7 gezeigten Beispiel wird angenommen, dass die Führungsstruktur 16' einen einfachen Schlitz aufweist, wobei der Führungsstift 28 sich entlang dem Schlitz bewegt, damit die Lüftungstrommel 12 innerhalb bestimmter Grenzen verschwenkt werden kann, z. B. um +/–20° in der Elevationsrichtung. Wenn stattdessen die Konfiguration der 4 und 5 verwendet wird, umfassen die Führungsstrukturen 16, 16' die Rille 38, 38' in den drehbaren Führungskappen 36, 36', so dass zusätzlich zu einer Elevationsbewegung auch eine Azimutalbewegung oder eine Kombination der zwei Bewegungen erhalten werden kann, abhängig von der Drehposition der Führungskappen 36, 36'. Mit Bezug auf die Darstellung der 1 kann die Lüftungstrommel 12 somit in der Elevationsrichtung (in der Zeichenebene auf und ab) oder in der Azimutrichtung (in die und aus der Zeichenebene) geschwenkt werden, oder sie kann eine Kombination dieser Bewegung durchführen. Durch Einstellen der Position der Lüftungstrommel kann der durch die Lüftungstrommel hindurchtretende Luftstrom nach oben, nach unten, zur Seite und schräg zu der Hauptluftstromrichtung A, die in 2 angedeutet ist, gelenkt werden.
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Zusätzlich kann die Lüftungstrommel 12 um ihre Längsachse gedreht werden, wie in den 8, 9, und 10 gezeigt. Die 8 und 9 zeigen eine Drehung der Lüftungstrommel 12 um ihre Längsachse um etwa +/–20° relativ zur Anfangsposition, die in 2 gezeigt ist. Wenn die Lüftungstrommel 12 ausgehend von ihrer Anfangsposition um 90° um ihre Drehachse gedreht wird, ist die mittlere Lenkplatte 18 senkrecht zur Luftstromrichtung A und unterbricht somit die Luftströmung vollständig und schließt die Lüftungseinrichtung, wie in 10 gezeigt. Durch Drehen der Lüftungstrommel kann der durch die Lüftungstrommel gehende Luftstrom nach oben und unten gerichtet werden, relativ zur Hauptluftstromrichtung, die in 2 gezeigt ist; und die Luftströmung kann vollständig unterbrochen werden. Alle Bewegungen können kombiniert werden.
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Die Relativbewegungen der Lüftungstrommel, die z. B. in den 6 bis 9 gezeigt sind, und zusätzliche Bewegungen in der Azimutrichtung können von einem Benutzer eingestellt werden, z. B. von einem Passagier des Fahrzeugs, um einen Luftstrom A, der durch die Lüftungseinrichtung austritt, zu lenken. Um diese Bewegung auszuführen, kann die Lüftungstrommel 12 einen separaten Griff haben (nicht gezeigt), oder der Benutzer kann einfach eine der Lenkplatten 18, 20 greifen, um die Lüftungstrommel 12 zu verstellen. Ferner können Mittel vorgesehen werden, um eine kontinuierliche oder schrittweise Bewegung zu unterstützen, beispielsweise durch Ausrichtmittel (nicht gezeigt). Die Bewegung der Lüftungstrommel 12 kann auch motorgetrieben sein, indem ein elektrischer Motor oder eine andere Stelleinrichtung mit einem oder beiden Enden der Lüftungstrommel 12 und optional mit einem oder beiden Führungskappen 36, 36' gekoppelt wird.
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Die Lenkplatten 18, 18', 20 können so konfiguriert und relativ zueinander positioniert sein, dass die zwischen ihnen eingegrenzten Kanäle einen Venturieffekt erzeugen, um die Luftströmung A durch die Kanäle zu beschleunigen und dadurch den Wirkungsgrad der Lüftungseinrichtung zu erhöhen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Rahmen
- 12
- Lüftungstrommel
- 14, 14'
- Seitenwände
- 16, 16'
- Führungsstrukturen
- 18, 18'
- Lenkplatten
- 20
- Lenkplatte
- 22
- Blende
- 24
- Einsatz
- 26
- Öffnung
- 28
- Stift
- 30, 30'
- Stirnflächen
- 32
- Stift
- 36, 36'
- Führungskappen
- 38, 38'
- Rille
- 40, 40'
- Gleitelement
- 42
- Blende
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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