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Die Erfindung betrifft einen Luftausströmer mit einem Gehäuse und einem im Gehäuse angeordneten Luftleiteinsatz, wobei der Luftleiteinsatz einen Lagerkörper, der im Gehäuse kugelgelenkartig schwenkbar gelagert ist, sowie eine am Lagerkörper drehbar angebrachte Blende und mehrere Lamellen aufweist, wobei die Lamellen um eine radial zum Luftleiteinsatz angeordnete Schwenkachse verstellt werden können.
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Aus dem Stand der Technik sind Luftausströmer bekannt, die einen Luftleiteinsatz aufweisen, der im Gehäuse verschwenkbar ist, um die Ausströmrichtung des in den Fahrzeuginnenraum austretenden Luftstroms zu verändern. Zusätzlich sind innerhalb dieser Luftleiteinrichtung verstellbare Lamellen vorgesehen, um die Charakteristik der ausströmenden Luft anzupassen, beispielsweise um die ausströmende Luft zu verwirbeln oder um den Luftstrom durch eine entsprechende Stellung der Lamellen abzulenken.
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Für die Verstellung der Lamellen und das Verschwenken des Luftleiteinsatzes sind üblicherweise separate Griff- und/oder Bedienelemente vorgesehen. In der
DE 10 2009 041 532 B4 ist beispielsweise ein Luftausströmer gezeigt, der ein mittig auf einer Blende angeordnetes Bedienelement zum Verstellen der Lamellen aufweist. Für ein Verschwenken der gesamten Luftleiteinrichtung dient der äußere Ring der Luftleiteinrichtung als Griffelement. Es sind also mehrere Bedienelemente erforderlich, wodurch die Bedienung des Luftausströmers eine höhere Aufmerksamkeit des Fahrzeuginsassen erfordert. Außerdem ist ein vergleichsweise komplizierter Mechanismus mit Zahnscheiben notwendig, um eine Drehbewegung des Bedienelements in eine Schwenkbewegung der Lamellen umzusetzen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Luftausströmer bereitzustellen, der eine einfachere Bedienung und Konstruktion aufweist.
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Zur Lösung der Aufgabe ist ein Luftausströmer mit einem Gehäuse und einem im Gehäuse angeordneten Luftleiteinsatz vorgesehen, wobei der Luftleiteinsatz einen Lagerkörper, der im Gehäuse kugelgelenkartig schwenkbar gelagert ist, sowie eine am Lagerkörper drehbar angebrachte Blende und mehrere Lamellen aufweist, wobei die Lamellen um eine radial zum Luftleiteinsatz angeordnete Schwenkachse verstellt werden können. Erfindungsgemäß sind die Lamellen an der Blende oder am Lagerkörper angebracht und mittels einer Kulissenführung mit dem Lagerkörper oder der Blende gekoppelt.
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Die Lamellen sind relativ zur Blende oder dem Lagerkörper bewegbar, beispielsweise mit einem vorderen Rand relativ zur Blende oder dem Lagerkörper verschwenkbar. Die Kulissenführung ist so angeordnet, dass diese beabstandet von dieser Lagerung an den Lamellen angreift, beispielsweise an einem diesem Rand gegenüberliegenden Rand der Lamellen. Wird die Blende relativ zum Lagerkörper verdreht, wird beispielsweise der an der Blende gelagerte Rand der Lamelle gemeinsam mit der Blende verschwenkt und relativ zum Lagerkörper bewegt. Durch die Kulissenführung wird die Lamelle bei dieser Bewegung relativ zum Lagerkörper so geführt, dass die Lamelle um den an der Blende gelagerten Rand verschwenkt wird. Durch ein Drehen der Blende können also die Lamellen verstellt werden. Andererseits kann die gesamte Luftleiteinrichtung im Gehäuse verschwenkt werden, um die Luftaustrittsrichtung zu ändern, indem die Blende gegriffen und verschwenkt wird. Der Lagerkörper ist derart mit der Blende gekoppelt, dass dieser gemeinsam mit der Blende verschwenkt werden kann. Der erfindungsgemäße Luftausströmer ermöglicht also sowohl ein Verstellen der Luftaustrittsrichtung wie auch eine Veränderung des austretenden Luftstroms durch ein Verstellen der Lamellen mit einem einzigen Bedienelement. Eine Fehlbedienung bzw. ein Suchen nach dem jeweils benötigten Bedienelement kann somit nicht mehr auftreten.
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Weiterhin ergibt sich eine einfache Konstruktion, da die Lamellen beim Drehen der Blende mitgenommen werden und daher aufgrund der Kulissenführung verschwenkt werden. Es ist kein komplizierter Mechanismus notwendig, der Bauraum im Luftausströmer beanspruchen würde. Somit steht mehr Platz zur Lagerung des Luftleiteinsatzes zur Verfügung. Insbesondere kann dieser mittig gelagert werden, da dort nun mehr Bauraum zur Verfügung steht. Sind die Lamellen am Lagerkörper gehalten und die Kulissenführung ist zwischen Blende und Lamellen vorgesehen, funktioniert der Mechanismus analog, wobei der zur Blende gerichtete, vordere Rand der Lamellen verschwenkt wird.
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Die Kulissenführung weist vorzugsweise für jede Lamelle eine Führungsnut in einer Wand des Lagerkörpers oder der Blende und einen Kulissenstift an der Lamelle auf. Der Kulissenstift kann beispielsweise auf einfache Weise durch einen Vorsprung am Rand der Lamelle gebildet sein. Die Anordnung der Kulisse am Lagerkörper oder an der Blende hat zudem den Vorteil, dass die Länge und der Verlauf der Lamelle beliebig angepasst werden kann, so dass der Schwenkwinkel der Lamelle in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Blende relativ zum Lagerkörper beliebig eingestellt werden kann.
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Der Kulissenstift ist vorzugsweise auf der radial außen liegenden Seite der Lamelle angeordnet, sodass durch die Kulissenführung keine Beeinflussung der durch den Luftleiteinsatz strömenden Luft erfolgt. Durch die Form der Führungsnut ist die Schwenkgeschwindigkeit der Lamellen relativ zum Verdrehwinkel der Blende gegenüber dem Lagerkörper vorgegeben. Die Führungsnut kann beispielsweise bezüglich einer Längsachse, die durch die Hauptströmungsrichtung durch den Luftleiteinsatz definiert ist, spiralförmig verlaufen, sodass die Schwenkgeschwindigkeit der Lamellen relativ zum Verdrehwinkel der Blende gegen den Lagerkörper konstant ist. Die Schwenkgeschwindigkeit der Lamellen kann in diesem Fall durch die Steigung der Führungsnut bezogen auf die Längsachse des Luftleiteinsatzes eingestellt werden. Vorzugsweise ist die Führungsnut aber bogenförmig gekrümmt, sodass abhängig vom Verdrehwinkel der Blende relativ zum Lagerkörper ein Verschwenken der Lamelle mit unterschiedlichen Schwenkgeschwindigkeiten erfolgt. Dies bietet zudem den Vorteil, dass die Führungsnut so angeordnet sein kann, dass die Lamelle in einem flacheren Winkel relativ zur Führungsnut steht, wodurch ein Verkanten des Kulissenstifts in der Kulissenführung verhindert ist.
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Vorzugsweise verläuft die Führungsnut auf der von der Blende abgewandten Seite im Wesentlichen parallel zu einer in der Luftleiteinrichtung gebildeten Strömungsrichtung und auf ihrer der Blende zugewandten Seite im Wesentlichen parallel zu einer von der Blende definierten Ebene. Die Strömungsrichtung wird definiert als die Richtung, in der die Luft ohne Ablenkung durch die Lamellen durch den Luftleiteinsatz strömt. Verläuft die Nut im Wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung, wird der Bereich der Lamelle, an dem der Kulissenstift vorgesehen ist in Drehrichtung fixiert, kann sich also nur in Strömungsrichtung verschieben. Bei einem Verdrehen der Blende relativ zum Lagerkörper erfolgt dadurch eine sehr große Winkeländerung der Lamelle. Verläuft die Nut dagegen im Wesentlichen parallel zu einer von der Blende definierten Ebene, also im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung auf einer Kreisbahn auf der Innenseite des Lagerkörpers, wird die Lamelle nur um einen geringen Winkel verschwenkt. In diesem Bereich ist also ein genaueres Einstellen des Winkels möglich, da die Lamelle um einen wesentlich geringeren Winkel verschwenkt wird als bei dem parallel zur Strömungsrichtung verlaufenden Abschnitt der Nut. Zwischen diesen Abschnitten erfolgt vorzugsweise ein kontinuierlicher Übergang der Krümmung.
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Vorzugsweise ist im Luftausströmer ein Kugelgelenk vorgesehen, mittels dem der Luftleiteinsatz im Gehäuse gelagert ist. Der Luftleiteinsatz kann außenseitig im Wesentlichen kugelförmig ausgebildet sein und das Gehäuse eine entsprechende kugelförmige Aufnahme aufweisen, in der der gesamte Luftleiteinsatz gleiten kann. Das Kugelgelenk, das zentrisch, also im Mittelpunkt des Gehäuses angeordnet ist und mittig am Luftleiteinsatz angreift, verbessert die Lagerung des Luftleiteinsatzes merklich und sorgt für ein gutes Verstellgefühl. Das Kugelgelenk kann am Lagerkörper oder an der Blende angreifen.
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Das Kugelgelenk ist beispielsweise aus den beiden Elementen Lagerkugel und Lagerfläche gebildet, wobei eines der beiden Elemente am Luftleiteinsatz, beispielsweise an der Blende, und das andere Element am Gehäuse vorgesehen ist. Da der durch die Kulissenführungen gebildete Verstellmechanismus für die Lamellen auf die radiale Außenseite, also an das Gehäuse, verlagert ist, steht im Bereich der Mittelachse des Luftleiteinsatzes bzw. des Gehäuses mehr Bauraum für das Kugelgelenk zur Verfügung. Ein solches Kugelgelenk benötigt wesentlich weniger Bauraum wie eine Verstellmechanik für die Lamellen, sodass eine geringere Beeinflussung des Luftstromes erfolgt.
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Am Kugelgelenk kann zusätzlich eine Feder vorgesehen sein, die das Kugelgelenk im Sinne einer Beseitigung des Lagerspiels und/oder zur Einstellung einer gewünschten Bedienkraft beaufschlagt. Außerdem kann mit der Feder ein verschleißbedingtes Spiel ausgeglichen werden.
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Der Lagerkörper bzw. der Luftleiteinsatz ist vorzugsweise verschwenkbar im Gehäuse gelagert. Um die Blende relativ zum Lagerkörper zu verdrehen, ist es ausreichend, dass der Lagerkörper mit einer größeren Reibung als die Blende im Gehäuse gelagert ist, sodass dieser bei einem Drehen der Blende hinter dieser zurückbleibt. Dies kann beispielsweise durch Reibungselemente erfolgen, die gleichzeitig ein Spiel zwischen Luftleiteinsatz und Gehäuse beseitigen und den Luftleiteinsatz gegen das Gehäuse abdichten. Optional ist es aber auch möglich, dass zwischen Gehäuse und Luftleiteinsatz, insbesondere zwischen Gehäuse und Lagerkörper, eine Verdrehsicherung vorgesehen ist, die ein Verschwenken des Luftleiteinsatzes erlaubt, ein Verdrehen des Lagerkörpers im Gehäuse aber verhindert.
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Die Verdrehsicherung weist vorzugsweise die beiden Elemente Kulisse und Kulissenzapfen auf, von denen eines am Gehäuse und das andere am Lagerkörper vorgesehen ist, sodass der Lagerkörper und somit der Luftleiteinsatz durch Verschieben des Kulissenzapfens in der Kulisse verschwenkbar ist, aber bezüglich der Strömungsrichtung drehfest gehalten ist. Die Kulisse verläuft dazu vorzugsweise im Wesentlichen in Strömungsrichtung.
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Weitere Vorteile und Merkmale finden sich in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
- - 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Luftausströmers,
- - 2 einen Längsschnitt durch den Luftausströmer aus 1,
- - 3 eine Draufsicht auf den Luftausströmer aus 1,
- - 4 eine perspektivische Ansicht des Luftausströmers aus 1 mit verstellten Lamellen,
- - 5 eine Draufsicht auf den Luftausströmer aus 4, und
- - 6 den Luftausströmer aus 1 mit vollständig verschwenkten Lamellen.
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In den 1 bis 3 ist ein Luftausströmer 10 gezeigt, der Teil einer Belüftungseinrichtung eines Fahrzeugs ist und die Richtung sowie die Charakteristik der in einen Fahrzeuginnenraum 12 einströmenden Luft beeinflussen kann.
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Der Luftausströmer 10 hat ein Gehäuse 14, in dem ein Luftleiteinsatz 16 angeordnet ist, durch den Luft in einer Strömungsrichtung S strömen kann. Die Strömungsrichtung S ist definiert als die Richtung, in der die Luft ohne Ablenkung durch den Luftleiteinsatz 16 strömt. In der hier beschriebenen Ausführungsform verläuft die Strömungsrichtung S parallel zur Längsachse L des Luftleiteinsatzes 16. In Strömungsrichtung S vor dem Luftleiteinsatz 16 ist ein Sperrelement 17 vorgesehen, das einen Luftführungskanal 19, der im Gehäuse 14 gebildet ist, schließen kann.
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Auf der Außenseite des Gehäuses 14 ist ein Zierring 26 vorgesehen.
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Der Luftleiteinsatz 16 weist einen Lagerkörper 18, eine in Strömungsrichtung S hinter dem Lagerkörper 18 vorgesehene Blende 20 sowie mehrere Lamellen 22 auf. Der Lagerkörper 18 und die Blende 20 sind, wie nachfolgend erläutert wird, miteinander gekoppelt, können aber bezüglich der Längsachse L relativ zueinander verdreht werden.
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Der Luftleiteinsatz 16 hat eine durch die Außenflächen des Lagerkörpers 18 und der Blende 20 gebildete kugelabschnittsförmige Außenfläche 23, mit der der Luftleiteinsatz 16 in einer kugelförmigen Schale 24 des Gehäuses 14 gelagert ist. Am Gehäuse 14 ist ein Gehäusering vorgesehen, der den Luftleiteinsatz 16 im Gehäuse in Längsrichtung L fixiert. Der Luftleiteinsatz 16 kann in der kugelförmigen Schale 24 um den Mittelpunkt M verschwenkt werden.
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Wie insbesondere in 1 zu sehen ist, ist zwischen dem Gehäuse 14 und dem Luftleiteinsatz 16 eine Verdrehsicherung 28 vorgesehen, die durch eine im Wesentlichen in Strömungsrichtung S verlaufende Kulisse 30 im Gehäuse 14 sowie einen am Lagerkörper 18 vorgesehenen Kulissenzapfen 32, der in diese Kulisse 30 eingreift, gebildet ist. Durch diese Verdrehsicherung wird der Lagerkörper 18 bezüglich der Längsachse L in Drehrichtung fixiert. Dennoch kann der Luftleiteinsatz um den Mittelpunkt M verschwenkt werden.
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Die Blende 20 ist im Gehäuse 14 über ein Kugelgelenk 34, das im Mittelpunkt M angeordnet ist, gehalten und wird durch eine Drehverbindung am Lagerkörper 18 gehalten. Das Kugelgelenk 34 hat eine mit Stegen 36 im Gehäuse 14 gehaltene Lagerkugel 38 sowie eine an der Blende 20 vorgesehene Lagerfläche 40. Des Weiteren ist eine Feder 42 vorgesehen, die das Kugelgelenk 34 beaufschlagt, sodass die Blende 20 spielfrei im Gehäuse 14 bzw. am Lagerkörper 18 gelagert ist.
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Die Blende 20 liegt in Strömungsrichtung S an der Vorderseite des Lagerkörpers an, kann aber relativ zu diesem um die Längsachse L verdreht werden.
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Die Blende 20 besteht aus einem äußeren Ring 44 sowie mehreren radial verlaufenden Stegen 46. Wie insbesondere in den 1 und 2 zu sehen ist, sind an den bezüglich der Strömungsrichtung S hinteren Kanten der Stege 46 Lamellen 22 vorgesehen, die bezüglich der Längsachse L radial verlaufen und jeweils um eine radial zur Längsachse L des Luftleiteinsatzes 16 angeordnete Schwenkachse A verschwenkbar sind.
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Wie in den 1 und 3 zu sehen ist, ist auf der radialen Außenseite jeder Lamelle 22 ein Kulissenstift 50 vorgesehen, der in radialer Richtung über die Lamelle 22 vorsteht. Auf der Innenseite des Lagerkörpers 18 sind Führungsnuten 52 vorgesehen, die jeweils mit den in diese eingreifenden Kulissenstiften 50 eine Kulissenführung 54 bilden. Die Führungsnuten sind jeweils durch Anschläge 53, 55 begrenzt.
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Um die Richtung der aus dem Luftausströmer 10 ausströmenden Luft zu verändern, kann die Blende 20 um das Kugelgelenk 34 bzw. um den Mittelpunkt M verschwenkt werden. Der Lagerkörper 18, der bezogen auf die Strömungsrichtung S rückseitig an der Blende 20 anliegt, wird gemeinsam mit der Blende 20 verschwenkt. Es wird also der gesamte Luftleiteinsatz 16 um den Mittelpunkt M verschwenkt. Dies kann unabhängig von der Stellung der Lamellen 22 erfolgen.
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Um die Charakteristik der ausströmenden Luft zu verändern, beispielsweise um eine Verwirbelung der ausströmenden Luft zu bewirken, werden die Lamellen 22 verstellt, indem die Blende 20 um die Längsachse L relativ zum Lagerkörper 18 verdreht wird.
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Wie in den 4 und 5 zu sehen ist, wird die bezogen auf die Strömungsrichtung S vordere Kante der Lamellen 22 gemeinsam mit der Blende 20 verschwenkt. Der hintere Rand der Lamellen 22 bleibt dagegen aufgrund der Kulissenführung 54 hinter der Drehung der Blende 20 zurück, sodass die Lamellen 22 an der Blende 20 verschwenkt werden, so dass sie zur Strömungsrichtung S geneigt sind. Durch ein weiteres Verdrehen der Blende 20 werden die Lamellen 22 weiter verschwenkt, bis diese nahezu senkrecht zur Strömungsrichtung S stehen (siehe 6), wodurch eine starke Verwirbelung der Luftströmung bewirkt wird. Es ist auch denkbar, dass die Lamellen so weit verschwenkt werden, dass sie senkrecht zur Strömungsrichtung S stehen, wodurch der Luftausströmer 10 nahezu oder (bei geeigneter Form der Lamellen) vollständig verschlossen wird.
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Um die Lamellen 22 zurück in die in den 1 bis 3 gezeigte Position zu bringen, in der die Lamellen 22 im Wesentlichen in Strömungsrichtung S bzw. parallel zur Längsachse L verlaufen, wird die Blende 20 in die entgegengesetzte Richtung gedreht, wodurch der in den 4 bis 6 beschriebene Effekt umgekehrt wird, bis die Lamellen 22 parallel zur Längsrichtung L stehen.
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Wie in den 1, 4 und 6 zu sehen ist, verlaufen die Führungsnuten 52 bogenförmig gekrümmt, wobei sie auf der von der Blende 20 abgewandten Seite im Wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung S verlaufen und in einem vorderen, der Blende 20 zugewandten Abschnitt im Wesentlichen parallel zu einer durch die Blende 20 definierten, senkrecht zur Strömungsrichtung S stehenden Ebene, verlaufen.
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Durch diese bogenförmige Ausführung werden die Lamellen 22 zu Beginn des Verdrehens der Blende 20 relativ zum Lagerkörper 18 schnell verschwenkt, da der hintere Rand der Lamellen 22 an einem Mitdrehen mit dem vorderen Rand gehindert wird. Sobald die Lamellen 22 etwas weiter verschwenkt sind und der Kulissenstift 50 in einen bezogen auf die Längsrichtung L stärker geneigten Abschnitt gelangt ist, erfolgt eine langsamere Verschwenkung, sodass ein genaueres Einstellen des Schwenkwinkels der Lamellen 22 möglich ist.
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Die gekrümmte Form der Führungsnut 52 verhindert zudem ein Verkanten des Kulissenstiftes, insbesondere beim Verschwenken der Lamellen 22 zurück in die in den 1 bis 3 gezeigte Lage parallel zur Längsrichtung L.
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Unabhängig davon kann die Führungsnut 52 aber beliebig ausgeführt sein, insbesondere auch abschnittsweise geradlinig.
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Die beiden Vorgänge Verschwenken des Luftleiteinsatzes 16 sowie Verschwenken der Lamellen 22 können also separat voneinander erfolgen, wobei beide Vorgänge über ein gemeinsames Bedienelement, nämlich die Blende 20, betätigt werden.
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Anders als in der hier gezeigten Ausführungsform ist es nicht zwingend erforderlich, dass eine Verdrehsicherung 28 für den Lagerkörper 18 vorgesehen ist. Dieser kann beispielsweise auch über eine Reiblagerung im Gehäuse 14 gelagert sein, wobei lediglich sicherzustellen ist, dass der Lagerkörper 18 einen höheren Widerstand gegen ein Verdrehen um die Längsache L aufweist als die Blende 20, sodass die Blende 20 relativ zum Lagerkörper 18 verstellt werden kann.
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Die Kulissenführungen 54 können auch durch Schienen auf der Innenseite des Gehäuses 14 und eine entsprechende Aussparung an den Lamellen 22 gebildet sein.
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In der hier beschriebenen Ausführungsform sind die Kulissenführungen 54 zwischen dem Lagerkörper 18 und den Lamellen 22 vorgesehen. Es ist aber auch denkbar, dass die Lamellen 22 schwenkbar am Lagerkörper 18 gelagert und die Kulissenführungen 54 zwischen Blende 20 und Lamellen 22 vorgesehen sind.
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Das Kugelgelenk 34 kann des Weiteren auch den Lagerkörper 18 mit dem Gehäuse 12 koppelt. In dieser Ausführungsform ist die Blende 20 drehbar am Lagerkörper 18 gelagert.
