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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Lüftungsdüse mit einem Gehäuse, mit einem ersten Stellelement und einem zweiten Stellelement, wobei das Gehäuse einen Strömungskanal ausbildet, wobei das erste Stellelement um eine erste Drehachse drehbar am Gehäuse gelagert ist und das zweite Stellelement um eine zweite Drehachse drehbar am Gehäuse gelagert ist, wobei die zweite Drehachse senkrecht zur ersten Drehachse angeordnet ist.
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Stand der Technik
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Lüftungsdüsen werden eingesetzt, um eine Luftströmung zu leiten und diese gegebenenfalls zu beeinflussen. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Luftströmung in den Innenraum eines Kraftfahrzeuges handeln. Dabei wird insbesondere in gerichtete und diffuse Luftströmungen unterschieden. Diffuse Luftströmungen können in Lüftungsdüsen durch in den Luftstrom eingebrachte Luftleitelemente erzeugt werden.
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Als Luftleitelemente kommen beispielsweise Ringscheibenpakete zum Einsatz. Diese können um eine gemeinsame Achse gegeneinander verdreht werden, wodurch die Luftströmung innerhalb der Lüftungsdüse derart beeinflusst wird, dass eine diffuse Luftströmung am Ausgang der Lüftungsdüse austritt.
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Nachteilig an Lösungen im Stand der Technik ist insbesondere, dass eine horizontale Verstellung der Lüftungsdüse auch auf die Auswahl des Strömungsmodus Einfluss hat. Aufgrund der konstruktiven Gestaltung der bekannten Lüftungsdüsen sind die beiden Grundfunktionen Modusauswahl (spotförmig oder diffus) und Ausrichtung der Luftströmung in horizontaler Richtung (rechts oder links) oft derart miteinander gekoppelt, dass eine Veränderung der einen Funktion auch eine Rückwirkung auf die jeweils andere Funktion entfaltet.
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Im Stand der Technik sind Lösungen bekannt, die komplexe Kinematiken vorsehen, um eine Entkopplung der beiden Grundfunktionen zu gewährleisten. Diese Kinematiken machen den Aufbau der Lüftungsdüse aufwändig und teuer. Zudem sind die Kinematiken störanfällig und weisen einen erhöhten Bauraumbedarf auf.
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Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Lüftungsdüse bereitzustellen, die gegenüber den Lösungen im Stand der Technik optimiert ist. Hierzu soll insbesondere die Kinematik, welche eine Verstellung der Lüftungsdüse in ihrer Orientierung und die Auswahl des spotförmigen oder des diffusen Modus ermöglicht, derart verbessert werden, dass eine unabhängige Verstellung der beiden Funktionen ermöglicht wird. Weiterhin soll die Lüftungsdüse einen möglichst einfachen und kostengünstigen Aufbau aufweisen.
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Die Aufgabe der Lüftungsdüse wird durch eine Lüftungsdüse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Lüftungsdüse mit einem Gehäuse, mit einem ersten Stellelement und einem zweiten Stellelement, wobei das Gehäuse einen Strömungskanal ausbildet, wobei das erste Stellelement um eine erste Drehachse drehbar am Gehäuse gelagert ist und das zweite Stellelement um eine zweite Drehachse drehbar am Gehäuse gelagert ist, wobei die zweite Drehachse senkrecht zur ersten Drehachse angeordnet ist, wobei das erste Stellelement mit dem zweiten Stellelement über ein Koppelelement verbunden ist und die Stellelemente relativ zueinander bewegbar sind.
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Ein Koppelelement kann beispielsweise eine mechanische Verbindung zwischen dem ersten Stellelement und dem zweiten Stellelement herstellen. Auf diese Weise kann eine Bewegung des ersten Stellelementes auf das zweite Stellelement übertragen werden. Eine solche Kopplung ist insbesondere im Sinne einer Vereinfachung der Bedienung der Lüftungsdüse vorteilhaft.
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In einer bevorzugten Einbaulage ist die zweite Drehachse vertikal ausgerichtet, während die erste Drehachse horizontal orientiert ist. Dadurch ergibt sich für die Bewegung des zweiten Stellelementes um die zweite Drehachse eine Schwenkbewegung nach links oder nach rechts.
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Weiterhin kann es besonders vorteilhaft sein, wenn das zweite Stellelement eine Mehrzahl von Luftleitelementen aufweist, welche um eine gemeinsame dritte Drehachse relativ zueinander verdrehbar gelagert sind, wobei die dritte Drehachse senkrecht zur zweiten Drehachse orientiert ist.
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Über eine Mehrzahl von Luftleitelementen kann insbesondere die Charakteristik der Luftströmung, welche aus der Lüftungsdüse austritt, beeinflusst werden. Hierbei kann durch die Luftleitelemente vorteilhafterweise eine gerichtete Luftströmung oder eine diffuse Luftströmung erzeugt werden. Die Luftleitelemente können dabei etwa durch Ringscheiben gebildet sein, welche untereinander derart miteinander verbunden sind, dass eine Bewegung einer der Ringscheiben auch eine Bewegung der anderen Ringscheiben verursacht. Dies kann beispielsweise über Mitnahmestifte oder Anschlagelemente erreicht werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Verdrehung des ersten Stellelementes um die erste Drehachse eine Verdrehung der Luftleitelemente relativ zueinander um die dritte Drehachse erzeugbar ist.
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Insbesondere eine Kopplung der Bewegung der Luftleitelemente an die Bewegung des ersten Stellelementes ist vorteilhaft, da auf diese Weise eine einfache Ansteuerung der Luftleitelemente erreicht werden kann.
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Auch ist es zu bevorzugen, wenn das zweite Stellelement in Öffnungen des ersten Stellelementes aufgenommen ist, wobei die Öffnungen durch zwei sich im Wesentlichen gegenüberliegende Langlöcher gebildet sind, wobei die Langlöcher radial umlaufend am Umfang des ersten Stellelementes ausgerichtet sind.
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Durch die Öffnungen ist dabei vorteilhafterweise der maximale Verstellbereich des ersten Stellelementes relativ zum zweiten Stellelement definiert. Die Langlöcher sind dabei vorteilhafterweise in radial umlaufender Richtung orientiert. Diese Orientierung ermöglicht einen besonders weiten Verstellbereich. Gleichzeitig kann über eine Abstützung des zweiten Stellelementes an den Rändern der Langlöcher eine zusätzliche Stabilität der Lüftungsdüse erreicht werden.
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In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass eine Verdrehung des zweiten Stellelementes um die zweite Drehachse rückwirkungsfrei in Bezug auf eine Zwangsbewegung des ersten Stellelementes und/oder der Luftleitelemente ausführbar ist.
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Dies ist insbesondere vorteilhaft, um eine Entkopplung der Bewegung des zweiten Stellelementes zu erzeugen. Dies führt dazu, dass das zweite Stellelement um die zweite Drehachse verdreht werden kann ohne dabei eine Zwangsbewegung des ersten Stellelementes um die erste Drehachse zu erzeugen oder eine Zwangsbewegung der Luftleitelemente um die dritte Drehachse. Dadurch ist es möglich die Lüftungsdüse zu verschwenken, ohne dabei die Strömungscharakteristik (gerichtet oder diffus) zu verändern.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das zweite Stellelement durch einen rotationssymmetrischen Hohlkörper oder durch einen hohlzylindrischen Körper gebildet ist, wobei in der Außenfläche des Hohlkörpers oder des Hohlzylinders eine Öffnung vorgesehen ist, welche von dem Koppelelement durchdrungen ist. Der Hohlkörper kann dabei auch fassartig oder polygonal, wie beispielsweise achteckig, ausgebildet sein.
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Eine hohlzylindrische Gestaltung ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Strömungskanal einen kreisrunden Querschnitt aufweist. Alternativ kann das zweite Stellelement beispielsweise auch einem kugelförmigen Körper nachempfunden sein. Das zweite Stellelement ist dabei derart gestaltet, dass ein Luftstrom im Strömungskanal weitestgehend ungehindert durch das zweite Stellelement strömen kann.
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Weiterhin ist es zu bevorzugen, wenn über das Koppelelement eine Verbindung zwischen dem ersten Stellelement und den Luftleitelementen des zweiten Stellelementes erzeugbar ist.
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Um eine Kopplung zwischen den Luftleitelementen und dem ersten Stellelement zu erzeugen weist das zweite Stellelement dabei vorteilhafterweise eine Öffnung auf, durch welche das Koppelelement geführt werden kann. Der maximale Bewegungsbereich des Koppelelementes ist dabei von den Abmaßen der Öffnung abhängig.
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Auch kann es zweckmäßig sein, wenn die erste Drehachse im Wesentlichen parallel zu der Hauptströmungsrichtung des Strömungskanals orientiert ist.
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Eine solche Anordnung ist insbesondere hinsichtlich einer ungehinderten Strömungsausbreitung vorteilhaft.
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Weiterhin ist es zu bevorzugen, wenn das erste Stellelement und das zweite Stellelement innerhalb des Gehäuses angeordnet sind oder dadurch, dass das erste Stellelement außerhalb des Gehäuses angeordnet ist und das zweite Stellelement innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
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Je nach den Gegebenheiten am und im Gehäuse kann entweder eine Anordnung des ersten Stellelementes innerhalb oder außerhalb des Gehäuses vorteilhaft sein. Eine Anordnung außerhalb des Gehäuses ist besonders vorteilhaft, um eine einfache Verstellbarkeit des Stellelementes zu gewährleisten. Über eine Anordnung innerhalb des Gehäuses lässt sich eine kompaktere Bauform der Lüftungsdüse insgesamt erreichen.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn die Relativbewegung des ersten Stellelementes um das zweite Stellelement durch Wandungen, welche die Langlöcher im zweiten Stellelement begrenzen, begrenzt ist.
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Über eine solche Begrenzung der Relativbewegung wird die Stabilität der Lüftungsdüse insgesamt erhöht. Außerdem wird dadurch die Relativbewegung in vorgebbaren Grenzen gehalten, wodurch die Lüftungsdüse besser auf ihren Einsatzzweck angepasst werden kann.
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In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Koppelelement in einer kulissenartigen Führung im ersten Stellelement geführt ist.
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Eine kulissenartige Führung des Koppelelementes ist insbesondere vorteilhaft um eine Beweglichkeit des Koppelelementes in einer definierte Raumrichtung zu erlauben. Gleichzeitig kann bei einer Bewegung in einer anderen Raumrichtung eine Mitnahme des Koppelelementes erreicht werden, die zu einer Bewegung der an das Koppelelement angebundenen Elemente führt. In einem Ausführungsbeispiel kann dadurch beispielsweise eine Bewegung der Luftleitelemente durch eine Verdrehung des ersten Stellelementes erreicht werden, wohingegen bei einer Verdrehung des zweiten Stellelementes keine Bewegung der Luftleitelemente oder des ersten Stellelementes hervorgerufen wird.
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Darüber hinaus ist es zu bevorzugen, wenn die kulissenartige Führung derart gestaltet ist, dass bei einer Drehbewegung des zweiten Stellelementes um die zweite Drehachse das Koppelelement rückwirkungsfrei gegenüber dem ersten Stellelement und/oder den Luftleitelementen in der kulissenartigen Führung bewegbar ist.
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Aufgrund dieser Entkopplung ist es möglich den Luftstrom durch ein Verstellen des zweiten Stellelementes horizontal oder vertikal abzulenken, ohne dabei die Charakteristik des Luftstroms durch ein unbeabsichtigtes Verstellen des ersten Stellelementes oder der Luftleitelemente zu verursachen.
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Weiterhin zweckmäßig ist es, wenn durch eine Drehbewegung des ersten Stellelementes um die erste Drehachse das Koppelelement durch die kulissenartige Führung mitgenommen wird, wodurch eine Verdrehung der Luftleitelemente relativ zueinander um die dritte Drehachse erzeugbar ist.
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Eine solche Ausführung ermöglicht eine Verstellung der Luftleitelemente durch ein Verdrehen des ersten Stellelementes, ohne dabei das zweite Stellelement zu beeinträchtigen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Luftleitelemente als Ringscheibenpaket, als Drallelement oder als Drallkörper ausgebildet sind.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn die Langlöcher einen linsenförmigen, konvexen, konkaven oder bikonvexen oder bikonkaven Querschnitt aufweisen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Lüftungsdüse, wobei in einem Gehäuse ein erstes Stellelement und ein zweites Stellelement angeordnet sind, welche relativ zueinander bewegbar sind und über ein Koppelelement miteinander verbunden sind,
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2 eine weitere Schnittansicht einer Lüftungsdüse gemäß 1, wobei das zweite Stellelement um einen Drehwinkel um eine Drehachse ausgelenkt ist,
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3 eine weitere Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Lüftungsdüse gemäß dem Funktionsprinzip der 1 und 2, wobei die konstruktive Gestaltung modifiziert ist,
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4 eine perspektivische Ansicht des ersten Stellelementes einer Lüftungsdüse gemäß der 1 bis 3,
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5 eine perspektivische Ansicht des zweiten Stellelementes einer Lüftungsdüse gemäß der 1 bis 3,
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6 eine Schnittansicht einer alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Lüftungsdüse, wobei das erste Stellelement außerhalb des Gehäuses angeordnet ist und das zweite Stellelement innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, und
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7 eine Schnittansicht durch eine Lüftungsdüse gemäß 6, wobei der Schnitt in einer Ebene verläuft, welche senkrecht zur Hauptdurchströmungsrichtung bzw. zur ersten Drehachse des ersten Stellelementes verläuft.
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Bevorzugte Ausführung der Erfindung
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Die 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Lüftungsdüse 1. Die Lüftungsdüse 1 ist im Wesentlichen durch ein Gehäuse 2 gebildet, welches in seinem Inneren einen Strömungskanal 5 ausbildet. Innerhalb des Strömungskanals 5 sind in der 1 ein erstes Stellelement 3 sowie ein zweites Stellelement 4 angeordnet. Links von den Stellelementen 3, 4 ist der Ausströmbereich 13 der Lüftungsdüse 1 dargestellt.
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Die Stellelemente 3 bzw. 4 sind in einem Aufnahmebereich 14 innerhalb des Gehäuses 2 aufgenommen. Der Aufnahmebereich 14 ist dabei als eine umlaufende Vertiefung am Gehäuse 2 ausgebildet. Der Strömungskanal 5, welcher durch das Gehäuse 2 begrenzt ist, weist in der Ausführungsform der 1 einen kreisrunden Querschnitt auf.
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Das erste Stellelement 3 ist über ein Zahnrad 9, welches durch eine Aussparung am Aufnahmebereich 14 des Gehäuses 2 greift, innerhalb des Gehäuses 2 verdrehbar. Das Zahnrad 9 ist dabei über ein Antriebselement 8 verstellbar. Das Antriebselement 8 kann dabei beispielsweise mit einem Aktuator oder einem manuell zu verstellenden Bedienelement verbunden sein.
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Über eine Verdrehung des Antriebselementes 8 bzw. des Zahnrades 9 kann das erste Stellelement 3, welches als hohlzylindrischer Körper ausgeführt ist, um eine erste Drehachse 6 innerhalb des Gehäuses 2 verdreht werden. Der Aufnahmebereich 14 ist dabei derart gestaltet, dass eine Relativbewegung des ersten Stellelementes 3 entlang der Hauptströmungsrichtung 16 des Strömungskanals 5 vermieden ist. Das Stellelement 3 weist lediglich einen Freiheitsgrad für eine Drehung um die erste Drehachse 6 auf.
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Das zweite Stellelement 4 ist innerhalb des ersten Stellelementes 3 angeordnet. Das zweite Stellelement 4 ist dabei ebenfalls durch einen hohlzylindrischen Körper gebildet, welcher auf bogenförmigen Gleitflächen auf einer Innenfläche des ersten Stellelementes 3 gleiten kann.
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Weiterhin weist das zweite Stellelement 4 in seinem Inneren ein Ringscheibenpaket 10 auf, wie es gewöhnlich genutzt wird, um eine Luftströmung innerhalb einer Lüftungsdüse 1 in eine gerichtete Luftströmung bzw. in eine diffuse Luftströmung abzulenken. Der genaue Aufbau des Ringscheibenpaketes 10 ist in den nachfolgenden Figuren dargestellt. Die Ringscheiben bilden dabei die Luftleitelemente innerhalb der Lüftungsdüse 1.
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Die dem Ausströmbereich 13 abgewandte Scheibe des Ringscheibenpaketes 10 ist über ein Koppelelement 11, welches die Außenwandung des zweiten Stellelementes 4 durchdringt, mit dem ersten Stellelement 3 verbunden. Das Koppelelement 11 ist hierbei durch einen Bolzen gebildet. Das Koppelelement 11 ist dabei in einer Führungskulisse 12, welche an der nach innen gerichteten Fläche des ersten Stellelementes 3 angeordnet ist, geführt. Die Führungskulisse 12 ist dabei derart gestaltet, dass eine Relativbewegung des ersten Stellelementes 3 um die Drehachse 6 eine Zwangsbewegung der Ringscheiben des Ringscheibenpaketes 10 auslöst. Hierzu weist die Führungskulisse 12 eine Führungsnut auf, welche im Wesentlichen entlang der Hauptströmungsrichtung 16 oder entlang der ersten Drehachse 6 innerhalb des Gehäuses 2 verläuft. Die Führungskulisse 12 ist dabei den bogenförmigen Außenwandungen des zweiten Stellelementes 4 bzw. den bogenförmigen Innenwandungen des ersten Stellelementes 3 nachempfunden.
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Die Führungskulisse steht in Hauptströmungsrichtung 16 über das erste Stellelement 3 hinaus. Auf diese Weise ist ein Verstellbereich des Koppelelementes 11 innerhalb der Führungskulisse 12 realisiert, der größer ist als die räumliche Ausdehnung des ersten Stellelementes 3 entlang der Hauptströmungsrichtung 16.
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Das zweite Stellelement 4 ist um eine Drehachse 7, welche senkrecht zur ersten Drehachse 6 verläuft, drehbar gelagert. Dabei kann das zweite Stellelement 4 relativ zum ersten Stellelement 3 um die Drehachse 7 verdreht werden. Durch eine solche Verdrehung des zweiten Stellelementes 4 wird das Koppelelement 11 innerhalb der Führungskulisse 12 bewegt. Je nach Drehrichtung des zweiten Stellelementes 4 wird das Koppelelement 11 dabei in Richtung des Ausströmbereichs 13 bzw. vom Ausströmbereich 13 wegbewegt.
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Eine Verdrehung des zweiten Stellelementes 4 verursacht dabei keine Bewegung des ersten Stellelementes 3 oder der Ringscheiben des Ringscheibenpaketes 10. Die Bewegung des zweiten Stellelementes 4 ist somit von der Bewegung des Ringscheibenpaketes 10 bzw. des ersten Stellelementes 3 entkoppelt. Lediglich eine Bewegung des ersten Stellelementes 3 um die Drehachse 6 resultiert in einer Zwangsbewegung des Ringscheibenpaketes 10 bzw. der einzelnen Ringscheiben über das Koppelelement 11.
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Die einzelnen Ringscheiben des Ringscheibenpaketes 10 sind dabei untereinander derart verbunden, dass eine Bewegung der Ringscheibe, welche über das Koppelelement 11 an das erste Stellelement 3 angebunden ist, auf die restlichen Ringscheiben übertragen wird. Auf diese Weise findet eine Verdrehung der einzelnen Ringscheiben um eine gemeinsame dritte Drehachse statt. Dabei werden die Ringscheiben relativ zueinander verdreht.
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Durch ein Verdrehen der Ringscheiben wird die Strömung im Strömungskanal 5 derart abgelenkt, dass eine diffuse Luftströmung am Strömungsaustritt 13 entsteht. In einer Grundstellung der Ringscheiben sind diese derart im Strömungskanal 5 angeordnet, dass eine nur sehr geringe Ablenkung des Luftstroms innerhalb des Strömungskanals 5 erzeugt wird. Auf diese Weise ist eine gerichtete Luftströmung oder eine sogenannte Spot-Strömung erzeugbar.
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Die 2 zeigt eine weitere Darstellung der Lüftungsdüse 1, wie sie bereits in 1 dargestellt wurde. Die Bezugszeichen stimmen daher mit denen der 1 überein.
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Während die 1 einen unausgelenkten Zustand sowohl des ersten als auch des zweiten Stellelementes 3 bzw. 4 zeigt, ist in der 2 das zweite Stellelement 4 um die Drehachse 7 um den Winkel α verdreht. Es ist dabei insbesondere zu erkennen, dass durch die Verdrehung des zweiten Stellelementes 4 ebenfalls eine Auslenkung des Koppelelementes 11 innerhalb der Führungskulisse 12 stattgefunden hat. Da das Koppelelement 11 starr an einer der Ringscheiben des Ringscheibenpaketes 10 angebunden ist, führt eine Verdrehung des Stellelementes 4 und damit des Ringscheibenpaketes 10 um die Achse 7 zwangsweise zu einer Auslenkung des Koppelelementes 11.
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Da die Führungskulisse 12, wie in 1 bereits beschrieben, eine Nut aufweist, welche im Wesentlichen entlang der Hauptströmungsrichtung 16 des Strömungskanals 5 verläuft, führt eine solche Bewegung jedoch nicht zu einer Zwangsbewegung des ersten Stellelementes 3, welches die Führungskulisse 12 aufweist. Das Koppelelement 11 gleitet vielmehr innerhalb der Führungskulisse entlang der Hauptströmungsrichtung 16.
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In 2 ist zu erkennen, dass die Führungskulisse 12 in der Hauptströmungsrichtung 16 durch den Strömungskanal 5 beidseitig über das erste Stellelement 3 hinaussteht. Dies ist besonders vorteilhaft, um einen möglichst weiten Verstellbereich des zweiten Stellelementes 4 um die Drehachse 7 erzeugen zu können.
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Neben dem Koppelelement 11 können zwischen dem ersten Stellelement 3 und dem zweiten Stellelement 4 auch weitere Anschlagelemente vorgesehen sein, die eine Verdrehung des zweiten Stellelementes 4 um die Drehachse 7 limitieren.
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Die 3 zeigt eine weitere Schnittansicht einer Lüftungsdüse 1. Der grundsätzliche Aufbau der Lüftungsdüse der 3 stimmt mit dem Aufbau der Lüftungsdüsen aus den 1 und 2 überein. Die konstruktive Gestaltung, beispielsweise des Gehäuses 2 weicht in der 3 leicht von der Darstellung der 1 und 2 ab.
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Dies zeigt sich beispielsweis in einer abweichenden Gestaltung des Aufnahmebereichs 14. In 3 ist dieser durch eine rückversetzte Wandung gebildet, die parallel zur Mittelachse des Strömungskanals 5 verläuft. Die Wandungen, die den Bereich geringeren Durchmessers des Strömungskanals 5 bilden, sind mit kurzen Verbindungsbereichen mit der rückversetzten Wandung verbunden. Die kurzen Verbindungsbereiche verlaufen dabei nicht senkrecht zur rückversetzten Wandung, sondern in einem Winkel ungleich 90° zu ihr. Weiterhin ist das erste Stellelement 3 zumindest in einem Bereich nicht von einem solchen kurzen Verbindungsbereich abgestützt, sondern durch das Zahnrad 23, welches die Verstellung des ersten Stellelementes 3 ermöglicht.
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In 3 ist das Antriebselement 22 mit einem Zahnrad 23 verbunden, wobei das Zahnrad 23 als Tellerrad ausgebildet ist. Das erste Stellelement 3 weist eine Zahnstruktur 20 an seinem äußeren Umfang auf, in welche das Tellerrad 23 eingreift. Auf diese Weise ist eine Ausrichtung des Antriebselementes 22 in einem rechten Winkel zur Drehachse 6 des ersten Stellelementes 3 zu erreichen. Dies kann beispielsweise für eine platzsparende Anordnung vorteilhaft sein.
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Des Weiteren ist die Lüftungsdüse 1 der 3 durch ein erstes Stellelement 3 gebildet, welches im Inneren des Gehäuses 2 angeordnet ist. Im Inneren des ersten Stellelementes 3 ist ebenfalls ein zweites Stellelement 4 und innerhalb des zweiten Stellelementes 4 ein Ringscheibenpaket 10 angeordnet.
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Die 3 zeigt im Unterschied zu den 1 und 2 einen Teilausschnitt der Außenfläche 15 des ersten Stellelementes 3. Hier ist zu erkennen, dass in der Außenfläche 15 eine Öffnung 21 vorgesehen ist. Die Öffnung 21 verläuft dabei in radial umlaufender Richtung an der Außenfläche 15 des ersten Stellelementes 3 und ist langlochförmig ausgebildet.
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In die Öffnung 21 greift dabei ein Lagerelement 24 ein, welches zum zweiten Stellelement 4 zugehörig ist. Über das Lagerelement 24 ist das zweite Stellelement im Gehäuse 2 gelagert. Das Stellelement 4 ist dabei nur um die Achse 7 drehbar am Gehäuse 2 gelagert.
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Durch die langlochförmige Ausgestaltung der Öffnung 21 ist eine Relativbewegung des ersten Stellelementes 3 um das zweite Stellelement 4 ermöglicht. Die Relativbewegung ist dabei durch die Abmessung der Öffnung 21 begrenzt. Da das Lagerelement 24 fest mit dem Gehäuse 2 verbunden ist, bildet das Lagerelement 24 gleichzeitig einen Anschlag für das erste Stellelement 3 für seine Relativbewegung um die Drehachse 5.
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In 3 nicht gezeigt, da von den restlichen Elementen der Lüftungsdüse 1 überdeckt, ist eine zweite Öffnung, welche der ersten Öffnung 21 im Wesentlichen gegenüberliegt und auf der dem Betrachter abgewandten Außenfläche des ersten Stellelementes 3 angeordnet ist.
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Die 4 zeigt eine perspektivische Ansicht des ersten Stellelementes 3. Das erste Stellelement 3 ist dabei im Wesentlichen aus einem ebenen hohlzylindrischen Bereich 32 gebildet, an welchen sich endseitig jeweils ein verjüngter Bereich 30 bzw. 31 anschließt. An dem rechten verjüngten Bereich 31 ist die Zahnstruktur 20 dargestellt, in welche das Tellerrad 23, welches in 3 gezeigt ist, eingreift, um eine Relativbewegung des ersten Stellelementes 3 um die Drehachse 6 zu erzeugen.
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Weiterhin ist in 4 der Winkel β dargestellt, welcher die maximal mögliche Verdrehung des ersten Stellelementes 3 um das zweite Stellelement 4 darstellt. Der Winkel β ist dabei durch die Geometrie der Öffnung 21 bestimmt. Je länger die Öffnung 21 ausgeformt ist, desto größer ist der mögliche Verdrehwinkel β.
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Der Winkel β ist in der 4 weiterhin auch im Bereich der Zahnstruktur 20 dargestellt. Die Zahnstruktur 20 ist nicht voll umlaufend entlang des ersten Stellelementes 3 ausgeführt, sondern nur in einem Bereich, der ausreicht, um eine Verstellung des ersten Stellelementes 3 um den Winkel β, welcher durch die Öffnung 21 definiert ist, zu ermöglichen.
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In 4 sind die beiden sich gegenüberliegenden Öffnungen 21 dargestellt. Weiterhin ist in 4 die Führungskulisse 12 gezeigt, welche insbesondere im rechten Bereich des ersten Stellelementes 3 über den ebenen zylindrischen Bereich 32 und den verjüngten Bereich 31 hinaussteht. Über eine gestrichelte Linie ist innerhalb der Führungskulisse 12 die Nut angedeutet, in welcher das Koppelelement 11 gleiten kann.
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Mit der Bezeichnung 180° – α ist in der 4 der mögliche Verstellbereich des zweiten Stellelementes 4 innerhalb des ersten Stellelementes 3 dargestellt. Die beiden verjüngten Bereiche 30 bzw. 31 können dabei beispielsweise einen Anschlag für das zweite Stellelement 4 im Inneren des ersten Stellelementes 3 darstellen. Durch eine Verjüngung des Querschnitts des ersten Stellelementes 3 kann eine Blockierung des zweiten Stellelementes 4 hervorgerufen werden. Die Begrenzung der Drehbewegung des zweiten Stellelementes 4 innerhalb des ersten Stellelementes 3 kann auch durch eine anderweitige Vorsehung von Anschlagelementen erzeugt werden.
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Die 5 zeigt eine perspektivische Ansicht des zweiten Stellelementes 4, wie es in den 1 bis 3 innerhalb des ersten Stellelementes 3 angeordnet ist. Das zweite Stellelement 4 ist dabei im Wesentlichen durch einen zylindrischen Hohlkörper gebildet, welcher an seinem oberen und unteren Bereich jeweils einen abgeflachten Bereich 38 aufweist. Auf diesem abgeflachten Bereich 38 sind die Lagerelemente 24 angeordnet. Diese Lagerelemente 24 sind dabei als zylindrische Fortsätze, welche entlang der Drehachse 7 am zweiten Stellelement 4 angeordnet sind, ausgebildet. Über die abgeflachten Bereiche 38 wird zum einen eine Abstützung des zweiten Stellelementes 4 innerhalb des ersten Stellelementes erreicht und zusätzlich eine bessere Freigängigkeit des zweiten Stellelementes 4.
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Die Außenfläche 33 des zweiten Stellelementes 4 ist im Wesentlichen einem kugelförmigen Körper nachempfunden. Die Außenfläche 33 stellt dabei einen Teilausschnitt aus einem solchen kugelförmigen Körper dar. Die Innenfläche des ersten Stellelementes 3 folgt der Außenfläche 33 des zweiten Stellelementes, um ein Gleiten der beiden Stellelemente 3, 4 aufeinander zu ermöglichen.
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Im Inneren des zweiten Stellelementes 4 ist eine Mehrzahl von Luftleitelementen 35 bzw. 36 angeordnet. Die Luftleitelemente 35 sind dabei als kreuzförmige Elemente, welche um einen zylindrischen Hohlkörper 36 angeordnet sind, ausgebildet. Im Zentrum des zylindrischen Hohlkörpers 36 verläuft dabei die dritte Drehachse 37, um welche die einzelnen Luftleitelemente 35 verdrehbar gelagert sind. Die Luftleitelemente 35 bilden die Ringscheiben des Ringscheibenpaketes 10.
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Über das Koppelelement 11 können die einzelnen Luftleitelemente 35 bzw. die einzelnen Ringscheiben des Ringscheibenpaketes 10 gegeneinander verdreht werden.
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Hierzu sind die einzelnen Luftleitelemente 35 derart miteinander verbunden, dass die Bewegung eines der Luftleitelemente 35 eine Zwangsbewegung der jeweils benachbarten Luftleitelemente 35 auslöst.
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In der Außenfläche 33 des zweiten Stellelementes 4 ist eine Öffnung 34 vorgesehen, welche als Langloch ausgebildet ist. Innerhalb dieser Öffnung 34 kann das Koppelelement 11 bewegt werden. Der maximale Bewegungswinkel γ ist dabei durch die Geometrie der Öffnung 34 begrenzt. Eine Bewegung des Koppelelementes 11 innerhalb der Öffnung 34 wird dabei durch eine Relativbewegung des ersten Stellelementes 3 um das zweite Stellelement 4 verursacht. Die dritte Drehachse 37 steht senkrecht auf der zweiten Drehachse 7.
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Die 6 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer Lüftungsdüse 50. Im Unterschied zur Ausführung der Lüftungsdüse 1 der 1 bis 3 ist nun das erste Stellelement 51 außerhalb des Gehäuses 52 angeordnet. Das zweite Stellelement 56 ist dabei analog zu dem zweiten Stellelement 4 der 1 bis 3 und 5 aufgebaut.
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Außerhalb des Gehäuses 52 ist ein Antriebselement 57 vorgesehen, welches über ein Zahnrad 58 auf das erste Stellelement 51 einwirkt. Auf diese Weise kann eine Verstellung des ersten Stellelementes 51 um die erste Drehachse 59 erzeugt werden.
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Das erste Stellelement 51 ist zwischen Anschlagelementen 66, welche am äußeren Umfang des Gehäuses 52 angeordnet sind, in seiner Lage fixiert. Das Gehäuse 52 bildet einen in etwa kugelförmigen Aufnahmebereich 53 aus, welcher zur Aufnahme des zweiten Stellelementes 56 im Inneren des Gehäuses 52 dient. Das erste Stellelement 51 ist der Formgebung des Gehäuses 52 nachempfunden und umschließt dieses von außen.
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Im unteren Bereich des Gehäuses 52 ist eine Aussparung 63 vorgesehen, durch welche das Koppelelement 61 des zweiten Stellelementes 56 in eine Führungskulisse 62 des ersten Stellelementes 51 eingreift. Die Aussparung 63 ist dabei vorteilhafterweise derart gestaltet, dass sowohl eine Bewegung des Koppelelementes 61 entlang der Hauptströmungsrichtung 73 ermöglicht wird als auch eine Bewegung des Koppelelementes 61 um die Drehachse 59 herum.
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Die Führungskulisse 62 weist dabei ebenfalls wieder eine Nut auf, in welcher das Koppelelement 61 im Wesentlichen entlang der Hauptströmungsrichtung 73 des Strömungskanals 54 gleiten kann. Die Größe der Aussparung 63 und die Länge der Führungskulisse 62 bzw. der Nut innerhalb der Führungskulisse 62 sind dabei im Wesentlichen davon abhängig wie groß der Verstellbereich des zweiten Stellelementes 56 innerhalb des Gehäuses 52 ist.
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In der 6 ist weiterhin eine Öffnung 64 dargestellt, welche in einer nicht gezeigten Außenfläche des ersten Stellelementes 51 in radialer Richtung umlaufend verläuft. Die Öffnung 64 ist als Langloch ausgebildet. Die Öffnung 64 wird dabei von dem Lagerelement 67 durchstoßen. Das Lagerelement 67 ist dabei, wie beispielsweise in 5 dargestellt, mit der Außenfläche des zweiten Stellelementes 56 verbunden. Das Funktionsprinzip der Lüftungsdüse 50 entspricht im Wesentlichen dem Funktionsprinzip der vorausgegangenen Lüftungsdüsen 1.
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Über die Öffnung 64 ist die Relativbewegung des ersten Stellelementes 51 relativ zum zweiten Stellelement 56 begrenzt.
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Das zweite Stellelement 56 ist über die Lagerelemente 67 im Gehäuse 52 drehbar um die Achse 60 gelagert.
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Die 7 zeigt eine Schnittansicht durch die Lüftungsdüse 50, wie sie in 6 bereits beschrieben wurde. Die Schnittansicht ist dabei entlang der in 6 dargestellten Schnittebene A-A dargestellt.
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In 7 ist zu erkennen, wie das Lagerelement 67 das Gehäuse 52 durchstößt und dabei am Lagerpunkt 70 im Gehäuse 52 drehbar gelagert ist. Weiterhin ist zu erkennen, dass das Lagerelement 67 innerhalb der Öffnung 64 des ersten Stelleelementes 51 positioniert ist. Über die Dimensionierung der Öffnung 64 ergibt sich ein möglicher Verstellwinkel des ersten Stellelementes 51 um das Stellelement 56, welcher mit dem Bezugszeichen δ gekennzeichnet ist.
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Im Inneren des zweiten Stellelementes 56 ist ein Luftleitelement 68 angedeutet, welches aus einem kreuzförmigen Bereich und einem hohlzylindrischen Bereich besteht. Der holzylindrische Bereich ist konzentrisch mit der ersten Drehachse 59 innerhalb des zweiten Stellelementes 56 angeordnet. Die Luftleitelemente 68 bilden die Ringscheiben des Ringscheibenpaketes, welches im zweiten Stellelement 56 angeordnet ist. Von dem Luftleitelement 68 führt ein Koppelelement 61 durch die Aussparung 63 im Gehäuse 52 in eine Führungskulisse 62 des ersten Stellelementes 51.
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In 7 ist zu erkennen, dass eine Verdrehung des ersten Stellelementes 51 um die Drehachse 59 in einem Bereich des Winkels δ zu einer Verdrehbewegung der einzelnen Luftleitelemente 68 infolge einer Kopplung mit dem Koppelelement 61 führt. Die Luftleitelemente 68 werden dabei um die dritte Drehachse 72 verdreht, welche in der Ausführung der 7 deckungsgleich mit der Drehachse 59 verläuft. Aufgrund der Öffnung 71 im zweiten Stellelement 56 ist dabei jedoch keine Verdrehung des zweiten Stellelementes 56 verursacht. Durch eine Verdrehung des zweiten Stellelementes 56 um die Drehachse 60 kann die dritte Drehachse 72 auch von der Drehachse 59 ausgelenkt werden.
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Die in 1 bis 7 gezeigten Ausführungsformen der Lüftungsdüsen haben beispielhaften Charakter. Sie stellen den Erfindungsgedanken dar und sind insbesondere hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung, der Geometrie und dem Abmaß nicht beschränkend. Die einzelnen Merkmale der gezeigten Ausführungsbeispiele sind untereinander kombinierbar.
