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Es wird eine Anordnung mit mindestens zwei winklig miteinander verbundenen Flächenelementen beschrieben. Die winklig miteinander verbundenen Flächenelemente dienen zur Bereitstellung von Wänden eines Gehäuses, eines Kanals oder eines Abschnitts davon, ohne dass in den eingeschlossenen Winkel zwischen den Innenseiten der Flächenelemente Stützstrukturen ragen.
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Eine solche Anordnung kann bspw. zur Ausbildung eines Gehäuses oder eines Kanals für Luftausströmer verwendet werden.
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Luftausströmer dienen zur Ablenkung von ausgegebener Luft, die von einer Klimaanlage oder einer anderen Belüftungseinrichtung zur Verfügung gestellt wird. Luftausströmer werden bei Fahrzeugen eingesetzt, um Frischluft, temperierte Luft und/oder klimatisierte Luft in den Fahrgastraum eines Fahrzeugs zu bringen. Fahrzeuge können bspw. Kraftfahrzeuge, wie PKW, LKW oder Busse, Züge, Flugzeuge oder Schiffe sein. Bei Luftausströmern kann in der Regel neben der Steuerung der Ablenkung von ausgegebener Luft, bspw. von einer Klimaanlage, auch die Menge an ausgegebener Luft geregelt werden. Die Menge der zugeführten Luft wird über eine Steuereinrichtung geregelt, die bspw. mit einer Bedieneinrichtung zum Verschwenken von Lamellen oder getrennt von einer solchen Bedieneinrichtung neben einer Ausströmöffnung angeordnet ist. Luftausströmer können in einem Fahrzeugarmaturenbrett oder im Bereich der A-, B- oder C- Säule oder am Dach eines Kraftfahrzeuges angeordnet sein.
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Stand der Technik
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Gehäuse und/oder Kanalabschnitte von Luftausströmern bestehen in der Regel aus einteilig hergestellten Kunststoffbauteilen. Diese Kunststoffbauteile können an der Außenseite Stützstrukturen aufweisen, um ein Einfallen und eine Verformung zu verhindern. Solche hergestellten Bauteile weisen jedoch den Nachteil auf, dass diese nur für eine spezielle Ausgestaltung verwendet werden können. Die Bauteile weisen einen Querschnitt mit einer definierten Höhe und einer definierten Breite auf, die nicht veränderbar ist.
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Für Kanäle aus Metall ist es darüber hinaus bekannt, eine Eckausbildung zum Verbinden zweier Flächenelemente anzugeben, wobei diese jedoch ein Klemmprofil aufweisen, wie in
DE 90 15 411 U1 beschrieben, welches in einen umgebenden Raum ragt, oder ineinandergreifende Schnittkonturen vorgesehen sind, über welche Platten miteinander verbindbar sind, wie in
DE 43 43 158 C1 beschrieben.
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Aus dem Stand der Technik sind keine Anordnungen mit mindestens zwei Flächenelementen bekannt, die so miteinander verbunden werden können, dass keine Stützstrukturen oder Verbindungselemente in den Raum ragen, welcher von den Flächenelementen umgeben werden soll. Insbesondere für Flächenelemente aus Kunststoff, welche bei Luftausströmern für Fahrzeuge verwendet werden, sind darüber hinaus keine einfach ausgebildeten Anordnungen bekannt.
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Die bekannte Ausführung von aus Kunststoff hergestellten Gehäusen oder Kanälen weist den Nachteil auf, dass diese nur speziell für eine Ausführung verwendet werden können. Es ist damit nicht möglich, durch verschiedene Flächenelemente Kanäle oder Gehäuse mit verschiedenen Höhen und Durchmessern bereitzustellen, wodurch ein Baukastensystem für Luftausströmer zur Verfügung gestellt wird.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Eckverbindungen für Flächenelemente aus Blech weisen den Nachteil auf, dass diese eine komplexe Verbindungsstruktur aufweisen und Elemente umfassen, die stets in den Aufnahmeraum ragen und bei Luftausströmern damit eine ungewünschte Verwirbelung des Luftstroms bereitstellen und zudem den Querschnitt des Luftkanals verkleinern. Insbesondere bei Luftausströmern in Kraftfahrzeugen ist der zur Verfügung stehende Bauraum sehr gering. Eine Vergrößerung der Kanäle oder Gehäuse, um den zusätzlich erforderlichen Strukturen Rechnung zu tragen, wie dies mit den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen erforderlich wäre, ist aus Platzgründen nicht möglich.
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Es ist bei flächig miteinander verbundenen Elementen darauf zu achten, dass es zu keinem Einfallen der Ecken kommt, insbesondere dann, wenn Flächenelemente aus Kunststoff bestehen.
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Aus dem Stand der Technik sind insbesondere nur Anordnungen bekannt, die eine Verbindung über eine Verrastung oder eine Schweißverbindung ermöglichen, und damit den Freiheitsgrad in Montagerichtung einschränken, jedoch nicht den rotatorischen Freiheitsgrad um eine durch den Verbindungsbereich verlaufende Achse zwischen zwei Flächenelementen. Daher sind Flächenelemente aus Kunststoff nur bedingt verwendbar, um Kanäle oder Gehäuse bereitzustellen. Soll eine zusätzliche Absicherung hierüber erreicht werden, so ragen Stützelemente in den Innenraum, was jedoch bei luftführenden Bauteilen nicht erwünscht ist.
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Aufgabe
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Es besteht daher die Aufgabe darin, eine Anordnung mit zwei winklig miteinander verbundenen Flächenelementen anzugeben, die einem verzugsbedingten Einfallen im Verbindungsbereich der Flächenelemente entgegenwirkt und eine stabile Anordnung bereitstellt, wobei stützende Strukturelemente nicht in den Innenraum zwischen den Innenseiten der Flächenelemente ragen.
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Insbesondere soll eine Anordnung angegeben werden, die eine Einschränkung des translatorischen Freiheitsgrades in Montagerichtung sowie des rotatorischen Freiheitsgrades senkrecht zur Montagerichtung um eine durch den Verbindungsbereich verlaufende Achse zwischen zwei Flächenelementen bereitstellt.
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Lösung
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Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch eine Anordnung gelöst, aufweisend mindestens zwei winklig miteinander verbundene Flächenelemente, die jeweils ein erstes Wandelement und die ersten Wandelemente eine Innenseite und eine Außenseite aufweisen, und die Innenseiten einander zugewandt sind und den Winkel zwischen den Flächenelementen definieren, wobei
- - die ersten Wandelemente an mindestens einer Seite mindestens eine winklig ausgebildete Rippe aufweisen,
- - ein erster Abschnitt der Rippe an der Außenseite der ersten Wandelemente angeordnet ist und ein zweiter Abschnitt winklig von dem ersten Wandelement absteht,
- - ein erstes Flächenelement mindestens ein zweites Wandelement aufweist, das sich winklig zu dem ersten Wandelement erstreckt und an dessen Außenseite der zweite Abschnitt der mindestens einen Rippe angeordnet ist,
- - an der Außenseite des zweiten Wandelementes mindestens ein erster Vorsprung angeordnet ist,
- - ein zweites Flächenelement mindestens eine erste Öffnung in dem ersten Wandelement aufweist, und
- - der mindestens eine erste Vorsprung des ersten Flächenelements in der mindestens einen ersten Öffnung des zweiten Flächenelementes aufgenommen ist und ein Abschnitt der Innenseite des ersten Wandelements des zweiten Flächenelements an der Außenseite des zweiten Wandelements des ersten Flächenelementes anliegt.
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Die versteifende Stützstruktur wird durch die mindestens eine Rippe an den Flächenelementen bereitgestellt, die entsprechend der späteren Ausrichtung der Flächenelemente zueinander verlaufende Abschnitte (erster Abschnitt und zweiter Abschnitt) aufweist. Die Flächenelemente liegen im verbundenen Zustand hierüber winklig aneinander an. Der dazwischen eingeschlossene Winkel kann beispielsweise 90° betragen, wobei ein Kanal oder ein Gehäuse über jeweils zwei gegenüberliegende erste Flächenelemente und zwei gegenüberliegende zweite Flächenelemente gebildet werden kann. Die Höhe der Wandelemente kann variieren, sodass über eine relativ geringe Anzahl von Flächenelementen verschieden hohe und breite Kanäle oder Gehäuse bereitgestellt werden können.
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Die Ausbildung der Rippe als Stützstruktur umfasst verschiedene Ausgestaltungen. Eine Rippe kann beispielsweise als senkrecht zur Achse durch den Verbindungsbereich verlaufende Wand ausgebildet sein. Die Wandstärke sowohl in der Höhe als auch in der Breite kann in Abhängigkeit der Länge und Breite der jeweiligen Flächenelemente festgelegt werden, um einem Einfallen entgegenzuwirken und eine stabile Struktur bereitzustellen. Im Weiteren ist die Anzahl der Rippen im Hinblick auf die erforderliche Stabilität auszuwählen. Die Rippen schränken sowohl den translatorischen Freiheitsgrad als auch den rotatorischen Freiheitsgrad ein.
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In weiteren Ausführungsformen können im zusammengesetzten Zustand der Flächenelemente die Rippen der jeweiligen Flächenelemente aneinander anliegen. In noch weiteren Ausführungsformen ist es dabei möglich, Öffnungen in den Rippen vorzusehen, sodass ein Verbindungselement hierüber einbringbar ist, welches sowohl die Flächenelemente über die Rippen und das Befestigungselement miteinander verbindet, als auch dafür Sorge trägt, dass der Verbund zusätzlich gestützt wird.
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Eine ecksteife Verbindung der mindestens zwei winklig miteinander verbundenen Flächenelemente wird durch die sich gegenseitig stabilisierenden Eckprofile realisiert, die Rippen an der Außenseite aufweisen, die eine größere Wandstärke als die Grundwandstärke der Wandelemente aufweisen, um das verzugsbedingte Einfallen der Ecken abzuschwächen. Das zweite Flächenelement kann zusätzlich einen Wandabschnitt aufweisen, der mit dem zweiten Abschnitt der Rippe verbunden ist, sodass an den Außenseiten der Flächenelemente jeweils ein Wandschnitt oder ein Wandelement sich an einem korrespondierenden Wandabschnitt des anderen Flächenelementes abstützt.
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Über den mindestens einen Vorsprung und die mindestens eine Öffnung werden die Flächenelemente miteinander verbunden. Zudem dienen die Vorsprünge und die Öffnungen dazu, die Flächenelemente vorgespannt zueinander zu fixieren. In weiteren Ausführungsformen können die Vorsprünge auch Hakenelemente aufweisen, sodass nach der Verbindung die Haken in den Öffnungen verrastet sind und damit die Verbindung gesichert ist.
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Das erste Flächenelement kann auf der Außenseite des ersten Wandelementes mindestens eine Rastaufnahme und das zweite Flächenelement an einer Kante des ersten Wandelementes mindestens einen Rasthaken aufweisen, der sich von dem ersten Wandelement parallel zum zweiten Abschnitt der Rippe erstreckt. Die Rasthaken ermöglichen alternativ oder zusätzlich zu den Vorsprüngen eine sichere Befestigung der Flächenelemente zueinander, sodass diese ihre Position dabei behalten. Nach dem Verrasten ist die Ausrichtung und Position der beiden Flächenelemente zueinander definiert.
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Das erste Wandelement des zweiten Flächenelementes kann auf der Innenseite eine Stufe aufweisen, an welcher das zweite Wandelement des ersten Flächenelementes anliegt. Die Stufe ermöglicht ein Anliegen der entsprechenden Wandelemente und die Bereitstellung einer im Wesentlichen planen Oberfläche auf der Innenseite. Im zusammengebauten Zustand ragt das zweite Wandelement des ersten Flächenelementes nach unten und bildet eine Seitenwand der Anordnung aus, wobei diese Seitenwand aus der Innenseite des zweiten Wandelementes des ersten Flächenelementes und der Innenseite des ersten Wandelementes des zweiten Flächenelementes besteht. Die Stufe ermöglicht die Aufnahme und Verbindung der beiden Wandelemente, wobei keine Abstufungen im zusammengebauten Zustand bestehen. Dadurch lässt sich ein Kanal oder Gehäuse bauen, wobei die innenliegenden Seitenwände eine im Wesentlichen plane Oberfläche aufweisen. Dies ist insbesondere für Luftausströmer und luftführende Kanäle vorteilhaft, da es zu keiner Verwirbelung und Ablenkung der durchströmenden Luft kommt.
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Das erste Flächenelement kann mindestens einen zweiten Vorsprung an der Außenseite des zweiten Wandelementes und das zweite Flächenelement mindestens eine zweite Öffnung im ersten Wandelement aufweisen, wobei der mindestens eine zweite Vorsprung in der mindestens einen zweiten Öffnung aufgenommen ist. Die Ausrichtung der Flächenelemente zueinander ist sowohl über eine Hakenanordnung als auch über die Vorsprünge, erster Vorsprung und zweiter Vorsprung, und die zugehörigen Öffnungen einfach möglich.
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Der mindestens eine erste Vorsprung und/oder der mindestens eine zweite Vorsprung können im Bereich des Übergangs zwischen dem ersten Wandelement und dem zweiten Wandelement des ersten Flächenelements angeordnet sein. Die Anordnung der Vorsprünge im Übergang ist in Verbindung mit Erhebungen, die als Kontaktflächen dienen, vorteilhaft, da hierüber ein Gegenlager bereitgestellt wird.
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Die Vorsprünge können insbesondere auch eine Verlagerung der Flächenelemente zueinander in zumindest zwei Richtungen einschränken oder verhindern.
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In weiteren Ausführungsformen kann dabei der mindestens eine erste Vorsprung einen größeren Abstand zu einem Übergang zwischen dem ersten Wandelement und dem zweiten Wandelement des ersten Flächenelementes aufweisen als der mindestens eine zweite Vorsprung. Die Flächenelemente sind daher über die beiden Vorsprünge nicht nur in einer ersten Richtung sondern auch in einer zweiten Richtung zueinander ausgerichtet.
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Der mindestens eine zweite Vorsprung kann in weiteren Ausführungsformen im Übergang zwischen dem ersten Wandelement und dem zweiten Wandelement des ersten Flächenelementes angeordnet sein, befindet sich jedoch noch auf der Außenseite des zweiten Wandelementes des ersten Flächenelementes.
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In weiteren Ausführungsformen kann die Anordnung derart ausgestaltet sein, dass
- - die Außenseite des ersten Wandelementes und/oder die Außenseite des mindestens einen zweiten Wandelementes des ersten Flächenelementes, und/oder
- - die Innenseite des ersten Wandelementes des zweiten Flächenelementes im Anlagebereich an das erste Flächenelement mindestens eine Erhebung aufweisen.
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Über die Erhebungen, die als Kontaktflächen zwischen den Flächenelementen dienen, können die Flächenelemente leicht verspannt werden und sind damit spielfrei angeordnet. Es lassen sich dadurch Toleranzen ausgleichen. Über die Hakenanordnung sind die beiden Flächenelemente fest miteinander verbunden. Die Erhebungen dienen dann dazu, dass die Flächenelemente zueinander verspannt sind, sodass ein fester Verbund bzw. eine feste Anordnung bereitgestellt werden kann, die als Luftkanal oder Gehäuse für einen Luftausströmer dient. Die Verspannung über die Erhebung ist auch erforderlich, um ein luftdichtes Gehäuse bereitstellen zu können oder um zumindest den Luftaustritt über die Verbindungsbereiche der Flächenelemente auszuschließen oder zu minimieren.
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In weiteren Ausführungsformen können die Flächenelemente an den anliegenden Kanten oder Flächen der Wandelemente Dichtungsmittel aufweisen, sodass eine abdichtende Anlage bereitgestellt wird und kein Luftdurchtritt über die Anlageflächen möglich ist. Das Anbringen von solchen Dichtungsmitteln kann in einem Zweikomponenten-Spritzgussverfahren erfolgen, wobei die Flächenelemente selbst aus einem härteren Kunststoff gefertigt werden und die zweite Komponente ein Kunststoff mit dämpfenden Eigenschaften ist. Der zweite Kunststoff kann beispielsweise ein Silikon oder ein thermoplastisches Elastomer (TPE) sein, die im ausgehärteten Zustand flexibel sind und als Dichtung fungieren können.
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Die Flächenelemente selbst werden aus Kunststoff gefertigt und können in einem Spritzgussprozess daher kostengünstig und schnell gefertigt werden.
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Die mindestens eine Rippe kann einen Verbindungsbereich aufweisen, dessen Materialstärke in Richtung des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts abnimmt. Der Verbindungsbereich ist der Bereich, der am stärksten ausgebildet ist. In Richtung des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts nimmt die Materialstärke ab, sodass die Rippe flach ausläuft. Die Ausbildung der Rippe benötigt nur geringfügig mehr Platz als durch die Flächenelemente selbst erforderlich ist. Über die zusätzliche Versteifung durch die gegenseitig stabilisierenden ersten und zweiten Wandelemente bzw. Wandanordnungen der ersten und zweiten Flächenelemente wird hierüber eine stabile Konstruktion erreicht.
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Die Außenseiten des ersten Wandelementes und/oder des zweiten Wandelementes des ersten Flächenelementes und/oder die Außenseite des ersten Wandelementes des zweiten Flächenelementes können versteifende Elemente aufweisen. Beispielsweise sind an den Außenseiten zusätzlich quer verlaufende Rippen oder eine Wabenstruktur vorgesehen, welche die Flächenelemente gegenüber einer Verformung stützen und bei geringem Materialeinsatz eine stabile Ausführung ermöglichen.
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In weiteren Ausführungsformen umfasst die Anordnung zwei erste Flächenelemente und zwei zweite Flächenelemente, die miteinander verbunden sind und ein Gehäuse eines Luftausströmers ausbilden. Die ersten Flächenelemente oder die zweiten Flächenelemente können durch andere Flächenelemente ausgetauscht werden, wodurch mit einer geringen Anzahl an verschiedenartig ausgebildeten ersten und zweiten Flächenelementen Gehäuse und Kanäle mit verschiedenen Durchmessern bereitgestellt werden können.
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In weiteren Ausführungsformen sind das erste Flächenelement und das zweite Flächenelement nicht orthogonal zueinander angeordnet sondern erstrecken sich in einem Winkel von beispielsweise 60° oder 120°. In noch weiteren Ausführungsformen können auch andere Winkel zwischen den Flächenelementen erreicht werden, um beispielsweise einen rautenförmigen Kanal oder ein rautenförmiges Gehäuse zu erzeugen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen.
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Figurenliste
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In den Zeichnungen zeigt:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer Anordnung mit einem ersten Flächenelement und einem zweiten Flächenelement;
- 2 eine Vorderansicht auf die Anordnung von 1;
- 3 eine Draufsicht auf die Anordnung von 1;
- 4 eine Seitenansicht der Anordnung von 1;
- 5 eine perspektivische Darstellung eines ersten Flächenelementes der Anordnung von 1;
- 6 eine Vorderansicht auf das Flächenelement von 5;
- 7 eine Draufsicht auf das Flächenelement von 5;
- 8 eine Seitenansicht des Flächenelementes von 5;
- 9 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Flächenelementes der Anordnung von 1;
- 10 eine Vorderansicht des zweiten Flächenelementes von 9;
- 11 eine Darstellung auf die Innenseite des zweiten Flächenelementes von 9;
- 12 eine Seitenansicht auf das zweite Flächenelement von 9; und
- 13 eine Ansicht auf die Außenseite des zweiten Flächenelementes von 9.
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In den Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen versehene Elemente entsprechen im Wesentlichen einander, sofern nichts anderes angegeben ist. Darüber hinaus wird darauf verzichtet, Bestandteile zu zeigen und zu beschreiben, welche nicht wesentlich zum Verständnis der hierin offenbarten technischen Lehre sind. Im Weiteren werden nicht für alle bereits eingeführten und dargestellten Elemente die Bezugszeichen wiederholt, sofern die Elemente selbst und deren Funktion bereits beschrieben wurden oder für einen Fachmann bekannt sind.
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Ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Anordnung 100 mit einem ersten Flächenelement 10 und einem zweiten Flächenelement 50. Die Anordnung 100 kann zur Ausbildung eines Kanals oder vorzugsweise eines Gehäuses für einen Luftausströmer verwendet werden. Für das Gehäuse weist die Anordnung 100 zusätzlich ein zweites Flächenelement 10 und ein zweites Flächenelement 50 auf, welche dem ersten Flächenelement 10 und dem zweiten Flächenelement 50 gegenüber liegen (in den Figuren nicht dargestellt).
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Das erste Flächenelement 10 und das zweite Flächenelement 50 bestehen aus Kunststoff und werden in einem Spritzgussprozess herstellt. Die Flächenelemente 10, 50 weisen an der Außenseite 14, 56 jeweils eine Wabenstruktur 18, 58 auf, die zur Versteifung der ersten Wandelemente 12 und 52 des ersten Flächenelementes 10 und des zweiten Flächenelementes 50 dient.
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Rippen 20 und 60, die an dem ersten Flächenelement 10 und dem zweiten Flächenelement 50 angeordnet sind, wirken einem Einfallen der Flächenelemente 10, 50 entgegen. Die Flächenelemente 10, 50 weisen neben den ersten Wandelementen 12, 52 ein zweites Wandelement 30 (erstes Flächenelement 10) und einen Wandvorsprung 80 (zweites Flächenelement 50) auf, wodurch eine sich gegenseitig stabilisierende Anordnung bereitgestellt wird. Die Flächenelemente 10 und 50 stützen sich hierüber gegeneinander ab.
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2 zeigt eine Vorderansicht der Anordnung 100. Der Übergang von einer oberen Seitenwand eines gedachten Gehäuses zwischen dem ersten Wandelement 12 und dem zweiten Wandelement 30 wird allein über das erste Flächenelement 10 bereitgestellt. Das zweite Flächenelement 50 bildet einen Wandabschnitt einer weiteren Seitenwand, die orthogonal zur oberen Seitenwand verläuft. Das erste Wandelement 52 weist Stufen 84 (siehe 9 - 11) auf, die zur Ausbildung einer im Wesentlichen planen Oberfläche vorgesehen sind, und welche eine Anlage der zweiten Wandelemente 30 am ersten Wandelement 52 ermöglichen.
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Die Anordnung 100 ermöglicht die Bereitstellung eines Gehäuses oder eines Luftkanals mit parallel gegenüberliegenden Seitenwänden, wobei keine Stützstrukturen oder Verbindungselemente in den umgebenden Raum, beispielsweise den Luftkanal, ragen. An der Außenseite stehen im Verbindungsbereich lediglich die Rippen 20, 60 ab. Diese weisen eine geringe Höhe auf, sodass der erforderliche Bauraum nur geringfügig höher ist als bei einteilig hergestellten Gehäusen.
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3 zeigt eine Draufsicht auf die Anordnung 100. Das erste Flächenelement 10 weist Hakenaufnahmen 22 an den gegenüberliegenden Seiten auf, in welchen Haken 70 des zweiten Flächenelementes 50 aufgenommen sind. Die Haken 70 sind so ausgebildet, dass diese im verrasteten Zustand vorgespannt sind. Hierüber wird ein Spiel zwischen den Flächenelementen 10 und 50 in Verbindung mit den Erhebungen 24, 90 verhindert.
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Die Rippen 20 und 60 sind in den Verbindungsabschnitten durch die Achse A so angeordnet, dass im verbundenen Zustand diese parallel zueinander angeordnet sind.
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4 zeigt weiter eine Seitenansicht der Anordnung 100. Zur Ausrichtung und Verbindung der Flächenelemente 10 und 50 weist das erste Flächenelement 10 erste Vorsprünge 26 und einen zweiten Vorsprung 27 auf jeder Seite auf, die in ersten Öffnungen 86 und einer zweiten Öffnung 88 des zweiten Flächenelementes angeordnet sind.
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Die beiden außenliegenden ersten Vorsprünge 26 dienen als Gegenlager der Erhebungen 24, insbesondere der Erhebungen 24, die in der Nähe der Achse A angeordnet sind. Vorzugsweise sind die ersten Vorsprünge 26 daher nahe am Übergang, d.h. im Bereich der Achse A, angeordnet.
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5 zeigt eine perspektivische Darstellung des ersten Flächenelementes 10. Dieses weist das erste Wandelement 12 auf, das sich in einer Ebene erstreckt. An der Außenseite 14 weist das erste Wandelement 12 in einem mittleren Abschnitt zwischen den Bereichen mit den Rippen 20 und der Hakenaufnahme 22 eine Wabenstruktur 18 auf. Die Wabenstruktur 18 dient dazu, bei geringem Materialeinsatz einer Verformung des ersten Wandelementes 12 entgegenzutreten. Anstelle einer in den Figuren gezeigten Wabenstruktur 18 können auch sich kreuzende Rippen oder ähnliche Strukturen vorgesehen sein, um das erste Flächenelement 10 zu versteifen.
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An dem ersten Wandelement 12 sind an den Seiten zweite Wandelemente 30 angeordnet, die orthogonal zu dem ersten Wandelement 12 angeordnet sind. An den Außenseiten 34 weisen die zweiten Wandelemente 30 die ersten Vorsprünge 26 und jeweils einen zweiten Vorsprung 27 auf. Die Vorsprünge 26, 27 dienen zur Befestigung und zum Ausrichten der Flächenelemente 10 und 50 zueinander. Die Innenseite 32 der zweiten Wandelemente 30 bildet zusammen mit den Innenseiten 54 des ersten Wandelementes 52 des zweiten Flächenelementes 50 eine innere Seitenwand eines Kanals oder Gehäuses.
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An der Außenseite 14 weist das erste Wandelement 12 die Hakenaufnahmen 22 auf. Zusätzlich sind an jeder Seite vier Erhebungen 24 vorgesehen. Die Erhebungen 24 ermöglichen die Flächenelemente 10 und 50 im verbundenen Zustand zu verspannen, sodass ein Spiel ausgeglichen wird. Im verbundenen Zustand liegen die Wandvorsprünge 80 des zweiten Flächenelementes 50 auf den Erhebungen 24 auf. Die Haken 70 der zweiten Flächenelemente 50 sind in den Hakenaufnahmen 22 aufgenommen und dadurch definiert zu dem ersten Flächenelement 10 angeordnet. Die Erhebungen 24 drücken von unten gegen die Innenseite 82 der Wandvorsprünge 80 und drücken dabei das zweite Flächenelement 50 von dem ersten Flächenelement 10 weg. Das zweite Flächenelement wird jedoch über die Haken 70 und die Öffnungen 86, 88, in welchen die Vorsprünge 26, 27 aufgenommen sind, gehalten, sodass das erste Flächenelement 10 und das zweite Flächenelement 50 verspannt zueinander sind. Je größer der Abstand der Erhebungen 24, die als Kontaktflächen dienen, zu der Achse A ist, desto mehr kann eine Rotation der beiden Flächenelemente 10, 50 um die Achse A vermindert werden.
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Die Höhe der Erhebungen 24 ist in Abhängigkeit der Fertigungstoleranzen und der Dimension der Anordnung 100 sowie der Flächenelemente 10, 50 festzulegen.
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6 zeigt eine Vorderansicht des ersten Flächenelementes 10. Die Rippen 20 weisen einen Verbindungsbereich 40 auf. Dieser weist die größte Materialstärke auf und ist in Richtung des ersten Abschnitts 42 und des zweiten Abschnitts 44 abfallend ausgebildet. Die Materialstärke der Rippe 20 nimmt dabei in Richtung des ersten Abschnitts 22 und des zweiten Abschnitts 44 ausgehend vom Verbindungsbereich 40 ab. Der erste Abschnitt 42 ist auf der Außenseite 14 des ersten Wandelementes 12 und der zweite Abschnitt 44 auf der Außenseite 34 des zweiten Wandelementes 30 angeordnet. Die Rippen 20 sind daher mit beiden Wandelementen 12 und 30 verbunden und wirken einer Verformung und Verlagerung der Wandelemente 30, 12 relativ zueinander entgegen.
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7 zeigt eine Draufsicht auf das erste Flächenelement 10. Die Hakenanordnungen 22 weisen jeweils einen Widerhaken 23 auf, der mit einem entsprechenden Widerhaken des Hakens 70 im verbundenen Zustand in Eingriff steht. Die Hakenaufnahme 22 weist gegenüberliegend zum Widerhaken 23 eine geradlinig verlaufende Wand auf, die zur Führung des Hakens 70 dient (siehe 3).
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Die Darstellung von 7 zeigt insbesondere die Anordnung der vier Erhebungen 24, die zur Verspannung des ersten Flächenelementes 10 und des zweiten Flächenelementes 50 vorgesehen sind. Die beabstandete Anordnung der Erhebungen 24 stellt sicher, dass eine Rotation des ersten Flächenelementes und des zweiten Flächenelementes zueinander um die Achse A entgegengewirkt wird.
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8 zeigt eine Seitenansicht auf das erste Flächenelement 10. Der zweite Vorsprung 27 befindet sich mittig am oberen Ende des zweiten Wandelementes 30. Der zweite Vorsprung 27 schränkt in 8 die links/rechts Bewegung der Flächenelemente 10 und 50 ein. Die Erhebungen 24 enden unterhalb der Höhe des ersten Wandelementes 12 im Bereich der Wabenstruktur 18. Die Erhebungen 24 und die Vorsprünge 26 sind so zueinander ausgerichtet, dass diese auf einer Linie liegen (siehe 7 und 8).
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Der zweite Vorsprung 27 kann auch an anderen Stellen vorgesehen sein, wobei eine Anordnung in der Nähe der Achse A vorteilhaft ist.
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9 zeigt eine perspektivische Darstellung eines zweiten Flächenelementes 50. Das zweite Flächenelement 50 weist ein erstes Wandelement 52 auf, das auf der Innenseite 54 zwei Stufen 84 aufweist. Die Stufen 84 dienen dazu, eine plane Oberfläche auf der Innenseite der Anordnung 100 bereitzustellen, wobei die Innenseite 54 bündig mit der Innenseite 32 des zweiten Wandelementes 30 abschließt. Der mittlere Abschnitt auf der Innenseite 54 bildet dann eine Oberfläche für die Innenseite der Anordnung 100 aus. Unterhalb dieses mittleren Abschnitts im Bereich der Stufen 84 befinden sich Erhebungen 90, wobei auf den gegenüberliegenden Seiten jeweils vier Erhebungen 90 vorgesehen sind. Analog zu den Erhebungen 24 dienen die Erhebungen 90 zum Verspannen des ersten Flächenelementes 10 und des zweiten Flächenelementes 50 im zusammengebauten Zustand.
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Das erste Wandelement 52 weist auf jeder Seite die Öffnungen 86 zur Aufnahme der erste Vorsprünge 26 und jeweils eine zweite Öffnung 88 zur Aufnahme des zweiten Vorsprungs 27 auf.
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Von der Innenseite 54 erstrecken sich orthogonal hierzu ausgerichtete Wandvorsprünge 80. Die Vorsprünge 80 liegen im zusammengesetzten Zustand der Anordnung 100 mit ihrer Innenseite 82 auf den Erhebungen 24 des ersten Flächenelementes 10 auf.
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Die Rippen 60 weisen analog zu den Rippen 20 einen Verbindungsbereich 62 auf, der verdickt ausgebildet ist und zu einem ersten Abschnitt 64 und einem zweiten Abschnitt 66 abfällt. Der erste Abschnitt 64 liegt auf der Außenseite 56 des ersten Wandelementes 52 des zweiten Flächenelementes 50 an und ist mit der Außenseite 56 verbunden. Der zweite Abschnitt 66 ist mit der Außenseite der Wandvorsprünge 80 verbunden. Jeder Wandvorsprung 80 weist zwei Rippen 60 auf.
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10 zeigt die Ausbildung der Stufen 84 und des mittleren Abschnitts des ersten Wandelementes 52 sowie die Anordnung der Erhebungen 90 auf der Innenseite 54. Die Erhebungen 90 weisen eine Höhe auf, die in Abhängigkeit der Dimensionierung der Flächenelemente 10 und 50 sowie der Anordnung 100 zu bestimmen ist. Die Höhe der Erhebungen 90 ist jedoch nur so groß, dass im zusammengesetzten Zustand der Flächenelemente 10, 50 die Innenseite 32 der zweiten Wandelemente 30 nicht über die Innenseite 54 hinausragt oder absteht. Die Innenseiten 54 und 32 bilden im zusammengebauten Zustand eine im Wesentlichen plane Oberfläche aus. Die Erhebungen 90 im Bereich der Stufen 84 weisen eine größere Höhe auf, wodurch eine Verspannung im Wesentlichen nur dort erzeugt wird, da die zweiten Wandabschnitte 30 dort flexibler sind.
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11 zeigt eine Ansicht auf die Innenseite 54 des zweiten Flächenelementes 50. Die Erhebungen 90 weisen einen unterschiedlichen Abstand zu dem Verbindungsbereich durch die Achse A auf, wobei mit größerem Abstand der Erhebungen 90 einer Rotation der Flächenelemente 10, 50 um die Achse A stärker entgegengetreten werden kann.
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12 zeigt die Anordnung der Haken
70, die parallel zu den Wandvorsprüngen
80 ausgerichtet sind und sich auch orthogonal zum ersten Wandelement
52 erstrecken. Die Haken
70 weisen einen Widerhaken auf, der mit dem Widerhaken
23 der Hakenaufnahme
22 im Eingriff steht, wenn das erste Flächenelement
10 und das zweite Flächenelement
50 miteinander verbunden sind. Zusätzlich ist ein abstehender Arm vorgesehen, der in Anlage mit seitlichen Begrenzungselementen der Hakenaufnahme
22 kommt und damit die Auslenkung des Hakens
70 zur verspannten Aufnahme bereitstellt. Die Haken
70 und die Hakenaufnahme
22 können insbesondere so ausgebildet sein, wie in den
deutschen Patentanmeldungen mit den Aktenzeichen 10 2017 113 409.3 und 10 2018 108 714.4 beschrieben.
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Der Darstellung von 12 kann zusammen mit den Darstellungen der 7 und 3 entnommen werden, dass die Erhebungen 24 und 90, die als Kontaktflächen für das jeweils andere Flächenelement 10, 50, dienen, auf zwei parallel zueinander verlaufenden Ebenen liegen. Im Zusammenspiel mit den Haken 70, der Hakenaufnahme 22 sowie den ersten Vorsprüngen 26, den zweiten Vorsprüngen 27 und den korrespondierenden ersten Öffnungen 86 und den zweiten Öffnungen 88 wird dadurch eine spielfreie Befestigung des ersten Flächenelementes 10 und des zweiten Flächenelementes 50 bereitgestellt, wobei die Flächenelemente 10, 50 definiert zueinander ausgerichtet sind.
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In weiteren Ausführungsformen können die Anlageflächen und/oder Anlagekanten der Wandelemente 12, 30, 52 und des Wandvorsprungs 80 Dichtungen aufweisen, sodass kein Luftdurchtritt im Bereich der Anlageflächen zwischen den Flächenelementen 10 und 50 möglich ist. Dichtungen können in einem Zweikomponenten-Spritzgussverfahren an die Wandelemente 12, 30, 52 und die Wandvorsprünge 80 angebracht werden. Beispielsweise kann hierfür TPE verwendet werden. Das Dichtungsmittel wird auf die Flächen aufgebracht, die nicht in den über die Anordnung 100 bereitgestellten Luftkanal ragen, sodass über die Dichtungen selbst auch keine zusätzliche Verwirbelung auftreten kann.
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Die Anordnung 100 ermöglicht die Verbindung mit Einschränkung des translatorischen Freiheitsgrades in Montagerichtung sowie des rotatorischen Freiheitsgrades senkrecht zur Montagerichtung durch die Achse A.
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Auf der Innenseite 16 des ersten Wandelementes 12, auf der Innenseite 32 der zweiten Wandelemente 30 sowie auf der Innenseite 54 des ersten Wandelementes 52 können Lageröffnungen für Lagerzapfen von Lamellen vorgesehen sein. Die Lageröffnungen dienen zur Aufnahme der Lamellen eines Luftausströmers, sodass hierüber ein modulartig nach dem Baukastenprinzip zusammenstellbarer Luftausströmer bereitgestellt werden kann. Die Innenseiten 16, 32 und 54 können in weiteren Ausführungsformen zusätzliche Aufnahmeöffnungen für weitere Bestandteile von Luftleitelementen oder Drosseleinrichtungen aufweisen. In weiteren Ausführungsformen können auch Öffnungen in Wandelementen 12, 30 und 52 vorgesehen sein, die zum Durchführen von Lager- oder Regeleinrichtungen zur Steuerung der Luftleitelemente und/oder der Drosseleinrichtung vorgesehen sind. In weiteren Ausführungsformen können auch ein Lichtleiter oder stromführende Leitungen über solche Öffnungen in den Innenraum der Anordnung 100 eingebracht werden. In weiteren Ausführungsformen können in den Wandelementen 12, 30 und 52 auch Anschlüsse integriert werden oder Aussparungen für Anschlüsse (z.B. elektrische Anschlüsse) vorgesehen sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- erstes Flächenelement
- 12
- erstes Wandelement
- 14
- Außenseite
- 16
- Innenseite
- 18
- Wabenstruktur
- 20
- Rippe
- 22
- Hakenaufnahme
- 23
- Widerhaken
- 24
- Erhebung
- 26
- erster Vorsprung
- 27
- zweiter Vorsprung
- 30
- zweites Wandelement
- 32
- Innenseite
- 34
- Außenseite
- 40
- Verbindungsbereich
- 42
- erster Abschnitt
- 44
- zweiter Abschnitt
- 50
- zweites Flächenelement
- 52
- erstes Wandelement
- 54
- Innenseite
- 56
- Außenseite
- 58
- Wabenstruktur
- 59
- Einschnitt
- 60
- Rippe
- 62
- Verbindungsbereich
- 64
- erster Abschnitt
- 66
- zweiter Abschnitt
- 70
- Haken
- 80
- Wandvorsprung
- 82
- Innenseite
- 84
- Stufe
- 86
- erste Öffnung
- 88
- zweite Öffnung
- 90
- Erhebung
- 100
- Anordnung
- A
- Achse
