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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens einen in einem Verkleidungsteil eingesetzten Luftausströmer umfassend ein Gehäuse mit einer darin um eine im Wesentlichen horizontale Achse verschwenkbaren, in eine obere und eine untere maximale Verschwenkstellung bewegbaren Luftablenkeinrichtung.
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Moderne Kraftfahrzeuge verfügen üblicherweise über mehrere Luftausströmer, die Teil eines Lüftungssystems sind, über das das Raumklima im Fahrzeuginneren reguliert werden kann. Der oder die Luftausströmer sind in ein entsprechendes Luftverteilnetz eingebunden, so dass Luft, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Klimaanlage, gezielt zu einem gewünschten-Luftausnehmer geführt werden kann, wobei der Ausblasgrad vom Nutzer zumeist individuell geregelt werden kann, in dem er über ein entsprechendes Betätigungselement eine den Zustrom zwischen Null und Maximal regelnde Klappe oder Ähnliches verstellt. Der grundsätzliche Aufbau einer solchen Lüftungseinrichtung wie auch eines solchen Luftausströmers ist bekannt.
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Der Ausblasquerschnitt bekannter Luftausströmer, die beispielsweise über eine Lamellenanordnung mit horizontal und vertikal verschwenkbaren Lamellen eine Möglichkeit zur Verstellung der Ausblasrichtung aufweisen, ist relativ groß, was erforderlich ist, um den ausgeblasenen Luftstrom möglichst weit aufzufächern. Mit der entsprechenden Größe des Ausblasquerschnitts einher geht aber auch ein entsprechender großer Bauraum, der zur Integration eines solchen Luftausströmers benötigt wird, verbunden mit designtechnischen optischen Nachteilen.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein demgegenüber verbessertes Kraftfahrzeug anzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass mittels der Luftablenkeinrichtung in der oberen und/oder unteren maximalen Verschwenkstellung der durch das Gehäuse strömende Luftstrom zumindest teilweise an eine der Luftablenkeinrichtung unmittelbar nachgeschaltete, nach oben ansteigende oder nach unten abfallende und zum Fahrzeuginneren verlaufende Luftleitfläche leitbar ist.
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Die Erfindung sieht vor, die Luftablenkeinrichtung des Luftausströmers so anzuordnen und zu konzipieren, dass sie in der oberen und/oder der unteren maximalen Verschwenkstellung mit unmittelbar daran anschließenden Luftleitflächen, die sich beispielsweise leicht trichterartig (im Querschnitt gesehen) nach oben und nach unten zum Fahrzeuginneren erweitern, interagiert. Diese Interaktion ist derart, dass der über die Luftablenkeinrichtung geführte Luftstrom von der entsprechenden Führungsfläche der Luftablenkeinrichtung unmittelbar und gezielt an die diese Luftführungsfläche quasi fortsetzende entsprechende Luftleitfläche geführt wird, mithin also die Luftströmung von dem Luftablenkelement unmittelbar auf die weiterführende Luftleitfläche übergeben wird. Dieser Übergang ist bevorzugt nahezu bündig respektive sprungfrei. Das heißt, dass quasi eine Anlage der Luftablenkeinrichtung an die nachgeschaltete Austrittskontur erfolgt. Dieses Weiterführen und Überführen von der einen Luftführungsfläche der Luftablenkeinrichtung an die nachgeschaltete Luftleitfläche des Verkleidungsteils führt dazu, dass sich der Luftstrom an die Luftleitfläche anlegt und ihr zu einem gewissen Grad folgt. Das heißt, dass die Strömung trotz Übergangs von einer Fläche auf die andere Fläche nicht abreißt. Dieser Effekt ist als sogenannter Coanda-Effekt bekannt, wobei die erfindungsgemäße Ausgestaltung diesen Effekt gezielt nutzt. Denn es kommt, nachdem die Luftleitflächen nach oben ansteigen oder nach unten abfallen, zu einer gezielten Umlenkung der Luftströmung und damit zu einer gezielten Aufweitung des Austrittswinkels. Dies hat nun wiederum den Vorteil, als der maximale obere und untere Verschwenkwinkel deutlich kleiner gewählt werden kann respektive der Luftausströmer an sich deutlich schmäler, was seine Höhe angeht, gewählt werden kann, da ein großer Austrittsquerschnitt für eine entsprechende Luftstromausweitung nicht mehr erforderlich ist. Denn diese wird wie ausgeführt in der oberen und unteren maximalen Verschwenkstellung durch das Anhaften an den weiterführenden Luftleitflächen erwirkt.
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Demzufolge ermöglicht es der erfindungsgemäß vorgesehene Luftausströmer, einerseits bei Bedarf den Ausströmquerschnitt entsprechend groß zu gestalten, indem unter Nutzung des Coanda-Effekts die benachbarten Luftleitflächen mit einbezogen werden, zum anderen ist der Luftausströmer sehr kleinbauend und damit wenig Bauraum beanspruchend, jedoch optisch ansprechend. Schließlich ist auch die Handhabung sehr einfach, da der Veschwenkwinkel zwischen oberer und unterer Maximalstellung klein ist.
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Diese erfindungsgemäße Strömungsaufweistung findet in der oberen und unteren maximalen Verschwenkstellung statt. Wird hingegen die Luftablenkeinrichtung beispielsweise in eine Mittenstellung gebracht, so kann sich der Luftstrom an keiner fortsetzenden Luftleitfläche anlegen, da die Luftablenkeinrichtung von diesen weiterführenden Luftleitflächen quasi entkoppelt ist. In diesem Fall ist der wirksame Strömungsquerschnitt durch die Luftablenkeinrichtung respektive ihren Querschnitt bzw. den maximalen Ausblasquerschnitt selbst beschränkt.
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Gemäß einer ersten Erfindungsalternative kann die Luftablenkeinrichtung ein mit einem Luftzuführkanal gekoppeltes Ausblaselement mit einer rechteckförmigen Ausblasöffnung sein, das in der oberen oder der unteren maximalen Verschwenkstellung mit der oberen oder der unteren, die Ausblasöffnung begrenztenden Wand nahezu oder vollständig bündig in eine unmittelbar angrenzende, nach oben ansteigende oder nach unten abfallende Gehäuseaußenfläche oder Verkleidungsteilfäche, die als Luftleitfläche dient, übergeht. Das Ausblaselement selbst, das zwischen den Verschwenkstellungen verstellbar ist, ist mit einem entsprechenden Luftzuführkanal gekoppelt, so dass die zuführende Luft ausschließlich und unmittelbar diesem Ausblaselement zugeführt wird. Das Ausblaselement weist eine im Wesentlichen rechteckige Ausblasöffnung auf, die von entsprechenden oberen und unteren sowie seitlichen Wänden begrenzt ist. In den maximalen Verschwenkstellungen ist das Ausblaselement nun derart angeordnet, dass die jeweilige obere und untere, die Auslassöffnung begrenzende Wand nahezu oder vollständig bündig in die unmittelbar angrenzende Luftleitfläche übergeht, wobei als Luftleitfläche eine Gehäuseaußenfläche des Gehäuses, in dem die Luftleitfläche angeordnet ist, oder eine Verkleidungsteilfläche, also eine Fläche des Verkleidungsbauteils, in dem der Luftausströmer aufgenommen ist, ist.
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Ein solches Ausblaselement kann ein schwenkbar gelagertes, rohrförmiges Gehäuse mit einem rechteckigen Luftdurchlassquerschnitt sein, alternativ kann das Ausblaselement auch eine schwenkbar gelagerte Walze mit einem rechteckigen Luftdurchlassquerschnitt sein. Beide sind um entsprechende horizontale Achsen verschwenkbar, so dass eine beliebige Positionierung in den Maximalstellungen wie auch etwaigen Zwischenstellungen möglich ist.
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Alternativ zur Verwendung eines solchen schwenkbaren Ausblaselements ist es auch denkbar, dass die Luftablenkeinrichtung eine obere und eine untere Lamelle, die um horizontale Schwenkachsen verschwenkbar und miteinander bewegungsgekoppelt sind, aufweist, wobei in der oberen Verschwenkstellung die obere Lamelle und in der unteren Verschwenkstellung die untere Lamelle nahezu oder vollständig bündig in eine unmittelbar angrenzende, nach oben ansteigende oder nach unten abfallende Gehäuseaußenfläche oder Verkleidungsteilfläche, die als Luftführungskontur dient, übergeht. Das Funktionsprinzip ist ähnlich dem des Ausblaselements mit rohrförmigem Gehäuse mit rechteckigem Luftdurchlassquerschnitt, wobei bei der zweiten Erfindungsalternative die Lamellen die oberen und unteren Luftführungsflächen bilden. Seitliche Luftführungsflächen sind hier jedoch nicht vorgesehen, diese werden durch den Luftführungskanal im Inneren des Gehäuses des Luftausströmers gebildet. Unabhängig davon liegen auch hier die Lamellen in der jeweiligen maximalen Verschwenkstellung nahezu oder vollständig bündig an einer angrenzenden Luftleitfläche an, die auch hier entweder von einer Gehäuseaußenfläche oder einer Verkleidungsteilfläche gebildet wird. An dieser Stelle ist festzuhalten, dass die weiterführende Luftleitfläche auch durch eine Gehäuseaußenfläche und eine Verkleidungsteilfläche, die einander nachgeschaltet sind und ineinander bündig übergehen, gebildet werden kann, wobei dies unabhängig für sämtliche Ausführungsformen gilt.
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Die Gehäuseaußenfläche oder die Verkleidungsteilfläche können dabei geradlinig oder gewölbt verlaufen, je nach Ausgestaltung des Gehäuses respektive des Verkleidungsbauteils, wo der Luftausströmer integriert ist.
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Weiterhin ist es denkbar, dass die Luftablenkeinrichtung eine oder mehrere, eine seitliche Ablenkung der auszublasenden Luft ermöglichende Luftablenkelemente innerhalb des Luftdurchlassquerschnitts der Luftablenkeinrichtung aufweist. Hierüber ist also eine Seitenablenkung des Luftstroms möglich.
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Als Luftablenkelemente können lamellenartige Luftablenkelemente, die um eine im Wesentlichen vertikale Achse verschwenkbar sind, vorgesehen sein. Alternativ ist es auch denkbar, dass eine oder mehrere an einer um eine horizontale Achse drehbaren Welle angeordnete, schrägstehende und scheibenartige Luftablenkelemente vorgesehen sind. Bei dieser zweiten Variante handelt es sich also um Taumelscheiben, die auf einer gemeinsamen drehbaren Welle angeordnet sind.
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Die Luftablenkeinrichtung selbst kann manuell verstellt werden, wozu dem Bediener beispielsweise ein kleines Drehrad, das am Luftausströmer angeordnet ist, zur Verfügung steht, über das er den Stellwinkel einstellen kann. Alternativ ist aber auch eine automatische Verstellung unter Verwendung eines Elektromotors denkbar, den der Anwender beispielsweise über ein entsprechendes Bedienelement wie einen Taster oder über einen Touchscreen oder dergleichen ansteuert.
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Die Luftablenkeinrichtung ist wie beschrieben zwischen den maximalen Verschwenkstellungen verstellbar. In diesen kann sie leicht arretiert sein. Zusätzlich kann sie auch in einer dazwischen befindlichen mittigen Verschwenkstellung arretierbar sein, so dass drei definierte Ausblaspositionen (oben-mitte-unten) gegeben sind, die definiert, weil arretiert, angefahren werden können. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Luftablenkeinrichtung in eine beliebige Verschwenkstellung zwischen den beiden maximalen Verschwenkstellungen verschwenkbar ist.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
- 2 - 7 Schnittansichten und perspektivische Teilansichten mit einem Luftausströmer einer ersten Ausführungsform mit einem Ausblaselement in Form eines rechteckförmigen Rohres,
- 8 eine Prinzipdarstellung mit über eine Vertikalachse verschwenkbaren seitlichen Luftablenkelementen,
- 9 eine Prinzipdarstellung einer um eine Horizontalachse verdrehbaren Welle mit daran angeordneten scheibenförmigen Luftablenkelementen,
- 10 - 15 Schnittdarstellungen und Perspektivansicht eines Luftausströmers einer zweiten Ausführungsform mit einem Ausblaselement in Form einer Walze, in verschiedenen Stellungen, und
- 16 - 18 eine Prinzipdarstellung einer dritten Ausführungsform eines Luftausströmers mit zwei um eine Horizontalachse verschwenkbaren, bewegungsgekoppelten Lamellen in verschiedenen Stellungen.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 1 mit einem Verkleidungsteil 2, hier in Form eines Armaturenbretts, in dem wenigstens ein Luftausströmer 3 umfassend ein Gehäuse 4 eingesetzt ist, in dem, worauf nachfolgend noch eingegangen ist, eine um eine im Wesentlichen horizontale Achse verschwenkbare, mit einem Luftzufuhrkanal gekoppelte, in eine obere und eine untere maximale Verschwenkstellung bewegbare Luftablenkeinrichtung integriert ist. Der Luftausströmer ist im gezeigten Beispiel mit dem beschriebenen Luftzuführkanal 5 verbunden, dem wiederum ein Gebläse 6 sowie im gezeigten Beispiel ein Klimagerät 7 zugeordnet ist.
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1 ist eine reine Prinzipdarstellung, selbstverständlich sind mehrere solcher Luftausströmer 3 an verschiedenen Positionen und verschiedenen Verkleidungsteilen innerhalb des Fahrzeugs vorgesehen. Sie sind Teil eines Belüftungssystems für den Fahrzeuginnenraum und können mit entsprechender auszublasender Luft versorgt werden.
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2 zeigt in Form einer Prinzipdarstellung einen Luftausströmer 3 einer ersten Ausführungsform, wobei für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Der Luftausströmer 3 weist wie beschrieben ein Gehäuse 4 auf, in dem eine Luftablenkeinrichtung 8 in Form eines Ausblaselements 9, hier realisiert über ein um eine Schwenkachse 10 drehbar gelagertes, rohrförmiges Gehäuse 11, angeordnet ist. Das Ausblaselement 9 weist eine obere Wand 12 und eine untere Wand 13 auf, die jeweilige Luftführungsflächen 14, 15 aufweisen. Das Ausblaselement 9 ist, wenngleich hier nicht näher gezeigt, mit dem Luftzuführkanal 5 gekoppelt, das heißt, dass auszublasende Luft ausschließlich diesem Ausblaselement 9 zugeführt wird.
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Wie 3 zeigt, hat das Ausblaselement 9 eine im Wesentlichen rechteckförmige Ausblasöffnung 16, in der im gezeigten Beispiel mehrere Luftablenkelemente 17 angeordnet sind, die es ermöglichen, die Luft seitlich abzulenken.
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Wie beschrieben ist das Ausblaselement 9 um die Schwenkachse 10 verschwenkbar, es kann zwischen einer in 2 gezeigten maximalen oberen Verschwenkstellung und einer in 6 gezeigten maximalen unteren Verschwenkstellung verschwenkt werden, 4 zeigt eine Mittenstellung.
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In der in 2 gezeigten maximalen oberen Veschwenkstellung ist die obere Wand 12 so positioniert, dass die Luftführungsfläche 14 nahezu bündig in eine Luftleitfläche 18 übergeht, die im gezeigten Beispiel einerseits von dem Gehäuse 4, andererseits von dem Verkleidungsteil 2 gebildet wird. Die Luftleitfläche 18 steigt nach oben zum Fahrzeuginneren an, wie 2 deutlich zeigt.
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Wird nun in dieser Stellung über das Ausblaselement 9 Luft zugeführt, so legt sich der ausgelasene Luftstrom in Folge des unmittelbaren, bündigen Übergangs der Luftführungsfläche 14 in die Luftleitfläche 18, wie durch den Pfeil P1 dargestellt, an die Luftleitfläche 18 gemäß dem Coanda-Effekt an und wird über die Luftleitfläche 18 quasi nach oben geführt bzw. gezogen. Dies führt dazu, dass - nachdem natürlich ein bestimmter Luftströmungsteil auch quasi der Verschwenkstellung des Ausblaselements 9 folgend geradlinig austritt, der Luftstrom insgesamt aufgefächert wird, sich also der Öffnungswinkel vergrößert. Dies allein aufgrund der Anhaftung des Luftstroms an der Luftleitfläche 18 in Folge des bündigen Übergangs.
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Wie 3 zeigt, liegt in diesem Fall das Ausblaselement 9 bündig an der oberen Gehäusewand an. Insgesamt ergibt sich ein sehr schmales äußeres Erscheinungsbild des Luftausströmers 3, da kein großer Öffnungsquerschnitt respektive Ausblasquerschnitt zur Erzeugung eines sich weitenden Luftstroms erforderlich ist.
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Wird, siehe 4, das Ausblaselement 9 in eine Mittenstellung bewegt, so wird der Luftstrom, siehe den Pfeil P2, quasi der Stellung folgend geradlinig ausgeblasen. Der Öffnungsquerschnitt des Luftstroms ist relativ schmal, da es zu keiner Anhaftung an einer weiterführenden Luftleitfläche kommt. 5 zeigt wiederum die entsprechende Perspektivansicht aus dem Fahrzeuginnenraum und die schmale Bauform des Luftausströmers.
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6 zeigt schließlich das Ausblaselement 9 in der nach unten geschwenkten maximalen Verschwenkstellung. In dieser liegt die Luftführungsfläche 15 bündig zu der sie fortsetzenden Luftleitfläche 19, wiederum gebildet durch das Gehäuse 4 sowie das Verkleidungsteil 2, die auch hier mit ihren Gehäuse- respektive Verkleidungsteilflächen die Luftleitfläche 19 definieren. Wiederum strömt die ausgeblasene Luftströmung entlang der Luftleitfläche 19, siehe die Pfeile P3 und haftet aufgrund des bündigen, sprungfreien Übergangs an ihr an. Da die Luftleitfläche 19, anders als die Luftleitfläche 18, die sich nach oben hin wölbt respektive öffnet, nach unten abfällt, wird hier der Ausblasquerschnitt nach unten erweitert. Auch dies wiederum als Folge des Coanda-Effekts.
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7 zeigt die Perspektivansicht entsprechend 6 und wiederum den schmalen Aufbau des Luftausströmers 3.
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8 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Luftablenkelements 17, das der Seitenablenkung dient. Es ist als Lamelle ausgeführt und um eine vertikale Achse schwenkbar. Ausgezogen dargestellt ist die Mittenstellung, gestrichelt die beiden seitlichen Endstellungen.
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9 zeigt eine Seitenablenkung, bei der die Luftablenkelemente an einer gemeinsamen Welle angeordnet sind und schräg zur Welle stehen. Es handelt sich um Taumelscheiben. Je nach Drehstellung der Welle ändert sich die Ausrichtung der Luftablenkelemente und damit die seitliche Ausblasrichtung.
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Beide seitlichen Luftablenkungen sind vorzugsweise manuell verstellbar, dankbar ist auch eine motorische Verstellung, ebenso wie bei der Luftablenkeinrichtung.
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Die 10 bis 15 zeigen eine zweite Ausführungsform eines Luftausströmers 3, wobei hier als Ausblaselement 9 eine Walze 20 eingesetzt ist, die drehbar in einer entsprechenden Ausnehmung 21 des Gehäuses 4 aufgenommen ist. Die Walze 20 weist ebenso wie das Rohr 11 einen rechteckigen Ausblasquerschnitt auf, siehe beispielsweise 11, sie ist um eine horizontale Schwenkachse 10 verschwenkbar. An ihr angeschlossen ist, wie hier gezeigt, der Luftzuführkanal 5.
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Der Durchlassquerschnitt der Walze 20 ist über eine obere Wand mit einer Luftführungsfläche 22 sowie eine untere Wand mit einer Luftführungsfläche 23 beschränkt. In der in 10 gezeigten Stellung schließt an die obere Luftführungsfläche 22 die Luftleitfläche 18, hier gebildet durch eine Gehäuseaußenwand an, so dass ausgeblasene Luft auch an dieser Luftleitfläche 18 anhaftet und nach oben aufgeweitet wird, siehe den Pfeil P4. Ersichtlich interagiert auch hier die Luftführungsfläche 22 mit der Luftleitfläche 18.
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11 zeigt die entsprechende Perspektivansicht, wobei auch hier ersichtlich ist, wie schmal der Luftausströmer 3 konzipiert werden kann. Auch hier sind entsprechende Luftablenkelemente 17 vorgesehen, beispielsweise entsprechende Lamellen (8) oder eine Welle mit Taumelscheiben (9). 12 zeigt die Walze 20 in der Mittenstellung, es erfolgt ein gerades Aufblasen gemäß Pfeil P5 ohne Aufweitung des Ausblasquerschnitts. Die entsprechende Perspektivansicht zeigt wiederum 13.
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Die 14 und 15 zeigen schließlich die Ansichten in der unteren Verschwenkstellung, wobei auch hier die Luftführungsfläche 23 quasi bündig an die Luftleitfläche 19 des Gehäuses 4 anschließt, so dass, dem Coanda-Effekt folgend, die Luftströmung wiederum anhaftet und, siehe den Pfeil P6, nach unten abgelenkt und mitgenommen wird.
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Die Verstellung der Walze 20, wie auch die Verstellung des Gehäuses 11, erfolgt bevorzugt manuell, sowohl die Walze 20 als auch das Gehäuse 11 können ohne Weiteres mit einem Finger gegriffen und verschwenkt werden. Alternativ ist auch eine Verschwenkung über einen nicht näher gezeigten Elektromotor, der entsprechend angesteuert wird, denkbar.
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Die 16 - 18 zeigen schließlich eine Ausgestaltung eines Luftausströmers 3, bei dem im Gehäuse 4 als Luftablenkeinrichtung 8 eine obere Lamelle 24 und eine untere Lamelle 25, die beide jeweils um eine horizontale Schwenkachse 10 verschwenkbar sind, aber bewegungsgekoppelt sind, vorgesehen ist. An dieser Lamellenanordnung ist wiederum der Luftzuführkanal 5 angeschlossen.
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In der in 16 gezeigten oberen Verschwenkstellung liegt die obere Lamelle 24 wiederum am Gehäuse 4 an, ihre Luftführungsfläche 26 geht bündig in die Luftleitfläche 18, hier allein gebildet von dem Verkleidungsteil 2, über. Die Luftleitfläche 18 steigt hier nach oben an, der Luftstrom wieder, wie durch den Pfeil P7 gezeigt, nach oben mitgenommen und aufgeweitet wird.
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Bei Verschwenken in die in 17 gezeigte Mittenstellung sind die beiden Lamellen 24, 25 nicht in Anlage mit dem Gehäuse 4, die Luft wird gerade ausgeblasen, siehe den Pfeil P8.
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Anders in der unteren Verschwenkstellung gemäß 18. Dort liegt die untere Lamelle 25 mit ihrer Luftführungsfläche 27 am Gehäuse an. Die untere Luftleitfläche 19 schließt bündig an die Luftführungsfläche 27 an, so dass der anhaftende Luftstrom, wie durch den Pfeil P9 gezeigt, in diesem Fall nach unten gezogen wird.
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Auch hier ist eine manuelle Verschwenkung der Lamellenanordnung denkbar, wie auch eine elektromotorisch gesteuerte Verstellung.
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Allen Ausgestaltungen gemeinsam ist die Interaktion respektive der nahezu bündige Übergang der entsprechenden Luftführungsflächen der Luftablenkeinrichtung zu den benachbarten, unmittelbar nachgeschalteten Luftleitflächen des Gehäuse- oder Verkleidungsteils, so dass der Luftstrom sprungfrei unmittelbar von der einen Fläche auf die andere Fläche übergeben wird und es zur erfindungsgemäßen Aufweitung kommt. Aufgrund dieser Coanda-Effekt bedingten Aufweitung ist der Verschwenkwinkel zwischen der maximalen oberen und unteren Stellung relativ gering, wie die Figuren zeigen. Ein maximaler Schwenkwinkel von ca. 30° bei entsprechendem Öffnungswinkel der angrenzenden Luftleitflächen ist bereits ausreichend. Erfindungsgemäß sollte der Schwenkwinkel zwischen 20 - 45° betragen.
