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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Ansauggehäuse, insbesondere eines Klimageräts, insbesondere für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs.
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Stand der Technik
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Klimageräte von Kraftfahrzeugen weisen Ansauggehäuse auf, mittels welchen Luft in das Klimagerät eingelassen werden kann. Dabei weist das Ansauggehäuse eine Frischlufteinlassöffnung und eine Umlufteinlassöffnung auf, die mittels zumindest einer Klappe geöffnet oder geschlossen werden können. Dadurch kann entweder Frischluft aus dem Außenraum des Kraftfahrzeugs oder Umluft aus dem Innenraum des Kraftfahrzeugs oder eine Mischung aus Frischluft und Umluft in das Ansauggehäuse eingelassen werden.
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Dabei zeigt es sich allerdings, dass beispielsweise in Abhängigkeit des Fahrzustands des Kraftfahrzeugs die Druckbeaufschlagung durch die Frischluft deutlich höher sein kann als die Druckbeaufschlagung durch die Umluft. Dies ist insbesondere bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten der Fall, bei welcher die Frischluft aufgrund des Staudrucks mit einem höheren Gesamtdruck das Ansauggehäuse beaufschlagt als die Umluft aus dem Fahrzeuginnenraum. Durch solche ungleichen Druckverhältnisse zwischen dem Gesamtdruck der Frischluft und dem Druck der Umluft kann es auftreten, dass Frischluft mit dem höheren Druck die Umluft überströmt und aus der Umluftöffnung ausströmen kann, so dass die Frischluft unmittelbar in den Fahrzeuginnenraum gelangen kann, was als unerwünscht und auch als unkomfortabel angesehen wird.
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Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ansauggehäuse zu schaffen, welches gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist und ein Überströmen der Frischluft in die Umluftöffnung zumindest reduziert und ein Überströmen zumindest bei kleinen Öffnungswinkeln der Frischluftöffnung im Wesentlichen vermeidet.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Ansauggehäuse, insbesondere eines Klimageräts, insbesondere für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einem Innenraum und mit einer ersten Lufteinlassöffnung für Frischluft und mit einer zweiten Lufteinlassöffnung für Umluft und mit einer Luftauslassöffnung, so dass Frischluft und/oder Umluft in das Ansauggehäuse einlassbar und gegebenenfalls im Innenraum des Ansauggehäuses mischbar ist, wobei die Luft aus dem Innenraum des Ansauggehäuses über die Luftauslassöffnung wieder auslassbar ist, wobei eine erste Drehklappe vorgesehen ist zum Öffnen und/oder Schließen der ersten Lufteinlassöffnung und wobei eine zweite Drehklappe vorgesehen ist zum Öffnen und/oder Schließen der zweiten Lufteinlassöffnung, wobei die erste Drehklappe und die zweite Drehklappe mit jeweils einer entgegengesetzten Drehrichtung die jeweilige Lufteinlassöffnung öffnen oder schließen. Dadurch wird verhindert, dass bei einer Teilöffnung der ersten Lufteinlassöffnung bzw. der zweiten Lufteinlassöffnung ein direkter Luftstrom zu der jeweils anderen Lufteinlassöffnung auftritt. Durch das entgegengesetzte Öffnen bzw. Schließen der einen Lufteinlassöffnung relativ zur anderen Lufteinlassöffnung wird der direkte Luftstrom zur jeweils anderen Lufteinlassöffnung weitgehend vermieden.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es besonders vorteilhaft, wenn die erste Lufteinlassöffnung der zweiten Lufteinlassöffnung im Wesentlichen gegenüber liegt. Dadurch wird durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Vorteil bei geringem benötigtem Bauraum erreicht.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn die erste Lufteinlassöffnung in einem ersten Wandbereich des Ansauggehäuses angeordnet ist und die zweite Lufteinlassöffnung in einem zweiten Wandbereich des Ansauggehäuses angeordnet ist, wobei die erste Lufteinlassöffnung eine erste Ebene definiert und die zweite Lufteinlassöffnung eine zweite Ebene definiert, wobei der erste Wandbereich in einem ersten Winkel zum zweiten Wandbereich angeordnet ist, wobei der erste Winkel zwischen 30° und 150° liegt, insbesondere zwischen 45° und 120° liegt, vorteilhaft zwischen 70° und 120° liegt und/oder die erste Ebene in einem zweiten Winkel zur zweiten Ebene angeordnet ist, wobei der zweite Winkel zwischen 30° und 150° liegt, insbesondere zwischen 45° und 120° liegt, vorteilhaft zwischen 70° und 120° liegt. Dadurch kann vorteilhaft ein kleiner Bauraum ausgenutzt werden, insbesondere, wenn der jeweilige erste und/oder zweite Winkel bei etwa 90° liegt, also etwa im Bereich von 110° bis 70°, insbesondere bei 100° bis 80°, vorteilhaft bei 95° bis 85° liegt.
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Auch ist es bei einem weiteren Ausführungsbeispiel vorteilhaft, wenn die erste Drehklappe eine Fahnenklappe oder eine Schmetterlingsklappe ist, wobei die erste Drehklappe eine erste Drehachse aufweist, welche im Wesentlichen in der Ebene der ersten Lufteinlassöffnung liegt und die zweite Drehklappe eine Fahnenklappe oder eine Schmetterlingsklappe ist, wobei die zweite Drehklappe eine zweite Drehachse aufweist, welche im Wesentlichen in der Ebene der zweiten Lufteinlassöffnung liegt. Dadurch lassen sich geeignete Drehbewegungen zur Steuerung der Öffnung und/oder Schließung der jeweiligen Lufteinlassöffnungen erreichen und zugleich lassen sich durch die Fläche bzw. durch die Flächen der Drehklappe auch Luftleitflächen zur Leitung der Luft nutzen.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die erste Lufteinlassöffnung einen ersten Öffnungsquerschnitt definiert und die zweite Lufteinlassöffnung einen zweiten Öffnungsquerschnitt definiert, wobei der erste Öffnungsquerschnitt im Wesentlichen gleich dem zweiten Öffnungsquerschnitt ist oder dass der erste Öffnungsquerschnitt größer als der zweite Öffnungsquerschnitt ist oder dass der erste Öffnungsquerschnitt kleiner als der zweite Öffnungsquerschnitt ist. Dadurch kann der jeweilige Öffnungsquerschnitt an die verfügbaren Platzverhältnisse als auch an die zu erwarteten Luftströme angepasst werden. Dies kann den Druckabfall der Luft beim Eintritt verbessern.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn die erste Drehklappe mittels eines ersten Aktuators und die zweite Drehklappe mittels eines zweiten Aktuators unabhängig voneinander einstellbar sind oder dass die erste Drehklappe und die zweite Drehklappe mittels eines gemeinsamen Aktuators über eine Kinematikansteuerung miteinander einstellbar sind. Durch die Verwendung unabhängig steuerbarer Aktuatoren können die jeweiligen Drehklappen individuell eingestellt und nachgeregelt werden, um die Mischung zwischen Frischluft und Umluft exakt einstellen zu können, wobei beispielsweise auch ein Staudruck aufgrund der Fahrgeschwindigkeit berücksichtigbar ist. Bei einer gemeinsamen Einstellung können die Verstellungen der Klappen so gewählt werden, dass die Klappen nacheinander oder zumindest bereichsweise auch gleichzeitig eingestellt werden, so dass die typischen Öffnungs- und Schließszenarien ermöglicht werden. Damit lässt sich Kosten- und Gewichtsaufwand einsparen, da ein Aktuator eingespart wird, wobei die vorzusehende Kinematikansteuerung dies nicht vollständig wieder kompensiert, so dass gesamthaft betrachtet eine Einsparung verbleibt.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn die Einstellung der ersten Drehklappe und der zweiten Drehklappe in einer Teilfrischlufteinstellung derart erfolgt, dass die erste Drehklappe weniger weit geöffnet wird als die zweite Drehklappe, so dass weniger Frischluft in den Innenraum des Ansauggehäuses einströmt als Umluft. So kann das Überströmen auch effektiv verhindert werden.
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Bei einem weiteren Ausführungsbespiel ist es auch vorteilhaft, wenn die Einstellung der ersten Drehklappe und der zweiten Drehklappe in einer Teilfrischlufteinstellung derart erfolgt, dass die erste Drehklappe nur so weit geöffnet wird, dass ein direkter Luftstrom von Frischluft entlang der ersten Drehklappe strömt und ein Luftstrom der Frischluft hin zur zweiten Lufteinlassöffnung vermieden wird. So kann das Überströmen auch effektiv verhindert werden.
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Entsprechend kann die Erfindung auch ein Verfahren zur Steuerung von Klappen, wie insbesondere von Drehklappen, eines Ansauggehäuses betreffen, bei welchem die verschiedenen Klappen bzw. Drehklappen derart relativ zueinander geöffnet und/oder geschlossen werden, insbesondere bei gegenläufigem Drehwinkel, dass ein Überströmen von Luft in die eine Lufteinlassöffnung und wieder hinaus durch die gegenüberliegende Einlassöffnung verhindert werden kann, insbesondere bei einer oben beschriebenen Teilfrischlufteinstellung und/oder bei einer Teilumlufteinstellung.
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So ist es auch vorteilhaft, wenn die Einstellung der ersten Drehklappe und der zweiten Drehklappe in einer Teilumlufteinstellung derart erfolgt, dass die zweite Drehklappe weniger weit geöffnet wird als die erste Drehklappe, so dass weniger Umluft in den Innenraum des Ansauggehäuses einströmt als Frischluft. Entsprechend kann ein diesbezügliches Verfahren zur Steuerung der Klappen, insbesondere der Drehklappen, vorgesehen sein.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Einstellung der ersten Drehklappe und der zweiten Drehklappe in einer Teilumlufteinstellung derart erfolgt, dass die zweite Drehklappe nur so weit geöffnet wird, dass ein direkter Luftstrom von Umluft entlang der zweiten Drehklappe strömt und ein Luftstrom der Umluft hin zur ersten Lufteinlassöffnung vermieden wird.
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Dabei kann das Ansauggehäuse optional Teil eines Klimagehäuses sein oder damit verbunden sein, insbesondere ein Klimagehäuse mit einem Gebläse, einem Luftfilter, einem Verdampfer und/oder einem Heizkörper.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
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Figurenliste
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht eines Ansauggehäuses nach dem Stand der Technik,
- 2 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Ansauggehäuses,
- 3 eine schematische Ansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Ansauggehäuses in einer Teilumlufteinstellung,
- 4 eine schematische Ansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Ansauggehäuses in einer Teilfrischlufteinstellung,
- 5 eine schematische Ansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Ansauggehäuses in einer Teilumlufteinstellung mit Darstellung der Luftströme, und
- 6 eine schematische Ansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Ansauggehäuses in einer Teilfrischlufteinstellung mit Darstellung der Luftströme.
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Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ansauggehäuse 1, insbesondere eines Klimageräts, insbesondere für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, bei welchem eine Wand 3 einen Innenraum 2 umschließt. In der Wand 3 ist eine Frischlufteinlassöffnung 4 auf einer Frischluftseite 5 vorgesehen und es ist eine Umlufteinlassöffnung 6 auf einer Umluftseite 7 vorgesehen. Durch die Frischlufteinlassöffnung 4 kann Frischluft in den Innenraum 2 strömen und durch die Umlufteinlassöffnung 6 kann Umluft in den Innenraum 2 strömen. Im Innenraum 2 werden die Luftströmungen gemischt, so dass die gemischte Luft durch eine Luftauslassöffnung 8 ausgelassen werden kann.
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Zur Steuerung der Luftströme sind eine erste Drehklappe 9 der Frischlufteinlassöffnung 4 zugeordnet und eine zweite Drehklappe 10 der Umlufteinlassöffnung 6 zugeordnet.
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Bei einem Kraftfahrzeug im Fahrbetrieb steigt der Staudruck der Außenluft gegenüber dem Innendruck im Fahrgastraum, so dass der Gesamtdruck p1 der Frischluft steigt, wenn das Kraftfahrzeug fährt und der Luftdruck p2 der Umluft davon unabhängig ist.
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Dadurch kann es vorkommen, dass die Frischluft mit einem höheren Druck durch die Öffnung 4 in den Innenraum 2 einströmen kann und ein Teil der Frischluft nur zur Luftauslassöffnung 8 strömt, siehe die Pfeile 11, während ein anderer Teil der Frischluft, siehe die Pfeile 12, gegen den Druck p2 aus der Umlufteinlassöffnung 6 wieder hinaus strömt. Gleichzeitig strömt weniger Umluft in den Innenraum 2, siehe die Pfeile 13.
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Die 2 bis 6 zeigen in einer jeweiligen schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ansauggehäuses 101, insbesondere eines Klimageräts, insbesondere für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs. Dabei wird Luft von einem nachgeordneten Gebläse angesaugt und stromabwärts des Ansauggehäuses 101 in einem nachgeordneten Klimagerät gefiltert, abgekühlt und/oder erwärmt etc. Dabei kann das Ansauggehäuse 101 Teil des Klimageräts sein oder mit diesem verbunden sein.
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Das Ansauggehäuse 101 weist eine Wand 103 auf, welche einen Innenraum 102 umschließt. In der Wand 103 ist eine erste Lufteinlassöffnung 104 für Frischluft und es ist eine zweite Lufteinlassöffnung 106 für Umluft vorgesehen. Die erste Lufteinlassöffnung 104 kann auf der Frischluftseite angeordnet sein oder mit einer Frischluftzufuhr verbunden sein, beispielsweise mit einem Frischluftkanal. Die zweite Lufteinlassöffnung 106 kann auf der Umluftseite angeordnet sein oder mit einer Umluftzufuhr verbunden sein, beispielsweise mit einem Umluftkanal.
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Durch die erste Lufteinlassöffnung 104 als Frischlufteinlassöffnung kann Frischluft in den Innenraum 102 strömen. Durch die zweite Lufteinlassöffnung 106 als Umlufteinlassöffnung kann Umluft in den Innenraum 102 strömen. Im Innenraum 102 werden die Luftströmungen durch die erste Lufteinlassöffnung 104 und/oder durch die zweite Lufteinlassöffnung 106 gemischt, so dass die gemischte Luft durch eine Luftauslassöffnung 108 ausgelassen werden kann und beispielsweise einem Gebläse, Filter, Verdampfer und/oder Heizkörper etc. zugeleitet werden kann.
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Zur Steuerung der Luftströme durch die erste Lufteinlassöffnung 104 und/oder durch die zweite Lufteinlassöffnung 106 sind eine erste Drehklappe 109 der ersten Lufteinlassöffnung 104 zugeordnet und eine zweite Drehklappe 110 der zweiten Lufteinlassöffnung 106 zugeordnet.
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Die erste Drehklappe 109 ist vorgesehen zum Öffnen und/oder Schließen der ersten Lufteinlassöffnung 104 und die zweite Drehklappe 110 ist vorgesehen zum Öffnen und/oder Schließen der zweiten Lufteinlassöffnung 106.
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Dabei sind die erste Drehklappe 109 und die zweite Drehklappe 110 derart ausgebildet und angeordnet, dass sie mit jeweils einer entgegengesetzten Drehrichtung die jeweilige erste bzw. zweite Lufteinlassöffnung 104, 106 öffnen oder schließen. Die erste Drehklappe 109 wird in 5 beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn verdreht, um die erste Lufteinlassöffnung 104 zu öffnen und im Uhrzeigersinn verdreht, um die erste Lufteinlassöffnung 104 zu verschließen. Die zweite Drehklappe 110 wird in 5 beispielsweise im Uhrzeigersinn verdreht, um die zweite Lufteinlassöffnung 106 zu öffnen und im Gegenuhrzeigersinn verdreht, um die zweite Lufteinlassöffnung 106 zu verschließen. Dabei können statt dem Uhrzeigersinn und dem Gegenuhrzeigersinn auch andere Drehrichtungen realisiert sein, je nachdem, wie die Drehachsen der Drehklappen 109, 110 angeordnet und ausgerichtet sind.
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Aus den 2 bis 5 wird erkennbar, dass im gezeigten Beispiel die erste Lufteinlassöffnung 104 der zweiten Lufteinlassöffnung 106 im Wesentlichen gegenüber liegt. Dies kann alternativ aber auch anderweitig ausgebildet sein.
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Gemäß dem gezeigten beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die erste Lufteinlassöffnung 104 in einem ersten Wandbereich 114 des Ansauggehäuses 101 angeordnet und die zweite Lufteinlassöffnung 106 ist in einem zweiten Wandbereich 115 des Ansauggehäuses 101 angeordnet.
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Weiterhin definiert die erste Lufteinlassöffnung 104 eine erste Ebene 116 und die zweite Lufteinlassöffnung 106 definiert eine zweite Ebene 117. Bevorzugt ist der erste Wandbereich 114 in einem ersten Winkel α1 zum zweiten Wandbereich 115 angeordnet, wobei der erste Winkel α1 zwischen 30° und 150° liegt, insbesondere zwischen 45° und 120°, vorteilhaft zwischen 70° und 120°, insbesondere etwa im Bereich von 110° bis 70°, insbesondere bei 100° bis 80°, vorteilhaft bei 95° bis 85°, insbesondere bei 90°.
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Zusätzlich oder alternativ liegt die erste Ebene 116 in einem zweiten Winkel α2 zur zweiten Ebene 117 angeordnet, wobei der zweite Winkel α2 zwischen 30° und 150° liegt, insbesondere zwischen 45° und 120°, vorteilhaft zwischen 70° und 120°, insbesondere etwa im Bereich von 110° bis 70°, insbesondere bei 100° bis 80°, vorteilhaft bei 95° bis 85°, insbesondere bei 90°.
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Im gezeigten Beispiel sind die Winkel α1 und α2 gleich. Dies kann jedoch auch anders sein, so dass α1 und α2 ungleich sein können.
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Weiterhin ist zu erkennen, dass die erste Drehklappe 109 eine Schmetterlingsklappe ist, wobei die erste Drehklappe 109 eine erste Drehachse 118 aufweist, welche im Wesentlichen in der Ebene 116 der ersten Lufteinlassöffnung 104 liegt. Auch ist die zweite Drehklappe 110 als eine Schmetterlingsklappe ausgebildet, wobei die zweite Drehklappe 110 eine zweite Drehachse 119 aufweist, welche im Wesentlichen in der Ebene 117 der zweiten Lufteinlassöffnung 106 liegt. Alternativ dazu könnte die erste Drehklappe 109 und/oder die zweite Drehklappe 110 auch als Fahnenklappe ausgebildet sein.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn die erste Lufteinlassöffnung 104 einen ersten Öffnungsquerschnitt definiert und die zweite Lufteinlassöffnung 106 einen zweiten Öffnungsquerschnitt definiert, wobei der erste Öffnungsquerschnitt im Wesentlichen gleich dem zweiten Öffnungsquerschnitt ist oder dass der erste Öffnungsquerschnitt größer als der zweite Öffnungsquerschnitt ist oder dass der erste Öffnungsquerschnitt kleiner als der zweite Öffnungsquerschnitt ist. Dadurch können Anpassungen an Bauraumverhältnisse und/oder an typische erwartete Luftstromverhältnisse vorgenommen werden, falls dies notwendig oder vorteilhaft ist.
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Zur Steuerung der Drehklappen 109, 110 kann die erste Drehklappe 109 mittels eines ersten Aktuators 120 und die zweite Drehklappe 110 mittels eines zweiten Aktuators 121 unabhängig voneinander eingestellt werden. Alternativ können die erste Drehklappe 109 und die zweite Drehklappe 110 mittels eines gemeinsamen Aktuators und beispielsweise über eine Kinematikansteuerung miteinander einstellbar sein.
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Es kann die Einstellung der ersten Drehklappe 109 und der zweiten Drehklappe 110 in einer Teilfrischlufteinstellung, siehe 6, derart erfolgen, dass die erste Drehklappe 109 weniger weit geöffnet wird als die zweite Drehklappe 110, so dass weniger Frischluft in den Innenraum 102 des Ansauggehäuses 101 einströmt als Umluft.
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Auch kann bei einem vorteilhaften Beispiel die Einstellung der ersten Drehklappe 109 und der zweiten Drehklappe 110 in einer Teilfrischlufteinstellung derart erfolgen, dass die erste Drehklappe 109 nur so weit geöffnet wird, dass ein direkter Luftstrom von Frischluft entlang der ersten Drehklappe 109 strömt und ein Luftstrom der Frischluft hin zur zweiten Lufteinlassöffnung 106 vermieden wird.
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Weiterhin kann die Einstellung der ersten Drehklappe 109 und der zweiten Drehklappe 110 in einer Teilumlufteinstellung, siehe 5, derart erfolgen, dass die zweite Drehklappe 110 weniger weit geöffnet wird als die erste Drehklappe 109, so dass weniger Umluft in den Innenraum 102 des Ansauggehäuses 101 einströmt als Frischluft.
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So kann die Einstellung der ersten Drehklappe 109 und der zweiten Drehklappe 110 in einer Teilumlufteinstellung derart erfolgen, dass die zweite Drehklappe 110 nur so weit geöffnet wird, dass ein direkter Luftstrom von Umluft entlang der zweiten Drehklappe 110 strömt und ein Luftstrom der Umluft hin zur ersten Lufteinlassöffnung 104 vermieden wird.
