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Die Erfindung betrifft einen Luftausströmer mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Luftausströmer dienen einer Luftzufuhr und einer Luftlenkung in eine Fahrgastzelle eines Kraftwagens. Sie werden beispielsweise versenkt in ein Armaturenbrett oder eine Mittelkonsole des Kraftwagens eingebaut. Die Erfindung schließt andere Verwendungen des Luftausströmers nicht aus.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2020 102 900 A1 offenbart einen Luftausströmer mit einer scheibenförmigen Luftleitklappe, die zum Lenken eines Luftstroms um eine Schwenkachse schwenkbar ist, die einen kreisringförmigen Klappenhalter radial durchsetzt. Gleichachsig zu und in einer Durchströmungsrichtung hinter dem Klappenhalter weist der bekannte Luftausströmer einen Schwenkring auf, in dem die Luftleitklappe an ihrem Rand und in einem Abstand von der Schwenkachse gelenkig angreift, derart, dass durch eine Drehung des Schwenkrings gegenüber dem Klappenhalter um eine den Schwenkring und den Klappenhalter koaxial durchsetzende Drehachse gegenüber dem Klappenhalter die Luftleitklappe um die Schwenkachse schwenkt. Durch eine gemeinsame Drehung des Schwenkrings und des Klappenhalters um die Drehachse wird die Luftleitklappe ebenfalls um die Drehachse gedreht und auf diese Weise eine Richtung, in die die Luftleitklappe schwenkt und den Luftstrom ablenkt, geändert.
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Aufgabe der Erfindung ist, einen Luftausströmer mit einer um eine Schwenkachse schwenkbaren Luftausströmdüse zu einem Lenken eines Luftstroms aus dem Luftausströmer vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Luftausströmer weist eine Luftausströmdüse auf, durch die den Luftausströmer durchströmende Luft aus dem Luftausströmer ausströmt, wobei die Luftausströmdüse zum Lenken des Luftstroms um eine erste Schwenkachse schwenkbar ist. Zum Schwenken der Luftausströmdüse weist der erfindungsgemäße Luftausströmer einen Schwenkring auf, der um eine Drehachse insbesondere an oder in einem Gehäuse des Luftausströmers drehbar gelagert ist. Die Drehachse des Schwenkrings ist insbesondere eine Längsachse des Gehäuses des Luftausströmers oder allgemein eine Längsachse des Luftausströmers, wobei die erste Schwenkachse der Luftausströmdüse die Drehachse des Schwenkrings vorzugsweise schneidet und insbesondere in einem rechten Winkel schneidet. Zum Schwenken der Luftausströmdüse greift der Schwenkring in einem Abstand sowohl von seiner Drehachse als auch in einem Abstand von der ersten Schwenkachse der Luftausströmdüse gelenkig an der Luftausströmdüse an derart, dass durch eine Drehung des Schwenkrings um seine Drehachse die Luftausströmdüse um ihre erste Schwenkachse schwenkt.
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Die Erfindung ermöglicht ein Schwenken der Luftausströmdüse durch Drehen des Schwenkrings.
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Ein Anlenkpunkt, an dem der Schwenkring gelenkig an der Luftausströmdüse angreift, ist bei einer Ausgestaltung der Erfindung in Richtung des Schwenkrings an der Luftausströmdüse oder in Richtung der Luftausströmdüse am Schwenkring verlagerbar, um eine axiale Verlagerung des Anlenkpunkts, der sich beim Schwenken der Luftausströmdüse auf einer Kreisbahn um die Drehachse der Luftausströmdüse bewegt und dadurch axial verlagert, auszugleichen.
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Zu einem Verstellen der Richtung, in die die Luftausströmdüse schwenkt, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung einen Drehring vor, der insbesondere an oder in dem Gehäuse des Luftausströmers drehbar gelagert ist. Insbesondere ist der Drehring gleichachsig mit dem Schwenkring axial neben, das heißt in der Durchströmungsrichtung durch den Luftausströmer axial vor oder axial nach dem Schwenkring angeordnet. Die erste Schwenkachse der Luftausströmdüse ist drehfest, insbesondere starr mit dem Drehring derart, dass die Drehachse mit dem Drehring mitdreht, wodurch die Richtung, in die die Luftausströmdüse schwenkt, verstellbar beziehungsweise einstellbar ist. Insbesondere ist die Luftausströmdüse an oder in dem Drehring um die erste Schwenkachse schwenkbar gelagert. Eine Drehachse des Drehrings ist insbesondere identisch mit der Drehachse des Schwenkrings.
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Zur Schwenklagerung der Luftausströmdüse weist der Drehring einer Ausführung der Erfindung einen zu der Drehachse des Drehrings und/oder des Schwenkrings und/oder zur Längsrichtung des Luftausströmers oder seines Gehäuses koaxialen Schaft auf, an dem die Luftausströmdüse um die erste Schwenkachse schwenkbar gelagert ist. Der Schaft kann auch als Halter zur schwenkbaren Lagerung der Luftausströmdüse um die erste Schwenkachse aufgefasst werden, der von dem Drehring absteht und an dem die Luftausströmdüse vorzugsweise in einem axialen Abstand von dem Drehring und insbesondere im Innern der Luftausströmdüse schwenkbar gelagert ist.
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Es sind insbesondere die Längsachse des Luftausströmers beziehungsweise seines Gehäuses, die Drehachse des Schwenkrings und/oder die Drehachse des Drehrings identisch und schneiden die erste Schwenkachse insbesondere rechtwinklig.
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Vorzugsweise weist der erfindungsgemäße Luftausströmer eine Drosseleinrichtung zu einer Drosselung des Luftstroms durch den Luftausströmer auf. Zu ihrer Einstellung beziehungsweise Verstellung weist die Drosseleinrichtung einen Drehantrieb auf. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht einen Drehmitnehmer vor, der den Drehantrieb der Drosseleinrichtung um einen begrenzten Drehwinkel gegenüber dem Schwenkring oder dem Drehring drehbar mit dem Schwenkring oder dem Drehring verbindet. Durch den Drehmitnehmer lässt sich der Drehantrieb der Drosseleinrichtung durch Drehen des Schwenkrings oder des Drehrings drehend antreiben und dadurch die Drosseleinrichtung verstellen beziehungsweise einstellen. Der begrenzte Drehwinkel von beispielsweise bis zu 360° lässt ein von der Drosseleinrichtung unabhängiges Drehen des Schwenkrings oder des Drehrings zu derart, dass der Schwenkring oder der Drehring um den begrenzten Drehwinkel drehbar ist, ohne die Drosseleinrichtung zu verstellen. Das heißt, die Luftausströmdüse kann zur Seite geschwenkt oder um die Drehachse gedreht werden, ohne die Drosseleinrichtung zu verstellen.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Kugeldüse als Luftausströmdüse vor. Die Kugeldüse weist die Form eines Kugelrings auf, das heißt die Form einer Kugelschicht mit einem insbesondere axialen Durchgangsloch für den Luftdurchtritt. Im Durchgangsloch kann die Kugeldüse sternförmig angeordnete Rippen in einander kreuzenden Axialebenen und/oder koaxial ineinander angeordnete, zylinderrohrförmige Rippen oder auch anders angeordnete Rippen zu einer insbesondere zu dem Durchgangsloch koaxialen Luftleitung aufweisen. Eine kugelschichtförmige Außenfläche der Kugeldüse kann in einem Gleitlager oder es kann die Kugeldüse in ihrer Mitte um die erste Schwenkachse schwenkbar gelagert sein. Andere Schwenklagerungen der Luftausströmdüse schließt die Erfindung nicht aus.
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Der Drehring und der Schwenkring weisen vorzugsweise identische oder etwa identische Durchmesser auf.
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Zum Drehen des Schwenkrings und/oder des Drehrings sehen Ausgestaltungen der Erfindung Aktuatoren vor. Ein Aktuator ist eine Baueinheit, die eine mechanische Bewegung, das heißt eine Schwenkbewegung, Drehung und/oder eine Verschiebung erzeugt. Durch Drehen des Schwenkrings oder des Drehrings mit einem der Aktuatoren wird die Luftausströmdüse geschwenkt und durch synchrones Drehen des Schwenkrings und des Drehrings wird die Luftausströmdüse mit ihrer ersten Schwenkachse gedreht. Außerdem ist durch den Drehantrieb des Schwenkrings oder des Drehrings mit einem der Aktuatoren ein Drehantrieb der Drosseleinrichtung möglich.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, Ausführungen und Ausgestaltungen der Erfindung, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in einer Figur gezeichneten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen oder gezeichneten Kombination, sondern auch in grundsätzlich beliebigen anderen Kombinationen oder aber einzeln verwendbar. Es sind Ausführungen der Erfindung möglich, die nicht alle Merkmale eines abhängigen Anspruchs aufweisen. Auch können einzelne Merkmale eines Anspruchs durch andere offenbarte Merkmale oder Merkmalskombinationen ersetzt werden. Ausführungen der Erfindung, die nicht alle Merkmale des Ausführungsbeispiels, sondern einen grundsätzlich beliebigen Teil der gekennzeichneten Merkmale des Ausführungsbeispiels aufweisen, sind möglich.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- 1 einen Luftausströmer gemäß der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung mit einem teilweise axial geschnittenen Gehäuse und einer axial geschnittenen Luftausströmdüse;
- 2 den Luftausströmer aus 1 mit anderer Blickrichtung; und
- 3 den Luftausströmer aus 1 und 2 mit geschwenkter Luftausströmdüse.
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Der in der Zeichnung dargestellte, erfindungsgemäße Luftausströmer 1 ist zu einer Luftzufuhr in eine Fahrgastzelle eines nicht dargestellten Kraftwagens und dort zu einem versenkten Einbau in beispielsweise einem Armaturenbrett oder einer Mittelkonsole des Kraftwagens mit einer luftaustrittseitigen Mündung des Luftausströmers 1 bündig mit einer fahrgastzellenseitigen Oberfläche des Armaturenbretts oder der Mittelkonsole vorgesehen. Andere Verwendungen des Luftausströmers 1 schließt die Erfindung nicht aus.
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Im gezeichneten Ausführungsbeispiel weist der Luftausströmer 1 ein rohrförmiges Gehäuse 2 mit einem zylinderrohrförmigen Abschnitt 3 und einem kugelschichtmantelförmigen Abschnitt 4 an einem luftaustrittseitigen Ende des Gehäuses 2 beziehungsweise des Luftausströmers 1 auf. Der kugelschichtmantelförmige Abschnitt 4 des Gehäuses 2 des Luftausströmers 1 weist die Form eines Rings mit der Form einer Mantelfläche beziehungsweise Umfangsfläche einer Kugelschicht auf.
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Koaxial in dem kugelschichtmantelförmigen Abschnitt 4 des Gehäuses 2 ist eine Luftausströmdüse 5 angeordnet, die um eine sie radial durchsetzende erste Schwenkachse 6 schwenkbar ist.
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Im Ausführungsbeispiel ist die Luftausströmdüse 5 eine Kugeldüse 7. Die Kugeldüse 7 weist die Form eines Kugelrings, das heißt einer - im Ausführungsbeispiel symmetrischen - Kugelschicht mit einem koaxialen Durchgangsloch auf. Starr in dem Durchgangsloch sind zweite Rippen 20 zur Luftleitung sternförmig in einander kreuzenden Axialebenen des Kugelrings angeordnet. Die Kugeldüse 7 kann andere Rippen oder auch keine Rippen aufweisen (nicht dargestellt). Auch ist eine Kugeldüse 7 nicht zwingend für die Erfindung, der Luftausströmer 1 kann eine andere um die erste Schwenkachse 6 schwenkbare Luftausströmdüse 5 aufweisen (nicht dargestellt).
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In dem zylinderrohrförmigen Abschnitt 3 des Gehäuses 2 des Luftausströmers 1 sind zwei Ringe, ein Schwenkring 8 und ein Drehring 9 axial unmittelbar hintereinander gleichachsig und koaxial zum Gehäuse 2 und um eine Längsachse 10 des Gehäuses 2 als Drehachse 11 drehbar gelagert. Beide Ringe 8, 9 weisen gleiche Innendurchmesser und gleiche Außendurchmesser auf und sind auf gleichen Durchmessern in dem Gehäuse 2 gleitgelagert. Beide Ringe 8, 9 weisen eine Stirnverzahnung 12 auf, an denen sie mit Aktuatoren 13, 14 drehend antreibbar sind. Es wird nachfolgend der Aktuator 13, mit dem der Schwenkring 8 drehend antreibbar ist, auch als erster Aktuator 13, und der Aktuator 14, mit dem der Drehring 9 drehend antreibbar ist, auch als zweiter Aktuator 14 bezeichnet werden. Im Ausführungsbeispiel weisen die Aktuatoren 13, 14 Getriebemotoren mit Zahnrädern 15 auf ihren Abtriebswellen auf, die mit den Stirnverzahnungen 12 des Schwenkrings 8 und des Drehrings 9 kämmen.
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Der hier als Drehring 9 bezeichnete Ring weist sternförmig nach innen stehende erste Rippen 16 auf, die einen stabförmigen Schaft 17 starr mit dem Drehring 9 verbinden. Der Schaft 17 ist koaxial zum Drehring 9 und damit auch zum Gehäuse 2 des Luftausströmers 1. Der Schaft 17 steht in Richtung der Luftausströmdüse 5 aus dem Drehring 9 vor und weist an seinem dem Drehring 9 fernen Ende in einer Mitte der Luftausströmdüse 5 eine Welle 18 auf, die radial zu dem Schaft 17 und damit auch radial zu der Längsachse 10 des Gehäuses 2 des Luftausströmers 1 und zu der Drehachse 11 des Drehrings 9 und des Schwenkrings 8 angeordnet ist. Eine Nabe 19 der Luftausströmdüse 5 in der Mitte der Luftausströmdüse 5 ist schwenkbar auf der Welle 18 oder schwenkbar mit der Welle 18 am Schaft 17 des Drehrings 9 gelagert, wobei die Welle 18 eine erste Schwenkachse 6 definiert, um die die Luftausströmdüse 5 schwenkbar ist. Die erste Schwenkachse 6 schneidet die Längsachse 10 und die mit ihr identischen Drehachsen 11 rechtwinklig.
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Von dem Schwenkring 8 steht ein Zapfen 21 an einer Umfangsstelle des Schwenkrings 8 nach innen ab, der in einen Längsschlitz 22 in einem Fortsatz 23 greift, der achsparallel von einer der zweiten Rippen 20 der Luftausströmdüse 5 in Richtung des Schwenkrings 8 absteht. Durch den Zapfen 21 in dem Längsschlitz 22 sind der Schwenkring 8 und die Luftausströmdüse 5 gelenkig in einem Abstand sowohl von der Drehachse 11 des Schwenkrings 8 als auch von der ersten Schwenkachse 6 der Luftausströmdüse 5 verbunden, wobei ein Anlenkpunkt 24, an dem der Schwenkring 8 mittels seines Zapfens 21 gelenkig mit der Luftausströmdüse 5 verbunden ist, in dem Längsschlitz 22 in Richtung der Luftausströmdüse 5 verlagerbar ist.
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Durch eine Drehung des Schwenkrings 8 um die Drehachse 11 ohne Drehung des Drehrings 9 wird die Luftausströmdüse 5 über den in den Längsschlitz 22 greifenden Zapfen 21 um die erste Schwenkachse 6 verschwenkt, wodurch ein Luftstrom durch das Gehäuse 2 des Luftausströmers 1, der durch die Luftausströmdüse 5 ausströmt, zu einer Seite gelenkt wird.
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Durch eine Drehung des Drehrings 9 um die Drehachse 11 wird die erste Schwenkachse 6, um die die Luftausströmdüse 5 schwenkt, zusammen mit der Luftausströmdüse 5 um die Drehachse 11 gedreht. Dadurch ist eine Einstellung beziehungsweise Verstellung einer Richtung, in die die Luftausströmdüse 5 schwenkbar und der Luftstrom ablenkbar ist, einstellbar beziehungsweise verstellbar. Werden der Drehring 9 und der Schwenkring 8 gemeinsam synchron drehend angetrieben, wird bei der Drehung der erste Schwenkachse 6 um die Drehachse 11 die Luftausströmdüse 5 nicht verschwenkt.
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Auf einer Zuströmseite des Schwenkrings 8 und des Drehrings 9 weist der Luftausströmer 1 eine Drosseleinrichtung 25 zu einer Drosselung eines Luftstroms durch den Luftausströmer 1 beziehungsweise durch das Gehäuse 2 des Luftausströmers 1 auf, die insbesondere in 2 zu sehen ist. Die Drosseleinrichtung 25 weist zwei Drosselklappen 26 auf, die um eine gemeinsame zweite Schwenkachse 27, die die Längsachse 10 des Luftausströmers 1 radial kreuzt, schwenkbar sind. In einer Offenstellung liegen die beiden Drosselklappen 26 in einer Axialebene des Gehäuses 2 des Luftausströmers 1 aneinander an derart, dass sie den Luftstrom durch den Luftausströmer 1 nicht drosseln.
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Zum Drosseln des Luftstroms durch den Luftausströmer 1 lassen sich die beiden Drosselklappen 26 - im Ausführungsbeispiel mit einem Kegelradgetriebe 28 - V-förmig auseinanderschwenken, wodurch sie einen Durchströmungsquerschnitt des Gehäuses 2 teilweise versperren und dadurch den Luftstrom durch das Gehäuse 2 drosseln oder den Strömungsquerschnitt vollständig gegen einen Luftstrom durch das Gehäuse 2 sperren.
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Ein Drehantrieb der Drosseleinrichtung 25 zum Auseinander- und Zusammenschwenken der Drosselklappen 26 erfolgt mit dem Drehring 9, dessen Schaft 17 auch auf der der Luftausströmdüse 5 abgewandten Seite in Richtung der Drosseleinrichtung 25 aus dem Drehring 9 vorsteht. Ein Antriebskegelrad 29 des Kegelradgetriebes 28 weist eine Nasenscheibe 30 mit einer radial nach außen abstehenden Nase 31 an einer Stelle ihres Umfangs auf. Die Nasenscheibe 30 ist starr mit dem Antriebskegelrad 29 und die Nasenscheibe 30 und das Antriebskegelrad 29 sind koaxial zu der Längsachse 10 des Luftausströmers 1 angeordnet, die identisch mit der Drehachse 11 des Drehrings 9 und des Schwenkrings 8 ist.
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Die Nase 31 wirkt zusammen mit einem hakenförmigen Mitnehmer 32, der an einer Umfangsstelle radial von dem Schaft 17 des Drehrings 9 absteht. Dadurch kann der Schaft 17 um einen Winkel von - im Ausführungsbeispiel - etwas weniger als 360° in Bezug auf die Nasenscheibe 30 mit dem Antriebskegelrad 29 bis zum Anstoßen des Mitnehmers 32 an einer Seite der Nase 31 drehen, ohne dass die Nasenscheibe 30 mit dem Antriebskegelrad 29 mitdreht. Bei einer Weiterdrehung beziehungsweise wenn der Mitnehmer 32 an der Nase 31 anliegt und der Schaft 17 mit dem Mitnehmer 32 in Richtung der Nase 31 gedreht wird, dreht sich die Nasenscheibe 30 mit dem Antriebskegelrad 29 mit.
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Der Mitnehmer 32 und die Nase 31 bilden einen Drehmitnehmer 33 zu einem Drehantrieb des Kegelradgetriebes 28, der eine begrenzte Drehung des Schafts 17 in Bezug auf die Nasenscheibe 30 und das Antriebskegelrad 29 zulässt, bis der Mitnehmer 32 des Schafts 17 an der Nase 31 der Nasenscheibe 30 anstößt und sich das Antriebskegelrad 29 mit dem Schaft 17 mitdreht und das drehende Antriebskegelrad 29 des Kegelradgetriebes 28 die beiden Drosselklappen 26 - abhängig von der Drehrichtung - auseinander- oder zusammen schwenkt.
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Das Kegelradgetriebe 28 bilden einen Drehantrieb für die Drosseleinrichtung 25. Angetrieben wird der Drehantrieb durch Drehen des Drehrings 9 mit dem zweiten Aktuator 14.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Luftausströmer
- 2
- Gehäuse
- 3
- zylinderrohrförmiger Abschnitt
- 4
- kugelschichtmantelförmiger Abschnitt
- 5
- Luftausströmdüse
- 6
- erste Schwenkachse
- 7
- Kugeldüse
- 8
- Schwenkring
- 9
- Drehring
- 10
- Längsachse
- 11
- Drehachse
- 12
- Stirnverzahnung
- 13
- erster Aktuator
- 14
- zweiter Aktuator
- 15
- Zahnrad
- 16
- erste Rippe
- 17
- Schaft
- 18
- Welle
- 19
- Nabe
- 20
- zweite Rippe
- 21
- Zapfen
- 22
- Längsschlitz
- 23
- Fortsatz
- 24
- Anlenkpunkt
- 25
- Drosseleinrichtung
- 26
- Drosselklappe
- 27
- zweite Schwenkachse
- 28
- Kegelradgetriebe
- 29
- Antriebskegelrad
- 30
- Nasenscheibe
- 31
- Nase
- 32
- Mitnehmer
- 33
- Drehmitnehmer
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102020102900 A1 [0003]
