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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luftführungsgehäuse für eine Heiz-/Belüftungs- und/oder Klimaanlage, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei das Luftführungsgehäuse zumindest zwei Teile umfasst, die über Endabschnitte miteinander dichtend in Eingriff bringbar sind, wie durch den Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches 1 beschrieben. Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Montage der zumindest zwei Teile, wie durch den Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches 12 beschrieben.
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Der Fachmann muss bei der Konzeption eines Luftführungsgehäuses verschiedene Funktionen berücksichtigen, insbesondere muss das Luftführungsgehäuse, die in diesem geführten Luftströmungen ohne Leckage führen, da sonst störende Geräuschentwicklungen und unerwünschte Verwirblungen auftreten. Zudem soll das Luftführungsgehäuse einfach und kostengünstig herstellbar sein und darüber hinaus eine einfache Wartung der Klimaanlage ermöglichen. Daher werden bisher im Stand der Technik Luftführungsgehäuse für Heiz-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage bevorzugt im wesentlichen als integrales Bauteil dargestellt.
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Von Nachteil ist bei dem Stand der Technik bekannten Luftführungsgehäusen, das bei der Produktion bzw. bei der Montage immer die gesamte Einheit, bestehend aus Heiz/Klima-Gehäuse plus dem Gebläsegehäuse gehandelt werden muss. Ein weiterer Nachteil ist die Komplexität der Spritzgießwerkzeuge für diese Heiz/Klima-Gehäuse, da oft unterschiedliche Entformungsrichtungen für Gebläsetrakt und Heiz/Klimatrakt von Nöten sind.
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Die
JP 2000-006 640 A offenbart ein Luftführungsgehäuse, zwei Bauteile, ein Gehäuse und einen Fuß-Kanal, umfassend, wobei der Fuß-Kanal lediglich eine Ebene umfasst, über welche die beiden Bauteile miteinander verbunden werden. Es werden keine zwei Ebenen offenbart, über welche die beiden Bauteile miteinander verbunden werden. Außerdem verläuft die Richtung, in welcher die beiden Bauteile miteinander verbunden werden, wie aus
5 ersichtlich, vertikal. Demnach ist die beschriebene Richtung parallel zu dem Normalenvektor der Ebene und nicht orthogonal.
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Die
JP 2003-104 035 A offenbart ein Luftführungsgehäuse, welches aus nur einem Bauteil, der Instrumententafel
1, besteht. In diesem Bauteil befinden sich verschiedene Elemente, wie etwa ein Lüfter, ein Verdampfer, ein Erhitzer und ein Aufnahmeelement. Selbst wenn man das Luftführungsgehäuse als ein aus zwei Teilen, d.h. der Instrumententafel sowie dem Aufnahmeelement, umfassendes Bauteil betrachtet, so umfassen weder das Aufnahmeelement noch die Instrumententafel zwei Ebenen, die voneinander beabstandet sind. Es werden weiter keine Ebenen offenbart, über welche die beiden Bauteile miteinander verbunden werden. Daher ist die vertikale Richtung, über welche die beiden Teile miteinander verbunden werden, nicht als orthogonal zu Normalenvektoren von irgendwelchen Ebenen zu betrachten.
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Die
JP 2003-252 035 A offenbart ein Luftführungsgehäuse, welches aus zwei Bauteilen, einer Luftkühlereinheit und einer Erhitzereinheit, besteht. Die Luftkühlereinheit umfasst ein Anschlussstück, welches eine erste Ebene definiert, und die Erhitzereinheit umfasst wiederum ein Anschlussstück, welches eine zweite Ebene definiert. Demnach umfasst jedes der zwei Bauteile lediglich eine Ebene und nicht zwei Ebenen. Außerdem verläuft die Richtung, in der die beiden Bauteile miteinander verbunden werden, horizontal und demnach parallel zu den Normalenvektoren der ersten Ebene und der zweiten Ebene.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Luftführungsgehäuse bereitzustellen, das einerseits eine schnelle und einfache/flexible Montage bzw. Fertigung erlaubt und darüber hinaus die Wartungsfreundlichkeit einer Heiz-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage verbessert. Zudem soll durch die Erfindung ein Verfahren zur Montage des Luftführungsgehäuses bereitgestellt werden.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches gelöst, wobei zweckmäßige Weiterbildungen durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche beschrieben sind.
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Insbesondere schlägt die vorliegende Erfindung ein Luftführungsgehäuse für eine Heiz-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage, insbesondere für ein Kraftfahrzeug vor, wobei das Luftführungsgehäuse zumindest zwei Teile umfasst, die über jeweilige Endabschnitte miteinander in Eingriff bringbar sind, wobei jeder Endabschnitt zumindest zwei voneinander beabstandete, Wesentlichen im Ebenen definiert, wobei das in Eingriff bringen der Teile durch Translation in einer Richtung, die im Wesentlichen orthogonal zu den Normalenvektoren der Ebenen verläuft, die von den Endabschnitten der Teile definiert sind, bereitgestellt ist.
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Grundsätzlich tendiert ein Fachmann aus dem Bereich der Heiz-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage dahingehend, möglichst wenig Nahtstellen im Luftführungsgehäuse konstruktiv vorzusehen, um die oben angesprochenen Nachteile zu umgehen. Dies insbesondere dann, wenn der Einbauort der Anlage hohen Vibrationen, wie beispielsweise im Fahrzeugbereich ausgesetzt ist, da hier relativ hohe Torsions- und Scherkräfte auf die Naht- bzw. Verbindungsebenen einwirken und diese wiederum zu unerwünschter Leckage oder sogar zu Brüchen führen können.
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Durch die vorgeschlagene im Wesentlichen stufenförmige Ausgestaltung der Verbindungsebenen besteht die Möglichkeit, auf überraschend einfache Weise die angreifenden Kräfte auf mehrere Wirkebenen zu verteilen und somit die lokal auftretenden Kräfte zu verringern und damit ebenfalls das Leckagerisiko zu minimieren und insgesamt die Stabilität trotz mehrerer Verbindungsebenen zu verbessern.
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Zudem ergibt sich dadurch eine bezüglich Verdrehung selbst stabilisierende Geometrie, die im Gegensatz zu planpararellen Stoßflächen im Wesentlichen drehfest vorliegt. Dies ist insbesondere im Einsatz in einem Fahrzeug von Bedeutung.
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Durch die hier vorgeschlagene Erfindung kann nunmehr eine Heiz-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage auf einfach Weise in beliebige Einzelmodule aufgeteilt werden, so dass bei der Fertigung jedes Anlagenmodul in einem entsprechenden Luftführungsgehäuseteil montiert werden kann und erst bei der Endmontage werden die verschiedenen Luftführungsgehäuseteile wie hier vorgeschlagen verbunden. Zudem kann bei einem defekt eines Teiles der Klimaanlage das entsprechende Gehäuseteil mit dem defekten Klimaanlagenmodul auf einfach Weise demontiert werden, ohne dass das gesamte Luftführungsgehäuse geöffnet werden muss.
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Vorteilhafterweise sind die voneinander beabstandeten Ebenen im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache Geometrie und eine vorteilhafte Verteilung der angreifenden Kräfte eines erfindungsgemäßen Gehäuses.
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Vorteilhafterweise umfassen die zumindest zwei Teile jeweils korrespondierende Führungseinrichtungen, die insbesondere den Eingriff bereitstellen. Für eine schnelle und reproduzierbare Fertigung ist es von Vorteil, dem Monteur eine derartige Montagehilfe zur Verfügung zu stellen. Dadurch kann das entsprechende Luftführungsgehäuseteil schnell und exakt positioniert werden.
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Von Vorteil ist weiterhin, dass die Führungseinrichtungen Nut-Feder-Verbindung umfassen. Einer Nut-Feder-Verbindung stellt einerseits eine einfache Führung für das in Eingriff bringen, als auch eine Torsionsfixierung der beiden Teile bereit und ist zudem auf einfache und kostengünstige Weise konstruktiv zu realisieren. Ferner kann durch die überlappenden Bereiche einer Nut-Feder-Verbindung das Leckagerisiko gering gehalten werden
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Vorteilhafterweise umfassen die Führungseinrichtungen Dichtmittel. Beispielsweise kann an die Eingriffsflächen eine Dichtlippe oder dergleichen vorgesehen werden, um die Dichtheit je nach Notwendigkeit zu erhöhen bzw. zu gewährleisten. Eine entsprechend ausgestaltete Dichtung kann zudem noch als Dämpferelement ausgestaltet sein, um beispielsweise im Einsatz in einem Fahrzeug die auftretenden Vibrationen zu dämpfen.
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Ferner ist es von Vorteil, dass die Dichtmittel eine Labyrinth-Dichtung umfassen. Eine Nut-Feder-Verbindung kann auf einfache Art und Weise als Labyrinth-Dichtung ausgestaltet werden, da lediglich die in Eingriff stehenden Flächen entsprechend vergrößert werden müssen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform definieren die Endabschnitte zumindest eine weitere Ebene, die im Wesentlichen rechtwinklig zwischen den zumindest zwei Ebenen der Endabschnitte verläuft. In dieser Ausgestaltung ergibt sich eine besonders vorteilhafte Geometrie bezüglich der Drehstabilität. Auch werden dadurch entsprechende Stoßflächen bereitgestellt, die eine Montage weiter erleichtern.
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Weiterhin ist von Vorteil, dass zumindest eine zusätzliche Führungs- und/oder eine Dichteinrichtung vorgesehen ist, die sich in der weiteren Ebene erstreckt. Dadurch können die Gehäuseteile auch im Bereich zwischen den Ebenen in einer genau definierten Position fixiert werden und eine notwendige Dichtung bereitgestellt werden.
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Ferner ist es von Vorteil, dass zumindest eine weitere Dicht- oder Führungseinrichtung eine Nut-Feder-Verbindung umfasst. Dadurch kann im im Wesentlichen gesamten Verlauf der Verbindung der beiden Gehäuseteile ein besonders vorteilhafter überlappender Eingriff dieser gewährleistest werden. Die Dichtfunktion kann wiederum durch die Ausgestaltung der Nut-Feder-Verbindung als Labyrinth-Dichtung oder mit zusätzlichen Dichtmitteln, wie beispielsweise einer Dichtlippe oder einem Dichtschaumstoff bereitgestellt werden.
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Weiterhin ist es von Vorteil, dass an den beiden Teilen des Luftführungsgehäuses Befestigungsmittel zur wechselseitigen Beaufschlagung vorgesehen sind. Dadurch besteht die Möglichkeit, nach Positionierung der beiden Gehäuseteile, die Nut-Feder-Verbindungen mit einer Vorspannung zu beaufschlagen. Dies erhöht sowohl die Dichtheit, als auch die Stabilität der Verbindungen, und somit der erfindungsgemäßen Anlage. Zudem wirkt die Befestigung beispielsweise mittels mehrere Schraubverbindungen torsionshemmend.
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Vorteilhafterweise liegen die Befestigungsmittel im Wesentlichen mittig zu den Ebenen, insbesondere in der weiteren Ebene vor. Dadurch ergibt sich eine besonders vorteilhafte Verteilung der angreifenden Kräfte an den Eingriffsflächen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist in einem Teil des Luftführungsgehäuses ein Gebläsemodul und in einem ein Verteilermodul vorgesehen. Das Gebläsemodul benötigt einen relativ hohen Montageaufwand, so dass hier bei der Aufteilung der Fertigungskette ein besonders Vorteilhafter Zeitgewinn erreicht werden kann. Das Verteilermodul umfasst dabei in einer weiteren Ausgestaltung auch eine Wärmetauschereinheit, so dass auch hier eine vollständige Vormontage erfolgen kann.
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Ferner ist es von Vorteil, dass das Luftführungsgehäuse mittels eines Spritzgußverfahrens hergestellt ist. Ein Spritzgußverfahren ist eine einfache und kostengünstige Möglichkeit Bauteile in einem Kunststoff darzustellen. Zudem können die erfindungsgemäßen Teile des Luftführungsgehäuses durch die vorliegende Erfindung einzeln gespritzt werden, so dass dadurch auch die Komplexität der einzelnen Spritzgusswerkzeuge reduziert werden können.
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Insbesondere schlägt die vorliegende Erfindung weiterhin ein Verfahren zur Montage eines beschrieben Luftführungsgehäuses vor, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
- a) ein fluchtendes Anbringen der zumindest zwei Teile und
- b) eine Translation in einer Richtung, die im Wesentlichen orthogonal zu den Normalenvektoren der beiden Ebenen verläuft.
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Durch dieses Verfahren können alle oben genannten Vorteile eines erfindungsgemäßen Luftführungsgehäuses angewendet werden. Die beiden Teile werden vorerst fluchtend zueinander angeordnet, wobei die einzelnen Teile aufgrund ihrer Größe relativ einfach handhabbar sind, so dass das fluchtende Anbringen auch von einem einzelnen Monteur vorgenommen werden kann. Die beiden Teile bzw. die Teile des Luftführungsgehäuses können dann durch Verschieben in ihre Endposition gebracht werden.
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Vorteilhafterweise umfasst der Schritt des fluchtenden Anbringens einen Schritt des einfädelns der zumindest zwei Teile. Durch das Einfädeln der beiden Gehäuseteile kann der Montageaufwand weiter reduziert werden, da nach dem Einfädeln eine Führung der beiden Teile bereitgestellt ist, so dass ein Verkeilen der beiden Teile verhindert werden kann.
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Ferner ist es von Vorteil, dass ein Schritt des Verbindens/Sicherns der zumindest beiden Teile vorgesehen ist. Dadurch kann zum einen gewährleistet werden, dass die beiden Teile des Luftführungsgehäuses auch während des Betriebs, bei dem zum Teil hohe Vibrationen auftreten können dichtend in Eingriff bleiben. Zudem kann durch den Einsatz von kraftschlüssigen Verbindungsmitteln eine vorbestimmte Verteilung der auftretenden Kräfte definiert werden, wobei diese beispielsweise durch lokale Materialverstärkungen im Luftführungsgehäuse ausgeglichen oder durch Dämpfungsmittel aufgenommen werden können. Ein Verbinden oder Sichern kann beispielsweise durch Schraubverbindungen oder Klebeverbindungen ausgeführt werden. Denkbar wäre jedoch auch, entsprechende Rastmittel an den Gehäuseteilen auszuformen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher beim Lesen der folgenden, lediglich beispielhaften und nicht einschränkend angeführten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, welche unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erfolgt. Darin zeigt:
- 1 einen Ausschnitt eines Teils eines erfindungsgemäßen Luftführungsgehäuses in der Ausgestaltung als Verteilermodul,
- 2 erfindungsgemäß gestaltete Teile eines Luftführungsgehäuses in der Form eines Gebläsemoduls und eines Verteilermoduls einer Klimaanlage,
- 3 einen Ausschnitt der Teile des Luftführungsgehäuses aus 2;
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1 zeigt einen Ausschnitt eines Gehäuseteils eines erfindungsgemäßen Luftfuhrungsgehäuses in der Form eines Verteilermoduls 1. An dem Verteilermodul 1 wird ein in 1 nicht dargestelltes Gebläsemodul angeordnet.
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In 1 gut zu erkennen sind zwei am Verteilermodul 1 ausgebildeten Ebenen 2, 3, die beabstandet voneinander angeordnet sind. Die Ebenen 2, 3 sind dabei unterschiedlich ausgestaltet, eine der Ebene 2 weist eine Nut 4 auf, in die die entsprechende Feder eines korrespondierenden Endabschnittes des Gebläsemoduls eingeschoben werden kann. Die zweite Ebene 3 ist als Feder 5 ausgestaltet, die in die entsprechende Nut des Endabschnittes des Gebläsemoduls eingeschoben werden kann.
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Im Bereich zwischen den beiden Ebenen 2, 3 des Verteilermoduls 1 verlaufen zwei weitere Ebenen 6, 7, die rechtwinklig zu den Ebenen 2, 3 vorgesehen sind. Auch diese sind jeweils mit einer Nut 8, 9 ausgestaltet, in die entsprechende Feder des Gebläsegehäuseteils eingewerden können. Die Nut-Feder-Verbindungen der beiden Gehäuseteile sind derart ausgestaltet, dass diese eine Labyrinth-Dichtung bereitstellen.
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In den Bereichen der Nut-Feder-Verbindungen sind zudem noch nicht dargestellte Dichtgummis eingebracht, die zudem auch dem Ausgleich der Fertigungstoleranzen dienen können.
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Dem in 1 dargestellten Verteilermodul 1 sind zudem noch Aufnahmebuchsen 10, 11, 12 angeformt, um eine Verschraubung mit dem in 1 nicht dargestellten Gebläsegehäuseteil zu ermöglichen.
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2 zeigt erfindungsgemäß gestaltete Teile eines Luftführungsgehäuses in der Form eines Gebläsemoduls 13 und eines Verteilermoduls 1 einer Klimaanlage, die in einem Fahrzeug eingesetzt wird.
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Die in 2 gezeigten Gehäuseteile 1, 13 sind derart relativ zueinander angeordnet, dass diese zum Verbinden lediglich parallel zueinander verschoben werden müssen.
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3 zeigt einen Ausschnitt der Teile des Luftfuhrungsgehäuses aus 2 während des Verbindungsvorgangs. In 3 sind die Gehäuseteile 1, 13 bereits teilweise ineinander verschoben, wobei in dieser Darstellung nach dem Einfädeln der beiden Teile bereits eine Führung durch die Nut-Feder-Verbindung bereitgestellt ist, die ein Verdrehen der beiden Teile zueinander während des Verbindens verhindert.
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In 3 besonders gut zu erkennen ist, wie die entsprechend angeformten Ebenen der Gehäuseteile 1, 13 miteinander wechselwirken und sich ein im Wesentlichen stufenförmiger Verlauf der Verbindung ergibt.
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Zum Verbinden der beiden Gehäuseteile 1, 13 muss der Monteur in einem ersten Schritt die beiden Teile 1, 13 bzw. die korrespondierenden Ebenen 2, 3 übereinander positionieren. Der Monteur kann beispielsweise das Verteilermodul 1 auf einer Auflagefläche positionieren und das Gebläsemodul 13 über das Verteilermodul 1 heben und die korrespondierenden Ebenen 2, 3 übereinander positionieren.
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Anschließend fädelt der Monteur die beiden Teile in die entsprechenden Nut-Feder-Verbindungen ein, wobei dann durch die Nut-Feder-Verbindungen dann eine Führung bereitgestellt wird, die das anschließende Verschieben der beiden Teile zueinander erheblich vereinfacht.
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Schließlich werden die Gehäuseteile 1, 13 in Richtung der Ebenen 6, 7 verschoben, bis die Gehäuseteile 1, 13 an den korrespondierenden Ebenen 6, 7 aufliegen und in die rechtwinklig zu den Ebenen 2, 3 vorgesehenen Nut-Feder-Verbindungen einfahren.
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In einem letzten Schritt werden die beiden Gehäusteile 1, 13 unter Spannung verschraubt, so dass die beiden Teile 1, 13 im Wesentlichen dichtend miteinander in Eingriff stehen.
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Bei einer entsprechenden Anwendung kann der Monteur auch zusätzliche Dichtmittel oder Dämpfungsmittel an den Berührflächen vorsehen, um eventuell auftretende hohe Vibrationen zu dämpfen.
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Bei einer eventuellen Wartung oder einem Austausch einer mit einem erfindungsgemäßen Luftführungsgehäuses ausgestattetem Heiz-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage besteht die Möglichkeit, beispielsweise das Verteilermodul 1 im Fahrzeug zu belassen und lediglich das Gebläsemodul 13 auszubauen und dieses zu warten oder auszutauschen.
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Zusammenfassend ist festzuhalten, daß das erfindungsgemäße Konzept darauf beruht, entgegen den bisherigen Ansätzen, ein Luftführungsgehäuse für eine Heiz-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage aus mehrteiligen Gehäuseteilen darzustellen bzw. für jedes Anlagenmodul ein eigenes Gehäuseteil zu verwenden und dabei jedoch einen im Wesentlichen torsionsfesten und dichten Eingriff der einzelnen Gehäuseteile bzw. Anlagenteile anzugeben.
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Allgemein kann durch die vorliegende Lösung eine Heiz-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage in parallelen Fertigungsschritten hergestellt werden. Zudem besteht dadurch auch die Möglichkeit für ein breites Spektrum verschiedener Anlagen gleiche Gehäuseteile zu verwenden, so kann beispielsweise für verschiedene Anlagen nur ein baugleiches Verteilermodul verwendet werden, wobei nicht benötigte Anschlüsse mittels eines flanschartigen Gehäuseteils abgedichtet werden können.
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Obwohl die vorliegende Erfindung vorangehend unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform vollständig beschrieben wurde, sollte der Fachmann erkennen, daß verschiedene Veränderungsmöglichkeiten im Rahmen der beiliegenden Ansprüche möglich sind, ohne von dem erfindungsgemäßen Konzept und dem beanspruchten Schutz abzuweichen. Insbesondere erkennt der Fachmann, dass die zwischen den Ebenen definierte Ebene nicht orthogonal zu diesen verlaufen muss, sondern bei entsprechender Anwendung auch einen anderen Winkel aufweisen kann. Zudem kennt der Fachmann neben bekannten Schraubverbindungen auch Rastmittel zur Fixierung der Luftfuhrungsgehäuseteile in der Endposition, wobei auch dadurch eine vorteilhafte Vorspannung der Nut-Feder-Verbindung bereitgestellt werden kann. Ferner kann der Fachmann im Bereich der Nut-Feder-Verbindungen noch weitere Dichtmittel vorsehen, um die Dichtheit, falls notwendig noch weiter zu verbessern.
