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Die Erfindung betrifft eine Luftverteilungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge, die ein Bestandteil einer Heizungs-/Klimaanlage für Kraftfahrzeuge sein kann.
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Die Luftverteilungsvorrichtung umfasst ein Gehäuse, das mit einem ersten Lufteinlass und mit einem zweiten Lufteinlass versehen ist, sowie zwei Klappen, die drehbar im Innern des Gehäuses gelagert sind, um wahlweise den ersten Lufteinlass und den zweiten Lufteinlass zu kontrollieren, wobei es außerdem einen dritten Lufteinlass umfasst, wobei der zweite Lufteinlass und der dritte Lufteinlass jeweils Winkelpositionen beiderseits des ersten Lufteinlasses einnehmen, wobei die beiden Klappen schwenkbar um benachbarte parallele Achsen gelagert sind und zwischen einer angenäherten Position, in der sie gemeinsam den ersten Lufteinlass verschließen, und einer entfernten Position verstellbar sind, in der sie den zweiten Lufteinlass bzw. den dritten Lufteinlass verschließen, und wobei sie Betätigungsmittel für die Verstellung der Klappen umfasst.
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Eine derartige Luftverteilungsvorrichtung ist in der
JP 63-72105 U beschrieben. Ähnliche Luftverteilungsvorrichtungen sind aus der
JP 58-206411 A ,
JP 61-111 815 U und
DE 43 11 178 C1 bekannt, bei denen jedoch die parallelen Achsen der beiden Klappen nicht benachbart angeordnet sind.
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Eine Luftverteilungsvorrichtung, die ein Gehäuse mit einem ersten, zweiten und dritten Lufteinlass sowie zwei Klappen umfasst, die drehbar im Innern des Gehäuses gelagert sind, um wahlweise den ersten Lufteinlass und den zweiten und dritten Lufteinlass zu kontrollieren, wobei der zweite Lufteinlass und der dritte Lufteinlass jeweils Winkelpositionen beiderseits des ersten Lufteinlasses einnehmen und die beiden Kuppen schwenkbar um benachbarte parallele Achsen gelagert sind, ist aus der
US 4,802,405 A bekannt.
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Die
DE 195 37 595 C1 zeigt eine Belüftungsvorrichtung für Fahrzeuge, die eine Vereinfachung der Erstmontage bewirken soll. Dabei besitzt das Gehäuse seitlich einen Luftansaugkanal der durch eine einzige im Gehäuse Liegende Klappe verschließbar ist. Zwischen dem Luftauslass und dem Luftgebläse im inneren des Gehäuses ist ein Luftfilter vorhanden.
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Aus der
EP-A-0 678 410 A1 ist bereits eine Vorrichtung bekannt, in der die beiden Klappen jeweils Wände mit einer Kugelfläche aufweisen und drehbar um eine gemeinsame Achse gelagert sind, wobei diese beiden Wände ineinander übergreifen und verschiedene Positionen einnehmen können, um wahlweise den ersten und den zweiten Lufteinlass zu kontrollieren.
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In dieser bekannten Vorrichtung dienen die Lufteinlässe zur Zufuhr von Außenluft, die außerhalb des Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs aufgenommen wird, bzw. von Umluft, die aus dem Innern dieses Fahrgastraums zugeführt wird.
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Diese bekannte Vorrichtung hat vor allem den Nachteil, dass ihre beiden Lufteinlässe jeweils im Vergleich zu den Abmessungen des Gehäuses begrenzte Querschnitte aufweisen, wodurch der Luftdurchsatz, der durch das Gehäuse strömen kann, entsprechend begrenzt wird.
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Wenn der Querschnitt der beiden Lufteinlässe des Gehäuses vergrößert werden soll, müssen demzufolge die Abmessungen des Gehäuses vergrößert werden, was eine entsprechende Vergrößerung des Bauraumbedarfs zur Folge hat.
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Außerdem eignet sich diese bekannte Vorrichtung im Wesentlichen für Klappen, die Wände mit einer Kugelfläche aufweisen.
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Darüber hinaus gewährleisten die Klappen nicht immer eine optimale Abdichtung, insbesondere wenn sie einem Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit entgegenwirken sollen.
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Der Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zugrunde, die vorerwähnten Nachteile zu beseitigen.
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Dazu schlägt sie eine Luftverteilungsvorrichtung der eingangs definierten Art vor, bei der außerdem die beiden Klappen schalenförmig gestaltete Wände umfassen und erste Anschläge, die aneinander zur Anlage kommen können, wenn sich die beiden Klappen in ihrer angenäherten Position befinden, und zweite Anschläge haben, die am Gehäuse zur Anlage kommen können, wenn sich die beiden Klappen in ihrer entfernten Position befinden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst somit drei Lufteinlässe, die durch die beiden Klappen kontrolliert werden können, wobei diese schwenkbar um benachbarte parallele Achsen gelagert sind und sich aneinander annähern oder voneinander entfernen können.
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Daraus folgt, dass der Gesamtlufteinlassquerschnitt, den das Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufweist, größer als derjenige der Vorrichtung nach dem bisherigen Stand der Technik ausfällt.
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Außerdem greifen die Klappen nicht ineinander über, wodurch vor allem die Mittel für ihre Betätigung vereinfacht werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nehmen der zweite Lufteinlass und der dritte Lufteinlass Winkelpositionen ein, die in etwa symmetrisch beiderseits des ersten Lufteinlasses angeordnet sind.
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Die entsprechend geformten Wände der beiden Klappen erstrecken sich auf gleichen Winkelabständen.
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Ebenfalls in dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der zweite Lufteinlass und der dritte Lufteinlass auf gleichen Winkelabständen, während sich der erste Lufteinlass auf einem Winkelabstand erstreckt, der doppelt so groß wie derjenige des zweiten Lufteinlasses oder des dritten Lufteinlasses ist.
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Daraus folgt, daß der Querschnitt, den der erste Lufteinlaß aufweist, in etwa der Summe der Querschnitte entspricht, den der zweite und der dritte Lufteinlaß aufweisen.
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Wie weiter unten noch darzulegen sein wird, kann dieser Vorteil genutzt werden, um dem ersten Lufteinlaß einen ersten Luftstrom zuzuleiten und um dem zweiten und dritten Lufteinlaß gemeinsam einen zweiten Luftstrom zuzuleiten, der vom ersten verschieden ist.
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Die geformten Wände können erfindungsgemäß unterschiedliche Formen aufweisen.
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So können diese geformten Wände eine zylindrische Gesamtform haben, die kreisförmig oder nichtkreisförmig sein kann.
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In einer Variante haben diese geformten Wände die Gesamtform eines Kugelabschnitts.
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Es sind natürlich auch andere Formen möglich.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung können die Betätigungsmittel die koordinierte Verstellung der beiden Klappen zwischen der angenäherten Position und der entfernten Position bewirken.
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Diese Betätigungsmittel umfassen vorteilhafterweise ein Stellglied, das auf die Verstellung einer der Klappen (oder der treibenden Klappe) einwirken kann, und Bewegungsübertragungsmittel, die zwischen der treibenden Klappe und der anderen Klappe (oder der getriebenen Klappe) eingefügt sind.
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Die Übertragungsmittel umfassen vorteilhafterweise Zahnräder. Dabei werden Zahnräder bevorzugt, die ein Übersetzungsverhältnis von 1 aufweisen, so daß die beiden Klappen jeweils mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit und auf gleichen Winkelverstellwegen in entgegengesetzten Richtungen drehend angetrieben werden.
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Das Stellglied der Betätigungsmittel umfaßt vorteilhafterweise entweder einen Kleinstmotor oder einen Hebel.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die treibende Klappe eine Anschlußstelle für die Anbringung des Stellglieds.
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Wenn es sich bei diesem Stellglied um einen Hebel handelt, ist dieser vorteilhafterweise einstückig an der treibenden Klappe angeformt.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung enthält dieser Hebel mindestens eine Öffnung, die als Führung für einen Stift dient, dessen Verstellbewegung durch ein Fernbestätigungsmittel, beispielsweise einen Seilzug, bewirkt wird.
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Die Erfindung kommt insbesondere in dem Fall zur Anwendung, in dem das Gehäuse ein Luftgehäuse für ein Gerät zur Heizung und/oder Klimatisierung des Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs ist, wobei der erste Lufteinlaß durch einen außerhalb des Fahrgastraums aufgenommenen Außenluftstrom gespeist werden kann, während der erste und der zweite Lufteinlaß beide durch einen im Innern des Fahrgastraums aufgenommenen Umluftstrom gespeist werden können.
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In dieser Anwendung umfaßt das Gehäuse vorteilhafterweise einen Luftauslaß, der mit einem Luftgebläse verbunden werden kann. Zwischen dem Luftauslaß des Gehäuses und dem Luftgebläse kann ein Luftfilter eingefügt sein.
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In der nachstehenden, als Beispiel angeführten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigen im einzelnen:
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1 eine Schnittansicht einer Luftverteilungsvorrichtung, die mit einem Luftgebläse einer Heizungs- und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs verbunden ist;
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2 eine ähnliche Ansicht wie 1 zu einer Ausführungsvariante;
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3 eine perspektivische Ansicht einer Klappe einer Luftverteilungsvorrichtung;
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4 eine perspektivische Ansicht einer anderen Klappe;
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5 eine Vorderansicht einer Klappe mit einer kugelförmigen Wand;
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6 eine entsprechende Seitenansicht zu 5;
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7 eine perspektivische Ansicht einer Klappe zur Darstellung einer Wand mit veränderlicher Form; und
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8 eine entsprechende Seitenansicht zu 7.
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Zunächst wird auf 1 Bezug genommen, die eine Luftverteilungsvorrichtung 10 zeigt, die ein Gehäuse 12 mit einer halbkreiszylindrischen Gesamtform umfaßt, das mit einem ersten Einlaß 14, einem zweiten Einlaß 16 und einem dritten Einlaß 18 versehen ist. Die Einlässe 16 und 18 nehmen jeweils symmetrische Winkelpositionen beiderseits des ersten Einlasses 14 ein. Der Einlaß 14 dient zur Zuführung eines Außenluftstroms AE, der außerhalb des Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs aufgenommen wird, während die Einlässe 16 und 18 zur Zufuhr eines Umluftstroms AR dienen, der im Innern des besagten Fahrgastraums aufgenommen wird.
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Das Gehäuse 12 umfaßt einen Luftauslaß 20, der gegenüber dem Lufteinlaß 14 angeordnet ist und der mit einem axialen Einlaß 22 eines Luftgebläses 24 in Verbindung steht, das ein spiralförmiges Gehäuse 26 umfaßt, das zur Aufnahme einer (nicht dargestellten) Turbine bestimmt ist. Das Gebläse 24 gehört zu einer (nicht dargestellten) Heizungs-/Klimaanlage, die an sich bekannte Luftaufbereitungs- und Luftverteilungsmittel umfaßt.
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Das Gehäuse 12 enthält innen zwei Klappen 28 und 30, die schwenkbar um benachbarte parallele Achsen 32, 34 gelagert sind.
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Der Lufteinlaß 14 erstreckt sich auf einem Winkelabstand, der eine mittlere Position des Gehäuses 12 einnimmt und der annähernd dem zweifachen Winkelabstand des Lufteinlasses 16 oder des Lufteinlasses 18 entspricht, wobei die beiden zuletzt genannten Einlässe gleiche Winkelabstände aufweisen.
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Im dargestellten Beispiel erstrecken sich die Einlässe 16 und 18 auf einem Winkelabstand von etwa 45°, während sich der Einlaß 14 auf einem Winkelabstand von etwa 90° erstreckt. Daraus folgt, daß der Lufteinlaß 14 einen Einlaßquerschnitt besitzt, der praktisch dem Gesamteinlaßquerschnitt der Lufteinlässe 16 und 18 zusammengenommen entspricht.
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Die Klappen 28 und 30 sind allgemein identisch ausgeführt und erstrecken sich auf einem Winkelabstand A von etwa 45°. Die Klappen 28 und 30 können zwischen einer angenäherten Position (in 1 mit durchgezogenen Linien dargestellte Kuppen), in der die Klappen gemeinsam den ersten Einlaß 14 verschließen, und einer entfernten Position (in 1 mit gestrichelten Linien dargestellte Klappen) verstellt werden, in der sie den zweiten Lufteinlaß 16 bzw. den dritten Lufteinlaß 18 verschließen.
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Im Ausführungsbeispiel von 1 umfaßt die Klappe 28 zwei Seitenteile 36, die die Form von Winkelsektoren aufweisen und durch eine Verschlußwand 38 miteinander verbunden sind, die die Form eines Kreiszylinderabschnitts besitzt (1 und 3). Die Klappe 28 wird vorteilhafterweise als Formteil aus Kunststoff ausgeführt und umfaßt außerdem zwei Zapfen 40, die die vorerwähnte Achse 32 definieren.
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Die Klappe 30 ist ähnlich ausgeführt und umfaßt zwei Seitenteile 42 (von denen in 1 nur eins zu erkennen ist), die eine Verschlußwand 44 mit der Form eines Kreiszylinderabschnitts verbinden.
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Es dürfte verständlich sein, daß sich die Seitenteile 36 und 42 jeweils auf einem Winkelabstand A erstrecken, der in etwa gleich 45° ist.
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Die Klappen 28 und 30 haben erste Anschläge 46 bzw. 48, die aneinander zur Anlage kommen können, wenn sich die beiden Klappen in ihrer angenäherten Position befinden, wie dies in 1 mit durchgezogenen Linien dargestellt ist.
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Im übrigen besitzen die Klappen 28 und 30 zweite Anschläge 50 bzw. 52. Diese zweiten Anschläge können an den Kanten 54 und 56 des Gehäuses zur Anlage kommen, wenn sich die Klappen in ihrer angenäherten Position befinden, sowie an den Kanten 58 und 60 des Gehäuses, wenn sich die Klappen in ihrer entfernten Position befinden.
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In der Ausführungsform der Klappe, die 3 entspricht, umfaßt diese eine Dichtung 62, beispielsweise eine Schaumstoff- oder Elastomerdichtung, die auf dem gesamten Umfang der Verschlußwand 38 angeordnet ist.
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Darüber hinaus umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung Betätigungsmittel, um die koordinierte Verstellung der Klappen 28 und 30 zwischen der angenäherten Position und der entfernten Position zu bewirken. In der angenäherten Position ist der Lufteinlaß 14 geschlossen, während die beiden Einlässe 16 und 18 geöffnet sind, wohingegen in der entfernten Position der Lufteinlaß 14 geöffnet ist, während die Einlässe 16 und 18 beide geschlossen sind.
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Die Klappen 28 und 30 umfassen Zahnräder 64 bzw. 66 mit gleichem Durchmesser, die fest an den Achsen 32 bzw. 34 angebracht sind. Diese Zahnräder wirken zusammen und definieren ein Übersetzungsverhältnis gleich 1. Daraus folgt, daß die Drehverstellungen der Klappen 28 und 30 koordiniert sind, wobei diese Verstellungen in entgegengesetzten Richtung mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit und auf gleichen Winkelverstellwegen erfolgen.
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Die Zahnräder 64 und 66, bei denen es sich um Zahnsegmente handeln kann, sind vorzugsweise einstückig an den Klappen 28 und 30 angeformt. Diese Zahnräder können entweder innen oder außen an den Klappen oder am Gehäuse angeordnet sein.
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Im dargestellten Beispiel bildet die Klappe 30 eine treibende Klappe, während die Klappe 28 eine getriebene Klappe bildet. Die Klappe 30 umfaßt einen Hebel 68, der sich radial im Verhältnis zur Achse 34 erstreckt und der einstückig an der Klappe 30 angeformt ist. Dieser Hebel enthält in der Nähe seines freien Endes mindestens eine Öffnung 70, die als Führung für einen Stift 72 dient, der durch einen Seilzug 74 drehend fernangetrieben werden kann. Im dargestellten Beispiel erfolgt die Verbindung zwischen dem Stift 72 und dem Seilzug 74 über einen Schwinghebel 76, der schwenkbar um eine im Verhältnis zum Gehäuse ortsfeste Achse 74 gelagert ist. Der Seilzug 74 verläuft durch eine Hülle 80 und besitzt ein Ende 82, das an einem Ende des Schwinghebels angelenkt ist, während das andere Ende des Schwinghebels den Stift 72 trägt. Wenn sich das Ende 82 des Seilzugs in einer Position nahe der Hülle befindet, sind die Klappen 28 und 30 daher in einer angenäherten Position angeordnet, während sich die Klappen 28 und 30 in ihrer entfernten Position befinden, wenn das Ende 82 des Seilzugs von der Hölle entfernt ist.
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In der Ausführungsform von 2 ist ein Luftfilter 84 vorgesehen, der zwischen dem Luftauslaß 20 des Gehäuses 12 und dem Luftgebläse 24 eingefügt ist. Dadurch kann die Außenluft AE oder Umluft AR gefiltert werden, bevor sie in das Gehäuse des Gebläses gelangt, und zwar ohne eine signifikante Vergrößerung des Bauraumbedarfs der Vorrichtung.
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In der Ausführungsform von 4 umfaßt die Klappe 28 zwei dreieckige Seitenteile 86, die eine Verschlußwand 88 mit rechteckiger Form verbinden, das heißt mit einer nichtkreisförmigen zylindrischen Form. Die Klappe umfaßt eine Dichtung 90, die sich an den Seitenteilen und an zwei Längskanten der Verschlußwand 88 entlang erstreckt. Die Klappe von 4 könnte natürlich mit einer Dichtung versehen sein, die, ähnlich wie in 3, ausschließlich die Wand 88 einfaßt. Umgekehrt könnte die Klappe von 8 mit einer ähnlichen Dichtung wie in 4 versehen sein, die auch die Seitenteile 36 einfaßt.
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In der Ausführungsform der 5 und 6 umfaßt die Klappe 28 eine Verschlußwand 92 mit der Form einer Kugelteilfläche, die sich zwischen zwei Zapfen 94 erstreckt und die durch zwei Kreisbögen 96 eingefaßt ist.
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In der Ausführungsform der 7 und 8 umfaßt die Klappe eine Verschlußwand 98 mit veränderlicher Form (weder zylindrisch noch kugelförmig), die sich zwischen zwei Seitenteilen 100 mit rechteckiger Form erstreckt. Die Wand 98 enthält zwei Teile 102 und 104 mit allgemein zylindrischer Form, die in unterschiedlichen Abständen von der Schwenkachse X-X angeordnet sind. Diese beiden Teile 102 und 104 sind durch einen gekrümmten Verbindungsteil 106 miteinander verbunden.
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Es dürfte verständlich sein, daß es sich bei den in den 3 bis 8 dargestellten Klappen nur um Beispiele für Klappen mit geformten Wänden handelt, die auch als ”Schalenwandklappen” bezeichnet werden.
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Die Verschlußwand kann unterschiedliche Formen aufweisen, um sich an die verschiedenen Formen des Gehäuses anzupassen und um den besonderen Einbaubedingungen des betreffenden Fahrzeugs Rechnung zu tragen.
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Im Falle der 3 und 4 ähnelt die Schalenklappe einer Trommelklappe. Im Falle der 5 und 6 gleicht sie einer Kugelklappe.
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Die Klappe der 7 und 8 stellt hingegen eine Klappe mit neuartiger Struktur dar, bei der die Verschlusswand spezifisch gestaltet sein und veränderliche Formen aufweisen kann.
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Die Erfindung ist natürlich nicht auf die vorstehend als Beispiel beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern sie umfaßt auch andere Varianten.
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Die Klappen der erfindungsgemäßen Vorrichtung können geformte Wände aufweisen, die sehr unterschiedliche Formen besitzen, insoweit es sich um Schalenwände handelt.
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Außerdem können die Betätigungsmittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zahlreiche Varianten aufweisen. Das Stellglied kann insbesondere in Form eines Fernbetätigungsmittels, etwa eines Seilzugs, ausgeführt sein. Es ist auch möglich, andere Stellglieder zu verwenden, vor allem einen Kleinstmotor. Desweiteren besteht die Möglichkeit, andere Arten von Übertragungsmitteln als Zahnräder zu verwenden. Darüber hinaus können diese Übertragungsmittel ein von 1 verschiedenes Übersetzungsverhältnis aufweisen, damit die beiden Klappen unterschiedliche Geschwindigkeitsverläufe erhalten.
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Die Erfindung ist zudem nicht auf den Fall eines Gehäuses beschränkt, das zur Zuführung eines Außenluftstroms und eines Umluftstroms dient, wie dies vorstehend als Beispiel beschrieben wurde.
