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Es wird ein Luftausströmer zum synchronen Rotieren zweier Luftleitelemente über einen Mitnehmer beschrieben, wobei die Luftleitelemente verspannt angeordnet sind und eine gleichmäßige Haptik beim Verstellen der Luftleitelemente vorliegt. Der Mitnehmer kann insbesondere für sehr flache Luftausströmer verwendet werden, die zwei Luftleitelemente zur Luftablenkung parallel zur Längsrichtung des Luftausströmers aufweisen.
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Hintergrund
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Luftausströmer dienen zur Ablenkung von ausgegebener Luft, die von einer Klimaanlage oder einer Belüftungseinrichtung zur Verfügung gestellt wird. Luftausströmer werden insbesondere bei Fahrzeugen dazu verwendet, um Frischluft, temperierte Luft und/oder klimatisierte Luft in den Fahrgastraum eines Fahrzeugs zu bringen. Fahrzeuge können beispielsweise Kraftfahrzeuge, wie PKW, LKW oder Busse, Züge, Flugzeuge oder Schiffe sein.
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Bei Luftausströmern kann häufig neben der Steuerung der Ablenkung von ausgegebener Luft auch die Menge an ausgegebener Luft geregelt werden. Dies kann über eine Steuereinrichtung erfolgen, die beispielsweise mit einer Bedieneinrichtung zum Verschwenken von Luftleitelementen oder getrennt von einer solchen Bedieneinrichtung neben einer Ausströmöffnung angeordnet ist.
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Luftausströmer können in einem Fahrzeugarmaturenbrett oder im Bereich der A-, B- oder C-Säule sowie am Dach eines Fahrzeugs angeordnet sein. Flache Luftausströmer befinden sich häufig im Armaturenbrett und weisen eine sehr große Breite auf. Beispielsweise können sich solche Fugenausströmer über die Breite des Armaturenbretts oder teilweise über das Armaturenbrett erstrecken.
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Stand der Technik
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Zur Kopplung von Lamellen eines Luftausströmers sind Mitnehmer bekannt. Die Mitnehmer umgreifen Koppelzapfen und dienen zum synchronen Rotieren/Verschwenken der Lamellen. Über solche Mitnehmeranordnungen kann auch eine Dämpfung bereitgestellt werden, wobei die Lamellen rückseitig Koppelzapfen aufweisen, die abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen zeigen. Ein mit den Koppelzapfen verbundener Mitnehmer ist durch die wechselseitige Anlage mit den Koppelzapfen verspannt und übt einen seitlichen Druck auf die Lamellen aus. Hierdurch kann eine Bedienkraft zum Verschwenken des Lamellenpakets eingestellt werden.
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DE 20 2017 102 028 U1 offenbart darüber hinaus einen Luftausströmer mit mindestens einem Reibelement und mindestens einer Lamelle, die in einem Luftkanal über Lagerzapfen verschwenkbar in einem Gehäuse gelagert ist, wobei mindestens ein Lagerzapfen einen Reibkörper aufweist, der beabstandet zu einer Seitenwand des Gehäuses verläuft, über welche der Lagerzapfen verschwenkbar im Gehäuse gelagert ist. Das Reibelement ist derart im Gehäuse des Luftausströmers angeordnet, dass eine Reibfläche des Reibkörpers an einer Oberfläche des Reibelements anliegt. Das Reibelement ist als separates Bauteil zusätzlich zu einem Mitnehmer vorgesehen. Zudem ist das Reibelement außerhalb des Luftkanals in einem separaten Raum aufgenommen. Die Reibkörper der Lamellen befinden sich ebenfalls in diesem separaten Raum.
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In
DE 201 18 274 U1 ist eine Luftdüse mit in einem Gehäuse über Gelenkzapfen schwenkbar und parallel zueinander angeordneten Lamellen offenbart. Die Lamellen sind untereinander mit einem streifenförmigen Mitnehmer gekoppelt, der über seine Lagerstellen mit den Lagerzapfen der Lamellen verbunden ist. Um eine Bedienkraft zu erzeugen, wird zwischen mindestens einer Verbindung von Lamelle und Mitnehmer mittels eines Reibgehemmes ein Reibmoment erzeugt.
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Die bekannte Ausführung weist mehrere Nachteile auf. Zum einen ist ein zusätzliches Reibelement erforderlich. Zudem müssen der Luftausströmer und das Gehäuse größer dimensioniert werden, da ein zusätzlicher Raum für die Reibkörper der Lagerzapfen der Lamellen und für das Reibeelement bereitgestellt werden muss.
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Daher sind sowohl der benötigte Bauraum als auch die Montageschritte und benötigten Komponenten sowie dadurch auch die Kosten erhöht.
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Ein weiterer Nachteil bei der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung besteht darin, dass diese im Wesentlichen für flache Luftausströmer ungeeignet ist. Sämtliche aus dem Stand der Technik bekannten Einrichtungen, insbesondere solche mit Mitnehmern, die ein Verspannen bewirken sollen, erfordern mehrere Lamellen, damit eine Bedienkraft erzeugt werden kann. Flache Luftausströmer weisen jedoch häufig nur zwei Luftleitelemente auf, die zur Einstellung einer Bedienkraft gedämpft werden müssen.
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Die wechselseitige Anordnung aus dem Stand der Technik über eine Vielzahl von Koppelzapfen ermöglicht jedoch keine solche Dämpfung. Die bekannte Dämpfung über die wechselseitige Lagerung erweist sich erst ab einer größeren Anzahl an Lamellen als wirkungsvoll. Bei zwei Lamellen würden diese über den Mitnehmer in Richtung der Schwenkachse der Lamellen auseinander und gegen die Gehäusewände eines Luftausströmers gedrückt werden.
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Weitere bekannte Dämpfungselemente für Lamellen weisen Silikondämpfer auf. Silikondämpfer unterliegen bei häufiger Benutzung einem Verschleiß, sodass über die gesamte Lebensdauer eines Luftausströmers keine gleichbleibenden Bedienkräfte bereitgestellt werden können. Zudem weisen Silikondämpfer oder Dämpfer mit gummiartigen Eigenschaften eine als unangenehm empfundene Haptik auf.
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Schließlich ist aus
DE 10 2018 118 234 A1 ein Luftausströmer mit zwei Luftleitelementen und einem Mitnehmer bekannt, wobei der Mitnehmer zwei offene Aufnahmeöffnungen für Koppelzapfen der Luftleitelemente aufweist, was dazu führt, dass der Mitnehmer beim Verschwenken der Luftleitelemente in radialer Richtung eine Bewegung orthogonal zur Schwenkachse durchführt. Dabei tritt vor allem ein „Springen“ des Mitnehmers auf, worunter sowohl die Bedienung und Haptik leiden als auch störende Geräusche auftreten.
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Aufgabe
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Es besteht daher die Aufgabe darin, einen Luftausströmer mit einem Mitnehmer anzugeben, welcher die Probleme des Stands der Technik behebt und eine einfache, kostengünstige Lösung bereitstellt.
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Es soll eine Dämpfung zur Einstellung von Bedienkräften bei lediglich zwei Luftleitelementen bereitgestellt werden, wobei kein zusätzlicher Bauraum erforderlich ist und auf weitere Komponenten verzichtet werden kann. Zudem sollen die haptischen Eigenschaften beim Verschwenken von Luftleitelementen verbessert werden.
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Weiterhin soll eine Lösung für eine gleichmäßige Haptik beim Verstellen von zwei Luftleitelementen ohne eine ungewollte Bewegung eines Mitnehmers angegeben werden.
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Lösung
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Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch einen Luftausströmer gelöst, aufweisend ein erstes Luftleitelement und ein zweites Luftleitelement, wobei die Luftleitelemente um parallel verlaufende erste Rotationsachsen in einem Gehäuse des Luftausströmers drehbar gelagert sind und jeweils einen Verbindungsabschnitt mit einem Koppelzapfen aufweisen, und einen Mitnehmer, der zum synchronen Rotieren des ersten Luftleitelements und des zweiten Luftleitelements mit deren Koppelzapfen verbunden ist, wobei
- - ein erster Verbindungsabschnitt des ersten Luftleitelements entlang einer zweiten Rotationsachse durch einen ersten Koppelzapfen des ersten Verbindungsabschnitts eine erste Anlagefläche und eine zweite Anlagefläche aufweist,
- - die erste Anlagefläche und die zweite Anlagefläche einander gegenüberliegen und parallel zueinander verlaufend,
- - die erste Anlagefläche und die zweite Anlagefläche in orthogonal zur zweiten Rotationsachse des ersten Koppelzapfens sich erstreckenden Ebenen verlaufen und mit gegenüberliegenden Seiten des Mitnehmers in Kontakt stehen,
- - ein zweiter Verbindungsabschnitt des zweiten Luftleitelements entlang einer dritten Rotationsachse durch einen zweiten Koppelzapfen des zweiten Verbindungsabschnitts eine dritte Anlagefläche aufweist, die in einer orthogonal zur dritten Rotationsachse des zweiten Koppelzapfens sich erstreckenden Ebene verläuft und an einer Seite mit dem Mitnehmer in Kontakt steht,
- - der Mitnehmer zwei Aufnahmebereiche an gegenüberliegenden Endabschnitten aufweist,
- - ein erster Aufnahmebereich des Mitnehmers eine erste Öffnung aufweist, die an einer Seite offen ist,
- - ein zweiter Aufnahmebereich des Mitnehmers eine zweite kreisrunde, geschlossene Öffnung aufweist, und
- - der erste Koppelzapfen in der ersten Öffnung und der zweite Koppelzapfen in der zweiten Öffnung aufgenommen sind.
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Die Ausbildung des ersten Verbindungsabschnitts stellt sicher, dass der Mitnehmer zwischen der ersten Anlagefläche und der zweiten Anlagefläche aufgenommen ist, wobei die erste Anlagefläche und die zweite Anlagefläche an den Seiten des Mitnehmers anliegen, wobei dadurch der Mitnehmer bereits verspannt ist. Hierzu ist die erste Öffnung an einer Seite offen ausgebildet, so dass der Mitnehmer auf den ersten Koppelzapfen aufgebracht werden kann. Im zweiten Verbindungsabschnitt liegt der Mitnehmer an nur einer Seite an der dritten Anlagefläche an, wobei die dritte Anlagefläche parallel zu der ersten Anlagefläche und der zweiten Anlagefläche verläuft, so dass der Mitnehmer zusätzlich verspannt ist. Die „offene“ Ausbildung des zweiten Koppelzapfens ermöglicht den Mitnehmer auf den zweiten Koppelzapfen aufzuschieben, wobei die zweite Öffnung hierzu geschlossen ist. Damit wird verhindert, dass der Mitnehmer beim Verdrehen der Luftleitelemente „springen“ kann. Der Mitnehmer kann im zweiten Verbindungsabschnitt nur um die zweite Öffnung und den zweiten Koppelzapfen rotiert werden. Ein „Springen“ im ersten Verbindungsabschnitt wird dadurch verhindert, dass der Mitnehmer hier zwischen der ersten Anlagefläche und der zweiten Anlagefläche aufgenommen und verspannt ist. Ferner ist damit gegenüber dem Stand der Technik nur ein Ende des Mitnehmers „frei“, was ausreichend ist, um sicherzustellen, dass der Mitnehmer nicht ungewollt verlagert wird.
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Unter „Springen“ wird insbesondere eine radiale Verlagerung des Mitnehmers in Bezug auf die zweite und dritte Rotationsachse verstanden. Die zweite und dritte Rotationsachse verlaufen parallel zu den ersten Rotationsachsen.
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Weiterhin kann das erste Luftleitelement das Luftleitelement sein, auf welches eine Bedienkraft zum Rotieren der Luftleitelemente eingebracht wird. Damit wird über den Mitnehmer die Kraft bzw. das Moment vom ersten Verbindungsabschnitt nur auf den zweiten Verbindungsabschnitt übertragen.
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Der Luftausströmer weist zwei Luftleitelemente, beispielsweise in Form von Lamellen, und einen Mitnehmer auf, wobei die Luftleitelemente bspw. aus Kunststoff und der Mitnehmer aus Metall, einer Metalllegierung oder Kunststoff bestehen können.
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Bei einer metallischen Ausbildung des Mitnehmers wird ein langlebiges Bauteil bereitgestellt, wobei der der Mitnehmer daher widerstandsfähig gegenüber äußeren Umwelteinflüssen ist und aufgrund der Lagerung zwischen den Anlageflächen der Verbindungsabschnitte des ersten Luftleitelements und des zweiten Luftleitelements und den korrespondierenden Seiten des Mitnehmers stets eine gleichbleibende Dämpfung bereitstellt. Die Dämpfung kann insbesondere auch deshalb über einen langen Zeitraum konstant aufrechterhalten werden, weil der Mitnehmer im Verbindungsabschnitt des ersten Luftleitelements zwischen gegenüberliegenden Anlageflächen aufgenommen ist.
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Die Luftleitelemente können vorzugsweise aus Kunststoff bestehen und sind daher in einem Spritzgussprozess in hoher Stückzahl kostengünstig und schnell herstellbar.
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Die Luftleitelemente können in den Verbindungsabschnitten oder zumindest im Bereich der Anlageflächen eine Beschichtung und/oder Zusätze aufweisen, welche die Anlageflächen verstärken und/oder deren Eigenschaften beeinflussen. Zusätze können beispielsweise durch Glasfaserelemente oder ähnliche, verstärkende Elemente gebildet werden.
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Der Mitnehmer kann als Spritzgussteil oder als Stanzteil in großer Stückzahl kostengünstig hergestellt werden. Durch eine metallene Ausführung unterliegt der Mitnehmer kaum äußeren Einflüssen. Im aufgenommenen Zustand liegt der Mitnehmer zudem an der ersten Anlagefläche und der zweiten Anlagefläche an, wobei das erste Luftleitelement bspw. aus Kunststoff besteht. Die Materialpaarung Kunststoff-Metall ermöglicht einen langlebigen Betrieb ohne Abnutzungserscheinungen.
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Abnutzungserscheinungen treten insbesondere deshalb kaum auf, da keine scharfen Kanten des Mitnehmers auf die Kunststoffkomponenten der Luftleitelemente wirken. Im Wesentlichen liegt der metallische Mitnehmer flächig an Kunststoffflächen der Luftleitelemente an. Auch bei einem Mitnehmer aus Kunststoff kann eine gleichbleibende Kopplung und Bedienkrafterzeugung erreicht werden.
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Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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In einer weiteren Ausführung können die erste Anlagefläche, die zweite Anlagefläche und/oder die dritte Anlagefläche als erste Reibflächen ausgebildet sein.
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In einer weiteren Ausführung können die Flächen des Mitnehmers, welche mit der ersten Anlagefläche, der zweiten Anlagefläche und/oder der dritten Anlagefläche in Kontakt stehen, als zweite Reibflächen ausgebildet sein.
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Der Mitnehmer kann dabei zweite Reibflächen aufweisen, die an gegenüberliegenden ersten Reibflächen der Verbindungsabschnitte anliegen.
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Durch die zweiten Reibflächen am Mitnehmer kann direkt zwischen dem Mitnehmer und den Luftleitelementen, die beispielsweise als Lamellen ausgebildet sind, die Bedienkraft eingestellt werden. Hierzu liegt das erste Luftleitelement bzw. eine erste Lamelle mit zwei korrespondierenden ersten Reibflächen an den zweiten Reibflächen des Mitnehmers auf Höhe eines Aufnahmebereichs an. Die Aufnahmebereiche des Mitnehmers weisen daher an den gegenüberliegenden Seiten korrespondierende zweite Reibflächen auf. Die Reibung und Dämpfung werden nicht nur an einer Seite erzeugt, sondern zu beiden Seiten des Mitnehmers im ersten Verbindungsabschnitt.
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Der Mitnehmer liegt dann im eingebauten Zustand zwischen zwei gegenüberliegenden ersten Reibflächen im ersten Verbindungsabschnitt an, sodass die zweiten Reibflächen an den gegenüberliegenden Seiten des Mitnehmers in Kontakt mit den ersten Reibflächen des ersten Verbindungsabschnitts stehen. Eine wechselseitige Anlage und ein Verspannen - wie im Stand der Technik üblich - sind daher nicht erforderlich, wobei dort in entsprechenden Verbindungsabschnitten ein Mitnehmer stets nur an einer Seite an einer korrespondieren Anlagefläche anliegt.
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Die Dämpfung der Luftleitelemente über den Mitnehmer ermöglicht den Aufbau eines Luftausströmers ohne zusätzliche Dämpfungselemente, beispielsweise aus Silikon oder Gummi. Zudem wird kein zusätzlicher Bauraum für Dämpfungselemente benötigt. Die Dämpfung ist gegenüber bekannten Ausführungen auch dahingehend verbessert, dass die Luftleitelemente über die Verbindungsabschnitte mit den Anlageflächen auf die entsprechenden Seiten des Mitnehmers einwirken.
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Die zweiten Reibflächen des Mitnehmers können die erste Öffnung abschnittsweise und die zweite Öffnung kreisringförmig vollständig umgeben. Die zweite Reibfläche im ersten Verbindungsabschnitt weist im offenen Bereich eine Unterbrechung auf, damit der erste Koppelzapfen in die erste Öffnung des Mitnehmers eingesetzt werden kann. Dabei ist die erste Öffnung so groß gewählt, dass ein Einbringen des ersten Koppelzapfens in die erste Öffnung möglich ist.
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Die zweiten Reibflächen des Mitnehmers können durch Abschnitte gebildet sein, die eine gegenüber der Breite des Mitnehmers größere Erstreckung aufweisen. Der Mitnehmer selbst ist ein flaches Bauteil. Die Breite des Mitnehmers kann daher wenige Millimeter betragen. In der Ebene, in der sich die erste Öffnung und die zweite Öffnung sowie die zweiten Reibflächen erstrecken, weist der Mitnehmer jedoch eine größere Fläche auf. Dabei ist der Mitnehmer insbesondere so ausgebildet, dass die zweiten Reibflächen, welche die erste Öffnung und die zweite Öffnung umgeben, eine große Fläche aufweisen. Dadurch wird die Einstellung der Bedienkraft verbessert, weil die zweiten Reibflächen vergrößert sind.
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Dabei können sich die zweiten Reibflächen konzentrisch zu der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung erstrecken und der Radius der zweiten Reibflächen kann mehr als doppelt so groß sein wie der Radius der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung.
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In einer weiteren Ausführung können die ersten Reibflächen und/oder die zweiten Reibflächen eine Beschichtung und/oder eine strukturierte Oberfläche aufweisen, welche dazu dienen, die Reibwirkung bei den aneinander anliegenden Flächen der Anlageflächen der Verbindungsabschnitte und des Mitnehmers zu beeinflussen und insbesondere zu erhöhen.
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Eine Beschichtung kann durch ein Aufbringen mindestens einer haftenden Schicht aus formlosem Stoff auf die Oberfläche erfolgen. Die Beschichtung kann chemisch, mechanisch, thermisch oder thermomechanisch erfolgen. Eine Beschichtung kann durch Aufrauen und Polieren erfolgen, um die physikalischen Eigenschaften der Oberfläche (z.B. Haftfähigkeit, Reflektivität) zu beeinflussen.
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In einer weiteren Ausführung kann die strukturierte Oberfläche regelmäßig oder unregelmäßig ausgebildete Rillen, Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweisen.
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In einer weiteren Ausführung kann der Mitnehmer mindestens ein Begrenzungselement aufweisen, welches eine Auslenkung der Luftleitelemente ausgehend von einer Neutralstellung um ein festlegbares Maß begrenzt.
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Das mindestens eine Begrenzungselement dient zur Begrenzung eines Schwenkwinkels für die Luftleitelemente, wobei beim Verdrehen der Luftleitelemente um deren erste Rotationsachse diese dann mit dem Begrenzungselement wechselseitig in Anlage kommen und ein weiteres Rotieren („Verschwenken“) begrenzen. Dies dient unter anderem dazu, einer Zerstörung oder Beschädigung des Luftausströmers sowie dessen Komponenten vorzubeugen. Im Weiteren können dadurch störende Geräusche, wie ein Anschlagen oder Klappern, verhindert werden.
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Das Begrenzungselement kann sich an der der offenen Seite der ersten Öffnung abgewandten Seite des Mitnehmers befinden und bspw. ansteigende Flanken aufweisen. Die Flanken können als Anlagebereiche zur Begrenzung des maximalen Schwenkwinkels für die Luftleitelemente dienen.
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In einer weiteren Ausführung kann die offene Seite der ersten Öffnung des Mitnehmers der ersten Rotationsachse und/oder einer vorderen, der Luftaustrittsöffnung des Luftausströmers zugewandten Kante des ersten Luftleitelements abgewandt sein. Damit wird eine ungewollte radiale Verlagerung des Mitnehmers im Bereich der ersten, „offenen“ Öffnung in Bezug auf die dritte Rotationsachse weiter verhindert, da die Bewegung des ersten Koppelzapfens beim Rotieren der Luftleitelemente in die entgegengesetzte Richtung der ersten Rotationsachse und/oder der vorderen Kante des ersten Luftleitelements erfolgt.
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In einer weiteren Ausführung können Flächen des Mitnehmers im ersten Verbindungsabschnitt, welche mit der ersten Anlagefläche und der zweiten Anlagefläche in Kontakt stehen, durch die gegenüberliegende erste Anlagefläche und zweite Anlagefläche zueinander verspannt sein. In dieser Ausführung sind die Anlageflächen im ersten Verbindungsabschnitt des ersten Luftleitelements versetzt zueinander angeordnet, so dass eine Verspannung des Mitnehmers bereits im ersten Verbindungsabschnitt bereitgestellt wird. Hierdurch wird auch die Dämpfung verbessert. Einer möglichen Ausdehnung eines Mitnehmers aus Metall (bei starker Hitzeeinwirkung) kann daher auch Rechnung getragen werden, ohne dass es zu einer Veränderung der Bedienkräfte zum Verschwenken der Luftleitelemente kommt. Zudem können hierüber auch Toleranzen bei der Fertigung des Mitnehmers und/oder der Luftleitelemente ausgeglichen werden.
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In einer weiteren Ausführung können das erste Luftleitelement und/oder das zweite Luftleitelement im ersten Verbindungsabschnitt und/oder im zweiten Verbindungsabschnitt eine relativ zur Oberfläche des ersten Luftleitelements und/oder des zweiten Luftleitelements geneigt ausgebildete Begrenzungswand aufweisen, welche eine Auslenkung des ersten Luftleitelements und/oder des zweiten Luftleitelements nach Maßgabe der Neigung und der Ausbildung eines entsprechenden Anlagebereichs des Mitnehmers begrenzen. Zusätzlich oder alternativ zu mindestens einem Begrenzungselement kann somit die maximale Auslenkung der Luftleitelemente beeinflusst und begrenzt werden.
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In einer weiteren Ausführung kann die erste Öffnung omegaförmig ausgebildet sein. Dabei kann insbesondere der Durchmesser der ersten Öffnung über die gesamte erste Öffnung gleich groß und insbesondere mindestens so groß sein wie der Durchmesser des ersten Koppelzapfens. Es kann aber auch die erste Öffnung eine Verjüngung aufweisen, welche beim Einsetzen des ersten Koppelzapfens von diesem überfahren werden muss. Somit wird im eingesetzten Zustand des ersten Koppelzapfens der erste Koppelzapfen in der ersten Öffnung über die Verjüngung gehalten.
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In einer weiteren Ausführung kann sich der erste Koppelzapfen über die gesamte Breite des ersten Verbindungsabschnitts des ersten Luftleitelements und der zweite Koppelzapfen sich teilweise über die Breite des zweiten Verbindungsabschnitts des zweiten Luftelements erstrecken. Der Zusammenbau der einzelnen Komponenten (Luftleitelemente und Mitnehmer) wird damit auch vereinfacht.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen.
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Figurenliste
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In den Zeichnungen zeigt:
- 1 verschiedene Ansichten einer Anordnung mit zwei Luftleitelementen und einem Mitnehmer;
- 2 eine Draufsicht auf die Anordnung von 1,
- 3 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts von 2;
- 4 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts von 1c);
- 5 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts von 1c) in perspektivischer Ansicht;
- 6 verschiedene Ansichten eines ersten Verbindungsabschnitts eines ersten Luftleitelements;
- 7 verschiedene Ansichten eines zweiten Verbindungsabschnitts eines zweiten Luftleitelements;
- 8 verschiedene Ansichten eines Mitnehmers;
- 9 verschiedene Schnittansichten der Anordnung von 4 durch die Schnittebene entlang der Linie A-A; und
- 10 verschiedene Schnittansichten der Anordnung von 4 durch die Schnittebene entlang der Linie B-B.
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In den Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen versehene Elemente entsprechen im Wesentlichen einander, sofern nichts anderes angegeben ist. Darüber hinaus wird darauf verzichtet, Bestandteile zu zeigen und zu beschreiben, welche nicht wesentlich zum Verständnis der hierin offenbarten technischen Lehre sind. Im Weiteren werden nicht für alle bereits eingeführten und dargestellten Elemente die Bezugszeichen wiederholt, sofern die Elemente selbst und deren Funktion bereits beschrieben wurden oder für einen Fachmann bekannt sind.
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Ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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In den 1-10 sind verschiedene Ansichten einer Anordnung mit zwei Luftleitelementen 10, 20 und einem Mitnehmer 30 sowie die Komponenten der Anordnung gezeigt, die Bestandteil eines Luftausströmers sind.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Luftleitelements 10, eines zweiten Luftleitelements 20 und eines Mitnehmers 30. Die Luftleitelemente 10 und 20 und der Mitnehmer 30 sind Bestandteile eines in den Figuren nicht gezeigten Luftausströmers. Der Luftausströmer weist ein Gehäuse auf, in dem die Luftleitelemente 10 und 20 über Lagerzapfen 12 und Lager 22 in gegenüberliegenden Gehäusewänden des Luftausströmergehäuses drehbar gelagert sind. Die erste Rotationsachse des ersten Luftleitelements 10 verläuft durch die Lagerzapfen 12 und die parallel dazu verlaufende erste Rotationsachse des zweiten Luftleitelements 20 verläuft durch die Lagerzapfen 22.
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Der Luftausströmer kann zusätzlich weitere Luftleitelemente aufweisen, die um orthogonal zu den ersten Rotationsachsen der Luftleitelemente 10 und 20 verlaufende Achsen drehbar im Gehäuse gelagert sind. Solche Luftleitelemente können sich in Luftströmungsrichtung vorgelagert zu dem ersten Luftleitelement 10 und dem Luftleitelement 20 befinden. Zusätzlich kann der Luftausströmer eine Drosseleinrichtung aufweisen, über welche die Menge der zugführten Luft veränderbar ist.
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Der Luftausströmer ist vorzugsweise als flacher Ausströmer ausgebildet und weist daher auch nur zwei Luftleitelemente 10 und 20 auf. Der Luftausströmer eignet sich zum Einbau in Kraftfahrzeugen, wie beispielsweise PKW, und befindet sich dabei im Bereich der Mittelkonsole. In weiteren Ausgestaltungen kann der Luftausströmer auch an anderen Positionen vorgesehen sein. Im Weiteren kann der Luftausströmer auch anstelle einer Ausrichtung, wobei der Luftausströmer eine größere Breite wie Höhe aufweist, anders ausgerichtet angeordnet werden.
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Der Luftausströmer ist über einen Versorgungskanal mit einer Belüftungseinrichtung, wie beispielsweise einer Klimaanlage gekoppelt, sodass über den Luftausströmer klimatisierte Luft ausgegeben werden kann. Zur Änderung der Richtung der ausgegebenen Luft können die Luftleitelemente 10 und 20 sowie ggf. weitere, um orthogonal zu den Luftleitelementen 10 und 20 verlaufende Achsen rotierbar gelagerte Luftleitelemente rotiert werden. Das Verstellen der Luftleitelemente 10, 20 und von weiteren Luftleitelementen kann manuell über Stelleinrichtungen oder über Antriebe erfolgen, wobei eine ferngesteuerte Bedienung möglich ist.
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Das Gehäuse des Luftausströmers, die Luftleitelemente 10, 20 sowie weitere Luftleitelemente und eine Drosseleinrichtung können aus Kunststoff bestehen und sind daher in einem Spritzgussprozess in hoher Stückzahl kostengünstig und schnell herstellbar. Der Mitnehmer 30 kann in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus Kunststoff oder aus Metall bestehen. Bspw. kann ein aus Metall oder einer Metalllegierung bestehender Mitnehmer 30 durch Stanzen ebenfalls in hoher Stückzahl kostengünstig gefertigt werden.
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1a) zeigt eine perspektivische Darstellung der Anordnung bestehend aus dem ersten Luftleitelement 10, dem zweiten Luftleitelement 20 und dem Mitnehmer 30. 1b) zeigt die Anordnung von 1a) in Blickrichtung auf die Luftaustrittsöffnung des Luftausströmers. 1c) zeigt die Anordnung in Blickrichtung von einem Luftzuführkanal auf die Rückseite der Luftleitelemente 10, 20, welche der Luftaustrittsöffnung abgewandt ist.
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2 zeigt eine Draufsicht auf die Anordnung von 1 und 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts von 2.
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4 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts von 1c) und 5 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts von 1c) in perspektivischer Ansicht.
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Das erste Luftleitelement 10 weist einen ersten Verbindungsabschnitt 13 mit einem ersten Koppelzapfen 14 auf. Der erste Koppelzapfen 14 erstreckt sich über die gesamte Breite des Verbindungsabschnitts 13, wie in den 3 und 6 gezeigt.
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Das zweite Luftleitelement 20 weist einen Verbindungsabschnitt 23 mit einem zweiten Koppelzapfen 24 auf. Der zweite Koppelzapfen 24 erstreckt sich nur teilweise über die Breite des Verbindungsabschnitt 23, wie in 7 gezeigt.
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Der Mitnehmer 30 verbindet die Luftleitelemente 10 und 20 an deren Rückseite über die Verbindungsabschnitte 13 und 23, wobei der erste Koppelzapfen 14 in einer ersten Öffnung 32 des Mitnehmers 30 und der zweite Koppelzapfen 24 in einer zweiten Öffnung 34 des Mitnehmers 30 aufgenommen sind (siehe 8).
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Der erste Verbindungsabschnitt 13 weist eine erste Anlagefläche 15 und eine zweite Anlagefläche 16 auf. Die erste Anlagefläche 15 und die zweite Anlagefläche 16 sind in Bezug auf den ersten Koppelzapfen 14 versetzt zueinander angeordnet, sodass der Mitnehmer 30 in der Darstellung von 4 an einem oberen Abschnitt an der ersten Anlagefläche 15 und in einem darunter befindlichen Abschnitt an der Anlagefläche 16 anliegt. Die erste Anlagefläche 15 und die zweite Anlagefläche 16 verlaufen hierzu in parallel zueinander angeordneten Ebenen und sind im Wesentlichen soweit voneinander beabstandet, dass der Mitnehmer 30 dazwischen aufgenommen werden kann.
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Der Abstand der Ebenen, in welchen die erste Anlagefläche 15 und die zweite Anlagefläche 16 verlaufen, entspricht daher im Wesentlichen der Dicke des Mitnehmers (siehe hierzu 8b).
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Der zweite Verbindungsabschnitt 23 weist eine dritte Anlagefläche 26 auf, die sich entweder in der Ebene der ersten Anlagefläche 15 oder einer dazu parallel verlaufenden Ebene erstreckt.
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Über die drei Anlageflächen 15, 16 und 26 sind das erste Luftleitelement 10 und das zweite Luftleitelement 20 zueinander mittels des Mitnehmers 30 verspannt, sodass es zu keinem Klappern im Betrieb des Luftausströmers bzw. eines Fahrzeugs kommen kann und zudem auch geringe Toleranzen ausgeglichen werden können, weil das erste Luftleitelement 10 und das zweite Luftleitelement 20 zusätzlich über deren Lagerzapfen 12, 22 eine definierte Position entlang der ersten Rotationsachsen im Luftausströmergehäuse aufweisen. Vorteilhaft ist durch die Ausgestaltung des Mitnehmers 30 sowie der Luftleitelemente 10 und 20 sichergestellt, dass beim Rotieren der Luftleitelemente 10, 20 der Mitnehmer 30 nicht „springen“ kann, weil der Mitnehmer 30 über die zweite Öffnung 34, in welcher der zweite Koppelzapfen 24 aufgenommen ist, in Bezug auf seine Position relativ zum Koppelzapfen 24 nicht verlagert werden kann.
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Die 6a) - c) zeigen verschiedene Ansichten des ersten Verbindungsabschnitts 13 des ersten Luftleitelements 10. Der erste Koppelzapfen 14 erstreckt sich über die gesamte Breite bzw. den Ausschnitt des ersten Verbindungsabschnitts 13, wobei der erste Verbindungsabschnitt 13 wie aus den 6a) - c) ersichtlich, einen Abschnitt entlang des ersten Koppelzapfens 14 aufweist, welcher sowohl von oben (6b) als auch von unten (6c) zugänglich ist. Der freie Raum innerhalb des ersten Verbindungsabschnitts 13 wird durch die erste Anlagefläche 15 von oben und durch die zweite Anlagefläche 16 von unten begrenzt. Somit verbleibt im ersten Verbindungsabschnitt 13 ein freier Bereich, der so breit ist wie in etwa der Mitnehmer 30.
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Die 7a) - c) zeigen verschiedene Ansichten des zweiten Verbindungsabschnitts 23 des zweiten Luftleitelements 20. Der zweite Koppelzapfen 24 erstreckt sich von der rechten Seite (siehe 7a) des zweiten Verbindungsabschnitts 23 nur teilweise über den Verbindungsabschnitt 23, so dass der Mitnehmer 30 mit seiner geschlossenen zweiten Öffnung 34 auf den zweiten Koppelzapfen 24 aufgeschoben werden kann. Die Lagerung des Mitnehmers 30 über die zweite Öffnung 34 und den zweiten Koppelzapfen 24 stellt sicher, dass der Mitnehmer 30 über die zweite Öffnung 34 nur um den Koppelzapfen 24 rotiert werden kann, so dass keine radiale Verlagerung des Mitnehmers 30 in Bezug auf den zweiten Koppelzapfen 24, insbesondere beim Verstellen der Luftleitelemente 10, 20 auftreten kann. Im Bereich des ersten Verbindungsabschnitts 13 wird eine radiale Verlagerung des Mitnehmers 30 im Bereich der offen ausgebildeten ersten Öffnung 32 dadurch unterbunden, dass der Mitnehmer 30 in diesem Bereich zwischen den Anlageflächen 15 und 16 aufgenommen ist, wobei insbesondere eine Reibung zwischen den Anlageflächen 15 und 16 und den entsprechenden Seiten des Mitnehmers 30 auftritt. Ferner ist der radiale Weg durch die Rückwand des ersten Verbindungsabschnitts 13 begrenzt und die Bedienkraft zum Rotieren der Luftleitelemente 10, 20 wird auf das erste Luftleitelement 10 eingebracht.
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Der zweite Verbindungsabschnitt 23 wird auf der rechten Seite im Bereich über dem zweiten Koppelzapfen 24 von der dritten Anlagefläche 26 begrenzt.
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Die 8a) und b) zeigen verschiedene Ansichten des Mitnehmers 30. Der Mitnehmer 30 weist an seinen Endabschnitten Aufnahmebereiche mit den Öffnungen 32 und 34 auf. Die Weite der Öffnungen 32, 34 bzw. deren Durchmesser entspricht im Wesentlichen dem Durchmesser der Koppelzapfen 14 und 24.
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Die erste Öffnung 32 weist eine offene Seite auf, so dass der Mitnehmer 30 hierüber auf den ersten Koppelzapfen 14 zwischen die Anlageflächen 15 und 16 aufgeschoben werden kann.
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Die Dicke des Mitnehmers 10 entspricht im Wesentlichen dem Abstand zwischen der ersten Anlagefläche 15 und der zweiten Anlagefläche 16.
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Der die zweite, kreisförmige Öffnung 34 umgebende Bereich des Mitnehmers 30 ist wie der die erste Öffnung 32 umgebende Bereich als Reibfläche 36 ausgebildet und weist eine derartige Oberflächenbeschaffenheit auf, welche eine erhöhte Reibung zwischen den Anlageflächen 15, 16 und 26 sowie den Reibflächen 36 bereitstellt, wodurch das erforderliche Moment zum Rotieren der Luftleitelemente 10, 20 unabhängig von deren Ausrichtung im Wesentlichen gleich bleibt. Somit wird eine gleichmäßige Haptik beim Verstellen der Luftleitelemente 10, 20 bereitgestellt. Weiterhin kann auch bei einer motorischen Ansteuerung das aufzubringende Moment im Wesentlichen gleich bleiben, so dass die Steuerung etwaiger Motoren einfach gehalten werden kann.
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Die Reibflächen 36 werden zu beiden Seiten des Mitnehmers 30 in den jeweiligen Bereichen 12 ausgebildet. In weiteren Ausführungen kann im Bereich der zweiten Öffnung 34 nur auf einer Seite eine Reibfläche 36 ausgebildet sein, da auch nur auf einer Seite der Mitnehmer 30 mit der dritten Anlagefläche 26 in Anlage kommt.
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Die Reibflächen 36 können sich insbesondere über den kompletten Bereich des Mitnehmer 30 erstrecken, welcher in Anlage mit den Anlageflächen 15, 16 und 26 in den verschiedenen Stellungen der Luftleitelemente 10, 20 kommt. Die Reibflächen 36 weisen daher eine relativ große Erstreckung auf. Dementsprechend wird eine große Kontaktfläche zwischen den Reibflächen 36 des Mitnehmers 30 und den Anlageflächen 15, 16 und 26 der Luftleitelemente 10 und 20 bereitgestellt. Hierdurch lässt sich die nötige Bedienkraft zum Rotieren der Luftleitelemente 10 und 20 einfach einstellen.
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Der Mitnehmer 30 dient neben der Bereitstellung einer Dämpfungsfunktion zum Einstellen einer Bedienkraft auch zum Koppeln der Luftleitelemente 10, 20 bei der Luftablenkung.
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Durch die versetzte Anordnung der Anlageflächen 15, 16 und 26 wird zudem ein Toleranzausgleich bereitgestellt, wobei größere Toleranzen für den Mitnehmer 30 und die Luftleitelemente 10, 20 verwendet werden können. Dies wirkt sich insbesondere kostengünstig auf den Herstellungsprozess und die Bauteile aus.
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Die 9a), b) zeigen verschiedene Schnittansichten der Anordnung von 4 durch die Schnittebene entlang der Linie A-A und die 10a), b) zeigen verschiedene Schnittansichten der Anordnung von 4 durch die Schnittebene entlang der Linie B-B.
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Es sind ferner die Schrägen 18 und 28 gezeigt, welche in den verschiedenen Stellungen wechselweise die Rotation der Luftleitelemente 10, 20 durch Anlage am Mitnehmer 30 begrenzen und durch eine entsprechende Ausgestaltung der Luftleitelemente 10, 20 in den Verbindungsabschnitten 13, 23 ausgebildet werden. Die Schrägen 18, 28 befinden sich in den Verbindungsabschnitten 13 und 23 und erstrecken sich jeweils nur teilweise über die Breite der Verbindungsabschnitte 13, 23 im Bereich des Mitnehmers 30.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel steht der Mitnehmer 30 über drei Bereiche mit den Luftleitelementen 10, 20 in Kontakt.
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Der Mitnehmer 30 kann weiterhin durch die erste Anlagefläche 15 und die zweite Anlagefläche 16 im Bereich mit der ersten Öffnung 32 verspannt sein. Hierzu verlaufen die erste Anlagefläche 15 und die zweite Anlagefläche 16 entsprechend beabstandet und versetzt zueinander, so dass unter Berücksichtigung der Verspannung über die dritte Anlagefläche 26 ein Verspannen erfolgen kann. Bspw. kann hierbei der Abstand der parallelen Ebenen, in welchen die erste Anlagefläche 15 und die zweite Anlagefläche 16 verlaufen, geringer sein als die Dicke des Mitnehmers 30, so dass der Mitnehmer 30 „über“ der ersten Öffnung 32 „seitlich“ versetzt zu dem Bereich „unter“ der ersten Öffnung 32 ist.
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Der Abstand der Anlageflächen 15, 16 sowie 26 und die Breite des Mitnehmers 30 definieren, wie groß die erforderliche Bedienkraft beim Verschwenken der Luftleitelemente 10 und 20 ist.
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Die Anlageflächen 15, 16 und 26 können auch als Reibflächen ausgebildet sein und hierzu, analog zu den Reibflächen 36, eine entsprechende Beschichtung oder strukturierte Oberfläche aufweisen. Bspw. können Reibflächen durch eine besondere Beschichtung oder durch Zusätze erzeugt werden. Hierbei können beispielsweise für den Kunststoff Glasfaserelemente eingebracht werden.
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Ein Abrieb und damit eine Veränderung der erforderlichen Bedienkräfte zum Verstellen der Luftleitelemente 10, 20 durch Materialschwächung wird im Wesentlichen dadurch verhindert, dass der Mitnehmer 30 über seine Reibflächen 36 und die Luftleitelemente 10, 20 über die Anlageflächen 15, 16 und 26 flächig aneinander anliegen. Dabei wird eine relativ große Kontaktfläche ausgebildet, sodass es bei Bewegung zu keinem Einschneiden oder Zerspanen kommt. Im Stand der Technik kam es durch die Reibung zwischen einem Zapfen und den umgreifenden Teil einer Koppelstange häufig zu einem Abrieb, so dass die Synchronität beim Verschwenken von Lamellen abnahm und ein ordnungsgemäßer Betrieb nicht mehr möglich war. Die hierin beschriebene Lehre verhindert oder reduziert jedoch einen solchen Abrieb und stellt zudem sicher, dass es beim Verstellen der Luftleitelemente 10, 20 nicht zu einer ungewollten Verlagerung des Mitnehmers 30 kommt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Luftleitelement
- 12
- Lagerzapfen
- 13
- Verbindungsabschnitt
- 14
- Koppelzapfen
- 15
- Anlagefläche
- 16
- Anlagefläche
- 18
- Schräge
- 20
- Luftleitelement
- 22
- Lagerzapfen
- 23
- Verbindungsabschnitt
- 24
- Koppelzapfen
- 26
- Anlagefläche
- 28
- Schräge
- 30
- Mitnehmer
- 32
- Öffnung
- 34
- Öffnung
- 36
- Reibfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014105359 B4 [0006]
- DE 102016108356 A1 [0006]
- DE 102015120600 A1 [0006]
- DE 202017102028 U1 [0007]
- DE 20118274 U1 [0008]
- DE 102018118234 A1 [0014]
