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Die Erfindung betrifft einen Luftausströmer, auch Frischluftgrill genannt, mit einstellbarer Luftaustrittsrichtung, insbesondere einen Flach- oder Fugenausströmer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Richten eines Luftstroms mit einem derartigen Luftausströmer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
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Luftausströmer können beispielsweise in Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen verwendet werden und dienen im Allgemeinen dazu, den aus einer Luftaustrittsöffnung ausströmenden Luftstrom in horizontaler und/oder vertikaler Richtung zu regeln. Der Luftausströmer kann beispielsweise in der Instrumententafel eines Kraftfahrzeuges angeordnet sein.
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Flach- oder Fugenausströmer zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine geringe Höhe im Vergleich zu ihrer Breite aufweisen, beispielsweise ein Verhältnis der Höhe zur Breite von etwa 1:6 bis etwa 1:7. Bei derartigen bekannten Flach- oder Fugenausströmern ist oftmals ein Luftleitelement vorgesehen, das sich über die gesamte Breite erstreckt. Mehrere parallel verschwenkbar gelagerte Lamellen können in Blickrichtung auf den Ausströmer hinter dem Luftleitelement bzw. in Strömungsrichtung der Luft vor diesem gelagert sein.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen und Verfahren zum Einstellen eines Luftstroms bekannt.
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Bei bekannten Luftausströmern können vertikal und horizontal ausgerichtete Luftleitelemente oder Lamellen hintereinander angeordnet sein. In der Regel können über einen Verstellmechanismus sowohl die horizontal verlaufenden Lamellen als auch die vertikal verlaufenden Lamellen getrennt oder gemeinsam verschwenkt werden, um die Richtung der ausströmenden Luft einzustellen.
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Aus der
DE 10 2017 111 011 A1 ist ein Luftausströmer bekannt, der zwei erste Luftleitelemente aufweist, die in Luftströmungsrichtung einer Luftaustrittsöffnung und einem vorderen Abschnitt eines Luftkanals des Luftausströmers vorgelagert sind. Die ersten Luftleitelemente sind so angeordnet, dass sie den Querschnitt des Luftkanals verkleinern, wobei die Schwenkachsen der ersten Luftleitelemente durch die der Luftaustrittsöffnung abgewandten Stirnseiten der ersten Luftleitelemente verlaufen.
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Aus der
DE 10 2017 113 906 A1 ist ein Luftausströmer bekannt, der ein Luftleitelement und eine Absperreinrichtung aufweist, wobei das Luftleitelement im Bereich einer Luftaustrittsöffnung angeordnet ist und die Absperreinrichtung in Luftströmungsrichtung dem Luftleitelement vorgelagert ist. Die Absperreinrichtung weist eine Absperrwand auf, so dass ein Luftkanal des Luftausströmers über die Absperrwand vollständig verschließbar ist.
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Aus der
DE 10 2015 118 548 B4 ist ein Luftausströmer mit einer Steuereinrichtung zum Steuern der Richtung und der Menge der aus einem Luftausströmer ausströmenden Luft bekannt. Der Luftausströmer ist als Ein-Knopf-Bedienung ausgebildet. Dazu weist der Luftausströmer mindestens eine verschwenkbar in einem Gehäuse gelagerte Steuerlamelle und orthogonal zur Steuerlamelle verlaufende und schwenkbar im Gehäuse gelagerte zweite Lamellen auf, wobei über die Steuerlamelle und die zweiten Lamellen die Richtung des aus dem Gehäuse austretenden Luftstroms und über die zweiten Lamellen zusätzlich die Menge der ausströmenden Luft einstellbar sind.
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Aus der
EP 2 993 068 B1 ist ein Luftausströmer bekannt, welcher mindestens zwei im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Luftleitelemente aufweist, sowie rechtwinklig zu den Luftleitelementen angeordnete, verschwenkbare Lamellen. Ferner ist ein Gehäuse vorgesehen mit einem Lufteintrittsbereich, einem Luftaustrittsbereich und einem zwischen dem Lufteintrittsbereich und dem Luftaustrittsbereich angeordneten Luftkanal. Die mindestens zwei Luftleitelemente weisen einen ersten, zweiten und einen dritten Abschnitt auf, wobei die Abschnitte miteinander verschwenkbar verbunden sind.
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Aus der
DE 10 2013 210 055 B3 ist ein Luftausströmer mit einem Gehäuse, einer in axialer Richtung zum Gehäuse befindlichen Lufteintrittsöffnung und einer der Lufteintrittsöffnung gegenüberliegenden Luftaustrittsöffnung bekannt. Ferner ist ein in dem Gehäuse befindliches Luftleitelement mit einer ersten Luftleitfläche und einer der ersten Luftleitfläche gegenüberliegenden und zur ersten Luftleitfläche symmetrischen zweiten Luftleitfläche vorgesehen, wobei durch das Gehäuse und die erste Luftleitfläche ein erster Luftkanal gebildet wird. Durch das Gehäuse und die zweite Luftleitfläche wird ein zweiter Luftkanal gebildet. Ferner ist ein erster Flügel vorgesehen, der an dem der Lufteintrittsöffnung zugewandten Ende des Luftleitelementes beweglich angeordnet ist. Die Beweglichkeit des ersten Flügels ist so ausgebildet, dass aufgrund der Stellung des ersten Flügels das Verhältnis von einem ersten Volumenstrom im ersten Luftkanal zu einem zweiten Volumenstrom im zweiten Luftkanal einstellbar ist.
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Aus der
DE 10 2007 019 602 B3 ist ebenfalls ein Luftausströmer mit einem Düsengehäuse, einer in axialer Richtung zum Düsengehäuse befindlichen Lufteintrittsöffnung, einer der Lufteintrittsöffnung gegenüberliegenden Luftaustrittsöffnung und einem kegelförmigen Luftleitelement bekannt. Das Düsengehäuse und das Luftleitelement sind zur Erzeugung des Coanda-Effektes ausgebildet, so dass ein gerichteter Luftstrahl aus der Luftaustrittsöffnung austritt.
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Aus der
DE 10 2006 032 587 A1 ist eine Luftausströmeinrichtung für Fahrzeuge bekannt, welche einen Luftkanal, eine Luftauslassöffnung, über die im in das Fahrzeug eingebauten Zustand Luft aus dem Luftkanal in einen Fahrgastraum des Fahrzeugs strömt, sowie mindestens ein zwischen den beiden Wandungsbereichen und dem Bereich der Luftauslassöffnung angeordneten lamellenartigen Luftleitelement vorgesehen. Das Luftleitelement ist zweiteilig ausgebildet und weist einen vorderen Lamellenabschnitt und einen scharnierartig damit verbundenen hinteren Lamellenabschnitt auf.
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In der
DE 20 2012 100 980 U1 ist eine Ein-Knopf-Bedienung für einen Luftausströmer beschrieben, wobei zur Steuerung des Luftstroms eine Änderung der Ausrichtung von in einer ersten und in einer zweiten Richtung verlaufenden, verschwenkbaren Lamellen sowie eine Steuerung der Menge der ausströmenden Luft mittels einer Schließeinrichtung durchführbar ist. Die Lamellen können im Wesentlichen horizontal und vertikal oder in einem bestimmten Winkel zueinander angeordnet verlaufen. Die Einrichtung umfasst ferner ein Bedienelement, mittels welchem die Ausrichtung der in der ersten Richtung und die Ausrichtung der in der zweiten Richtung verlaufenden Lamellen erfolgt sowie ein ringförmiges Bedienrad, mittels welchem die Steuerung der Menge der ausströmenden Luft durch die Schließeinrichtung erfolgt.
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Aus der
DE 10 2015 101 097 A1 ist ein Luftleitelement aus einem flexiblen Material zur Aufnahme in einem Gehäuse bekannt, wobei das Luftleitelement einen am Gehäuse lagerbaren ersten Endabschnitt und einen dem ersten Endabschnitt gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt aufweist. Der zweite Endabschnitt ist in dem Gehäuse lagerbar, wobei durch Krafteinwirkung mindestens einer Kraftkomponente auf das Luftleitelement das Luftleitelement mindestens in einem Bereich zwischen dem ersten Endabschnitt und dem zweiten Endabschnitt verformbar ist und wobei das Luftleitelement mindestens eine sich quer zur Längsrichtung des Luftleitelements erstreckende Öffnung aufweist.
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Die
DE 10 2012 019 024 A1 betrifft eine geometrisch verformbare Leiteinrichtung zur Steuerung und/oder Lenkung von Fluidströmen, die mindestens einen dielektrischen Elastomeraktor sowie mindestens ein Element zur Ausübung einer mechanischen Stellkraft auf den dielektrischen Elastomeraktor umfasst. Bei Anlegen einer elektrischen Spannung ändert der dielektrische Elastomeraktor seine Länge in mindestens einer Richtung, durch diese Verformung lassen sich die Fluidströme gezielt steuern.
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Die
DE 10 2013 108 059 A1 betrifft ein Luftleitelement aus einem flexiblen Material für einen Luftausströmer sowie einen Luftausströmer, wobei mindestens ein Luftleitelement in einem ersten Endabschnitt gelagert ist und mindestens ein dem ersten Endabschnitt gegenüberliegender zweiter Endabschnitt derart abgestützt ist, dass durch Einwirkung mindestens einer Kraftkomponente auf einen Bereich des Luftleitelements zwischen dem ersten Endabschnitt und dem zweiten Endabschnitt sich das Luftleitelement mindestens in diesem Bereich verformt und das Luftleitelement nach Beendigung der Einwirkung der Kraftkomponente selbsttätig in die Ausgangsstellung zurückkehrt.
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Ansonsten sind Luftausströmer aus der
JP 2006 30 6365 A , der
JP S60 169 044 A , der
FR 2 872 260 A1 und der
DE 199 43 822 B4 bekannt.
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Bekannte Luftausströmer, insbesondere sogenannte Flach- oder Fugenausströmer, weisen eine schmale Luftaustrittsöffnung auf. Darüber hinaus benötigen die bekannten Flachausströmer zwei Fugen, um die Ablenkung der ausströmenden Luft nach oben und nach unten zu gewährleisten.
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Nachteilig bei derartigen Luftausströmern ist, dass ein erheblicher Aufwand betrieben werden muss, um Druckverluste zu minimieren, Strömungsgeschwindigkeiten zu optimieren und Strömungsgeräusche zu minimieren. Die Herstellung eines derartigen Luftausströmers verursacht aufgrund der Vielzahl der benötigten Bauteile zudem hohe Kosten.
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Ferner ist bei den bekannten Luftausströmern der komplexe Aufbau mit der aufwendigen Kinematik nachteilig.
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Ausgehend von den zuvor beschriebenen Nachteilen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde einen verbesserten Luftausströmer anzugeben, der eine geringe Bauraumhöhe und einen einfachen Aufbau aufweist, sowie ein verbessertes Verfahren zum Richten eines Luftstroms bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Luftausströmer nach Anspruch 1 und einem Verfahren zum Richten eines Luftstroms nach Anspruch 13. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die Erfindung betrifft einen Luftausströmer mit einstellbarer Luftaustrittsrichtung, insbesondere einen Flach- oder Fugenausströmer, mit einem Strömungskanal, der eine Lufteintrittsöffnung und eine der Lufteintrittsöffnung im wesentlichen gegenüberliegenden Luftaustrittsöffnung, insbesondere eine Luftaustrittsfuge, aufweist, wobei ein Luftstrom in einer Strömungsrichtung durch die Lufteintrittsöffnung in den Strömungskanal ein- und durch die Luftaustrittsöffnung ausströmbar ist, mit einem zwischen der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung angeordneten Luftumlenkbereich zum Einstellen der Luftaustrittsrichtung an der Luftaustrittsöffnung, wobei in dem Strömungskanal wenigstens ein in dem Luftumlenkbereich angeordnetes Reguliermittel zum Beeinflussen der Strömungskanalgeometrie angeordnet ist.
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Wie erwähnt, zeichnen sich Flach- oder Fugenausströmer dadurch aus, dass sie eine geringe Höhe im Vergleich zu ihrer Breite aufweisen, beispielsweise ein Verhältnis der Höhe zur Breite von etwa 1:6 bis etwa 1:7. Bevorzugt kann eine Breite des Luftausströmers von etwa 180 mm bei einer Höhe von etwa 30 mm vorgesehen sein. Alternativ kann der Luftausströmer auch orthogonal oder auch schräg verlaufend angeordnet sein, so dass sich das Verhältnis der Breite zur Höhe des Luftausströmers entsprechend der Anordnung ändert.
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Erfindungsgemäß ist das wenigstens eine Reguliermittel zum Aufteilen des Luftstroms in durch das Reguliermittel hindurchströmende Teilströme und zum Leiten der Teilströme elastisch verformbar und im Wesentlichen schlauchförmig ausgestaltet. Mit anderen Worten durchströmt ein Teilstrom des Luftstroms das schlauchförmige Reguliermittel.
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Das wenigstens eine Reguliermittel weist demnach eine reversibel veränderliche geometrische Gestalt auf. Hierdurch kann die Richtung des Luftstroms bzw. der Teilströme auf sehr einfache Weise ohne aufwendige Kinematik geändert werden. Indem die Form des Reguliermittels geändert wird, wird dadurch die Richtung des durch das Reguliermittel strömenden Teilstroms gezielt geändert.
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Unter einem Richtungsvektor eines Luftstroms werden die Richtung und der Betrag des Luftstroms verstanden. Mittels des wenigstens einen Reguliermittels wird der Luftstrom in Teilströme aufgeteilt. Durch die Aufteilung des Luftstroms in wenigstens zwei Teilströme lässt sich der Richtungsvektor des aus der Austrittsöffnung ausströmenden Luftstroms insgesamt beeinflussen. Mit anderen Worten lässt sich die Luftströmungsrichtung eines jeden Teilstroms an der Luftaustrittsöffnung mittels des wenigstens einen elastisch verformbaren Reguliermittels einstellen.
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Bei mehreren Reguliermitteln wird der Luftstrom in entsprechend viele Teilströme aufgeteilt, welche jeweils durch ein schlauchförmiges Reguliermittel strömen.
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Wie erwähnt, wirken die Reguliermittel aufgrund der reversibel verformbaren Gestalt derart zusammen, dass die Strömungskanalgeometrie insgesamt mit einfachen Mitteln geändert wird. Auf diese Weise kann also die Richtung des Luftstroms bzw. der einzelnen Teilströme durch Änderung der Geometrie des Reguliermittels einfach geändert werden. Um diese Anforderungen zu gewährleisten, werden die vorteilhaften Materialeigenschaften bezüglich der Reversibilität der Elastomere ausgenutzt.
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Das wenigstens eine schlauchförmig ausgestaltete Reguliermittel weist vorzugsweise einen etwa kreisförmigen Querschnitt auf. Zum Durchströmen der Teilströme ist das schlauchförmige Reguliermittel hohl. Die Wandstärke des Reguliermittels kann variieren.
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Ein Steuer- bzw. Verstellelement kann mit den schlauchförmigen elastisch verformbaren Reguliermitteln bzw. Luftleitelementen verbunden sein, um diese Elemente in Y- und in Z-Richtung, d.h. längs und quer zur Luftaustrittsöffnung, beispielsweise zu einer Luftaustrittsfuge, zu verstellen und damit den Luftstrom entsprechend einzustellen. Eine Verstellung bzw. Verschiebung des Steuer- bzw. Verstellelements kann hierfür auf diese elastisch verformbaren Reguliermittel übertragen werden.
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Der Luftstrom strömt durch die Lufteintrittsöffnung ein und wird dann aufgrund der Reguliermittel in Teilströme aufgeteilt, welche wiederum durch die geometrische Form des elastisch verformbaren Reguliermittels im Luftumlenkbereich des Luftausströmers zur Luftaustrittsöffnung geleitet werden und dort ausströmen.
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Aufgrund der schlauchförmigen, elastisch verformbaren Reguliermittel ergeben sich die Vorteile, dass eine gegenüber dem Stand der Technik deutlich einfachere Kinematik realisiert und eine „weiche“ Luftführung möglich ist. Mit anderen Worten wird ein „harter“ Übergang des Luftstroms vermieden und es ist ein „weiches“ Leiten des Luftstroms gewährleistet, insbesondere ohne harte Kanten der Bauteile, wie etwa Klappen oder Dergleichen. Darüber hinaus werden die Herstellungskosten durch die Verwendung von Gleichteilen reduziert. Ferner ist auf diese Weise ein Fugenausströmer mit nur einer Fuge möglich, wodurch auch die Ästhetik des Ausströmers verbessert wird.
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Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das wenigstens eine Reguliermittel als elastisches Schlauchelement, vorzugsweise als Silikonschlauch, ausgebildet. Vorzugsweise können mehrere Reguliermittel durch im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete elastische Schlauchelemente, vorzugsweise durch Silikonschläuche, gebildet sein.
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Aufgrund dieser Ausgestaltung, insbesondere ohne aufwendige Klappen- und Lamellenkonstruktionen, weist der Luftausströmer wenige Bauteilkomponenten auf, so dass die Kosten für die Herstellung und für die Montage des Luftausströmers weiter reduziert sind. Ferner werden ungewollte Störgeräusche, wie Klappern der Bauteile oder ein Pfeifgeräusch vermieden. Silikon hat eine hohe Temperaturbeständigkeit, die den Anforderungen an einen Luftausströmer (Frischluftgrill) - typischerweise -30°C - +90C° - gut entspricht.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung erstreckt sich das wenigstens eine Reguliermittel im Strömungskanal im Wesentlichen von der Lufteintrittsöffnung zur Luftaustrittsöffnung, insbesondere strömen die durch die Reguliermittel strömenden bzw. geleiteten Teilströme in einer Grundstellung des Reguliermittels im Wesentlichen unabgelenkt von der Lufteintrittsöffnung zur Luftaustrittsöffnung.
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Durch eine unabgelenkte Durchströmung des Luftstroms durch den Luftausströmer vermindert sich der Staudruck des Luftsystems, erhöht sich dementsprechend die Lüftungs- Kühl- Heizleistung des Systems und vermindern sich die Geräusche des Gesamtsystems.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Luftausströmer zum Einstellen der Luftaustrittsrichtung ein mit dem wenigstens einen elastisch verformbaren Reguliermittel wirkverbundenes Verstellelement zur reversiblen Änderung der geometrischen Gestalt des wenigstens einen Reguliermittels auf.
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Insbesondere kann das Verstellelement mit dem wenigstens einen Reguliermittel mechanisch wirkverbunden sein.
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Mit anderen Worten ist das wenigstens eine Reguliermittel derart mit dem Verstellelement gekoppelt, dass insbesondere eine Verstellung bzw. Verschiebung des Verstellelements eine Gestaltänderung des Reguliermittel bewirkt. Beispielsweise bewirkt eine Verschiebung des Verstellelements eine Veränderung der Geometrie des elastisch ausgebildeten Reguliermittels, so dass die Teilströme bzw. der Luftstrom insgesamt in eine gewünschte Richtung abgelenkt werden. Die Geometrie der Reguliermittel kann beispielsweise konvex oder konkav geformte Teilbereiche aufweisen, so dass der Luftstrom entsprechend geleitet werden kann.
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Einige Anforderungen zur Ablenkung des Luftstroms im Luftausströmer sind beispielsweise die Ablenkung des Luftstromes in eine „zugfreie“ Stellung, insbesondere oberhalb des Kopfes der Insassen eines Fahrzeugs oder eine „zugfreie“ Stellung seitlich neben den Handflächen des Fahrers des Fahrzeugs.
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Beispielsweise kann das Verstellelement in wenigstens einer Richtung und in einer zu dieser Richtung senkrechten weiteren Richtung auslenkbar sein, um die geometrische Gestalt des wenigstens einen reversibel veränderlichen Reguliermittels in wenigstens zwei Ebenen zu ändern, welche vorzugsweise etwa senkrecht zueinander stehen.
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Vorteilhaft ist, dass die Bedienung des Verstellmittels außerhalb der Luftaustrittsöffnung des Luftausströmers erfolgen kann. Die Verstellung kann beispielsweise mechanisch oder elektrisch mittels Aktuator erfolgen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Reguliermittel mittels Verstellelement zwischen einer Grundstellung, in welcher der Luftstrom bzw. die Teilströme im Wesentlichen unabgelenkt von der Lufteintrittsöffnung zur Luftaustrittsöffnung strömt bzw. strömen, und einer ausgelenkten Stellung verstellbar, in welcher die Geometrie des wenigstens einen Reguliermittels gegenüber der Grundstellung reversibel verformt ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein, insbesondere im Bereich der Luftaustrittsöffnung angeordnetes Bedienelement zum Einstellen der Richtung des Luftstroms bzw. der Teilströme mit dem Verstellelement gekoppelt ist.
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Die Ansteuerung des Bedienelements ist beispielsweise möglich über eine Mechanik mittels Drehgelenken oder mittels Schiebeelementen.
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Eine elektrische Ansteuerung mittels Aktuatoren wäre ebenfalls denkbar. Vorteilhaft hierbei ist hierbei eine Ansteuerung unabhängig von der Position des Luftausströmers. Ebenfalls können mehrere Luftausströmer mittels eines einzigen Aktuators angesteuert werden. Ferner ist eine automatische Ansteuerung durch die Klimaanlage des Fahrzeuges möglich.
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In einer vorteilhaften Variante der Erfindung weist der Luftausströmer ein Gehäuse mit Lufteintrittsöffnung und Luftaustrittsöffnung auf, so dass dadurch ein besonders einfacher Einbau, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, gewährleistet ist. Ferner sind die Bauteile des Luftausströmers vor äußeren Einflüssen geschützt.
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Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der das Gehäuse zumindest abschnittsweise im Luftumlenkbereich zur Verbesserung einer Laminarität der Teilströme aufgeweitet, insbesondere konvex nach außen gewölbt ist. Auf diese Weise wird der sogenannte Coanda-Effekt ausgenutzt. Unter dem Coanda-Effekt wird im Allgemeinen ein Phänomen bezeichnet, bei welchem ein Gasstrahl an einer Oberfläche entlangläuft, ohne sich davon abzulösen. Die Strömung folgt beispielsweise in Form eines Luftstroms einer konvexen Oberflächenkontur, ohne sich von dieser Kontur abzulösen. Bei Luftausströmern, welche auf dem Coanda-Effekt basieren, kann in einfacher Weise die Richtung des Luftstroms gelenkt werden, ohne dabei eine aufwendige Lamellen- und Luftleitelement-Konstruktion verwenden zu müssen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Luftausströmer wenigstens ein Aufnahmemittel für das wenigstens eine Reguliermittel, insbesondere für wenigstens ein erstes Ende des wenigstens einen Reguliermittels auf. Es kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Aufnahmemittel für einen Längenausgleich bei reversibler Änderung der geometrischen Gestalt des wenigstens einen Reguliermittels gegenüber dem Gehäuse des Luftausströmers beweglich, insbesondere verschiebbar ist.
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Insbesondere ist es denkbar, dass das wenigstens eine Reguliermittel in dem Strömungskanal durch wenigstens eine als Aufnahmemittel ausgebildete Lagerstelle im Bereich seiner Anströmkante und/oder durch wenigstens eine als Aufnahmemittel ausgebildete Lagerstelle im Bereich der Luftaustrittsöffnung gehalten. Insbesondere kann das Reguliermittel verschiebbar gehalten aufgenommen sein. Auf diese Weise können die reversiblen Eigenschaften des Reguliermittels besonders gut umgesetzt werden.
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Durch die verschiebbare Aufnahme des Reguliermittels werden die Anforderungen an die schlauchförmigen Reguliermittel, beispielsweise die Silikonschläuche in Bezug auf Elastizität vermindert. Darüber hinaus werden auch die Bedienkräfte reduziert. Ebenso ist hierdurch die Möglichkeit geschaffen, die Bedienkräfte durch die Schwergängigkeit der Verschiebung zu regulieren.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in Strömungsrichtung am Ende des Luftumlenkbereiches der Teilströme eine Mittellamelle vorgesehen, insbesondere, ist das Bedienelement mit der Mittellamelle gekoppelt. Es ist denkbar, dass das Bedienelement ein Zahnrad oder Zahnsegment aufweist, so dass diese Verbindung über eine Zahnradverbindung umgesetzt ist.
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Dies hat den Vorteil, dass der Luftstrom durch diese Mittellamelle zusätzlich auch in eine Strömungsrichtung quer oder senkrecht zur Strömungsrichtung durch die Teilkanäle abgelenkt werden kann. Aus Sicht eines Benutzers, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, kann der Luftstrom mittels Mittellamelle beispielsweise seitlich, also nach links und rechts abgelenkt werden.
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Die durch den Luftumlenkbereich und das Reguliermittel bedingte Strömungsrichtung würde in einem solchen Fall etwa orthogonal hierzu, also nach oben und unten verlaufen, so dass dadurch eine Ablenkung des Luftstroms sowohl in horizontaler also auch in vertikaler Richtung zur Austrittsöffnung des Luftausströmers möglich ist, d.h. eine Luftablenkung wird in sämtlichen Raumrichtungen ermöglicht. Im Sinne der Erfindung wäre es auch denkbar, dass der Luftausströmer derart angeordnet ist, dass aus Sicht des Bedieners die durch die Mittellamelle bedingte Umlenkung in vertikaler Richtung, also von oben nach unten, und die durch das Reguliermittel bedingte Ablenkungsrichtung dann vom Benutzer aus gesehen in horizontaler Richtung liegt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das wenigstens eine reversibel verformbare Reguliermittel aus einem Elastomer, insbesondere thermoplastischen Elastomer (TPE), vorzugsweise thermoplastischen Elastomer auf Urethanbasis (TPU) besteht oder ein Elastomer aufweist. TPE und TPU sind Materialien die sich in Spritzgusstechnik verarbeiten lassen, dadurch erhöhte Freiheit bei der Formgestaltung gegenüber extrudierten Schläuchen aufweisen.
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Ein unabhängiger Gedanken der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Richten eines Luftstroms mit einem, insbesondere oben beschriebenen, Luftausströmer mit einstellbarer Luftaustrittsrichtung, vorzugsweise einen Flach- oder Fugenausströmer, wobei der Luftstrom durch eine Lufteintrittsöffnung in einen Strömungskanal eintritt und durch eine Luftaustrittsöffnung, insbesondere eine Luftaustrittsfuge, aus dem Strömungskanal austritt, wobei der Luftstrom in einem Luftumlenkbereich im Strömungskanal durch reversible Änderung der geometrischen Gestalt wenigstens eines im Wesentlichen schlauchförmigen Reguliermittels zur Veränderung der Strömungskanalgeometrie beeinflusst, insbesondere in durch das Reguliermittel hindurchströmende Teilströme aufgeteilt und geleitet wird.
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Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die reversible Änderung der geometrischen Gestalt eine elastische Verformung.
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Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Dabei zeigen zum Teil schematisch:
- 1 einen Luftausströmer mit Reguliermitteln in einer Grundstellung,
- 2 den Luftausströmer gemäß 1 in einer ausgelenkten Stellung,
- 3 eine weitere Ausführungsform des Luftausströmers mit einer Mittellamelle in Grundstellung und
- 4 den Luftausströmer gemäß 3 in ausgelenkter Stellung.
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Gleiche oder gleichwirkende Bauteile werden in den nachfolgend dargestellten Figuren der Zeichnung anhand einer Ausführungsform mit Bezugszeichen versehen, um die Lesbarkeit zu verbessern.
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1 zeigt einen Luftausströmer 10 mit einstellbarer Luftaustrittsrichtung 9. Bei dem hier vorgestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Luftausströmer 10 als Flach- oder Fugenausströmer ausgebildet, welcher eine geringe Höhe im Vergleich zu seiner Breite aufweist, beispielsweise ein Verhältnis der Höhe zur Breite von 1:6 bis 1:7. Der Luftausströmer kann auch orthogonal oder auch schräg verlaufend, beispielsweise in einem Fahrzeug, angeordnet sein.
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Ein Luftstrom 15 kann durch eine Lufteintrittsöffnung 2 eines Strömungskanals 1 in den Luftausströmer 10 einströmen und durch eine der Lufteintrittsöffnung 2 im Wesentlichen gegenüberliegende Luftaustrittsöffnung 3 aus dem Strömungskanal 1 ausströmen.
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Der Luftausströmer 10 weist vorliegend ein Gehäuse 14 mit der Lufteintrittsöffnung 2 und der Luftaustrittsöffnung 3 auf. Im Gehäuse 14 kann eine - nicht dargestellte - Engstelle des Strömungskanals 1 im Bereich zwischen der Lufteintrittsöffnung 2 und dem Luftumlenkbereich 4 vorgesehen sein.
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In einer ebenfalls nicht gezeigten Ausführungsform kann das Gehäuse 14 im Luftumlenkbereich 4 zur Verbesserung einer Laminarität des Luftstroms 15 bzw. von Teilströmen 21 aufgeweitet, insbesondere konvex nach außen gewölbt sein.
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Die Luftströmungsrichtung des Luftstroms 15 ist jeweils durch Pfeile in den 1 und 2 angedeutet.
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Beispielsweise kann bei einem Einbau des Luftausströmers 10 in die Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs ein klimatisierter Luftstrom 15 durch die Lufteintrittsöffnung 2 dem Luftausströmer 10 zugeführt werden. Der Luftstrom 15 kann dann im Luftausströmer 10 derart umgelenkt und reguliert werden, dass ein vom Benutzer gewünschter, gerichteter Luftstrom 15 in dem Kraftfahrzeug vorherrscht.
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Hierzu ist zwischen der Lufteintrittsöffnung 2 und der Luftaustrittsöffnung 3 ein Luftumlenkbereich 4 vorgesehen, in welchem der Luftstrom 15 zum Einstellen der Luftaustrittsrichtung 9 an der Luftaustrittsöffnung 3 eingestellt wird.
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In dem Strömungskanal 1 sind vorliegend mehrere, hier sechs in dem Luftumlenkbereich 4 angeordnete Reguliermittel 7 zum Beeinflussen der Strömungskanalgeometrie angeordnet. Diese Reguliermittel 7 zum Leiten des Luftstroms 15 sind vorliegend elastisch verformbar und im Wesentlichen schlauchförmig ausgestaltet, wie 1 und 2 aber auch 3 und 4 zeigen.
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Der Luftstrom 15 wird vorliegend nicht nur eingestellt, sondern mittels der Reguliermittel 7 auch in Teilströme 21 aufgeteilt. Diese Aufteilung geschieht dadurch, dass der Luftstrom 15 durch die Lufteintrittsöffnung 2 in die schlauchförmigen Reguliermittel 7 einströmt und in eine entsprechende Anzahl (vorliegend sechs) Teilströme 21 aufgeteilt wird. Natürlich ist auch eine andere Anzahl an Reguliermitteln 7 denkbar. Diese Teilströme 21 werden aufgrund der jeweiligen Geometrie der Reguliermittel 7 entsprechend im Strömungskanal 1 geleitet und gerichtet.
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Die Reguliermittel 7 sind vorliegend durch im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete elastische Schlauchelemente, vorzugsweise durch Silikonschläuche, gebildet, wie 1 und 2 sowie 3 und 4 weiter zeigen.
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Die Reguliermittel 7 erstrecken sich im Strömungskanal 1 im Wesentlichen von der Lufteintrittsöffnung 2 zur Luftaustrittsöffnung 3. Auf diese Weise strömen die Teilströme 21 in den Reguliermitteln 7 von der Lufteintrittsöffnung 2 zur Luftaustrittsöffnung 3.
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In der in 1 dargestellten Grundstellung 5, in welcher der Luftstrom 15 bzw. die Teilströme 21 im Wesentlichen unabgelenkt von der Lufteintrittsöffnung 2 zur Luftaustrittsöffnung 3 strömt bzw. strömen, erstreckt sich das wenigstens eine Reguliermittel 7 im Wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung 11 des Luftstroms 15 bzw. der Teilströme 21 zwischen Lufteintrittsöffnung 2 und Luftaustrittsöffnung 3.
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Die 1 zeigt weiter ein zum Einstellen der Luftaustrittsrichtung mit dem wenigstens einen elastisch verformbaren Reguliermittel 7 wirkverbundenes Verstellelement 8 zur reversiblen Änderung der geometrischen Gestalt des wenigstens einen Reguliermittels 7.
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Die Reguliermittel 7 sind demnach mittels des Verstellelements 8 zwischen der Grundstellung 5, in welcher der Luftstrom 15 bzw. die Teilströme 21 im Wesentlichen unabgelenkt von der Lufteintrittsöffnung 2 zur Luftaustrittsöffnung 3 strömt bzw. strömen, und einer ausgelenkten Stellung 6 verstellbar, in welcher die Geometrie der Reguliermittel 7 reversibel verformt ist. Die ausgelenkte Stellung 6 der Reguliermittel 7 ist in 2 dargestellt.
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Das Verstellelement 8 ist in wenigstens einer Richtung (Y) und in einer zu dieser Richtung (Y) senkrechten weiteren Richtung (Z) auslenkbar, um die geometrische Gestalt des wenigstens einen reversibel veränderlichen Reguliermittels (7) in wenigstens zwei Ebenen zu ändern, welche vorzugsweise etwa senkrecht zueinander stehen.
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Wie aus den 1 und 2 weiter hervorgeht, weist der Luftausströmer 10 Aufnahmemittel 12 für die Reguliermittel 7 auf. Vorliegend ist ein erstes Ende 13 der Reguliermittel 7 in diesen Aufnahmemitteln 12 gehalten. Auf diese Weise sind die Reguliermittel 7 sicher im Luftausströmer 10 gehalten.
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Die Aufnahmemittel 12 sind für einen Längenausgleich bei reversibler Änderung der geometrischen Gestalt der Reguliermittel 7 gegenüber dem Gehäuse 14 des Luftausströmers 10 beweglich, vorliegend verschiebbar.
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Wie aus 1 weiter hervorgeht, sind die Aufnahmemittel 12 vorliegend als Lagerstellen 18, 20 für die Reguliermittel 7 ausgebildet. Mit anderen Worten sind die Reguliermittel 7 in dem Strömungskanal 1 durch Lagerstellen 18 im Bereich seiner Anströmkante 19 und durch Lagerstellen 20 im Bereich der Luftaustrittsöffnung 3 gehalten, wie die 1 und 2 zeigen.
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Vorliegend können die Aufnahmemittel 12 aus einem „harten“ Kunststoff bestehen, wohingegen die Reguliermittel 7 aus „weichem“ Kunststoff, wie etwa Silikon, TPE oder TPU bestehen können. Die als Lagerstellen 18, 20 ausgebildeten Aufnahmemittel 12 gewährleisten einen Längenausgleich der Reguliermittel 7 an der Lufteintrittsöffnung 2. Die Aufnahmemittel 12 haben die zusätzliche Funktion eines Sichtteiles an der Luftaustrittöffnung 3, was aus ästhetischen bzw. Designgründen vorteilhaft ist.
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Die reversibel verformbaren Reguliermittel 7 können aus einem Elastomer, insbesondere thermoplastischen Elastomer (TPE), vorzugsweise thermoplastischen Elastomer auf Urethanbasis (TPU) bestehen oder ein Elastomer aufweisen.
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Die 3 und 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel eines Luftausströmers 10. Der Aufbau und die Funktionsweise des Luftausströmers 10 gemäß 3 und 4 entspricht im Wesentlichen derjenigen gemäß 1 und 2. Gegenüber der ersten Ausführungsvariante gemäß den 1 und 2 unterscheidet sich die zweite Variante durch eine zusätzliche Mittellamelle 16, welche in Strömungsrichtung 11 am Ende des Luftumlenkbereiches 4 der Teilströme 21 vorgesehen ist.
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Ebenfalls geht aus den 3 und 4 ein, insbesondere im Bereich der Luftaustrittsöffnung 3 angeordnetes Bedienelement 17 zum Einstellen der Richtung des Luftstroms 15 bzw. der Teilströme 21 hervor, welches mit dem Verstellelement 8 gekoppelt ist.
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Auch die Mittellamelle 16 ist mit dem Bedienelement 17 gekoppelt. Es ist denkbar, dass das Bedienelement 17 ein Zahnrad oder Zahnsegment aufweist, so dass diese Verbindung über eine Zahnradverbindung umgesetzt sein kann.
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Aufgrund der Mittellamelle 16 kann der Luftstrom zusätzlich auch in eine Strömungsrichtung quer oder senkrecht zu den Teilströmen 21 abgelenkt werden. Aus Sicht eines Benutzers, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, kann der Luftstrom mittels Bedienelement 17 bzw. Mittellamelle 16 beispielsweise seitlich, also nach links und rechts abgelenkt werden.
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Die durch den Luftumlenkbereich und die Reguliermittel 7 bedingte Strömungsrichtung würde in einem solchen Fall etwa orthogonal hierzu, also nach oben und unten verlaufen, so dass dadurch eine Ablenkung des Luftstroms 15 sowohl in horizontaler also auch in vertikaler Richtung zur Austrittsöffnung des Luftausströmers 10 möglich ist, d.h. eine Luftablenkung wird in sämtlichen Raumrichtungen ermöglicht.
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Im Sinne der Erfindung wäre es auch denkbar, dass der Luftausströmer 10 derart angeordnet ist, dass aus Sicht des Bedieners die durch die Mittellamelle 16 bedingte Umlenkung in vertikaler Richtung, also von oben nach unten, und die durch die Reguliermittel 7 bedingte Ablenkungsrichtung dann vom Benutzer aus gesehen in horizontaler Richtung liegt.
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Die 3 zeigt den Luftausströmer 10 in einer Grundstellung 5, welcher der Stellung gemäß 1 entspricht. In 4 ist die auslenkte Stellung 6 des Luftausströmers 10 zu erkennen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Strömungskanal
- 2
- Lufteintrittsöffnung
- 3
- Luftaustrittsöffnung
- 4
- Luftumlenkbereich
- 5
- Grundstellung
- 6
- ausgelenkte Stellung
- 7
- Reguliermittel
- 8
- Verstellelement
- 9
- Luftaustrittsrichtung
- 10
- Luftausströmer
- 11
- Strömungsrichtung
- 12
- Aufnahmemittel
- 13
- erstes Ende Reguliermittel
- 14
- Gehäuse
- 15
- Luftstrom
- 16
- Mittellamelle
- 17
- Bedienelement
- 18
- Lagerstelle
- 19
- Anströmkante
- 20
- Lagerstelle
- 21
- Teilströme
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017111011 A1 [0006]
- DE 102017113906 A1 [0007]
- DE 102015118548 B4 [0008]
- EP 2993068 B1 [0009]
- DE 102013210055 B3 [0010]
- DE 102007019602 B3 [0011]
- DE 102006032587 A1 [0012]
- DE 202012100980 U1 [0013]
- DE 102015101097 A1 [0014]
- DE 102012019024 A1 [0015]
- DE 102013108059 A1 [0016]
- JP 2006306365 A [0017]
- JP S60169044 A [0017]
- FR 2872260 A1 [0017]
- DE 19943822 B4 [0017]