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Die vorliegende Erfindung betrifft eine, insbesondere höhenverstellbare, Radaufhängungs-Vorrichtung sowie einen Rollstuhl mit solch einer Vorrichtung.
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Radaufhängungen für Rollstühle sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die
US 2006/0087098 A1 betrifft z. B. einen Rollstuhl, dessen Lenkräder jeweils unter Einsatz von drei Verbindungselementen an einem Rollstuhlrahmen angebracht werden können, wobei ein klammerartiges erstes Verbindungselement zumindest bereichsweise um ein zylindrisches zweites Verbindungselement greifen kann und in einer ausgewählten Greifposition über ein drittes Verbindungselement durch Festziehen einer Schraube fixierbar ist, die von außen sichtbar ist.
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Auch für Radsturzrohranordnungen, wie sie beispielsweise aus der
US 6 182 992 B1 bekannt sind, ist der Einsatz von drei Verbindungselementen bekannt, von denen ein erstes Verbindungselement ein zweites Verbindungselement umgreift, während das zweite Verbindungselement das dritte Verbindungselement umgreift, wobei alle drei Verbindungselemente über eine Schraube relativ zueinander fixierbar sind.
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Die
FR 2 725 128 A1 beschäftigt sich mit einer Einrichtung zum schnellen Lösen eines Antriebsrades von einem Rollstuhl, bei der verschiedene Verbindungselemente zum Teil ineinander einführbar und in speziellen Relativpositionen durch Querschnittsveränderungen unter Einsatz eines Hebels fixierbar sind. Der Hebel ist von außen sichtbar.
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Die
JP 2008 006 190 A betrifft eine Radaufhängungs-Vorrichtung, bei der in einem Verbindungselement zwei Dämpfer angeordnet sind, die über eine Schraubverbindung zusammendrückbar sind.
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Aus der
DE 692 14 308 T2 ist ein verstellbarer Lenkervorbau für ein Fahrrad bekannt. Dabei kommt eine Verbindung eines Schafts mit einem Aufweitungsstutzen zum Einsatz, wobei der Aufweitungsstutzen längs einer Schräge über ein Gewinde bewegbar ist, um eine Klemmung des Schafts innerhalb eins Lochs einer Vordergabel eines Fahrrads zu erwirken.
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Beispielsweise offenbart die
EP 1 839 637 A1 eine Radaufhängung für einen Rollstuhl mit mindestens einem Satz von zwei in einer vertikalen Ebene hintereinander angeordneten Rädern. Dabei ist das bezüglich der Fahrtrichtung vordere Rad ein Steigrad, das einen Abstand von einer Fahrebene aufweist, und das hintere Rad ist ein tragendes Rad. Bei jedem Satz von Rädern sind das Steigrad und das tragende Rad separat an einem ersten und zweiten Gabelelement gelagert, wobei diese Gabelelemente an einem gemeinsamen Gabelkopf angeordnet sind. Von der Radaufhängung sind Federmittel umfasst, so dass die Schwenkbewegung des einen Gabelelements auf das andere Gabelelement übertragen wird.
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Eine alternative Radaufhängung ist beispielsweise aus dem unter dem Handelsnamen Helium® vertriebenen Rollstuhl der Anmelderin bekannt. Diese Radaufhängung ist in 1 dargestellt. Besagte Radaufhängung 1 aus 1 wird dabei mittels gefräster Profile bereitgestellt und umfasst eine erste Befestigungseinrichtung 3 für zumindest ein tragendes Rad und eine zweite Befestigungseinrichtung 5 für wenigstens ein weiteres Rad. Eine dritte Befestigungseinrichtung 7 für eine Montage der Radaufhängung an einem Rahmen des Rollstuhls ist an dem den Befestigungseinrichtungen 3, 5 gegenüberliegenden Ende der Radaufhängung 1 bereitgestellt.
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Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ist, dass diese mit einem hohen Gewicht und mit hohen Fertigungskosten einhergehen. Zudem sind Befestigungselemente wie Schrauben, die zudem Verstellmöglichkeiten eröffnen, von außen sichtbar und zugänglich, was nicht nur als unschön bewertet werden kann, sondern zu unerwünschten Verstellungen führen kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Radaufhängung zu liefern, die die Nachteile des Stands der Technik überwindet, insbesondere leicht und kostengünstig ist und deren Befestigungselemente von außen nicht sichtbar sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Radaufhängungs-Vorrichtung nach Anspruch 1.
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Bevorzugte erfindungsgemäße Raudaufhängungs-Vorrichtungen sind in den Ansprüchen 2 bis 14 beschrieben.
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Zudem liefert die Erfindung einen Rollstuhl, umfassend zwei erfindungsgemäße Radaufhängungs-Vorrichtungen.
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Dabei ist bevorzugt, dass eine Sitzhöhe über Abstandselemente in den Aufnahmen des ersten Verbindungselements einstellbar ist.
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Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass eine leichte und kastengünstige Radaufhängung für einen Rollstuhl durch eine Vorrichtung mit Verbindungselementen realisiert werden kann, die miteinander mittels einer Haftung durch Kontaktkräfte fest verbindbar sind, so dass eine lösbare Verbindung mittels Haftreibung bereitgestellt ist. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn ein erstes, T-förmiges, Verbindungselement zumindest zwei weitere Verbindungselemente zur Bereitstellung der lösbaren Verbindung zumindest bereichsweise an seinem einen, insbesondere vertikal verlaufenden, Ende umschließt und eine translatorische Bewegung bzw. Verschiebung des zweiten Verbindungselements entlang einer schiefen Ebene des dritten Verbindungselements eine Fixierung ermöglicht. Die translatorische Bewegung wird dabei durch das zumindest bereichsweise Umschließen des zweiten und dritten Verbindungselements durch das erste Verbindungselement räumlich begrenzt, so dass eine Kraft erzeugt wird, die ihrerseits zu einer Haftung des zweiten und dritten Verbindungselements an dem ersten Verbindungselement führt. Da die Richtung besagter Kraft zumindest teilweise über einen Kraftvektor in eine resultierende weitere Kraft umgesetzt wird, deren Angriffspunkt senkrecht zum Bereich der Begrenzung der translatorischen Bewegung durch das erste Verbindungselement wirkt, entsteht nämlich eine feste Verbindung aller drei Verbindungselemente mittels Haftreibung.
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Zudem sind das zweite und dritte Verbindungselement lösbar miteinander verbunden, und zwar über ein Befestigungselement, das, vorzugsweise in Form einer Schraube, einer Gewindestange oder dergleichen, mittels einer Aussparung in dem dritten Verbindungselement eine Verbindung des dritten Verbindungselements mit dem zweiten Verbindungselement ermöglicht. Das Befestigungselement ist dabei in seiner zur schiefen Ebene der translatorischen Bewegung geneigten, vorzugsweise vertikal verlaufenden, Richtung bezüglich der Aussparung in dem dritten Verbindungselement begrenzt. Diese Begrenzung erfolgt vorzugsweise durch eine axiale Begrenzung des Befestigungselements in Richtung der Kraft, die durch eine Verbreiterung und/oder Ausformung des Befestigungselements an zumindest einem Ende bereitgestellt wird.
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Durch diese Begrenzung der Bewegung des Befestigungselements wird eine senkrecht bezüglich der Achse der Aussparung auftretende Kraft zumindest teilweise in einen senkrecht dazu verlaufenden, also insbesondere horizontal verlaufenden, Kraftvektor derart umgesetzt, dass die translatorische Bewegung des zweiten Verbindungselements gegenüber dem dritten Verbindungselement entlang der schiefen Ebene erfolgt. Um eine solche translatorische Bewegung zu ermöglichen, ist die Aussparung in dem dritten Verbindungselement vorzugsweise länglich und in einem ersten Winkel relativ zur schiefen Ebene ausgebildet.
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Die senkrecht bzw. axial wirkende Kraft entlang der Achse des Befestigungselements führt dabei zu einer translatorischen Bewegung desselben innerhalb der Aussparung entlang dieser Achse. Dies wird vorzugsweise derart realisiert, dass ein Schraubenkopf oder dergleichen die Bewegung des Befestigungselements als axialer Anschlag begrenzt. Ein Gewinde der Schraube ermöglicht durch ein inneres Gewinde in dem dritten Verbindungselement eine formschlüssige Verbindung des Befestigungselements mit dem dritten Verbindungselement, so dass eine Rotation der Schraube in eine bestimmte Richtung zu einer Verschiebung des zweiten Verbindungselements entlang der schiefen Ebene führt, und zwar so lange bis die räumliche Begrenzung des dritten Verbindungselements die Verschiebung unterbindet und die horizontale Kraftkomponente eines resultierenden Vektors zu einer sicheren Fixierung des ersten mit dem zweiten und dritten Verbindungselements führt. Die Fixierung wird dadurch ermöglicht, dass das äußere Gewinde der Schraube und das innere Gewinde des dritten Verbindungselements in axialer Richtung formschlüssig sind und ebenso die Verbindung zwischen Schraubenschaft und dem zweiten Befestigungselement, mit Ausnahme der translatorischen Bewegung innerhalb der Aussparung, bildet. Dabei stellt das Gewinde eine weitere schiefe Ebene dar, die wendelförmig um den Schaft der Schraube gewickelt ist. Infolge der Keilwirkung verstärkt sich eine kleine Umfangskraft beim Anziehen der Schraube zu einer großen Axialkraft und eine große Drehung resultiert in einer kleinen Axialbewegung und somit in einer kleinen relativen translatorischen Bewegung des dritten gegenüber dem zweiten Verbindungselement. Folglich lässt sich somit eine rotative Bewegung der Schraube in eine klar definierte Haftung des zweiten und dritten Verbindungselements sowie in dem Bereich, in dem das erste Verbindungselement das zweite und das dritte Verbindungselement umschließt, eine Haftung der drei Verbindungselemente erzeugen, wobei der Winkel der schiefen Ebene die Aufteilung der Vektoren der Kräfte sowohl zwischen dem ersten und dem zweiten und dritten als auch zwischen den zweiten und dritten Verbindungselementen bestimmt.
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Vorzugsweise ist dabei der Winkel, der repräsentativ für die relative Lage der schiefen Ebene zur Senkrechten der Längsachse des ersten Verbindungselements im Bereich der Aufnahme des zweiten und dritten Verbindungselements ist, größer oder gleich 7°. Ein kleinerer zweiter Winkel würde zu einem zu hohen Anteil der vertikalen Kraftkomponente der Kraftvektoren der ersten Kraft führen, so dass eine relative Verschiebung besagter Verbindungselemente nicht mehr möglich wäre. Insbesondere ist dabei jedoch vorgesehen, den Winkel in Abhängigkeit von materialspezifischen Eigenschaften, insbesondere der Haftreibung, Rollreibung und/oder der geometrischen Ausformung des zweiten und des dritten und/oder des ersten Verbindungselements zu wählen.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Form der Verbindungselemente zumindest bereichsweise ein Rundprofil, ein Dreiecksprofil, ein Vierecksprofil oder ein Achtecksprofil ausbildet und die Verbindungselemente als Hohlprofil oder als Vollprofil ausgebildet sind, wobei die Verbindungselemente insbesondere Gussteile umfassen können, vorzugsweise mittels Kokillenguss hergestellt sind. Selbstverständlich sind auch alle weiteren N-Ecksprofile denkbar, so dass die obige Aufzählung lediglich beispielhaft zu verstehen ist.
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Das erste Verbindungselement nimmt erfindungsgemäß zudem senkrecht zur Bewegungsrichtung des Befestigungselements, insbesondere in einer Horizontalen, ein, vorzugsweise rohrförmiges, Rollstuhlrahmenteil auf, während das dritte Verbindungselement im Wesentlichen in einer dazu parallelen Ebene eine Radachse aufnehmen kann.
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Durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verbindung von Elementen einer Radaufhängung kann eine erhebliche Reduzierung der Herstellungskosten erreicht werden. Zudem ist die erfindungsgemäße Vorrichtung platzsparend, und die Befestigungselemente sind im Inneren der Vorrichtung angeordnet, was mehr Designfreiheiten für den die Radaufhängung nutzenden Rollstuhl eröffnet.
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Durch die Wahl eines N-Eck-Profils für die Außenfläche des zweiten und dritten Verbindungselements und die Innenfläche des ersten Verbindungselements kann zudem durch eine Drehung des zweiten und dritten Verbindungselements relativ zum ersten Verbindungselement auf einfach Art eine Sitzschwerpunktseinstellung vorgenommen werden.
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Zusätzlich können für eine Höheneinstellung „Spacer”, also Abstandshalter, innerhalb des ersten Verbindungselements angeordnet werden, so dass die Einführtiefe des zweiten und dritten Verbindungselements in das erste Verbindungselement wohldefiniert begrenzt wird.
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Damit ist der Relativabstand zwischen dem Rollstuhlrahmenteil und der Radachse veränderbar, wobei die jeweilige Höhenfixierung auch über das Befestigungselement realisiert wird. Wird also ein Rollstuhl mit einem Set unterschiedlich hoher Abstandshalter ausgeliefert, so kann eine individuelle Höheneinstellung durch gezielte Auswahl eines Abstandshalters pro Vorrichtung auf einfache Weise und reproduzierbar vorgenommen werden.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Einzelnen erläutert ist. Dabei zeigen:
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1: eine perspektivische Teilansicht einer bekannten Radaufhängung;
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2: eine perspektivische Teilschnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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3: eine Explosionszeichnung der Vorrichtung von 2; und
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4: ein vereinfachtes Kräftediagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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In 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 20 zur Anbringung von Rädern (nicht gezeigt) an einen Rollstuhl (nicht gezeigt) dargestellt. Diese Vorrichtung 20 umfasst drei Verbindungselemente 30, 32 und 34 die jeweils, aus einem Hohlprofil bestehen. Ein erstes Verbindungselement 34 ist im Wesentlichen T-förmig und weist ein erstes Befestigungsmittel 38 in Form einer ersten, horizontal verlaufenden, Aussparung zur Aufnahme eines Rahmenteils des Rollstuhls und ein zweites Befestigungsmittel 39 in Form einer zweiten vertikal verlaufenden Aussparung zur Aufnahme des zweiten und dritten Verbindungselements 30, 32 auf. Die in das erste Verbindungselement 34 eingeführten Verbindungselemente 30, 32 sind mit dem ersten Verbindungselement 34 verspannt. Durch dieses Verspannen ist es möglich, dritte Befestigungsmittel 40, 40' in Form von Halterungen von Kreuzstreben des Rollstuhl an der Außenseite des ersten Verbindungselements 34 platzsparend anzuordnen. Das dritte Verbindungselement 30 weist ein viertes Befestigungsmittel 42 in Form einer Aussparung zur Aufnahme einer Radachse des Rollstuhls sowie ein fünftes Befestigungsmittel 44 zur Aufnahmen von einem zusätzlichen Rad, insbesondere Stützrades, auf. Die Radachse und die Achse des vorzugsweise rohrförmigen Rahmenteils verlaufen dabei in im Wesentlichen parallelen Ebenen, jedoch senkrecht zueinander.
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In 3 ist erkennbar, dass das zweite Verbindungselement 32 entlang einer schiefen Ebene relativ zum dritten Verbindungselement verschiebbar ist. Vorzugsweise sind dabei das erste und dritte Verbindungselement 34, 30 derart ausgebildet, dass die schiefe Ebene 33 des dritten Verbindungselements 30 einen Winkel von mindestens 7° mit der Senkrechten zur Achse 35 der Aufnahme 39 des ersten Verbindungselements 34 ausbildet. Beispielhaft sind das zweite und dritte Verbindlungselement 30, 32 einem acht-eckigen Vollprofil, ausgebildet, während das erste Verbindungselement 34 zumindest bereichsweise ein acht-eckiges Holprofil aufweist, so dass das erste Verbindungselement 34 das zweite und dritte Verbindungselement 30, 32 zumindest teilweise umschließt, wie in 2 gezeigt.
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Ein Befestigungselement 36 in Form eine Schraube kann in 3 von unten senkrecht durch eine, vorzugsweise längliche, Aussparung (nicht gezeigt) durch das dritte Verbindungselement 30 im Wesentlichen parallel zur Achse 35 geführt werden, und zwar in der Art, dass eine geometrische Ausformung 37, insbesondere ein Schraubenkopf, als eine axiale Begrenzung die Verschiebung des Befestigungselements 36 räumlich begrenzt. Der Schraubenkopf 37 weist dabei einen größeren Umfang als die nicht gezeigte Aussparung in dem dritten Verbindungselement 30 auf, so dass dieser auf dem dritten Verbindungselement 30 aufliegt. Das zweite Verbindungselement 32 umfasst ein Innengewinde (nicht gezeigt), dass das Befestigungselement 36 aufnehmen kann und eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Befestigungselement 36 und dem zweiten Verbindungselement 32 ermöglicht. Wird mm durch Rotation des Befestigungselements 36 eine axiale Verschiebung des Befestigungselements 36 nach oben, in 3 erzeugt, verkürzt sich die Distanz zwischen Schraubenkopf 37 und dem zweiten Verbindungselement dadurch, dass eine translatorische Bewegung des zweiten Verbindungselements 32 entlang der schiefen Ebene 33 erfolgt. Die durch die Rotation des Befestigungselements 36 erzeugte Kraft wird somit in einen resultierenden horizontalen und einen vertikalen bzw. axialen Kraftvektor aufgeteilt. Sobald die translatorische Bewegung des zweiten Verbindungselements 32 durch das erste Verbindungselement 34 begrenzt ist, wird eine Haftung zwischen den drei Verbindungselementen 30, 32, 34 erzeugt, die eine sichere Verbindung zwischen diesen drei Ebenen sicherstellt. Diese Verbindung wird durch eine inverse Rotation des Befestigungselements gelöst, da sich der Abstand zwischen der geometrischen Ausformung 37 und dem zweiten Verbindungselement 32 vergrößert.
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Erfindungswesentlich ist des Weiteren, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung auch auf besonders elegante Weise eine Verstellung des Abstands der Radachse von dem Rahmenteil des Rollstuhls, also eine Höhenverstellung des Rollstuhls ermöglicht. Dabei können nicht gezeigte Abstandshalter zum Einsatz kommen. So kann ein Rollstuhl mit einer Vielzahl von unterschiedlich bemaßten Abstandshaltern ausgeliefert werden, so dass für einen Rollstuhlnutzer ein bestimmter Abstandshalter pro erfindungsgemäßer Vorrichtung, von denen zwei in jedem Rollstuhl vorhanden sein müssen, ausgewählt werden kann, um in die Aussparung 39 des ersten Verbindungselements 34 eingeführt zu werden, und zwar bis der Abstandshalter einen Anschlag 50 in der Aussparung 39 berührt. Sodann kann die aus dem zweiten und dritten Verbindungselement 30, 32 bestehende Einheit in die erste Verbindungseinrichtung 34, also die Aussparung 39 eingeschoben werden, wobei durch den Abstandshalter die Einführtiefe festgelegt ist. Die Fixierung der drei Verbindungselemente 30, 32, 34 verläuft dann wie zuvor beschrieben. Mit anderen Worten ist unabhängig von der gewünschten Höhe stets eine Fixierung über die Schraube 36 möglich, was zur Reduzierung der benötigten Bauteile und einer optimierten Optik führt, da die Abstandshalter nicht im zusammengebauten Zustand eines Rollstuhls sichtbar sind, das sie sich, ebenso wie die Einheit aus dem zweiten und dritten Befestigungselement 30, 32 innerhalb des ersten Befestigungselements 34 befindet. Somit ist das Design des ersten Befestigungselements 34 für die Optik der erfindungsgemäßen Vorrichtung somit auch des Rollstuhls ausschlaggebend.
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Zudem kann es nicht zu einer versehentlichen Höhenverstellung oder Lösung der Verbindung der Elemente 30, 32 und 34 kommen, da die Schraube 36 von außen nicht sichtbar ist.
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In 4 ist ein vereinfachtes Kräftediagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Eine Zugkraft 60 wird dabei mittels eines Befestigungselements 36' bereitgestellt. Die Zugkraft 60 teilt sich dabei aufgrund einer schiefen Ebene 33' in Kräfte 62, 64, 66 auf, wobei die Kräfte 62 und 64 zu einer ersten Haftung zwischen einem zweiten und dritten Verbindungselement 30', 32' führen. Die Kraft 66 führt zu einer Verschiebung des dritten Verbindungselements 32' entlang der schiefen Ebene 33' des zweiten Verbindungselementes 30' bis diese Bewegung durch ein erstes Verbindungselement 34' unterbunden wird. In diesem Zustand wirkt eine Kraft 68 der Kraft 66 entgegen und führt zu einer zweiten Haftung des ersten und dritten Verbindungselements 32', 34'. Eine Variation der Kraft 60 wirkt somit sowohl auf die durch die Kräfte 62 und 64 erzeugte erste Haftung zwischen den zweiten und dritten Verbindungselementen 30', 32' als auch auf deren zweite Haftung mit dem ersten Verbindungselement 34'. Ein Verhältnis zwischen der Verteilung der Kraft 60 auf die erste und zweite Haftung bestimmt sich dabei über einen Winkel 70, zwischen einer Senkrechten zu einer Längsachse 35' der Aufnahme 39' für das zweite und dritte Verbindungselement 30', 32' des ersten Verbindungselements 34' und einer schiefen Ebene 33'.
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Die in der voranstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in Ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
