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Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildschirmverstelleinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mittels welcher ein Bildschirm oder Bildschirmträger zwischen einer Parkstellung und einer Betriebsstellung bewegbar ist.
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In modernen Kraftfahrzeugen ist häufig im Bereich des Armaturenbretts ein Bildschirm vorgesehen, der als Ausgabeschnittstelle eines Bordcomputers zur Anzeige vielfältiger Umgebungs- und Betriebsgrößen, wie z. B. der Außentemperatur, des Kraftstoffverbrauchs, etc. dient. Zusätzlich oder alternativ dient ein solcher Bildschirm häufig auch als Ausgabegerät eines Navigationssystems, Autoradios, oder ähnlichem. Bei Verwendung eines berührungssensitiven Bildschirms (Touch-Screen) oder bei Zuordnung von separaten Bedienelementen zu einem an sich nicht berührungsempfindlichen Display kann ein solcher Bildschirm ferner auch als Eingabeschnittstelle für den Bordcomputer, das Navigationssystem oder das Autoradio dienen.
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Bildschirme werden in einem Kraftfahrzeug zudem auch im rückwärtigen Bereich des Fahrzeuginnenraums eingesetzt. Hier bilden diese Bildschirme hauptsächlich Teile eines multimedialen Unterhaltungssystems (rear seat entertainment).
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Aus Platzgründen, zum Schutz vor Beschädigung und Verschmutzung und nicht zuletzt auch als Diebstahlschutzmaßnahme sind solche Bildschirme häufig derart verstellbar, dass sie nur dann vom Fahrzeuginnenraum aus zugänglich (und damit auch sichtbar) sind, wenn sie tatsächlich gebraucht werden. Ansonsten können solche Bildschirme in eine gegenüber dem Fahrzeuginnenraum verborgene Ruhe- oder Parkstellung gefahren werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und kompakt bauende Bildschirmverstelleinrichtung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Bildschirmverstelleinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
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Die Bildschirmverstelleinrichtung umfasst einen Bildschirm und/oder einen Bildschirmträger, an dem der Bildschirm halterbar ist. Der Bildschirm bzw. Bildschirmträger ist zwischen einer Parkstellung und einer Betriebsstellung reversibel bewegbar. Zur Erzeugung einer Stellkraft für eine Verstellung des Bildschirms bzw. Bildschirmträgers umfasst die Bildschirmverstelleinrichtung eine Antriebseinheit. Des Weiteren umfasst die Bildschirmverstelleinrichtung eine Stellmechanik, die zur – vorzugsweise linearen – Führung des Bildschirms bzw. Bildschirmträgers entlang einer Verstellrichtung zwischen der Betriebsstellung und der Parkstellung sowie zur Übertragung der Stellkraft dient.
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Sofern der Bildschirmträger nicht vorgesehen ist, greift die Stellmechanik unmittelbar an dem Bildschirm an, so dass der Bildschirm ein notwendiger Bestandteil der Bildschirmverstelleinrichtung ist. Andernfalls greift die Stellmechanik an dem Bildschirmträger an, an dem wiederum der Bildschirm befestigt wird. In letzterem Fall ist die Bildschirmverstelleinrichtung in zweckmäßiger Ausbildung auch ohne Bildschirm voll funktionsfähig, so dass der Bildschirm kein notwendiger Bestandteil der Bildschirmverstelleinrichtung ist.
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In beiden Fällen umfasst die Stellmechanik mindestens eine Zahnstange. Mit der oder jeder Zahnstange steht ein Zahnrad im Eingriff. Bei einer Drehung des Zahnrades wird somit eine Verschiebung der Zahnstange und des Zahnrades relativ zueinander und insbesondere in tangentialer Richtung zu dem Zahnrad (entlang der Verstellrichtung) bewirkt. Dadurch ist auf einfache Weise eine lineare Verstellbewegung des Bildschirms bzw. Bildschirmträgers erreicht.
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Bei der Antriebseinheit handelt es sich vorzugsweise um einen Elektromotor, vorzugsweise mit einem vorgeschalteten Drehgetriebe. Das Drehgetriebe dient zur Untersetzung der Drehzahl des Elektromotors, so dass ein vergleichsweise kleiner Elektromotor zur Erzeugung der für die Verstellung notwendigen Stellkraft verwendet werden kann.
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In vorteilhafter und besonders kompakter Ausführung der Bildschirmverstelleinrichtung ist die Zahnstange in ein erstes Zahnstangenteilstück und ein zweites Zahnstangenteilstück aufgeteilt. Das erste Zahnstangenteilstück ist dabei insbesondere starr mit dem Bildschirm bzw. Bildschirmträger verbunden. Das zweite Zahnstangenteilstück ist, insbesondere parallel zu dem ersten Zahnstangenteilstück, ortsfest angeordnet. Insbesondere ist das zweite Zahnstangenteilstück in einem Montageschacht in einem Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs oder in einem Einbaurahmen, der zur Aufnahme des Bildschirms bzw. Bildschirmträgers, der Antriebseinheit und der Stellmechanik dient, starr befestigt. Das Zahnrad steht dabei mit dem ersten und dem zweiten Zahnstangenteilstück im Eingriff. Bei einer Drehung des Zahnrades werden somit das erste und das zweite Zahnstangenteilstück gegeneinander verschoben. Aufgrund der ortsfesten Anordnung des zweiten Zahnstangenteilstücks ergibt sich insbesondere eine Verschiebung des ersten Zahnstangenteilstücks und des Zahnrades. Hierfür ist das Zahnrad vorzugsweise derart gelagert, dass es relativ zu dem zweiten Zahnstangenteilstück und dem ersten Zahnstangenteilstück entlang der Verstellrichtung verschiebbar ist.
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In einfacher Ausführung ist die Antriebseinheit direkt mit dem Zahnrad verbunden, so dass die Antriebseinheit ebenfalls mit dem Zahnrad verschiebbar ist.
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Um eine flexible und insbesondere ortsfeste Positionierung der Antriebseinheit zu ermöglichen, ist das verschiebbar gelagerte Zahnrad über einen Seilzug mit der Antriebseinheit verbunden. Der Seilzug bewirkt lediglich eine unidirektionale und lineare Verschiebung des Zahnrades. Die Drehung des Zahnrades erfolgt aufgrund des Abwälzens des Zahnrads auf dem ersten und dem zweiten Zahnstangenteilstück.
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In bevorzugter und einfacher Ausgestaltung ist durch den Seilzug eine Einfahrbewegung des Bildschirms bzw. Bildschirmträgers aus der Betriebsstellung in die Parkstellung bewirkt. Eine Ausfahrbewegung ist vorzugsweise über eine Feder, insbesondere eine Torsionsfeder, sichergestellt, die derart mit dem Zahnrad gekoppelt ist, dass sie bei der Einfahrbewegung vorgespannt wird.
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Um eine besonders genaue Parallelführung zu erreichen, weist die Bildschirmverstelleinrichtung in vorteilhafter Ausführung zwei Zahnstangen bzw. zwei Paare aus erstem und zweitem Zahnstangenteilstück auf. Diese sind insbesondere an den Rändern des Bildschirms bzw. Bildschirmträgers angeordnet.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 in schematischer Draufsicht auf eine Rückseite einer Bildschirmverstelleinrichtung in einer Parkstellung,
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2 die Bildschirmverstelleinrichtung in einer Seitenansicht,
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3 in Ansicht gemäß 2 die Bildschirmverstelleinrichtung während einer Ausfahrbewegung in eine Betriebsstellung,
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4 in Ansicht gemäß 1 eine alternative Ausführungsform der Bildschirmverstelleinrichtung,
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5 in Ansicht gemäß 2 die Bildschirmverstelleinrichtung gemäß 4,
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6 in Ansicht gemäß 3 die Bildschirmverstelleinrichtung gemäß 4,
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7 in Ansicht gemäß 1 eine weitere Ausführungsform der Bildschirmverstelleinrichtung,
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8 in Ansicht gemäß 1 wiederum eine alternative Ausführungsform der Bildschirmverstelleinrichtung,
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9 in Ansicht gemäß 1 wiederum eine weitere Ausführungsform der Bildschirmverstelleinrichtung,
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10 in Ansicht gemäß 2 die Bildschirmverstelleinrichtung gemäß 9,
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11 in Ansicht gemäß 1 wiederum eine alternative Ausführungsform der Bildschirmverstelleinrichtung,
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12 in Ansicht gemäß 2 die Bildschirmverstelleinrichtung gemäß 11,
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13 die Bildschirmverstelleinrichtung gemäß 11 in der Parkstellung,
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14 in Ansicht gemäß 1 eine wiederum alternative Ausführungsform der Bildschirmverstelleinrichtung, und
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15 in Ansicht gemäß 1 wiederum eine weitere alternative Ausführungsform der Bildschirmverstelleinrichtung.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 bis 3 ist eine (Bildschirm-)Verstelleinrichtung 1 gezeigt. Die Verstelleinrichtung 1 umfasst einen (in 1 bis 3 angedeuteten) Einbaurahmen 2, der zum Einbau in ein Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und eingerichtet ist.
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Die Verstelleinrichtung 1 umfasst des Weiteren einen Bildschirmträger 4 zur Halterung eines Bildschirms 6. Der Bildschirmträger 4 ist zusammen mit dem daran fixierten Bildschirm 6 reversibel zwischen einer in 1 und 2 dargestellten Parkstellung 8 und einer in 3 dargestellten Betriebsstellung 10 beweglich. Die Verstelleinrichtung 1 ist auch ohne den Bildschirm 6 voll funktionsfähig.
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Dem Bildschirm 6 bzw. Bildschirmträger 4 ist eine Frontseite oder Vorderseite 12 (2) zugeordnet, die bei einem bestimmungsgemäßen Einbau in der Betriebsstellung 10 in den Fahrzeuginnenraum weist. An der Vorderseite 12 ist eine Bildschirmfläche des Bildschirms 4 ausgebildet, innerhalb der Information in Bild- oder Textform anzeigbar ist. Der Bildschirm 6 bzw. Bildschirmträger 4 weist entgegengesetzt zu der Vorderseite 12 eine Rückseite 14 auf, die von dem Fahrzeuginnenraum abgewandt ist. Die bestimmungsgemäß nach oben weisende Seite des Bildschirmträgers 4 und des Bildschirms 6 ist als Oberseite 16 bezeichnet. Die hierzu entgegengesetzte Seite ist als Unterseite 18 bezeichnet.
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Bei der Verstellung zwischen der Parkstellung 8 und der Betriebsstellung 10 bewegen sich der Bildschirmträger 4 und der gegebenenfalls daran befestigte Bildschirm 6 entlang einer linearen Bahn in einer Verstellrichtung 19.
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Die Verstelleinrichtung 1 umfasst weiterhin eine rückseitig an dem Bildschirmträger 4 angeordnete Antriebseinheit 20 (2). Die Antriebseinheit 20 ist aus einem Elektromotor 22 mit einem Vorschaltgetriebe gebildet. Von dem Vorschaltgetriebe ist lediglich ein Zahnritzel 24 dargestellt. Die Antriebseinheit 20 erzeugt und überträgt eine Stellkraft über das Zahnritzel 24 auf eine Stellmechanik 30 der Verstelleinrichtung 1. Die Stellmechanik 30 ist einerseits mit dem Einbaurahmen 2 und andererseits mit dem Bildschirmträger 4 verbunden.
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Die Stellmechanik 30 weist eine Zahnstange 32 auf, die starr und in Verstellrichtung 19 ausgerichtet mit dem Einbaurahmen 2 verbunden ist. Mit der Zahnstange 32 steht ein Zahnrad 34 im Eingriff. Das Zahnrad 34 ist an dem Bildschirmträger 4 drehbar gelagert. Das Zahnrad 34 wird über eine Welle 36 und ein weiteres Zahnrad 38 von dem Zahnritzel 24 der Antriebseinheit 20 angetrieben.
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Der Bildschirmträger 4 ist über zwei seitlich an diesem ausgebildete Führungszapfen 40 in einer Nut in dem Einbaurahmen 2 geführt.
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Durch eine Drehung des Zahnrades 34 wird der Bildschirmträger 4 gegenüber der Zahnstange 32 aus dem Einbaurahmen 2 und damit aus dem Armaturenbrett in die Betriebsstellung 10 gehoben. Die Anordnung der Zahnstange 32 an dem Einbaurahmen 2 hat dabei den Vorteil, dass einerseits eine kompakte Bauform der Verstelleinrichtung erreicht ist, und dass andererseits bei Verschiebung des Bildschirmträgers 4 in die Betriebsstellung 10 die Zahnstange nicht auf der Rückseite 14 des Bildschirmträgers 4 sichtbar wird.
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Um die bewegte Masse bei der Verstellung des Bildschirmträgers 4 bzw. des Bildschirms 6 zu verringern, ist bei der in 4 bis 6 dargestellten Ausführungsform der Verstelleinrichtung 1 die Antriebseinheit 20 an dem Einbaurahmen 2 angeordnet. Anstelle des Zahnritzels 24 ist dem Elektromotor 22 eine Seilrolle 50 vorgeschaltet, auf der ein Seil 52 aufgerollt ist. Das Seil 52 läuft über eine Umlenkrolle 54 und ist mit der Welle 36 verbunden. Dadurch ist ein Seilzug gebildet, der die Stellkraft auf die Welle 36 ausübt. Die Stellkraft des Seils 52 wirkt dabei in Verstellrichtung 19 zur Unterseite 18 hin. Mit anderen Worten kann durch das Seil 52 der Bildschirmträger 4 bzw. der Bildschirm 6 lediglich von der Betriebsstellung 10 in die Parkstellung 8 gezogen werden. Durch das Ziehen an der Welle 36 rollt das Zahnrad 34 zwangsweise an der Zahnstange 32 ab. Somit wird der Bildschirmträger 4 bzw. der Bildschirm 6 in die Parkstellung verstellt.
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Um eine Verstellung des Bildschirmträgers 4 bzw. des Bildschirms 6 in die Betriebsstellung 10 zu erreichen, ist auf der Welle 36 eine Torsionsfeder 56 derart montiert, dass die Torsionsfeder 56 beim Verstellen in die Parkstellung 8 vorgespannt wird. Wird über den Elektromotor 22 das Seil 52 von der Seilrolle 50 abgewickelt, entspannt sich die Torsionsfeder 56 und bewirkt eine Drehung der Welle 36 und somit des Zahnrads 34, so dass der Bildschirmträger 4 bzw. Bildschirm 6 in die Betriebsstellung 10 ausgefahren wird.
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Der Vorteil der Ausführungsform mit dem Seilzug liegt darin, dass die Antriebseinheit 20 nicht mit dem Bildschirmträger 4 bewegt wird, und darin, dass die Antriebseinheit 20 an einer vergleichsweise beliebigen Stelle der Verstelleinrichtung 1 oder auch in einem für die Verstelleinrichtung 1 vorgesehenen Bauraum in dem Armaturenbrett platziert werden kann.
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Im Rahmen der Erfindung ist es grundsätzlich auch denkbar, die Antriebseinheit 20 ohne die Umlenkrolle 54 derart unterhalb der Welle 36 anzuordnen, dass die Seilrolle 50 in Verstellrichtung 19 mit der Welle 36 fluchtet.
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Um eine Kippstabilität des Bildschirmträgers 4 zu erhöhen, sind, wie in 7 und 8 für beide vorstehend beschriebenen Ausführungsformen dargestellt, an dem Bildschirmträger 4 zwei parallel ausgerichtete Zahnstangen 32 angeordnet. Zur Übertragung der Stellkraft auf die zwei Zahnstangen 32 ist die Welle 36 verlängert, so dass jeweils endseitig auf der Welle 36 ein Zahnrad 34 angeordnet ist, das mit jeweils einer Zahnstange 32 kämmt. Dadurch ist eine Parallelführung der Verstelleinrichtung 1 erreicht, die die Kippstabilität erhöht und ein Verklemmen des Bildschirmträgers 4 in dem Einbaurahmen 2 verhindert oder zumindest eine Gefahr des Verklemmens erheblich verringert.
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Eine weitere kompakte Ausführungsform ist in 9 und 10 dargestellt. Die Zahnstange 32 ist dabei in ein erstes (Zahnstangen-)Teilstück 60a und ein zweites (Zahnstangen-)Teilstück 60b aufgeteilt. Das erste Teilstück 60a ist dabei starr mit dem Bildschirmträger 4 und das zweite Teilstück 60b starr mit dem Einbaurahmen 2 verbunden, so dass die Zähne der Teilstücke 60a und 60b zueinander weisen. Das Zahnrad 34 kämmt zur Vorderseite 12 hin mit dem ersten Teilstück 60a und zur Rückseite 14 hin mit dem zweiten Teilstück 60b. Bei einer Drehung des Zahnrads 34 werden die Teilstücke 60a und 60b in Bezug auf das Zahnrad relativ gegeneinander verschoben. Aufgrund der ortsfesten, starren Verbindung des zweiten Teilstücks 60b an dem Einbaurahmen 2 muss das Zahnrad 34 relativ zu dem zweiten Teilstück 60b verschiebbar sein, um auf den Teilstücken 60a und 60b abrollen zu können. Das Zahnrad 34 ist hierzu zusammen mit der Antriebseinheit 20 derart zwischen dem Einbaurahmen 2 und dem Bildschirmträger 4 montiert, dass sich das Zahnrad 34 und die Antriebseinheit 20 auf einer in Verstellrichtung 19 verlaufenden Bahn bewegen können. Beispielsweise kann das Zahnrad 34 – zusammen mit der Antriebseinheit 20 – in einer parallel zu der Verstellrichtung 19 verlaufenden Führungsnut geführt sein.
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Durch die zwei Teilstücke 60a und 60b ist bei einem vergleichsweise kleinen Bauraum der Verstelleinrichtung 1 ein zu der Zahnstange 32 vergleichbarer Verstellweg erreicht. Zudem ist bei gleichem Drehwinkel des Zahnrads 34 ein größerer Verstellweg erreichbar als bei der (einstückigen) Zahnstange 32.
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Um wieder die bewegte Masse zu reduzieren ist in 11 bis 13 Eine ortsfeste Montage der Antriebseinheit 20 (bei einer Ausführungsform der Verstelleinrichtung 1 mit den zwei Teilstücken 60a und 60b) dargestellt. Hierbei ist die Antriebseinheit 20 wiederum an dem Einbaurahmen 2 befestigt und wirkt auf die Welle 36 mittels des Seils 52. Die Verstellung in die Betriebsposition 10 wird durch die Torsionsfeder 56 bewirkt, die auf die Welle 36 bzw. das Zahnrad 34 wirkt.
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Durch die ortsfeste Montage der Antriebseinheit 20 ist vorteilhafterweise nur die Welle 36 mit dem Zahnrad 34 verschiebbar gelagert, beispielsweise in einer – nicht dargestellten – Nut. Eine verschiebbare und somit vergleichsweise aufwändige Lagerung der Antriebseinheit 20 entfällt hierbei.
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Analog zu den in 7 und 8 dargestellten Ausführungsformen mit zwei parallelen Zahnstangen 32, weisen die in 14 und 15 dargestellten Ausführungsformen der Verstelleinrichtung 1 jeweils zwei Teilstücke 60a und 60b auf, die parallel zueinander an dem Bildschirmträger 4 bzw. an dem Einbaurahmen 2 ausgerichtet sind. 14 zeigt dabei, dass die Antriebseinheit 20 über das Zahnritzel 24 und das Zahnrad 38 mit der Welle 36 gekoppelt ist und somit auch zusammen mit der Welle 36 in Verstellrichtung 19 verschiebbar gelagert ist.
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In 15 sind jeweils zwei Teilstücke 60a und 60b dargestellt, wobei die Antriebseinheit 20 ortsfest montiert ist und über das Seil 52 auf die Welle 36 wirkt. Zum Verstellen in die Betriebsposition 10 ist auf der Welle 36 die Torsionsfeder 56 angeordnet, die bei der Verstellung in die Parkstellung 8 vorgespannt wird.
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Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden. Insbesondere können die anhand der verschiedenen Ausführungsbeispiele beschriebenen Einzelmerkmale der Erfindung und deren Ausgestaltungsvarianten auch in anderer Weise miteinander kombiniert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- (Bildschirm-)Verstelleinrichtung
- 2
- Einbaurahmen
- 4
- Bildschirmträger
- 6
- Bildschirm
- 8
- Parkstellung
- 10
- Betriebsstellung
- 12
- Vorderseite
- 14
- Rückseite
- 16
- Oberseite
- 18
- Unterseite
- 19
- Verstellrichtung
- 20
- Antriebseinheit
- 22
- Elektromotor
- 24
- Zahnritzel
- 30
- Stellmechanik
- 32
- Zahnstange
- 34
- Zahnrad
- 36
- Welle
- 38
- Zahnrad
- 40
- Führungszapfen
- 50
- Seilrolle
- 52
- Seil
- 54
- Umlenkrolle
- 56
- Torsionsfeder
- 60a, 60b
- (Zahnstangen-)Teilstück
