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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Tragrahmens in einem Gehäuse eines Scheinwerfers für ein Fahrzeug, wobei der Tragrahmen zur Aufnahme von mindestens einer Lichtquelle zur Erzeugung mindestens einer Lichtfunktion des Scheinwerfers ausgebildet ist, mit mindestens einem Halteelement zur schwenkbaren Lagerung des Tragrahmens um eine Schwenkachse im Gehäuse.
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Es ist bekannt, dass ein Scheinwerfer für Fahrzeuge eine oder mehrere Lichtquellen umfassen kann, die an einem Tragrahmen schwenkbar gelagert werden. Dabei wird der Tragrahmen über Gelenke an einem Gehäuse des Scheinwerfers abgestützt, um eine Drehbewegung um eine vertikale und um eine horizontale Drehachse zu ermöglichen. Die Gelenke werden üblicherweise als Kugelgelenke ausgebildet, wobei jedes Gelenk jeweils einer Drehachse zugeordnet wird. Damit wird sichergestellt, dass die Lichtquellen bei einem Montage- und später bei einem Einstellvorgang durch Verschwenkung um die horizontale und die vertikale Drehachse optimal ausgerichtet werden können. Auch im Betrieb des Scheinwerfers können die Lichtquellen beispielsweise mit Hilfe elektrischer Motoren zum Einen um die horizontale Drehachse zur Realisierung einer Leuchtweitenregelung und zum Anderen um die vertikale Drehachse zur Einstellung einer Kurvenlichtfunktion verschwenkt werden.
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Moderne Scheinwerfer weisen zunehmend komplexere Geometrien auf und nehmen häufig eine hohe Anzahl von Lichtquellen auf. Dies führt dazu, dass das Gewicht des Scheinwerfers immer größer wird und der Tragrahmen nicht alleine durch die Kugelgelenke zuversichtlich getragen werden kann. Es bedarf also einer zusätzlichen Abstützung des Tragrahmens in der vertikalen Richtung. Aus der
DE 10 2009 049 237 A1 ist eine Befestigungsvorrichtung eines Tragrahmens eines Scheinwerfers für ein Kraftfahrzeug bekannt, die anstelle eines der Kugelgelenke ein Drehgelenkt umfasst, um die Gewichtskraft des Tragrahmens in der vertikalen Richtung besser abzustützen. Diese Befestigungsvorrichtung erfordert eine genaue Positionierung des Tragrahmens zwischen den Gelenken, um den Tragrahmen in einer bestimmten Schwerpunktlage halten zu können. Allerdings kann eine derartige Befestigungsvorrichtung den Tragrahmen mit den daran aufgenommenen Lichtquellen nicht zuverlässig in einer eingestellten Position halten. Denn es ist schwierig, den Tragrahmen derart anzubringen, dass der Schwerpunkt des Tragrahmens mit den darin aufgenommenen Lichtquellen genau in der Mitte zwischen den korrespondierenden Stützpunkten liegt. Häufig lässt sich beobachten, dass der Schwerpunkt des Tragrahmens gegenüber der Schwenkachse in die Heckrichtung verschoben wird. Dabei hat sich als Nachteil herausgestellt, dass der Tragrahmen mit den Lichtquellen ungewollt nach hinten kippen kann, was zu einer Verschiebung der Hell-Dunkel-Grenze der zu erfüllenden Lichtfunktion führen kann und den Gegenverkehr blenden kann.
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Ein weiterer Nachteil der in der
DE 10 2009 049 237 A1 offenbarten Befestigungsvorrichtung ist, dass bei starken Schwingungen, wie beispielhaft bei einer Fahrt auf einer nicht ebenen Straße, die auf den Tragrahmen wirkenden Kräfte nicht zuverlässig abgestützt werden können und der Tragrahmen in eine ungünstige Schwerpunktlage geraten kann. Dies führt nicht nur zu einer ungewollten Verschiebung sondern bei starken Vibrationen auch zu einer Aufweitung der Hell-Dunkel-Grenze einer Lichtfunktion des Scheinwerfers.
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Außerdem werden in Scheinwerfern zunehmend hochenergetische Lichtquellen wie zum Beispiel LEDs eingesetzt, die eine hohe Temperaturentwicklung aufweisen. Im Betrieb bei hohen Temperaturen können Materialien des Scheinwerfers mit verschiedenen Dehnungskoeffizienten unterschiedlich starke Setzvorgänge aufweisen, sodass die Ausrichtung der Lichtquellen unter diesen Umständen ungewollt geändert und die Hell-Dunkel-Grenze verschoben werden kann. Ferner kann es bei erneuten Einstellvorgängen der Lichtquellen zu Hystereseeffekten kommen, was die Lichtverteilung negativ beeinflussen kann. Zudem kann der Tragrahmen aufgrund der Toleranzen zwischen den Bauteilen des Scheinwerfers aus der eingestellten Schwerpunktlage leicht verschoben werden, was die Lichtverteilung ebenfalls beeinträchtigen kann.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Befestigung eines Tragrahmens in einem Gehäuse eines Scheinwerfers für ein Fahrzeug bereitzustellen, die die oben beschriebenen Nachteile vermindert. Insbesondere ist eine Vorrichtung zu schaffen, die eine sichere und positionsgenaue Befestigung des Tragrahmens im Gehäuse des Scheinwerfers ermöglicht und eine verbesserte Ausrichtung der Lichtquelle sicherstellt.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie von einem Scheinwerfer gemäß Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass ein Federelement vorgesehen sein kann, das zur Kompensation von ungünstigen Schwerpunktlagen des Tragrahmens und der am Tragrahmen gehaltenen Lichtquelle dienen kann. Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass das Federelement derart ausgebildet sein kann, dass das Federelement einer Gewichtskraft des Tragrahmens und der am Tragrahmen gehaltenen Lichtquelle mit einer Rückstellkraft entgegenwirken kann. Wenn der Tragrahmen aufgrund eines versetzten Schwerpunkts um die horizontale Drehachse nach hinten zum Kippen neigt, kann das Federelement eine „künstliche“ Frontlastigkeit erzeugen. Es kann ein Drehmoment auf den Tragrahmen in die der Schwerkraft entgegengesetzte Richtung nach vorne aufbringen.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Federelement derart ausgebildet sein kann, dass das Federelement den auf den Tragrahmen an der Schwenkachse wirkenden Kräften mit einer Rückstellkraft entgegenwirkt. Die Rückstellkraft kann dabei ein Drehmoment um die Schwenkachse auf den Tragrahmen bewirken, das den Kräften entgegengesetzt sein kann, die auf den Tragrahmen und auf die darin aufgenommene Lichtquelle an der Schwenkachse einwirken. Das Federelement kann somit die ungewollten Bewegungen des Tragrahmens verhindern. Dabei können Kräfte, die beim Beschleunigen, Abbremsen und Vibrationen auftreten, durch das Federelement abgefangen und gemindert werden. Trotz der Toleranzen zwischen den Bauteilen des Scheinwerfers kann der Tragrahmen mit Hilfe des Federelementes nahezu positionsgenau gehalten werden. Das Federelement kann zudem die Einflüsse der Ausdehnung- und Setzvorgänge der Materialien des Scheinwerfers auf die Einstellung der Lichtquelle zumindest teilweise mindern, indem es den ungewollten Bewegungen des Tragrahmens im Gehäuse des Scheinwerfers entgegenwirkt.
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Erfindungsgemäß kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Vorrichtung mehrere Federelemente umfassen kann, um den Tragrahmen noch besser abstützen zu können. Dabei kann jeweils ein Federelement an den Enden des Tragrahmens entlang zumindest einer der Schwenkachsen angeordnet werden. Vorteilhafterweise können zwei Federelemente entlang der horizontalen Drehachse angebracht werden, um zum Einen das Gewicht des Tragrahmens optimal abzustützen und zum Anderen den Kräften entgegenzuwirken, die im Betrieb des Fahrzeugs auf den Tragrahmen einwirken können.
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Das Halteelement kann zur Befestigung des Tragrahmens vorgesehen sein. Hierbei kann das Halteelement einstückig und/oder materialeinheitlich mit dem Tragrahmen verbunden sein. Alternativ ist es aber denkbar, dass das Halteelement als ein separates Bauteil ausgebildet werden kann und nachträglich am Tragrahmen befestigt werden kann. Vorteilhafterweise kann das Halteelement die Wirkung des Federelementes auf den Tragrahmen übertragen. Hierbei kann das Halteelement form- und/oder kraftschlüssig mit dem Federelement zusammenwirken. Erfindungsgemäß kann das Halteelement koaxial zur Schwenkachse des Tragrahmens angeordnet sein, sodass die Rückstellkraft des Federelementes direkt um die Schwenkachse auf den Tragrahmen einwirken kann. Das Drehmoment der Rückstellkraft kann somit eine ungewollte Verschwenkung des Tragrahmens um die Schwenkachse optimal kompensieren.
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Die Erfindung kann vorsehen, dass das Halteelement zur Aufnahme des Federelementes eine zylindrische Form aufweisen kann und hohl mit einer Ausnehmung ausgebildet sein kann. Komplementär zum Halteelement kann das Federelement an die Form des Halteelementes angepasst sein, um einen Form- und/oder Kraftschluss mit dem Halteelement zu schaffen. Das Federelement kann dabei das Halteelement zumindest teilweise umschließen.
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Zur schwenkbaren Befestigung des Tragrahmens im Gehäuse des Scheinwerfers kann das Halteelement in einer Führung des Gehäuses aufgenommen sein. Die Führung kann in horizontaler Ebene verlaufen und die Bewegung des Tragrahmens in vertikale Richtung verhindern. Dabei kann das Halteelement die Kräfte aufnehmen, die auf den Tragrahmen in vertikale Richtung einwirken. Somit kann sichergestellt werden, dass die Schwenkbewegungen des Tragrahmens um die vertikale und um die horizontale Drehachse zwar möglich sind, um Einstellvorgänge der Lichtquelle sicherzustellen, der Tragrahmen aber zuverlässig in vertikale Richtung abgestützt ist.
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Vorteilhafterweise kann das Federelement auf einem Stützmittel des Gehäuses anliegen. Das Federelement kann dabei als ein Übertragungsglied zwischen dem Gehäuse und dem Tragrahmen agieren und dafür sorgen, dass der Tragrahmen und die auf dem Tragrahmen aufgenommene Lichtquelle sicher und positionsgenau im Gehäuse gelagert werden. Dabei kann das Federelement zumindest zum Teil die Kräfte aufnehmen, unter Anderem die Schwerkraft, die auf den Tragrahmen an der Schwenkachse einwirken und versuchen, den Tragrahmen aus einer eingestellten Schwerpunktlage zu bringen. Außerdem kann das Federelement für eine bessere Verteilung der Kräfte sorgen, wodurch negative Einflüsse von Schwingungen und Setzvorgängen in Materialien zumindest teilweise kompensiert werden.
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Das Federelement kann in Form einer Blattfeder ausgebildet sein, die um das Halteelement gebogen ist, um das Halteelement zumindest zum Teil umzuwickeln. Das Halteelement und das Federelement können eine gemeinsame Symmetrieachse aufweisen, die mit der Schwenkachse übereinstimmt. Das kann zu einem Vorteil führen, dass die Kräfte, die auf den Tragrahmen an der Schwenkachse wirken, durch die Rückstellkraft des Federelementes optimal abgestützt werden können.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Vorspannkraft des Federelementes derart eingestellt werden, um die auf den Tragrahmen an der Schwenkachse einwirkenden Kräfte bestmöglich zu kompensieren. Vorteilhafterweise kann das Federelement derart vorgespannt werden, um ein Drehmoment zu erzeugen, das das Drehmoment der Schwerkraft des Tragrahmens geringfügig übersteigen kann. Damit kann erreicht werden, dass der Tragrahmen, dessen Schwerpunkt gegenüber der Schwenkachse versetzt ist, dennoch sicher und positionsgenau gelagert werden kann.
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Für eine zuverlässige Verbindung des Federelementes am Halteelement kann das Federelement zumindest ein Fixiermittel aufweisen, das in eine Ausnehmung des Halteelementes eingreifen kann. Hierbei kann das Fixiermittel als ein Klemm- und/oder Rastmittel ausgebildet sein, um form- und/oder kraftschlüssige Verbindung mit dem Halteelement zu unterstützen. Ebenfalls ist es denkbar, dass das Fixiermittel als eine Durchgangsbohrung ausgeformt werden kann, die einer Durchgangsbohrung im Halteelement entsprechen kann, um eine Schraube oder ein anderes Fixiermittel wie einen Stift, zylindrisch oder kegelförmig, oder eine Niete aufzunehmen und das Federelement mit dem Halteelement zu verschrauben.
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Die genannte Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ebenfalls durch einen Scheinwerfer für ein Fahrzeug mit wenigstens einer Vorrichtung gelöst, die oben beschrieben wurde.
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Erfindungsgemäß können die Merkmale der Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Scheinwerfers sowohl für sich alleine als auch in den verschiedensten Kombinationen kombiniert werden. Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
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1a eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an einem Tragrahmen,
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1b eine vergrößerte Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2a eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Federelementes,
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2b eine Rückansicht des erfindungsgemäßen Federelementes,
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3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
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4 eine noch weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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1a zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Befestigung eines Tragrahmens 20 in einem Gehäuse 30 eines Scheinwerfers für ein Fahrzeug. Der Tragrahmen 20 ist in einer Frontansicht gezeigt, wobei der Tragrahmen 20 zur Aufnahme von einer oder mehreren Lichtquellen ausgelegt ist. Der Tragrahmen 20 ist über die Vorrichtung 10 am Gehäuse 30 schwenkbar befestigt, wobei die Vorrichtung 10 an der linken Seite des Tragrahmens 20 gezeigt ist. Ebenfalls ist es denkbar, dass die Vorrichtung 10 mehrere Federelemente 31 umfassen kann, beispielsweise zwei, die an beiden Enden des Tragrahmens 20 entlang einer Schwenkachse A angebracht werden können.
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Die Vorrichtung 10, die in 1b in einer vergrößerten Ansicht dargestellt ist, umfasst ein Halteelement 21, das zur schwenkbaren Befestigung des Tragrahmens 20 im Gehäuse 30 des Scheinwerfers dient, und ein Federelement 31, das zur Kompensation von ungünstigen Schwerpunktlagen des Tragrahmens 20 vorgesehen ist. Das Halteelement 21 ist in einer Führung 34 des Gehäuses 30 aufgenommen, wobei die Führung 34 sich in horizontaler Ebene erstreckt, in der die Schwenkachse A liegt. Die Führung 34 begrenzt die Bewegung des Tragrahmens 20 in vertikale Richtung senkrecht zur Ebene der Führung 34. Auch die Gewichtskraft des Tragrahmens 20 und der am Tragrahmen 20 gehaltenen Lichtquelle wird durch das Halteelement 21 in der horizontalen Führung 34 abgestützt. Eine Lagerung in der Führung 34 erlaubt dabei die Schwenkbewegungen des Tragrahmens 20 um die vertikale und um die horizontale Drehachse, verhindert aber, dass der Tragrahmen 20 in vertikale Richtung verschoben werden kann. Das Federelement 31 sorgt zudem dafür, dass der Tragrahmen 20 mit der Lichtquelle sicher und positionsgenau im Gehäuse 30 des Scheinwerfers gelagert wird.
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Im Ausführungsbeispiel der 1b ist das Halteelement 21 einstückig und/oder materialeinheitlich an dem Tragrahmen 20 ausgeformt und dient dazu, die Wirkung des Federelementes 31 auf den Tragrahmen 20 zu übertragen. Das Halteelement 21 ist koaxial zur Schwenkachse A des Tragrahmens 20 angeordnet und weist eine zylindrische Form mit einer Ausnehmung 22 auf. Komplementär zum Halteelement 21 ist die Form des Federelementes 31 an die Form des Halteelementes 21 angepasst, um eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung mit dem Halteelement 21 herzustellen. Dabei ist das Federelement 31 mit einem ersten Ende 31a um das Halteelement 21 gebogen und weist von der inneren Seite ein Fixiermittel 32 auf, das als ein Klemmmittel ausgebildet ist. Das Fixiermittel 32 greift in die Ausnehmung 22 des Halteelementes 21 ein und unterstützt die form- und/oder kraftschlüssige Verbindung des Federelementes 31 mit dem Halteelement 21. Ebenfalls ist es denkbar, dass das Fixiermittel 32 als Rastmittel ausgebildet sein kann.
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Die 2a und 2b zeigen eine verbesserte Ansicht des erfindungsgemäßen Federelementes 31 gemäß 1a und 1b, das als eine Blattfeder ausgeformt ist. Ein erstes Ende 31a des Federelementes 31 kann um das Halteelement 21 gebogen werden, wie es in 1a und 1b gezeigt ist. Dabei kann das Federelement 31 mit dem ersten Ende 31a das Halteelement 21 zumindest teilweise umschließen. In der Mitte 31b weist das Federelement 31 eine Welle auf, die in eine entgegengesetzte Richtung gebogen ist als das erste Ende 31a des Federelementes 31. Ein zweites Ende 31c des Federelementes 31 weist einen weiteren Bogen auf, der in eine entgegengesetzte Richtung gebogen ist als die Mitte 31b des Federelementes 31. Der Bogen am zweiten Ende 31c des Federelementes 31 zeigt dabei mit einer Innenfläche in Richtung zum Bogen am ersten Ende 31a des Federelementes 31.
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In der 1b ist zu erkennen, dass das Federelement 31 mit dem ersten Ende 31a koaxial zum Halteelement 21 angeordnet ist, wobei die Welle in der Mitte 31b des Federelementes 31 das Halteelement 21 von einer anderen Seite zusätzlich abstützt. Mit dem ersten Ende 31a kann das Federelement 31 eine Drehbewegung des Halteelementes 21 nach vorne und mit der Welle in der Mitte 31b eine Drehbewegung des Halteelementes 21 nach hinten abfangen. Dadurch wird erreicht, dass das Federelement 31 das Halteelement 21 gegen eine Verschwenkung um die horizontale Drehachse optimal abstützen kann.
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Wie in 1a und 1b gezeigt, ist das Federelement 31 auf einem Stützmittel 33 des Gehäuses 30 abgestützt und dient als ein Übertragungsglied zwischen dem Gehäuse 30 und dem Tragrahmen 20. Dabei nimmt das Federelement 31 Kräfte auf, die den Tragrahmen 20 bezüglich des Gehäuses 30 in ungünstige Schwerpunktlagen verschieben können, und sorgt dafür, dass der Tragrahmen 20 und die auf dem Tragrahmen 20 aufgenommene Lichtquelle sicher im Gehäuse 30 positioniert werden. Dabei kann das Federelement 31 für eine bessere Verteilung der Kräfte an der Schwenkachse A sorgen, wodurch negative Einflüsse von Schwingungen der Bauteile, Beschleunigungen des Fahrzeugs und Setzvorgängen in Materialien zumindest teilweise kompensiert werden können. Dabei kann die Vorspannkraft des Federelementes 31 gezielt eingestellt werden, um die auf den Tragrahmen 20 an der Schwenkachse A wirkenden Kräfte optimal abzufangen. Wenn der Tragrahmen 20 einen versetzten Schwerpunkt aufweist, kann das Federelement 31 mit einem Drehmoment vorgespannt werden, der etwas größer ist als das Drehmoment der Schwerkraft. Mithin kann das Federelement 31 auf den Tragrahmen 20 einwirken und diesen entgegen der Schwerkraft in Position halten.
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3 und 4 zeigen weitere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 mit einem Federelement 31, das mindestens ein Fixiermittel 32 aufweist, um eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung mit dem Halteelement 21 des Tragrahmens 20 herzustellen. Gemäß 3 können zwei Fixiermittel 32 vorgesehen sein, um das Federelement 31 mit dem Halteelement 21 zu verbinden. Außerdem kann gemäß 4 das Fixiermittel 32 in Form einer Durchgangsbohrung ausgebildet sein, die in eine korrespondierende Durchgangsbohrung im Halteelement 21 übergeht und eine Schraube oder ein anderes Fixiermittel wie einen Stift, zylindrisch oder kegelförmig, oder eine Niete aufnehmen kann, um das Federelement 31 mit dem Halteelement 21 zu verschrauben. Auch hier können zwei Bohrungen vorhanden sein, um zwei Schrauben aufzunehmen und das Federelement 31 am Halteelement 21 zu verschrauben.
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Es sollte aber einem Fachmann naheliegen, dass sich die Erfindung in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können Merkmale aus 3 und 4 miteinander und/oder mit den Merkmalen aus 1a bis 2b und/oder mit den Merkmalen aus der Beschreibung und/oder mit den Merkmalen aus den Ansprüchen beliebig kombiniert werden. Beispielhaft ist es denkbar, dass das Federelement 31 gemäß 1a und 1b ebenfalls zwei Fixiermittel 32 umfassen kann, die alternativ als Klemmmittel oder aber als Gewindebohrungen zur Aufnahme jeweils einer Schraube ausgebildet werden können. Auch ist es möglich, dass jeweils eine erfindungsgemäße Vorrichtung an jeder der Drehachsen, insbesondere an beiden Enden des Tragrahmens 20 bezüglich der jeweiligen Drehachse, vorgesehen werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung
- 20
- Tragrahmen
- 21
- Halteelement
- 22
- Ausnehmung
- 30
- Gehäuse
- 31
- Federelement
- 31a
- erstes Ende des Federelementes
- 31b
- Mitte des Federelementes
- 31c
- zweites Ende des Federelementes
- 32
- Fixiermittel
- 33
- Stützmittel
- 34
- Führung
- A
- Schwenkachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009049237 A1 [0003, 0004]
