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Die Erfindung betrifft eine Optikvorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Optikvorrichtung.
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Optikvorrichtungen für Kraftfahrzeuge sind in unterschiedlichen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt.
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Diese können beispielsweise eine so genannte Totwinkelanzeige umfassen, bei der von einer als Lichtquelle ausgebildeten Optikeinrichtung Licht aus dem Gehäuse des Außenspiegels durch ein Scheibenmittel ausgesendet wird und von außen wahrnehmbar ist. Darüber hinaus sind Optikvorrichtungen in Form von Kameras und Sensoren bekannt, die an einer äußeren Oberfläche des Kraftfahrzeugs angeordnet sind und deren Linsen beim Betrieb des Kraftfahrzeugs verschmutzen können, wodurch die Qualität der erfassten Umgebungsdaten reduziert sein kann.
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Um die Gefahr eines Ablagerns von Verschmutzungen oder von Feuchtigkeit an den Optikvorrichtungen zu reduzieren, ist aus dem Stand der Technik bekannt, die Linsen der Optikeinrichtung zu reinigen, nachdem sich die Verschmutzung oder die Feuchtigkeit abgelagert haben, beispielsweise durch eine Wischvorrichtung.
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Die Wischvorrichtungen sind hierbei durch eine Energiequelle des Kraftfahrzeugs betrieben, um die Optikvorrichtung zu reinigen. Hierdurch ist eine Energiezuführung zur Wischvorrichtung der Optikeinrichtung vorzusehen, was zum einen umständlich ist und zum anderen Bauraum benötigt. Ferner sind derartige Wischvorrichtungen Energieabnehmer, wodurch eine dem Kraftfahrzeug zur Verfügung stehende Energie reduziert ist.
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Eine Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, eine Optikvorrichtung vorzuschlagen, bei der die Gefahr einer Ablagerung von Verschmutzung und Feuchtigkeit reduziert ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Optikvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem Gehäuse, das mindestens eine Aufnahme umfasst, mit mindestens einer Optikeinrichtung, wie Scheinwerfer, Kamera oder Sensor, zum Empfangen oder Aussenden von elektromagnetischen Wellen, die in der Aufnahme des Gehäuses anordenbar oder angeordnet ist und durch die ins Gehäuse eintretende elektromagnetische Wellen durch ein Sichtfenster der Optikeinrichtung empfangbar und/oder von der erzeugte elektromagnetische Wellen durch das Sichtfenster absendbar sind, mit mindestens einem im oder am Gehäuse angeordneten und die Optikeinrichtung von außen überdeckenden, insbesondere flächenhaften, transparenten und/oder transluzenten Scheibenmittel, mit mindestens einem Wischermittel, das mit einem Wischabschnitt an der der Optikeinrichtung abgewandten Oberfläche des Scheibenmittels anliegt, und mit mindestens einem Antrieb, durch den Scheibenmittel und Wischermittel relativ zueinander bewegbar antreibbar sind, wobei der Antrieb mindestens ein einwertiges oder zweiwertiges Lagermittel umfasst, durch das das Scheibenmittel oder das Wischermittel an einer Fahrzeugkomponente oder dem Gehäuse festlegbar und mit zwei Freiheitsgraden bzw. einem Freiheitsgrad zumindest beim Einwirken eines Impuls oder einer Trägheitskraft auf das am Lagermittel festgelegte Scheibenmittel bzw. Wischermittel relativ zur Optikeinrichtung bewegbar ist.
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Dadurch, dass der Antrieb ein einwertiges oder zweiwertiges Lagermittel umfasst, sind Scheibenmittel und/oder Wischermittel entlang einer Bewegungsrichtung oder entlang zweier Bewegungsrichtungen bewegbar.
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Dadurch, dass das Scheibenmittel und/oder das Wischermittel bei Einwirken eines Impulses oder eine Trägheitskraft relativ zur Optikeinrichtung bewegbar ist bzw. sind, kann das Scheibenmittel durch das Wischermittel ohne das Benötigen zusätzlicher Energie, beispielsweise elektrische Energie, eine Energiequelle des Kraftfahrzeugs, betrieben werden. Hierdurch werden Scheibenmittel und Wischermittel durch die am Kraftfahrzeug vorherrschenden bzw. auf das Kraftfahrzeug wirkenden Vibrationen, Stöße und Trägheitseffekte, automatisch und energieautark betrieben.
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Unter einem einwertigen Lager wird ein Lager verstanden, durch das lediglich eine Reaktion übertragbar ist und das zwei Freiheitsgrade besitzt. Unter einem zweiwertigen Lager wird ein Lager verstanden, durch das zwei Lagerreaktionen übertragen werden und ein einziger Freiheitsgrad verbleibt.
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Bei dem Scheibenmittel kann es sich um ein zusätzliches Bauteil handeln, das zwischen dem als Linse ausgebildeten Sichtfenster der Optikeinrichtung und dem Wischermittel anordenbar ist. Darüber hinaus kann bei einer Ausführungsform der Optikeinrichtung das Scheibenmittel gleichzeitig ein optisch wirksames Element, wie Linse oder Prisma umfassen, das der Optikeinrichtung funktional zuordenbar oder zugeordnet ist.
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Das Lagermittel kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein, sofern es der technischen Funktion nachkommt, einwertig oder zweiwertig zu sein. Bei Ausführungsformen der Optikvorrichtung ist vorgesehen, dass das Lagermittel des Antriebs mindestens ein an der Fahrzeugkomponente oder dem Gehäuse festgelegtes Federelement umfasst, an dem das Scheibenmittel und/oder das Wischermittel zumindest in eine Bewegungsrichtung durch Translation bewegbar an der Fahrzeugkomponente oder dem Gehäuse festlegbar oder festgelegt ist und/oder das das Lagermittel des Antriebs mindestens ein Drehlagerelement umfasst um das das Scheibenmittel und/oder das Wischermittel um eine Drehachse drehbar an der Fahrzeugkomponente oder dem Gehäuse festlegbar oder festgelegt ist.
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Wenn das Lagermittel mindestens ein an der Fahrzeugkomponente oder dem Gehäuse festgelegtes Federelement umfasst, sind Scheibenmittel und/oder Wischermittel schwimmend lagerbar und in mindestens eine, insbesondere zwei, Translationsrichtungen bewegbar. Solchenfalls kann das Scheibenmittel und/oder das Wischermittel in einer parallel zur Ebene des Scheibenmittels verlaufenden Ebene bewegbar sein.
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Wenn das Lagermittel ein Drehlagerelement umfasst, kann das Scheibenmittel und/oder das Wischermittel um eine Drehachse, also mit einem Freiheitsgrad, drehbar festgelegt sein.
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Grundsätzlich ist es denkbar, dass sowohl Scheibenmittel als auch Wischermittel relativ zum Gehäuse bewegbar sind. Bei Ausführungsformen der Optikvorrichtung erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Scheibenmittel relativ zum Gehäuse ortsfest und das Wischermittel relativ zum Gehäuse bewegbar festgelegt ist oder wenn das Scheibenmittel relativ zum Gehäuse bewegbar und das Wischermittel relativ zum Gehäuse ortsfest festgelegt ist.
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Wenn das Scheibenmittel relativ zum Gehäuse ortsfest angeordnet ist, kann das Scheibenmittel als Element der Optikeinrichtung, beispielsweise als Linse oder Prisma, ausgebildet sein. Durch das ortsfeste Festlegen sind die optischen Eigenschaften einstellbar und vorgebbar. Wenn das Wischermittel relativ zum Gehäuse festgelegt ist, kann das Scheibenmittel zum Reinigen über das ortsfest festgelegte Wischermittel bewegbar sein.
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Um den Bewegungsspielraum des Scheibenmittels und/oder des Wischermittels einzuschränken, umfasst eine Ausführungsform der Optikvorrichtung eine Anschlageinheit, die mindestens ein erstes Anschlagelement umfasst, durch das eine Bewegung des Scheibenmittels und/oder des Wischermittels in eine erste Bewegungsrichtung begrenzt ist und das eine unausgelenkte Ruheposition des Scheibenmittels und/oder des Wischermittels definiert.
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Hierdurch kann der Bewegungsspielraum von Scheibenmittel und Wischermittel reduziert werden.
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Bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Anschlageinheit mindestens ein zweites Anschlagelement umfasst, durch das eine Bewegung des Scheibenmittels und/oder des Wischermittels in eine zweite Bewegungsrichtung begrenzt ist und das eine ausgelenkte Endposition des Scheibenmittels und/oder des Wischermittels definiert.
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Hierdurch ist der Bewegungsspielraum zwischen Scheibenmittel und Wischermittel weiter reduzierbar.
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Durch das Vorsehen eines ersten Anschlagelements und eines zweiten Anschlagelements kann eine Relativbewegung zwischen Scheibenmittel und Wischermittel derart gewählt werden, dass die Relativbewegung des Wischermittels relativ zum Scheibenmittel ausreichend ist, um den Bereich des Sichtfensters der Optikeinrichtung zu überstreichen und hierdurch zu reinigen.
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Bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform erweist es sich als vorteilhaft, wenn die zweite Bewegungsrichtung in entgegengesetzter Richtung zur ersten Bewegungsrichtung verläuft.
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Dieses erweist sich insbesondere dann als zweckmäßig, wenn das Lagermittel ein zweiwertiges Lagermittel umfasst, d. h. Wischermittel und/oder Scheibenmittel nur einen Freiheitsgrad haben, sich also nur entlang der ersten Bewegungsrichtung und in die entgegengesetzte zur ersten Bewegungsrichtung verlaufenden zweiten Bewegungsrichtung bewegen kann. Hierdurch sind Anschlageinheit und Antrieb kompakt und bauteilreduziert ausbildbar.
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Dadurch, dass das Wischermittel und/oder das Scheibenmittel aufgrund von auf das Scheibenmittel, bzw. auf das Wischermittel wirkende Impuls oder Trägheitskräfte bewegbar ist, können Scheibenmittel und/oder Wischermittel schon bei geringen, am Kraftfahrzeug vorhandenen Vibrationen, in Bewegung gebracht werden.
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Um die durchschnittliche Anzahl der Reinigungsbewegungen zu reduzieren, erweist es sich als vorteilhaft, wenn das erste Anschlagelement der Anschlageinheit ein erstes Haltemittel umfasst, durch das das Scheibenmittel und/oder das Wischermittel in der Ruheposition bis zum Überschreiten eines bestimmten Impulses oder einer bestimmen Kraft gehalten ist und/oder wenn das zweite Anschlagelement der Anschlageinheit ein zweites Haltemittel umfasst, durch das das Scheibenmittel und/oder das Wischermittel in der Endposition bis zum Überschreiten eines bestimmten Impuls oder einer bestimmen Kraft gehalten ist.
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Hierdurch ist eine Schwingungsminimierung und das Reduzieren von so genannten Stick-Slip-Effekten reduzierbar.
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Das erste Haltemittel und/oder das zweite Haltemittel können derart ausgewählt sein, dass ein Impuls oder eine Kraft überschritten werden muss, die nur bei bestimmten Fahrmanövern auf das Wischermittel und/oder das Scheibenmittel wirkt. Diese Fahrmanöver können ein Abbremsen oder starkes Beschleunigen des Kraftfahrzeugs, das auf ein Bordsteinfahren oder Herunterfahren des Kraftfahrzeugs oder eine Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs umfassen.
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Hierdurch kann gewährleistet werden, dass die Optikeinrichtung regelmäßig, aber nicht durchgehend bei Betrieb des Kraftfahrzeugs gereinigt wird.
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Das erste Haltemittel und/oder das zweite Haltemittel können technisch grundsätzlich beliebig ausgebildet sein, sofern sie der Funktion nachkommen, das Scheibenmittel und/oder das Wischermittel in der Ruheposition oder in der Endposition zu halten. Das erste Haltemittel und das zweite Haltemittel lassen sich einfach und kostengünstig herstellen, wenn das erste Haltemittel und/oder das zweite Haltemittel ein Magnetelement umfasst und/oderwenn das Scheibenmittel und/der das Wischermittel an einem am ersten Anschlagelement anlegbaren Abschnitt und/oder an einem am zweiten Anschlagelement anlegbaren Abschnitt ein Magnetelement umfasst, das mit dem Magnetelement des ersten Haltemittels und/oder des zweiten Haltemittels zusammenwirkbar ist.
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Solchenfalls wirken zwischen Haltemittel und Scheibenmittel bzw. Wischermittel, Magnetkräfte, wodurch der vom Kraftfahrzeug auf das Wischermittel bzw. Scheibenmittel übertragbare Impuls, bzw. übertragene Kraft, insbesondere Trägheitskraft, größer sein muss als die vorherrschende Magnetkraft, um das Scheibenmittel bzw. das Wischermittel zu bewegen.
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Darüber hinaus ist bei einer Weiterbildung der Optikvorrichtung vorgesehen, dass diese mindestens eine Rückführeinheit umfasst, die mindestens ein Spannmittel umfasst durch das das Scheibenmittel und/oder das Wischermittel in die unausgelenkte Ruheposition oder die Endposition spannbar ist.
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Hierdurch kann gewährleistet werden, dass das Wischermittel nicht zwischen Ruheposition und Endposition verharrt und solchenfalls die Funktionsweise der Optikeinrichtung stören kann.
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Die Rückführeinheit lässt sich einfach und kostengünstig ausbilden, wenn die Anschlageinheit und die Rückführeinheit ein gemeinsames einstückiges Bauteil umfassen, insbesondere eine bistabile Feder.
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Wenn Anschlageinheit und Rückführeinheit ein gemeinsames einstückiges Bauteil umfassen, insbesondere eine bistabile Feder, kann die Optikvorrichtung bauteilreduziert ausgebildet werden.
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Bei einer Ausführung der Optikvorrichtung erweist sich eine Ausführungsform vorteilhaft, bei der das Scheibenmittel relativ zum Gehäuse ortsfest und das Wischermittel relativ zum Gehäuse bewegbar festgelegt ist und bei der das Wischermittel in der Ruheposition mit dem Wischabschnitt überlappungsfrei bezüglich des Sichtfensters angeordnet ist und in Richtung auf die Endposition überführbar ist, wobei das Wischermittel in der Endposition mit dem Sichtfenster überlappt oder auf einer der Ruheposition gegenüberliegenden Seite des Sichtfensters überlappungsfrei bezüglich des Sichtfensters angeordnet ist.
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Um schon bei geringen Impulsen bzw. wirkenden Kräften, insbesondere Trägheitskräften, eine große Bewegungsamplitude zu erzielen, umfasst das Wischermittel bei einer Ausführungsform der Optikvorrichtung einen Stabkörper, der mit einem Ende am Drehlagerelement festgelegt ist und an dessen freien Ende der Wischabschnitt angeordnet ist. Solchenfalls kann der Stabkörper einen Schwingarm umfassen.
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Der Wischabschnitt des Wischermittels kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein, sofern er der technischen Funktion nachkommt, beim Bewegen des Wischermittels relativ zum Scheibenmittel das Scheibenmittel zumindest im Bereich des Sichtfensters der Optikeinrichtung zu reinigen. Der Wischabschnitt des Wischermittels lässt sich einfach und kostengünstig ausbilden, wenn der Wischabschnitt des Wischermittel eine Bürste und/oder mindestens ein Kontaktmaterial wie Schwamm oder Lippe, insbesondere Gummilippe, umfasst.
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Schließlich wird die Aufgabe gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Fahrzeugkomponente mit mindestens einer Optikvorrichtung mit mindestens einem der zuvor genannten Merkmale.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Optikvorrichtung.
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In der Zeichnung zeigt:
- 1 Eine geschnittene schematische Seitenansicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel der Optikvorrichtung;
- 2 Eine Vorderansicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der Optikvorrichtung;
- 3 Eine Vorderansicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel der Optikvorrichtung.
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Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele einer jeweils insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 versehenen Optikvorrichtung für ein Kraftfahrzeug (in den Figuren nicht explizit dargestellt). Die Optikvorrichtungen 2 umfassen bei den Ausführungsbeispielen jeweils ein Gehäuse 4, das mindestens eine Aufnahme 6 umfasst, in dem eine Optikeinrichtung 8, wie Scheinwerfer, Kamera oder Sensor, zum Empfangen oder Aussenden von elektromagnetischen Wellen anordenbar ist.
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In das Gehäuse 4 eintretende elektromagnetische Wellen sind durch ein Sichtfenster 10 der Optikeinrichtung 8 empfangbar. Durch die Optikeinrichtung 8 erzeugte elektromagnetische Wellen sind durch nach das Sichtfenster 10 nach außen absendbar.
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Darüber hinaus umfassen in den drei Ausführungsbeispielen die Optikvorrichtungen 2 jeweils ein Scheibenmittel 12, das an dem Gehäuse 4 angeordnet ist und die Optikeinrichtung 8 von außen überdeckt. Die Scheibenmittel 12 sind jeweils flächenhaft sowie transparent und/oder transluzent ausgebildet.
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Auf der der Optikeinrichtung 8 abgewandten Seite des Scheibenmittels 12 ist ein Wischermittel 14 angeordnet, das mit einem Wischabschnitt 16 an der der Optikeinrichtung 8 abgewandten Oberfläche des Scheibenmittels 12 anliegt. Darüber hinaus umfasst die Optikvorrichtung 2 einen Antrieb 18, durch den bei den in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen das Wischermittel 14 relativ zum ortsfest festgelegten Scheibenmittel 12 bewegbar antreibbar ist. Hierzu umfasst der Antrieb 18 bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen ein zweiwertiges Lagermittel 20, durch das das Wischermittel 14 beim Einwirken eines Impulses oder einer Trägheitskraft auf das Wischermittel 14 um eine Drehachse 22 drehbar ist. Das Lagermittel 20 umfasst hierzu ein Drehlagerelement 24, das an einer Fahrzeugkomponente 26 festgelegt ist.
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Das Wischermittel 14 ist bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen von einer Ruheposition R, in der der Wischabschnitt 16 des Wischermittels 14 überlappungsfrei bezüglich des Sichtfensters 10 der Optikeinrichtung 8 angeordnet ist, in eine Endposition E überführbar, die zur Ruheposition R beabstandet ist und in der der Wischabschnitt 16 des Wischermittels 14 abschnittsweise mit dem Sichtfenster 10 der Optikeinrichtung 8 überlappt.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Optikvorrichtung 2, bei dem der Wischabschnitt 16 des Wischermittels 14 durch eine Bürste gebildet ist. Durch Überführen des Wischabschnitts 16 von der Ruheposition R in die Endposition E wird hierbei in Reaktion auf das Wischermittel 14 wirkenden Impuls oder der Trägheitskraft die der Optikeinrichtung 8 abgewandte Oberfläche des Scheibenmittels 12 gereinigt.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Optikvorrichtung 2, bei dem im Bereich der Endposition E des Wischermittels 14 ein zweites Anschlagelement 28 einer Anschlageinheit 30 vorgesehen ist. Hierdurch ist eine Bewegungsamplitude des Wischermittels 14 entlang einer zweiten Bewegungsrichtung 32 begrenzt.
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3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Optikvorrichtung 2, bei dem die Anschlageinheit 30 zusätzlich ein erstes Anschlagelement 34 umfasst, durch das eine Bewegung des Wischermittels 14 in Richtung Ruheposition R entlang einer ersten Bewegungsrichtung 36 begrenzt ist. Ruheposition R und Endposition E umfassen zudem bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen einen derartigen Abstand zueinander, dass die im Bereich des Sichtfensters 10 der Optikeinrichtung 8 angeordnete Scheibenmittel 12 durch den Wischabschnitt 16 des Wischermittels 14 reinigbar ist.
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Bei dem in 3 ersichtlichen dritten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu der Anschlageinheit 30 im Bereich des ersten Anschlagelements 34 ein erstes Haltemittel 38 vorgesehen und im Bereich des zweiten Anschlagelements 28 der Anschlageinheit 30 ein zweites Haltemittel 40. Erstes Haltemittel 38 und zweites Haltemittel 40 umfassen hierbei Magnetelemente. Das Wischermittel 14, insbesondere der Wischabschnitt 16 des Wischermittels 14, umfasst hierbei ein magnetisches Material, das mit dem ersten Haltemittel 38 und dem zweiten Haltemittel 40 zum aneinander Festlegen mittels Magnetkraft zusammenwirkt.
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Durch das Vorsehen eines magnetischen ersten Haltemittels 38 und eines magnetischen zweiten Haltemittels 40, wird das Wischermittel 14 nur dann von der Ruheposition R in die Endposition E und umgekehrt bewegt, wenn der auf das Wischermittel 14 wirkende Impuls oder die auf das Wischermittel wirkende Trägheitskraft ausreichend hoch ist, um die Magnetkraft zu überwinden.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung, können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination in der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Optikvorrichtung
- 4
- Gehäuse
- 6
- Aufnahme
- 8
- Optikeinrichtung
- 10
- Sichtfenster
- 12
- Scheibenmittel
- 14
- Wischermittel
- 16
- Wischabschnitt
- 18
- Antrieb
- 20
- Lagermittel
- 22
- Drehachse
- 24
- Drehlagerelement
- 26
- Fahrzeugkomponente
- 28
- zweites Anschlagelement
- 30
- Anschlageinheit
- 32
- zweite Bewegungsrichtung
- 34
- erstes Anschlagelement
- 36
- erste Bewegungsrichtung
- 38
- erstes Haltemittel
- 40
- zweites Haltemittel
- R
- Ruheposition
- E
- Endposition
