DE2642943A1

DE2642943A1 - Schwenkspiegelvorrichtung

Info

Publication number: DE2642943A1
Application number: DE19762642943
Authority: DE
Inventors: Herman Gerard Lankerveld; Gerard Eduard Van Rosmalen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-09-29
Filing date: 1976-09-24
Publication date: 1977-03-31
Also published as: FR2326096A1; AU1815276A; FR2326096B1; ES451897A1; SE407294B; JPS5249607U; NL171405C; DE2642943C2; AT351821B; DK432676A; ATA714476A; CH610114A5; SE7610644L; IT1072441B; NL171405B; CA1086859A; GB1556473A; NL7511417A; US4073567A; NO763304L

Description

PHN. ²

VIJ/EYH. 1*.8.1976.

¹¹S clxwenJk spi ege Ivor r ichtung"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwenkspiegelvorrichtung zum unter dem Einfluss elektrischer Stetiersignale Schwenken lassen einer reflektierenden Oberfläche um zwei senkrecht aufeinander stehende Schwenkachsen parallel zur reflektierenden Oberfläche, wie eine Schwenkspiegelvorrichtung zum mit einem von einem Lichtbündel herrührenden Lichtflecken in radialem und tangentialem Sinne Folgen der Informationsspur einer sich drehenden optisch auslesbaren Videoplatte, mit einem Gestell, einem gegenüber dem Gestell um die genannten

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Schwenkachsen schwenkbaren Spiegel, der aus einer Basis mit einer reflektierenden Oberfläche besteht, weiter mit einer Lagerung für den Spiegel und mit elektrodynamischen Antriebsmitteln zum Schwenken des Spiegels unter dem Einfluss elektrischer Steuersignale, wobei diese Antriebsmittel mit dem Spiegel verbundene dauermagnetische Mittel sowie damit zusammenarbeitende und mit dem Gestell verbundene elektromagnetische Mittel umfassen, die aus einer oder mehreren Steuerspulen bestehen, die sich wenigstens in einer Richtung parallel zur reflektierenden Oberfläche des Spiegels weiter von der Mitte dieser Oberfläche be~ finden als die-dauermagnetischen Mittel.

Aus der schweizerischen Patentschrift 35^-117 ist eine Schwenkspiegelvorrichtung bekannt, bei der der Spiegel aus einem dauex-magneti sehen Körper besteht, auf dem die reflektierende Schicht angebracht ist» Auf diese Weise bildet die Basis des Spiegels gleichzeitig eines der elektrodynamisehen Antriebsmittel und zwar den mit dem Spiegel verbundenen dauermagnetischen Teil derselben. Die Basis ist dadurch gelagert, dass sie in eine gummi— artige Masse eingebettet ist, die zwischen den Polschuhen eines U-f8rmigen Joches vorgesehen ist, auf dem eine Steuerspule angeordnet ist. Durch Erregung der Spule erfährt der Spiegel ein Moment, wodurch dieser im elastischen Material, in das er eingebettet ist, eine

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Schwenkbewegung macht.' Es ist auch möglich, den Spiegel in einer gummiartigen Masse unterzubringen, die sich in einem Raum zwischen den Polschuhen zweier senkrecht aufeinanderstehender Joche befindet, die mit je einer zugehörenden Steuerspule versehen sind, so dass die reflektierende Oberfläche um zwei senkrecht aufeinanderstellende Achsen schwenken kann<>

Der bekannte Spiegel war zum Gebrauch in

Fernsehempfängern gemeint und zwar in Empfängern der Art, bei denen ein Lichtstrahl statt eines Elektronenstrahles gesteuert wird. Im Hinblick auf das Ziel war, gewiss bei den damals üblichen Abmessungen der Fernsehröhren, nur eine geringe Beweglichkeit des Spiegels erforderlich, so dass eine völlige Einbettung des Spiegels unter Freilassung der reflektierenden Oberfläche eine gute Lösung dazu war·⁵ In den letzten Jahren hat das Interesse für Schwenkspiegelvorrichtungen wieder stark zugenommen und zwar wegen der Verwendung in Videoplattenspielern. In den letzten Jahren sind Videoplattenspieler entwickelt worden, bei denen Videoinformation, die auf einer sich drehenden Platte vorhanden ist, mit Hilfe eines Lichtstrahles, beispielsweise eines Laserstrahles, ausgelesen werden kann, welcher Strahl mit Hilfe optischer Mittel, darunter einer Schwenkspiegelvorrichtung, auf die Platte gerichtet wird und zwar zum genauen Folgen und Auslesen

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der auf der Platte vorhandenen Spuren, siehe beispielsweise die Artikel "Das Philips "VLP" 'System», Philips Technische Rundschau 33, Seiten 190-193, Nr. 7; "Ein neues Bildplattensystera mit transparenter Folie", Funkschau, Heft 20, 2286-2288, 1974 und "The MCA Disco-Vision System", Journal of the SMPTE, Heft 83, July 1974. Zum Gebrauch in derartigen Videoplattenspielern werden andere Anforderungen an die Schwenkspiegelvorrichtung gestellt als an diejenigen, die aus der genannten schweizerischen Patentschrift bekannt sind. Namentlich wird eine viel grSssere Beweglichkeit des Spiegels erfordert; d.h.', dass unter Verwendung einer verhältnismässig geringen Leistung ein verhältnismässig grosser Ausschlag des Schwenkspiegels bei einer verhältnismassig niedrigen Frequenz muss erhalten werden können«

Die Schwenkspiegelvorrichtung ist in ein automatisches Folgesystem aufgenommen, das dazu dient, den Spuren, die sich auf der Videoplatte befinden, mit dem Auslesebttndel zu folgen. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Videoplatte beträgt 1500 bzw* 1800 Umdrehungen/Minute und zwar abhängig von der Netzfrequenz, die 50 bzw,' 60 Hz betragen kann.' Die Schwenkspiegelvorrichtung muss zum Befolgen der Spur einer Schwingung der Spur mit einer Amplitude von 200/um bei einer Schwingungsfrequenz von 25 Hz folgen können·

Die Erfindung bezweckt nun, eine Schwenkspiegel-

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vorrichtung zu schaffen, die sich insbesondere zum Gebrauch in Videoplattenspielem eignet, und weist das Kennzeichen auf, dass der Spiegel von der Lagerung in der Nähe der Mitte allseitig schwenkbar unterstützt ist; dass die genannten dauermagnetischen Antriebsmittel derart magnetisiert sind, dass die magnetischen Feldlinien wenigstens an der Stelle der Steuerspulen im wesentlichen sich parallel zur reflektierenden Oberflache erstrecken; dass wenigstens ein Teil der !/indungen der Steuerspulen sich parallel zur reflektierenden Oberfläche erstreckt und quer zu den genannten Feldlinien läuft und dass die dauermagnetischen Antriebsmittel mit mit dem Gestell verbundenen dauermagnetischen Riehtmitteln zusammenarbeiten, um den Spiegel beim Fehlen von Steuersignalen in eine neutrale Lage zu bringen und in dieser Lage zu halten, welche dauermagnetischen Richtmittel und dauermagnetischen Steuermittel mit der Lagerung eine kraftschlüssige Verbindung bilden und weiter derart magnetisiert sind, dass die magnetischen Feldlinien sich örtlich zu denjenigen der dauermagnetischen Steuermittel entgegengesetzt erstrecken.¹

Diese Kombination von Masshahmen schafft den gewünschten Effekt. Dadurch, dass der Spiegel in der Nähe der Mitte zentral unterstützt wird, können Schwenkbewegungen in Richtungen um zwei senkrechte Achsen mit

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verhältnismässig geringem Widerstand gemacht werden. Die Anordnung der dauermagnetIschen und elektrodynamischen Mittel gewährleistet einen guten Wirkungsgrad der Antriebsmittel. Die dauermagnetischen Richtmittel sorgen weiter dafür, dass auch bei einer sehr geschmeidigen Unterstützung des Spiegels, d.h.' bei einer Unterstützung, die gegen Schwenkbewegungen des Spiegels wenig Widerstand leistet, der Spiegel beim Fehlen von Steuersignalen in die neutrale Stellung zurückkehrt. Dabei kann durch eine richtige Wahl und Anordnung der dauermagnetischen Richt« mittel dafür gesorgt werden, dass die Kraft, mit der der Spiegel in Richtung der Unterstützung ständig belastet wird, sowie die entgegenwirkenden Kräfte bei Schwenlcbewegungen des Spiegels den i-ichtigen Wert aufweisen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht die genannte Unterstützung des Spiegels aus einem Zapfenlager, das einen mit dem Gestell verbundenen Zapfen umfasst, dessen Mittellinie seiuccecht auf der reflektierenden Oberfläche des Spiegels steht, sowie aus einer mit dem . Zapfen an dessen spitz auslaufenden freien Ende (nachstehend als oberes Ende bezeichnet) zusammenarbeitenden Lagerpfanne, die sich, an der von der reflektierenden Oberfläche abgewandten Seite (nachstehend als Unterseite bezeichnet) des Spiegels befindet. Mit Vorteil kann ein Zapfen verwendet werden, bei dem das spitz endende obere Ende

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aus Edelstein besteht. Eins derartige Verwendung bietet den unerwarteten Vorteil, dass eine* sogenannte Tonabnehmernadel eines Rillentasters zum Abtasten von Schallplatten verwendet werden kann. Es ist üblich, vor dem Schleifen derartiger Nadeln den Edelstein zunächst mit einem Stahlstift zu verlöten, damit das Handhaben der Tonabnehmernadel bei den erforderlichen Bearbeitungen erleichtert wird. Der Stahlstift mit der verlöteten Tonabnehmernadel kann dann ohne weiteres als Zapfen für die Schwenkspiegelvorrichtung nach der Erfindung verxiendet werden.' Mit Vorteil besteht auch die Lagerpfanne aus Edelstein, damit eine sehr robuste Zapfenlagerung erhalten wird»

Die erfindungsgemässe Schwenkspiegelvorrichtung ist ausserst empfindlich und bildet folglich ein verhältnismässig zerbrechliches Einzelteil eines Videoplattenspielers, Damit vermieden wird, dass die Schwenkspiegel— vorrichtung unter dein Einfluss von Stössen, beispielsweise beim Transport, beschädigt werden würde, ist eine AusfUhrungsform von Bedeutung, die dadurch gekennzeichnet wird, dass der Zapfen am unteren Ende mit Hilfe von Federmitteln, die den Zapfen zum oberen Ende hin belasten, in beschranktem Masse mit dem Gestell axial eindrückbar verbunden ist«' Durch die federnde Unterstützung der Zapfenlagerung lassen sich Stösse viel besser verarbeiten» Vorzugsweise werden ausserdem wegen der Gefahr vor Stössen

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zugleich, mit dem Spiegel zusammenarbeitende Anschlagmittel verwendet, die die Bewegungen des Spiegels derart hemmen, dass dieser nicht vom Zapfen springen kann·

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.⁴ Es zeigen:

Figo" 1 eine schaubildliche Ansicht der Schwenkspiegelvorrichtung nach der Erfindung mit kreisrundem Spiegel, wobei zur Erläuterung der Konstrulction ein Sektor der Schwenkspiegelvorrichtung weggeschnitten worden ist,

Figo 2 eine Draufsicht der Schwenkspiegel— Vorrichtung nach Fig. 1, wobei, deutlichkeitshalber die Schraubkappe an der Oberseite entfernt worden ist,

Figp 3 zur Erläuterung der Anordnung und der gegenseitigen Zusammenarbeit der Dauermagneten und der Steuerspulen einer, stark schematisierten Querschnitt.

In Fig. 1 ist die Schwenkspiegelvorrichtung mit dem allgemeinen Bezugszeichen Λ_ angegeben. Die Vorrichtung umfasst ein Gestell, das mit dem Bezugszeichen angegeben ist und aus einer Aluminiumlegierung besteht. Der kreisrunde Spiegel ist mit dem Bezugszeichen 3 angegeben und besteht aus einer keramischen Basis mit einer darauf angebrachten sehr dünnen reflektierenden Schicht} die so dünn ist, dass sie sich in der Figur nicht massstabsgerecht darstellen und mit einem einzelnen Bezugs-

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zeichen angeben lässt <>^! Die Lagerung des Spiegels ist mit dem allgemeinen Bezugszeichen 4_ angegeben; die Einzelteile werden untenstehend noch beschrieben. Die elektrodynamischen Antriebsmittel zum Schwenkenlassen des Spiegels 3 unter dem Einfluss elektrischer Steuersignale umfassen vier mit dem Spiegel verbundene dauermagnetische Mittel 5» 6, 7 und 8, siehe auch insbesondere Fig. 2. Sie sind durch Verleimung mit dem Umfang des Spiegels 3 verbunden. Die Dauermagneten 5 bis 8 ai^beitcn mit vier mit dem Gestell 2 verbundenen elektromagnetischen Mitteln, die aus vier Steuerspulen 9 bis 12 bestehen, zusammen. Die im wesentlichen länglichen Spulen sind an der zylinderförmigen Innenseite des ansteigenden Teils des Gestells 2 durch Verleimung in einer Lage befestigt, die der Lage der vier Dauermagneten 5 bis 8 entspricht.· Diese Spulen befinden sich wenigstens in der Richtung parallel zu der reflektierenden Oberfläche des Spiegels 3» weiter von der Mitte der reflektierenden Oberfläche als die Dauermagneten 5 bis 8.

Die Magneten 5 bis 8 sind derart magnetisiert, dass die magnetischen Feldlinien, wenigstens an der Stelle der Steuerspulen 9 bis 12, im wesentlichen parallel zur Oberfläche des Spiegels 3 verlaufen. Ausserdem erstreckt sich wenigstens ein Teil der Windungen der Spulen 9 bis 12 parallel zu der reflektierenden Oberfläche

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und quer zu den genannten Feldlinien} in Fig»' 1 sind dies

diejenigen Teile der Windungen, die sich an der Ober- und Unterseite der Spulen befinden. Insbesondere die Windungen an der Oberseite der Spulen spielen selbstverständlich, eine Rolle; diese erstrecken sich immer quer zu den Feldlinien der Dauermagneten, wodurch ein günstiger Wirkungsgrad der Antriebsmittel des Spiegels gewährleistet wird.»

An der Unterseite des Gehäuses 2, d,h., an derjenigen Seite des Gehäuses gegenüber der Seite, an der sich der Spiegel 3 befindet, sind vier dauermagnetische Richtmittel 13 j 1^» 15 und 10 vorgesehen. Diese dienen dazu, den Spiegel 3'in eine neutrale Stellung zu bringen und Hin in dieser Stellung zu halten und zwar beim Fehlen von Steuersignalen und ausserdem zur ständigen Belastung des Spiegels 3 zur Lagerung h hin. Diese Magneten sind derart magnetisiert, dass sich die magnetischen Feldlinien wenigstens örtlich den Feldlinien der dauermagnetischen Steuermittel 5 bis 8 entgegengesetzt erstrecken«

Die Lagerung k^ des Spiegeld besteht aus einem Zapfenlager, das einen mit dem Gestell 2 verbundenen Zapfen Y^ umfasst, dessen Mittellinie senkrecht auf der reflektierenden Oberfläche des Spiegels steht, sowie eine mit dem Zapfen an dessen spitz auslaufenden oberen Ende 19 zusammenarbeitende Lagerpfanne 1.8, die sich an der Unterseite des Spiegels 3 befindet und dort durch.

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Verleimung befestigt ist. Das spitz verlaufende frsesfce Ende 19 des Zapfens 2uL besteht aus Edelstein, beispielsweise Saphir oder Diamant und ist im wesentlichen eine Tonabnehmernadel, die mit einem Metallrö*hrchen 20 verlötet ist. Auch die Lagerpfanne 18 besteht aus Edelstein, beispielsweise Rubin. Das RShrchen 20 ist in einer Kunststoffbuchse 21 angeordnet, die im Gestell befestigt, z.B. verleimt,ist. An dem der Unterseite zugewandten Ende enthält das Röhrchen 20 einen flanschfbrmigen Teil 22, der in der Kunststoffbuchse 21 verschiebbar ist und zwar in einein Teil mit einer Bohrung· mit etwas grösscrem Durchmesser als an der Stelle, wo der restliche Teil des Röhrchens 20 sich befindet. Das untere Ende des Zapfens JJ£ wird mit Hilfe einer Druckfeder 23 axial aufwärts belastet, so dass der Zapfen als Ganzes gegenüber dem Gestell in beschränktem Masse: axial eindrlickbar ist« Die Feder 23 ist mit Hilfe einer Schraube Zk eingeschlossen.

An der Oberseite wird das Gestell 2 mit Hilfe eines Schraubdeckels 25 abgeschlossen, dessen Rand 126 einen Anschlag bildet, der die Bewegung des Spiegels derart hemmt, dass der Spiegel nicht nach oben vom Zapfen YJ. springen kann. .. '

Die Steuerspulen 9 bis 12 sind alle mit

Spulenausgangsdrähten versehen, die als 26 und 26 · bei Spule 9, 27, 27* bei Spule 10, usw. bis 29 und 29^f bei

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Spule 12 bezeichnet sind. Mit Hilfe dieses Spulenausgangsdrahtes ist die Schwenkspiegelvorrichtung mit elektronischen Steuermitteln verbunden, die zu einem Regelkreis zum Befolgen der Spuren einer Videoplatte in radialer und tangentialer Richtung gehören» Diese Ausgangsdrähte sind durch Oeffnungen im Gehäuse 2 nach aussen geführt; in Figo sind zwei dieser Oeffnungen, als 30 und 31 bezeichnet, sichtbar·

Einer der Vorteile der Erfindung ist, dass durch eine richtige Wahl der Lage der Richtmagneten 13 bis 16 gegenüber der zentralen optischen Achse 32 der Schwenkspiegelvorrichtung die Kraft, mit der der Spiegel 3 gegen die Zapfenstelle I9 gezogen wird, sowie die Rückstellkraft, die der Spiegel bei Verstellung aus der neutralen Lage erfährt, geändert werden können und zwar in beschränktem Masse unabhängig voneinander. Insbesondere Fig. 3 eignet sich dazu, dies zu erläutern. In dieser Figur sind die Magnetisierungsrichtungen der Dauermagneten 5 und 7 sowie der zugehö*renden Richtmagneten 13 und 15 mit Hilfe eines Pfeiles und der Buchstaben N und S verdeutlicht, wobei N auf den Nordpol und S auf den Südpol hinweist. Durch Verschiebung der Richtmagneten 13 und"I5 zur Achse 32 hin oder weg von dieser Achse, kann in gewissem Masse und in einem beschränkten Gebiet die Rückstellkraft, die diese Magneten auf den Spiegel ausüben unabhängig von der Kraft,

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rait der der Spiegel gegen die Stelle des Zapfens JT£ gezogen wird, geändert werden. Es ist auf diese Weise möglich, eine Schwenkspiegelvorrichtung zu konstruieren, die die gestellten Anforderungen erfüllt namentlich was die Belastung der Zapfenstelle 19 und die Eigenfrequenz, mit der der Spiegel bei beschränkter Ausweichung aus der neutralen Stellung schwingt, anbelangt. Letzteres ist ein wesentliches Erfordernis für das dynamische Verhalten der Regelvorrichtung, von der die Schwenkspiegelvorrichtung einen Teil bildet, sowie für den Energieverbrauch,

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Leerseite

Claims

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PATENTANSPRÜCHEI

(Λ »1 Schweiakspiegelvorrichtung (V) zum vtnter dem Einfluss elektrischer Steuersignale Schwenken lassen einer reflektierenden Oberfläche um zwei senkrecht aiifeinander· stehende Schwenkachsen parallel zur reflektierenden Oberfläche, wie· eine Schwenkspiegelvorrichtung zum mit einem von einem Lichtbündel herrührenden Lichtflecken in radialem und tangentialem Sinne Folgen der Informationsspur einer sich drehenden optisch auslesbaren Videoplatte mit:

- einem Gestell (2),

- einem gegenüber dem Gestell (2) tun die genannten Schwenkachsen schwenkbaren Spiegel (3)» der aus einer Basis mit einer reflektierenden Oberfläche besteht,

- einer Lagerung (k) für den Spiegel und

- elektrodynamischen Antriebsmitteln zum Schwenken des Spiegels (3) unter dem Einfluss elektrischer Steuersignale, wobei diese Antriebsmittel mit dem Spiegel verbundene dauermagnetische Mittel (5-8) sowie damit zusammenarbeitende mit dem Gestell (2) verbundene elektromagnetische Mittel umfassen, die aus einer oder mehreren Steuerspulen (9-12) bestehen, die sich wenigstens in einer Richtung parallel zur reflektierenden Oberfläche des Spiegels (3) weiter von der Mitte dieser Oberfläche befinden als die dauermagnetischen Mittel,

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dadurch gekennzeichnet, dass

- der Spiegel von der Lagerung (4) in der Näne der Mitte allseitig schwenkbar unterstützt ist,

- die genannten dauermagnetisehen Antriebsmittel (5-8) derart magnetisiert sind, dass die magnetischen Feldlinien wenigstens an der Stelle der Steuerspulen (9-12) im wesentlichen sich parallel zu der reflektierenden Oberfläche erstrecken,

- wenigstens ein Teil der Windungen der Steuerspulen (9-12) sich parallel zur reflektierenden Oberfläche und quer zu den genannten Feldlinien erstreckt und

- die dauermagnetischen Antriebsmittel (5-8) mit mit dem Gestell (2) verbundenen dauermagnetisehen Richtmitteln (13-I6) zusammenarbeiten und zwar zum in eine neutrale Stellung Bringen und in dieser Stellung Halten des Spiegels (3) beim Fehlen von Steuersignalen, welche dauermagnetischen Richtmitteil (13 — 16) und dauermagnetischen Steuermittel (5-8) mit der Lagerung (4) eine druckkraftschliissige Verbindung bilden und weiter derart magnetisiert sind, dass die magnetischen Feldlinien örtlich sich zu den Feldlinien der dauermagnetischen Steuermittel (5-8) entgegengesetzt erstrecken.

2· Schwenkspiegelvorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Lagerung (4) des Spiegels (3) aus einem Zapfenlager, das einen mit

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dem Gestell verbundenen Zapfen (17) umfasst, dessen Mittellinie sich senkrecht zur reflektierenden Oberfläche des Spiegels (3) erstreckt, sowie aus einer mit dem Zapfen an dessen spitz verlaufenden freien Ende (dem oberen Ende) (18) zusammenarbeitenden Lagerpfanne (i9) besteht, die sich an der, von der reflektierenden Oberfläche abgewandten Seite (an der unteren Seite) des Spiegels befindet. 3 c' Schwenkspiegelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das spitz verlaufende freie Ende (19) des Zapfens aus Edelstein besteht. k,'¹ Schwenlcspiegelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerpfanne aus Edelstein besteht.

5»' Schwenkspiegelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen am unteren Ende mit Hilfe von Federmitteln (23), die den Zapfen in Richtung auf das obere Ende belasten, in beschränktem Masse axial eindrttckbar mit dem Gestell verbunden ist·' 6·' Schwenkspiegelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Spiegel zusammenarbeitende Anschlagmittel (126) vorhanden sind, die die Bewegungen des Spiegels (3) derart hemmen, dass der Spiegel nicht vom Zapfen (17) springen kann.·

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