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Die Erfindung betrifft eine Klemmeinrichtung für eine in einer Umhüllung gelagerte, höhenverstellbare Lenksäule und eine Lenksäulenanordnung mit einer Umhüllung zur Lagerung einer Lenksäule, einer fahrzeugfest anordenbaren Konsole und einer solchen Klemmeinrichtung.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2011 010 062 A1 geht eine Klemmeinrichtung für eine in einer Umhüllung gelagerte Lenksäule hervor. Bei einer solchen Klemmeinrichtung wird eine in einer Umhüllung gelagerte Lenksäule relativ zu einer fahrzeugfesten Konsole festgelegt, wenn die Klemmeinrichtung in einen Klemmzustand versetzt wird. Durch Lösen der Klemmeinrichtung wird die Klemmeinrichtung in einen Freigabezustand versetzt, in welchem eine Höhenverstellung der Lenksäule möglich ist. Auch der Einsatz von Reibfolien zur Erhöhung der Haftung zwischen Klemmeinrichtung und Konsole sind aus dem Stand der Technik bekannt. Solche klassischen Klemmeinrichtungen halten lediglich bei Normalbelastung sich selbst und damit die Lenksäule ortsfest zur Konsole. Wird die Klemmeinrichtung jedoch einer erhöhten Belastung ausgesetzt, wie beispielsweise bei einem Unfall eines Fahrzeugs, ist die Haltekraft der Klemmeinrichtung nicht ausreichend, um sie ortsfest zur Konsole zu halten. Dadurch verrutscht die Klemmeinrichtung, und die Lenksäule verändert ihre Höhe, wodurch es zu einer Gefährdung eines Fahrzeuginsassen kommen kann. Auch sind Reibfolien der genannten Art teuer, und ihre Wirkung ist nicht ausreichend.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klemmeinrichtung für eine in einer Umhüllung gelagerte, höhenverstellbare Lenksäule und eine Lenksäulenanordnung mit einer Umhüllung zur Lagerung einer Lenksäule, einer fahrzeugfest anordenbaren Konsole und einer Klemmeinrichtung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Klemmeinrichtung für eine in einer Umhüllung gelagerte, höhenverstellbare Lenksäule bereitgestellt wird, mit einem ersten Klemmelement und einem zweiten Klemmelement, wobei das erste Klemmelement und das zweite Klemmelement relativ zueinander in einen Klemmzustand und in einen Freigabezustand verlagerbar sind. Dabei sind die Klemmelemente eingerichtet, um in dem Klemmzustand die Umhüllung der Lenksäule relativ zu einer fahrzeugfesten Konsole festzulegen und in dem Freigabezustand die Umhüllung für eine Höhenverstellung relativ zu der Konsole freizugeben. An wenigstens einem Klemmelement, ausgewählt aus dem ersten Klemmelement und dem zweiten Klemmelement, ist dabei auf einer der Konsole zugewandten Seite zumindest eine Haltestruktur vorgesehen. Die Haltestruktur ist durch wenigstens einen Vorsprung gebildet. Die durch den Vorsprung geformte Haltestruktur bildet im Kontaktbereich mit der vorzugsweise auf der Welle angeordneten benachbarten Konsole eine Wirkfläche, über die Haltekräfte, insbesondere durch Kraftschluss und/oder Formschluss, derart zwischen der Konsole und der Haltestruktur wirken, dass im Klemmzustand die Umhüllung der Lenksäule relativ zu der Konsole festgelegt ist. Vorteilhafterweise ist somit die Lenksäule relativ zu der fahrzeugfesten Konsole, insbesondere in ihre Höheneinstellung, derart gesichert, dass auch bei einer erhöhten Krafteinwirkung, wie beispielsweise bei einem Unfall, keine Höhenverstellung eintritt. Auch ist eine Reibfolie nicht erforderlich, so dass die Kosten reduziert sind.
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Das erste Klemmelement ist vorzugsweise als Kurvenscheibe und das zweite Klemmelement vorzugsweise als Klemmkeil ausgebildet. Die Klemmelemente sind bevorzugt auf einer Welle, insbesondere auf einem Spannbolzen, angeordnet. Die Welle ist mittels einer Betätigungsvorrichtung, vorzugsweise mittels eines Hebels, schwenkbar, wodurch die beiden mit der Welle betätigbar wirkverbundenen Klemmelemente relativ zueinander in einen Klemmzustand und in einen Freigabezustand verlagerbar sind. In bestimmungsgemäßer Einbaulage einer solchen Klemmeinrichtung sind die in der Umhüllung gelagerte höhenverstellbare Lenksäule und die fahrzeugfeste Konsole vorzugsweise zwischen dem ersten und dem zweiten Klemmelement auf der Welle angeordnet. Im Klemmzustand greift vorzugsweise wenigstens eines der Klemmelemente an einer Außenseite der Konsole an. Besonders bevorzugt wirkt die zumindest eine Haltestruktur, die auf einer der Konsole zugewandten Seite eines der Klemmelemente vorgesehen ist, mit der Konsole zusammen, um die in der Umhüllung gelagerte Lenksäule relativ zu der fahrzeugfesten Konsole festzulegen. Dazu greift die Haltestruktur besonders bevorzugt mittelbar oder unmittelbar in die Konsole ein. Außerdem ist die Haltestruktur bei bestimmungsgemäßer Einbaulage der Klemmeinrichtung vorzugsweise ortsfest zu der Lenksäule gelagert. Diese ortsfeste Lagerung ist auch dann gegeben, wenn die Klemmelemente von Klemmzustand in den Freigabezustand oder von dem Freigabezustand in den Klemmzustand versetzt werden.
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Unter einem Vorsprung wird hier insbesondere eine hervorspringende Struktur auf einem der Klemmelemente in Richtung der Konsole verstanden.
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Unter der Umhüllung wird hier insbesondere das Mantelrohr einer Lenksäulenanordnung verstanden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Haltestruktur eingerichtet ist, um das wenigstens eine die Haltestruktur aufweisende Klemmelement in dem Klemmzustand bei einem ersten Anpressdruck mittels Kraftschluss, und bei einem zweiten Anpressdruck mittels Formschluss an der fahrzeugfesten Konsole ortsfest zu halten, wobei der zweite Anpressdruck größer ist als der erste Anpressdruck. Somit ist die Sicherheit in einem Fahrzeug, welches eine derartige Klemmeinrichtung aufweist, weiter erhöht.
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Unter einem ersten Anpressdruck wird hier ein Druck, wie er unter einer Normalbelastung auftritt, verstanden. Ein solcher erster Anpressdruck ist hoch genug, um einen Kraftschluss zwischen dem Klemmelement und der fahrzeugfesten Konsole zu bilden. Somit ist im Klemmzustand der Klemmelemente eine Verstellung der Höhe der Lenksäule bei einer Normalbelastung nicht möglich. Alternativ oder zusätzlich zu der kraftschlüssigen Verbindung ist zwischen Klemmelement und Konsole ein geringer Formschluss vorgesehen, insbesondere indem das Material der Konsole und/oder das Material des Klemmelements elastisch verformt ist/sind. Somit sind die Haltekräfte weiter erhöht. Vorzugsweise findet jedoch keine plastische Verformung des Klemmelements oder der Konsole statt.
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Unter einem zweiten Anpressdruck wird hier eine Anpressdruck verstanden, wie er bei einer Missbrauchsbelastung, insbesondere bei einem Unfall des Fahrzeugs, auftreten kann. Bei einem solchen zweiten Anpressdruck dringt das Klemmelement in die Konsole ein und bildet so einen Formschluss mit der fahrzeugfesten Konsole. Dabei kommt es zumindest zu einer elastischen Verformung, vorzugsweise jedoch zu einer plastischen Verformung der Konsole und/oder des Klemmelements.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an wenigstens einem Klemmelement, ausgewählt aus dem ersten Klemmelement und dem zweiten Klemmelement, auf einer der Konsole zugewandten Seite eine Reibfolie angeordnet ist. Mittels einer solchen Reibfolie sind die Haltekräfte zwischen Klemmelement und Konsole weiter erhöht, und die Sicherheit ist verbessert. Die Reibfolie ist vorzugsweise verstärkt ausgebildet, vorzugsweise weist sie eine Dicke von mindestens 0,4 mm, vorzugsweise mindestens 0,6 mm, vorzugsweise mindestens 0,8 mm, vorzugsweise mindestens 1 mm auf.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reibfolie formschlüssig an dem wenigstens einen die Reibfolie aufweisenden Klemmelement gehalten ist. Vorzugsweise ist die Reibfolie mittels eines Befestigungsmittels, vorzugsweise einer Schraube, an dem Klemmelement befestigt. Besonders bevorzugt ist der Formschluss der Reibfolie an dem Klemmelement in Richtung einer Höhenverstellung der Lenksäule gebildet. Vorteilhafterweise ist somit ein Verrutschen der Reibfolie zumindest erschwert, vorzugsweise verhindert. Weiterhin wird somit ein Bruch der Reibfolie erschwert, sodass die Höheneinstellung einer Lenksäule auch bei einer Missbrauchsbelastung gesichert ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Haltestruktur stegförmig oder leistenförmig ausgebildet ist, und/oder sich überwiegend senkrecht zu einer vertikalen Richtung erstreckt, und/oder scharfe Kanten aufweist, und/oder einstückig mit dem ersten Klemmelement ausgebildet ist. Die Haltestruktur ist vorzugsweise scharfkantig ausgebildet. Weiterhin ist die Haltestruktur vorzugsweise kontinuierlich und/oder materialeinheitlich mit dem ersten Klemmelement ausgebildet. Somit ist das Eindringen der Haltestruktur in die Konsole und das Bilden eines Formschlusses zur Sicherung einer eingestellten Höhe der Lenksäule vereinfacht und die Sicherheit für die Fahrzeuginsassen erhöht.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Lenksäulenanordnung mit einer Umhüllung zur Lagerung einer Lenksäule, einer fahrzeugfest anordenbaren Konsole und einer Klemmeinrichtung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele bereitgestellt wird. Dabei ist bevorzugt zumindest ein Klemmelement, vorzugsweise das erste Klemmelement, mit einem Führungselement verbunden oder weist ein Führungselement auf. Das zumindest eine Klemmelement, vorzugsweise das erste Klemmelement, ist mittels des Führungselements im Freigabezustand der Klemmeinrichtung entlang einer an der Konsole angeordneten Führungsstruktur geführt. Die Führungsstruktur gibt hier eine Führungsrichtung vor, in welche die Lenksäule verstellbar ist. Somit dient die Führungsstruktur zur Höhenverstellung der Lenksäule, insbesondere führt und stabilisiert sie die Lenksäule, wenn diese in ihrer Höhe verstellt wird. Vorzugsweise ist das Führungselement einstückig mit dem Klemmelement ausgebildet. Alternativ ist bevorzugt, dass das zumindest eine Klemmelement formschlüssig an dem Führungselement befestigt, insbesondere eingerastet ist. Der Freigabezustand der Klemmeinrichtung dient somit einer Höhenverstellung der Lenksäule. Diese erfindungsgemäße Lenksäulenanordnung erhöht die Sicherheit von Personen in einem Fahrzeug mit einer solchen Lenksäulenanordnung. Außerdem sind die Kosten einer solchen Lenksäulenanordnung reduziert, sofern auf die Reibfolie verzichtet ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Haltestruktur ein erstes Material aufweist, welches härter ist als ein zweites Material, welches die Konsole bei bestimmungsgemäßem Einbau in einem Kontaktbereich mit der Haltestruktur aufweist. Somit ist gewährleistet, dass die Haltestruktur bei einer Missbrauchsbelastung einen Formschluss mit der Konsole bildet. Das Eindringen der Haltestruktur in die Konsole ist vereinfacht und die Haltekraft der Haltestruktur an der Konsole erhöht.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Klemmelement zumindest teilweise, vorzugsweise senkrecht zu einer Führungsrichtung, vorzugsweise also senkrecht zu der Führungsstruktur der Konsole, formschlüssig von dem Führungselement umgriffen ist. Somit ist die Positionierung des Klemmelements an der Konsole und die Zuverlässigkeit der Lenksäuleneinstellung verbessert.
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In Zusammenhang mit der Erfindung ergeben sich insbesondere folgende Vorteile: Durch das Vorsehen einer Haltestruktur, welche durch wenigstens einen Vorsprung gebildet ist, ist die Klemmfunktion der Klemmeinrichtung verbessert. Insbesondere wird eine Lenksäule einer Lenksäulenanordnung, welche mit einer derartigen Klemmeinrichtung versehen ist, bei Normalbelastung und auch bei Missbrauchsbelastung ortsfest zu der Konsole in ihrer Höhe gehalten. Dadurch ist die Sicherheit eines Fahrzeugs mit einer derartigen Lenksäulenanordnung verbessert. Außerdem sind die Kosten einer derartigen Klemmeinrichtung und einer derartigen Lenksäulenanordnung reduziert.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Klemmeinrichtung mit einer in einer Umhüllung gelagerten höhenverstellbaren Lenksäule;
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2 eine perspektivische Ansicht eines Klemmelements mit einer Haltestruktur, und
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3 eine perspektivische Ansicht einer Lenksäulenanordnung mit einer Umhüllung zur Lagerung einer Lenksäule, einer fahrzeugfest anordenbaren Konsole und einer Klemmeinrichtung.
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1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Klemmeinrichtung 1 für eine in einer Umhüllung 3 gelagerte höhenverstellbare, hier nicht dargestellte Lenksäule. Es ist jedoch eine Öffnung 5 in der Umhüllung 3 dargestellt, welche zur Lagerung der Lenksäule vorgesehen ist. Die Klemmenrichtung 1 weist ein erstes Klemmelement 7, welches als Kurvenscheibe ausgebildet ist, und ein zweites Klemmelement 9, welches als Klemmkeil ausgebildet ist, auf. Die beiden Klemmelemente 7, 9 sind hier auf einem Spannbolzen 11 angeordnet. Der Spannbolzen 11 durchdringt in folgender Reihenfolge eine Betätigungseinrichtung, die hier als Hebel 13 ausgebildet ist, das erste Klemmelement 7, eine erste Seitenwand 15 einer Konsole 17, die Umhüllung 3, eine zweite Seitenwand 19 der Konsole 17, das zweite Klemmelement 9 und schließlich ein Fixierelement 21. Durch Drehung des Spannbolzens 11 ist das erste Klemmelement 7 relativ zu dem zweiten Klemmelement 9 in einen Klemmzustand und in einen Freigabezustand verlagerbar. Um den Klemmzustand zu erreichen wird der Spannbolzen 11 mittels des Hebels 13 gedreht, sodass sich der Spannbolzen 11 in das Fixierelement 21 hineinschraubt und damit die von dem Spannbolzen 11 durchdrungenen Elemente gegeneinander drängt. Insbesondere wird so das erste Klemmelement 7 hier von links gegen die Konsole 17, hier gegen die erste Seitenwand 15, gedrängt. Das zweite Klemmelement 9 wird dabei hier von rechts gegen die Umhüllung 3 oder die Konsole 17 gedrängt, wodurch die Umhüllung 3 gegen die Konsole 17 oder die Konsole 17 gegen die Umhüllung 3 gedrängt wird.
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Um die Klemmelemente 7, 9 in den Freigabezustand zu verlagern wird mittels des Hebels 13 der Spannbolzen 11 aus dem Fixierelement 21 herausgeschraubt. Damit lässt der Druck zwischen dem ersten Klemmelement 7 und der ersten Seitenwand 15 der Konsole 17 nach, und das erste Klemmelement 7 und damit die gesamte Klemmeinrichtung 1 sind dann relativ zu der fahrzeugfest anordenbaren Konsole 17 verstellbar. Insbesondere sind dann auch die Umhüllung 3 und die in der Öffnung 5 der Umhüllung 3 gelagerte Lenksäule in ihrer Höhe verstellbar.
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Im Klemmzustand wirkt eine in 1 nicht erkennbare, durch wenigstens einen Vorsprung gebildete Haltestruktur des ersten Klemmelements 7 mit der ersten Seitenwand 15 der Konsole 17 derart zusammen, dass das erste Klemmelement 7 ortsfest zu der Konsole 17 gehalten ist. Im ordnungsgemäßen Betrieb der Klemmeinrichtung 1 dringt die Haltestruktur dabei nicht oder höchstens aufgrund einer elastischen Verformung in die Konsole 17 ein. Ein derartiger ordnungsgemäßer Betrieb der Klemmeinrichtung 1 wird vorzugsweise durch Verbringen des Hebels 13 in eine Klemmposition, also ein Verbringen der Klemmeinrichtung 1 in den Klemmzustand, erreicht. Die Steuerung der Betätigungseinrichtung, die hier als Hebel 13 ausgebildet ist, erfolgt vorzugsweise manuell oder elektronisch.
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Bei einer unsachgemäßen Benutzung der Klemmeinrichtung 1, insbesondere bei einer Missbrauchsbelastung, insbesondere in Folge eines Unfalls, entsteht zwischen dem ersten Klemmelement 7 und der ersten Seitenwand 15 der Konsole 17 ein größerer Anpressdruck als im ordnungsgemäßen Klemmzustand. Dieser erhöhte Anpressdruck führt dazu, dass – insbesondere bei geeigneter Materialwahl des ersten Klemmelements 7 und der Konsole 17 – die Haltestruktur des ersten Klemmelements 7 derart in die erste Seitenwand 15 der Konsole 17 eindringt, das im Eindringbereich eine plastische Verformung stattfindet. Mittels dieser plastischen Verformung ist eine Höhenverstellung der Lenksäule verhindert.
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Alternativ oder zusätzlich zu der Haltestruktur an dem ersten Klemmelement 7 ist an dem zweiten Klemmelement 9 eine Haltestruktur vorgesehen. Die Haltestruktur ist dabei jeweils auf der der Konsole 17 zugewandten Seite des jeweiligen Klemmelements 7, 9 angeordnet. Die Haltestruktur ist also durch einen Vorsprung gebildet, der in Richtung der Umhüllung 3 von dem jeweiligen Klemmelement 7, 9 hervorspringt.
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Zusätzlich zu der Haltestruktur ist hier eine Reibfolie 22 auf dem ersten Klemmelement 7 und auf dem zweiten Klemmelement 9, jeweils auf der der Konsole 17 zugewandten Seite des Klemmelements 7, 9, angeordnet. Diese Reibfolie 22 erhöht die Haltekraft der Haltestruktur an der Konsole 17, insbesondere dann, wenn die Haltestruktur 23 eine ähnliche Dicke wie die Reibfolie 22 aufweist, oder wenn die Reibfolie 22 die Haltestruktur überdeckt.
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2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Klemmelements 7, 9 der Klemmeinrichtung 1, insbesondere das erste Klemmelement 7. Das Klemmelement 7 weist eine Haltestruktur 23 auf, welche aus wenigstens einem Vorsprung 25, hier aus vier Vorsprüngen 25 gebildet ist. Die Vorsprünge 25 sind jeweils stegförmig ausgebildet und weisen scharfe Kanten 27, von denen hier nur eine mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet ist, auf. Die Vorsprünge 25 sind hier außerdem jeweils einstückig und materialeinheitlich mit dem Klemmelement 7 ausgebildet. In Bezug auf eine vertikale Richtung V, also eine Richtung, in welche die Höhenverstellung der Längsachse erfolgt, erstrecken sich die Vorsprünge 25 im Wesentlichen senkrecht zu dieser Richtung.
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3 zeigt schließlich eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Lenksäulenanordnung 29 mit einer Umhüllung 3 zur Lagerung einer Lenksäule, einer fahrzeugfest anordenbaren Konsole 17 und einer Klemmeinrichtung 1. Die Umhüllung 3 ist hier mit der Konsole 17 an einem Ende 31 der Konsole, welches bei bestimmungsgemäßer Einbaulage der Lenksäulenanordnung 29 in einem Fahrzeug dem Lenkrad gegenüberliegt, kippbar verbunden, sodass eine Höhenverstellung der Lenksäule möglich ist, wenn die Klemmeinrichtung 1 in dem Freigabezustand ist. Wie in 3 erkennbar, ist das erste Klemmelement 7 in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Führungselement 33 verbunden. Das Führungselement 33 wirkt mit einer Führungsstruktur 35 der Konsole 17 zusammen, um das erste Klemmelement 7 entlang der Führungsstruktur 35, hier also in vertikaler Richtung V zur Höhenverstellung der Lenksäule zu führen.
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Weiterhin ist noch in 2 erkennbar, dass das erste Klemmelement 7 eine Auskröpfung 37 aufweist, welche von dem Führungselement 33 derart umgriffen wird, dass senkrecht zu der Führungsrichtung, also senkrecht zur vertikalen Richtung V, ein Formschluss zwischen dem Klemmelement 7 und dem Führungselement 33 gebildet ist.
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Insgesamt zeigt sich, dass mit der hier vorgeschlagenen Klemmeinrichtung 1 und der Lenksäulenanordnung 29 eine höhenverstellbare Lenksäule besonders zuverlässig und sicher in einer eingestellten Höhe gehalten wird, auch wenn es zu einer Missbrauchsbelastung der Klemmeinrichtung 1 kommt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011010062 A1 [0002]
