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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum Befestigen von Komponenten an Lenksäulen von Fahrzeugen und insbesondere einen modifizierbaren Adapter, der sich zum Anbringen verschiedenster Komponenten eignet, beispielsweise von bestimmten Systemvorrichtungen und Säulenabdeckungen an den Lenksäulen von Nutzkraftwagen.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Moderne Nutzkraftwagen wie beispielsweise Lkw und dergleichen sind komplexe und hoch-entwickelte Maschinen, die eine Vielzahl von Systemen und Teilsystemen enthalten, welche die Funktion und das Verhalten des Fahrzeugs steuern. Während einige Systeme und Teilsysteme autonom funktionieren, wenn das Fahrzeug fährt, bedürfen andere Systeme der Einflussnahme durch den Fahrzeuglenker. Beispielsweise muss ein Lkw-Fahrer in der Lage sein, rasch und problemlos die Blinker, das Licht und das Handbremsventil zu betätigen und dabei den Lkw präzise und sicher zu lenken.
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Seit geraumer Zeit montieren die Hersteller von Lkw und anderen Fahrzeugen die Bedienelemente für bestimmte Fahrzeugteilsysteme, wie beispielsweise für die Scheinwerfer, an der Lenksäule, wo der Fahrzeuglenker diese Bedienelemente ohne Weiteres erreichen kann. Weil die einzelnen Bedienelemente, die an der Lenksäule befestigt sind, in den meisten Fällen unabhängig von den anderen Bedienelementen konstruiert und hergestellt werden, weisen die einzelnen Bedienelemente in der Regel einmalige physische Merkmale und Formen auf. Um die verschiedenen Geometrien der Bedienelemente aufnehmen zu können, werden Lenksäulen normalerweise mit einer vorgefertigten Schnittstelle hergestellt, an der die Bedienelemente befestigt werden. Zwar eignen sich der Adapter oder die Schnittstelle gut als erforderliche Montagefläche, doch sie erhöhen deutlich die strukturelle Komplexität der Lenksäule. Solche komplexen Strukturen sind teuer in der Konstruktion und Herstellung und lassen sich nicht ohne Weiteres modifizieren, damit bestimmte Bedienelemente gegen andere Bedienelemente ausgetauscht oder durch andere Bedienelemente ersetzt werden können.
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Oder wenn der Halter oder Lenker eines Fahrzeugs beispielsweise die Lenksäule von einer neigbaren Lenksäule zu einer festen, nicht-neigbaren Lenksäule umbauen will, so ist das Anbringen der verschiedenen Bedienelemente an der neuen Lenksäule sehr schwierig, sofern die neue Säule nicht bei der Herstellung mit einem Adapter ausgestattet wurde, der mit der ursprünglichen Konfiguration und den ursprünglichen Merkmalen der Bedienvorrichtung kompatibel ist. Das Konstruieren oder Umkonstruieren einer Lenksäule im Hinblick auf eine bestimmte oder einzigartige Reihe von Merkmalen ist unpraktisch und teuer, besonders wenn die Endkonfiguration benötigter Bedienvorrichtungen erst bekannt ist, wenn der Zusammenbau des Lkw fast beendet ist. Wenn Änderungen in einer späten Phase des Montageprozesses vorgenommen werden müssen, so kann sich eine Lenksäule mit einer falschen Reihe von Montageflächen für Bedienelemente als unbrauchbar erweisen. Es besteht somit Bedarf an einem Adapter, (i) der eine gemeinsame Schnittstelle für eine Vielzahl von Vorrichtungen aufweist, (ii) der sich problemlos von einer Lenksäule abnehmen und an einer anderen Lenksäule anbringen lässt, ohne dass die physische Struktur der Säule verändert wird, und (iii) der sich so modifizieren lässt, dass er für eine Vielzahl von Systemvorrichtungen oder sonstigen Komponenten verwendet werden kann, wobei jede Vorrichtung oder Komponente andere physische Merkmale aufweist.
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DE 101 25 620 A1 offenbart eine modulare Lenksäulen-Vorrichtung mit einem Schloss-Gehäuse, einem Primärschalter-Modul, einem Sekundärschalter-Modul, einem Elektronik-Modul, einer Uhrfeder und einem Zündschalter. Das Schloss-Gehäuse ist an einer Lenksäule eines Fahrzeugs in lösbarer Weise befestigbar. Das Primärschalter-Modul ist an dem Schloss-Gehäuse in lösbarer Weise befestigbar. Das Sekundärschalter-Modul ist an dem Primärschalter-Modul und dem Schloss-Gehäuse in lösbarer Weise befestigbar. Das Elektronik-Modul ist an dem Schloss-Gehäuse in lösbarer Weise befestigbar. Die Uhrfeder ist an dem Primärschalter-Modul in lösbarer Weise befestigbar. Der Zündschalter ist an dem Schloss-Gehäuse in lösbarer Weise befestigbar.
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DE 199 33 048 A1 offenbart ein Lenkstockmodul mit Lenkwinkelsensor, bei dem die erste Auswerteelektronik des Lenkwinkelsensors und die zweite Auswerteelektronik für die Signalübertragungskassette und/oder den Lenkstockhalter räumlich benachbart angeordnet sind.
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DE 27 19 728 A1 offenbart eine Schalteranordnung, welche an einer Lenksäule eines Kraftfahrzeugs befestigt werden kann, wobei die Schalteranordnung ein plattenförmiges Halterungsteil umfasst, welches verschiedene elektrische Schalter und ein Lenkschloss trägt.
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DE 601 29 397 T2 offenbart einen Kombinationsschalter für Fahrzeuge mit einer Basis, einer ersten Schaltereinheit, einer zweiten Schaltereinheit und einem Drehverbinder, worin die erste Schaltereinheit, die zweite Schaltereinheit und der Drehverbinder auf der Basis befestigt sind und der Drehverbinder die elektrische Verbindung zwischen einem Lenkrad und einem Fahrzeugkörper herstellt.
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DE 197 39 296 A1 offenbart ein aus einer Basisfunktionseinheit und einer Satellitenfunktionseinheit sowie einem damit kooperierenden plattenförmigen Verteilungsgerät bestehendes, ein gemeinsames Gehäuse aufweisendes, über einen Träger am Mantelrohr der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs befestigtes Funktionsmodul, wobei in das Gehäuse eine zusätzliche, in derselben Ebene wie die übrigen Funktionseinheiten anzuordnende Funktionseinheit einsetzbar ist.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Lenksäulenbaugruppe bereit, die des Weiteren (i) eine Lenksäule und eine Konsole zum Anbringen der Lenksäule am Armaturenbrett eines Fahrzeugs sowie (ii) einen Adapter enthält, der lösbar mit der Lenksäule verbunden ist und als Schnittstelle dient, um eine Mehrzahl von Komponenten an dem Adapter zu befestigen. Die Konsole enthält des Weiteren eine Lasche, und der Adapter enthält des Weiteren eine Ausnehmung, welche die Lasche dergestalt in Eingriff nimmt, dass der Adapter nur in einer bestimmten Ausrichtung an der Lenksäule angebracht werden kann.
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Der Adapter der vorliegenden Erfindung enthält des Weiteren eine Mehrzahl von Flächen zum Anbringen verschiedener Komponenten an dem Adapter. Diese Mehrzahl von Flächen enthält des Weiteren eine Multifunktionsschalter-Montagefläche, eine Handbremsventil-Montagefläche, eine Drehfeder-Montagefläche und eine Säulenabdeckungs-Montagefläche. Zu den Komponenten, die an dem Adapter angebracht werden können, gehören ein Multifunktionsschalter, ein Handbremsventil, eine Drehfeder, eine untere Säulenabdeckung und eine obere Säulenabdeckung. Der Adapter kann problemlos so modifiziert werden, dass er unterschiedliche Systemvorrichtungen oder sonstige Komponenten aufnehmen kann, und er kann aus einem Polymer, einem Kunststoff, glasfaserverstärktem Nylon, glasfaserverstärktem Acetyl, aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder aus einem sonstigen Material bestehen, das genügend Steifigkeit und Haltbarkeit bietet.
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Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Durchschnittsfachmann aus dem Studium und dem Verständnis der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Lenksäulenbaugruppe der vorliegenden Erfindung, die (i) den Adapter, (ii) die Lenksäule, an welcher der Adapter befestigt wird, und (iii) eine Mehrzahl von Systemvorrichtungen, die nahe den verschiedenen Montageflächen angeordnet sind, zeigt.
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2A ist eine perspektivische Ansicht des Adapters und der Lenksäule von 1, die den Adapter, Systemkomponenten und Säulenabdeckungen, die an der Lenksäule angebracht sind, zeigt.
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2B ist eine weggeschnittene perspektivische Ansicht des Adapters und der Lenksäule von 1, die den Adapter, Systemkomponenten und Säulenabdeckungen, die an der Lenksäule angebracht sind, zeigt.
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3 ist ein perspektivischer Blick von unten auf den Adapter der vorliegenden Erfindung, der an einer Lenksäule montiert ist, wobei die Konsole, welche die Lenksäule stützt, eine Lasche enthält, die in eine Ausnehmung am Adapter passt und ein Mittel bereitstellt, das gewährleistet, dass der Adapter in der richtigen Ausrichtung an der Lenksäule befestigt wird.
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4 ist ein seitlicher perspektivischer Blick auf die Unterseite des Adapters bzw. des Konsolenbefestigungssystems von 3, das in größerer Detailliertheit sowohl die Lasche als auch die Ausnehmung sowie die Montageschraube, die den Adapter an der Lenksäule hält, zeigt.
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5A ist eine Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Adapters.
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5B ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Adapters, wobei die Handbremsventil-Montagefläche am Adapter weggelassen wurde.
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6A ist eine Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Adapters.
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6B ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Adapters, wobei die Drehfeder-Montagefläche so modifiziert wurde, dass sie einen anderen Drehfedertyp aufnehmen kann.
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7A ist eine Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Adapters.
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7B ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Adapters, wobei die Säulenabdeckungs-Montagefläche so modifiziert wurde, dass sie verschiedene Säulenabdeckungen aufnehmen kann.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Bezugszeichenliste
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- Lenksäulenbaugruppe
- 12
- Adapter
- 14
- Vorrichtungsschnittstelle
- 16
- Multifunktionsschalter-Montagefläche
- 18
- Handbremsventil-Montagefläche
- 20
- Drehfeder-Montagefläche
- 30
- Lenksäulenschnittstelle
- 31
- seitliche Säulenabdeckungs-Montageflächen
- 32
- untere Säulenabdeckungs-Montagefläche
- 34
- Ausnehmung
- 36
- Montageschraube
- 37
- Hohlraum
- 38
- Multifunktionsschalter
- 40
- Handbremsventil
- 42
- Drehfeder
- 44
- untere Abdeckung
- 45
- Ausnehmung
- 46
- Sockel
- 48
- obere Abdeckung
- 50
- Lenksäulen-Unterbaugruppe
- 52
- Lenksäulenhalterohr
- 54
- Lenksäulenspindel
- 56
- Konsole
- 58
- Lasche
- 60
- Platte
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Allgemein ausgedrückt, stellt diese Erfindung eine Lenksäulenbaugruppe bereit, die bestimmte modulare oder austauschbare Komponenten enthält. Diese Lenksäulenbaugruppe kann in einer Vielzahl von Nutzfahrzeugen wie beispielsweise Lkw, Busse, Lieferwagen und dergleichen installiert werden. Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Lenksäulenbaugruppe bereit, die eine Lenksäule und einen Adapter enthält, der in einer bestimmten vorgegebenen Weise an der Lenksäule angebracht ist und eine Vielzahl von Systemvorrichtungen aufnimmt und trägt. Obgleich die vorliegende Erfindung im weitesten Sinne zur Verwendung an einer Vielzahl von Lenksäulen vorgesehen ist, betrifft das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen Adapter, der an einer Lenksäule oder einer Lenksäulen-Unterbaugruppe befestigt ist und eine Anzahl zusätzlicher struktureller Elemente enthält, wie weiter unten noch besprochen wird.
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Wie in 1 dargestellt, enthält eine Lenksäulenbaugruppe 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Adapter 12, eine Vielzahl von Komponenten wie beispielsweise Systemvorrichtungen und Systemkomponenten, die am Adapter 12 angebracht werden können, und eine Lenksäulen-Unterbaugruppe 50. Der Adapter 12, der an der Lenksäule 52 befestigt wird, umfasst des Weiteren eine Vorrichtungsschnittstelle 14 und eine Lenksäulenschnittstelle 30. Die Vorrichtungsschnittstelle 14 umfasst des Weiteren eine Mehrzahl von Montageflächen, die speziell dafür konfiguriert sind, bestimmte Systemvorrichtungen aufzunehmen. Zu Systemvorrichtungen, die mit der vorliegenden Erfindung kompatibel sind, gehören beispielsweise Handbremsventile, Blinkervorrichtungen und Drehfedern. Verschiedene alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind so konfiguriert, dass sie unterschiedliche Kombinationen von Systemvorrichtungen aufnehmen können.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst der Adapter 12 eine Vorrichtungsschnittstelle 14 und eine Lenksäulenschnittstelle 30. Die Vorrichtungsschnittstelle 14 bietet eine Mehrzahl von Montageflächen, die dafür konfiguriert sind, unterschiedliche Systemvorrichtungen und sonstige Komponenten aufzunehmen, wie beispielsweise Abdeckungen für die Lenksäule. Jede Montagefläche ist anders als die anderen Montageflächen und ist so gestaltet, dass sie eine komplementäre Entsprechung zu den physischen Eigenschaften einer bestimmten Systemvorrichtung darstellt. Beispielsweise gehören zu den in 1 gezeigten Systemvorrichtungen (i) ein Multifunktionsschalter 38, mit dem der Fahrzeuglenker Teilsysteme wie beispielsweise Blinker, Scheinwerfer, Lichthupe und Scheibenwischer steuern kann, (ii) ein Handbremsventil 40 für die Bremsanlage des Fahrzeugs und (iii) eine Drehfeder 42. Der Multifunktionsschalter 38 ist an der Multifunktionsschalter-Montagefläche 16 befestigt; das Handbremsventil 40 ist an der Handbremsventil-Montagefläche 18 befestigt; und die Drehfeder 42 ist an der Drehfeder-Montagefläche 20 befestigt. 2A und 2B zeigen die Systemvorrichtungen in ihrem am Adapter 12 angebrachten Zustand.
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Wie ebenfalls in 1 zu sehen, enthält der Adapter 12 eine untere Säulenabdeckungs-Montagefläche 32. Die untere Abdeckung 44 wird an der unteren Säulenabdeckungs-Montagefläche 32 angebracht, vorzugsweise mittels einer einzelnen Montageschraube, die in die Ausnehmung 45 eingeführt wird und durch eine Öffnung in der unteren Säulenabdeckungs-Montagefläche 32 hindurchgeführt wird. Der Adapter 12 enthält des Weiteren auf seinen beiden Seiten einander gegenüberliegende seitliche Säulenabdeckungs-Montageflächen 31. Jede seitliche Säulenabdeckungs-Montagefläche enthält eine Öffnung, die vollständig durch ihre Oberfläche hindurch reicht. Sobald die untere Abdeckung 44 an ihrem Platz sitzt, wird die obere Abdeckung 48 an der unteren Abdeckung 44 befestigt, vorzugsweise durch Einführen einer Schraube in jeden Sockel 46. Nach dem Einführen in die Sockel reichen diese Schrauben durch die Öffnungen in den seitlichen Säulenabdeckungs-Montageflächen hindurch bis in einen Aufnahmebereich auf der Unterseite der oberen Abdeckung 48 hinein. 2A und 2B zeigen die komplette Lenksäulenbaugruppe 10 mit dem an der Lenksäule 52 montierten Adapter und den am Adapter 12 montierten Systemvorrichtungen und Säulenabdeckungen.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt, bedeutet das Vorhandensein der Lenksäulenschnittstelle 30, dass der Adapter 12 nur in einer bestimmten Ausrichtung am Lenksäulenhalterohr 52 angebracht werden kann. Dieses Vertauschungssicherheitsmerkmal verhindert, dass der Adapter 12 falsch eingebaut wird – sei es durch das Team, welches das Fahrzeug zusammenbaut, oder durch einen anderen Endnutzer der vorliegenden Erfindung. Die Lenksäulen-Unterbaugruppe 50 enthält das Lenksäulenhalterohr 52, die Lenksäulenspindel 54, die Konsole 56, die Lasche 58 und die Platte 60. Die Lenksäulenschnittstelle 30 enthält die Ausnehmung 34, welche die Lasche 58 der Konsole 56 in Eingriff nimmt, wenn der Adapter 12 am Lenksäulenhalterohr 52 angebracht ist. Bei einer anderen Ausführungsform enthält der Adapter 12 eine Laschenstruktur, und die Konsole 56 enthält eine Ausnehmung zur Ineingriffnahme der Laschenstruktur. Der Adapter 12 wird an dem Lenksäulenhalterohr 52 befestigt, indem die Montageschraube 36 in den Hohlraum 37 eingeschoben wird (siehe 4). Die Montageschraube 36 reicht durch eine Öffnung im Lenksäulenhalterohr 52 hindurch. Die Konsole 56 trägt das Lenksäulenhalterohr 52 und ist in der Regel an der Unterseite des Armaturenbretts des Fahrzeuges befestigt. Die Platte 60 ist in der Regel an der Feuerschutzwand des Fahrzeuges befestigt. Wenn der Adapter 12 richtig installiert ist, so ragt die Lenksäulenspindel 54 durch das Ende des Adapters 12 gegenüber der Lenksäulenschnittstelle 30 hindurch. Das Lenkrad des Fahrzeuges ist an dem Ende der Lenksäulenspindel 54 angebracht, das aus dem Adapter 12 herausragt.
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Es können auch andere Ausführungsformen des Adapters 12 hergestellt werden, um andere Systemvorrichtungen aufzunehmen, um anderen Montageerfordernissen gerecht zu werden oder um andere Fahrzeugeigenschaften zu berücksichtigen. Beispielsweise zeigt 5A eine bevorzugte Konfiguration für den Adapter 12, während 5B eine alternative Ausführungsform des Adapters 12 darstellt, wobei die Handbremsventil-Montagefläche 18 weggelassen wurde. Gleichfalls zeigt 6A eine bevorzugte Konfiguration für den Adapter 12, während 6B eine alternative Ausführungsform des Adapters 12 darstellt, wobei die Drehfeder-Montagefläche 20 so modifiziert wurde, dass sie einen anderen Drehfedertyp aufnehmen kann. In ähnlicher Weise zeigt 7A eine bevorzugte Konfiguration für den Adapter 12, während 7B eine alternative Ausführungsform des Adapters 12 darstellt, wobei die Säulenabdeckungs-Montagefläche 31 so modifiziert wurde, dass sie einen anderen Säulenabdeckungstyp aufnehmen kann.
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Der Adapter 12 kann aus einer Vielzahl von Materialien bestehen, einschließlich vorzugsweise aus einem Polymer oder einem Kunststoff, wie beispielsweise glasfaserverstärktem Nylon oder glasfaserverstärktem Acetyl. Der Adapter 12 kann des Weiteren aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder aus einem sonstigen Material bestehen, das genügend Steifigkeit und Haltbarkeit bietet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat der Adapter 12 eine allgemein zylindrische Form mit einem Außendurchmesser von etwa 4 Inch (10,16 cm), einer Länge von etwa 5 Inch (12,7 cm) und einer Dicke von etwa 0,100 Inch (0,25 cm). Die Handbremsventil-Montagefläche 18 erstreckt sich etwa 5 Inch (12,7 cm) von der Mitte des zylindrischen Körpers des Adapters 12 und ist etwa 0,100 Inch (0,25 cm) dick. Die seitlichen Säulenabdeckungs-Montageflächen erstrecken sich jeweils etwa 5 Inch (12,7 cm) von der Mitte des zylindrischen Körpers und sind ebenfalls etwa 0,100 Inch (0,25 cm) dick. Die Abmessungen für die bevorzugte Ausführungsform des Adapters 12 sind lediglich beispielhaft. Der Adapter 12 kann für die Verwendung mit anderen Lenksäulen und Systemvorrichtungen, die andere Abmessungen und physische Merkmale verlangen, modifiziert werden.
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Die vorliegende Erfindung kann in der folgenden bevorzugten Weise montiert und installiert werden. Der Adapter 12 wird an der Lenksäulen-Unterbaugruppe 50 angebracht, und die einzelnen Systemvorrichtungen werden dann am Adapter 12 befestigt. Der Adapter und die Lenksäulen-Unterbaugruppe werden dann in ein Fahrzeug eingebaut. Bei einem alternativen Verfahren wird die Lenksäulen-Unterbaugruppe 50 in ein Fahrzeug wie beispielsweise einen Lkw, einen Lieferwagen, einen Bus oder einen Pkw eingebaut. Der Adapter 12 wird an dem Lenksäulenhalterohr 52 angebracht, und die einzelnen Systemvorrichtungen werden dann an dem Adapter 12 befestigt. Die Säulenabdeckungen werden dann am Adapter 12 angebracht, und die Lenksäulenbaugruppe ist komplett.
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Obgleich die obige Beschreibung zahlreiche Konkretisierungen enthält, sind diese nicht als Beschränkungen des Geltungsbereiches der Erfindung zu verstehen, sondern vielmehr als Exemplifizierung bevorzugter Ausführungsformen.
