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Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung für flächige Elektronikbauelemente, insbesondere für organische Leuchtdioden (OLED) mit einem Trägerelement zum Tragen mindestens eines Elektronikbauelementes und mindestens einem Anschlusskontakt.
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Stand der Technik
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DE 10 2007 061 473 A1 beschreibt eine strahlungsemittierende Vorrichtung mit mehreren strahlungsemittierenden organischen Bauelementen, die auf einem Substrat aufgebrachte Elektroden haben. Solche flächigen organischen Leuchtdioden OLEDs sollen auf einen tragenden Rahmen aufgelegt werden. Der die Elektroden enthaltende Substratkontaktbereich kommt bei einer Stoßkontaktierung in elektrisch leitende Verbindung mit einer leitenden Verbindung des Rahmens.
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DE 20 2010 008 324 U1 offenbart eine organische Leuchtvorrichtung, bei der eine organische Leuchtdiode mit Hilfe von Zuleitungen an einen Klinkenstecker angeschlossen ist.
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WO 2009/122325 A1 beschreibt eine Anordnung zur Kontaktierung von organischen Leuchtdioden mit Hilfe von kreuzförmigen Abstandselementen, durch die eine Zuleitung durchgeführt wird. Separate Anschlussleitungen werden in die Abstandselemente geführt und dort mit der Zuleitung kontaktiert und mit dem anderen Ende zu den Elektroden der organischen Leuchtdiode geleitet und mit diesen Elektroden verbunden.
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Aufgabe der Erfindung
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Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Kontaktanordnung für flächige Elektronikbauelemente zu schaffen, die neben einem preiswerten Aufbau eine einfache Montage und Demontage von organischen Leuchtdioden zusammen mit einer zuverlässigen und einfachen Kontaktierung der Anschlussbereiche flächiger Elektronikbauelemente ermöglicht.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe wird durch die Kontaktanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der mindestens eine Anschlusskontakt einen zur Befestigung an dem Trägerelement vorgesehenen Befestigungsabschnitt und mindestens einen von dem Befestigungsabschnitt wegragenden Kontaktabschnitt mit einem Kontaktfuß hat, wobei der Kontaktfuß über einen Steg mit dem Befestigungsabschnitt verbunden und zur Auflage auf einer Kontaktfläche eines zugeordneten Elektronikbauelementes vorgesehen ist und wobei der Steg entlang der Verbindung zwischen Befestigungsabschnitt und Kontaktfuß wechselnde Erstreckungsrichtungen hat.
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Es wird somit vorgeschlagen, das mindestens eine flächige Bauelement mit dem Trägerelement zu tragen und mit einem Anschlusskontakt zu kontaktieren, der ebenfalls an dem Trägerelement befestigt wird. Eine einfache, zuverlässige und sichere Kontaktierung wird dadurch ermöglicht, dass der Kontaktfuß über einen Steg mit dem Befestigungsabschnitt verbunden ist, wobei der Steg wechselnde Erstreckungsrichtungen hat. Auf diese Weise wird eine relative Beweglichkeit zwischen Befestigungsabschnitt und Kontaktfuß gewährleistet. Nach einer Relativbewegung des Elektronikbauelements zum Trägerelement z. B. aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten wird damit sichergestellt, dass der Kontaktfuß auf seiner Kontaktposition auf dem entsprechenden Anschlussbereich des Elektronikbauelements verbleibt. Damit wird verhindert, dass z. B. eine dünnflächige Elektrodenbeschichtung auf einem Substrat eines Elektronikbauelementes, beispielsweise einer organischen Leuchtdiode während der Nutzungsdauer verkratzt und beschädigt wird.
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Die Kombination eines Anschlusskontaktes und dessen Befestigung an dem Trägerelement hat zudem den Vorteil, dass eine einfache und leicht zu handhabende Kontaktierung der flächigen Elektronikbauelemente unter gleichzeitiger mechanischer Befestigung der Trägerelektronikbauelemente an dem Trägerelement möglich wird.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Steg, der den Kontaktfuß mit dem Befestigungsabschnitt eines Anschlusskontaktes verbindet, aus einem Metallblech gebildet ist, das sich ausgehend von dem Befestigungsabschnitt von diesem weg erstreckt, anschließend an einem ersten Wendebereich in Richtung Befestigungsabschnitt zurückgebogen oder zurückgefaltet ist und dann an einem vom ersten Wendebereich beabstandeten zweiten Wendebereich wieder so umgebogen oder umgelenkt ist, dass das den Kontaktfuß tragende freie Ende des Steges wieder von dem Befestigungsabschnitt wegweist.
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Ein solcher mäanderförmiger Verlauf des Steges führt dazu, dass der Kontaktfuß relativ zum Befestigungsabschnitt in der Kontaktebene des Kontaktfußes in alle Richtungen innerhalb eines durch das Material des Steges, die Länge des Steges und die konkrete Ausgestaltung der mäanderförmigen Biegungen definierten Toleranzbereichs frei beweglich ist.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Kontaktfuß von dem freien Ende des Steges in Richtung eines Auflagers für das Elektronikbauelement an dem Trägerelement nach unten ragt und in Richtung Befestigungsabschnitt oder von dem Befestigungsabschnitt wegweisend umgebogen ist. Der Kontaktfuß ragt damit als L-förmiger Materiallappen von dem Steg weg. Der freie Endbereich des L-förmigen Materiallappens ist durch die L-förmige Abwinkelung nicht stark, sondern in einem vorgegebenen Toleranzbereich federnd. Dadurch wird eine hinreichende und langzeitstabile Kontaktkraft des Kontaktfußes auf einer Anschlussfläche des zugeordneten Elektronikbauelements sichergestellt.
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Die Befestigung des mindestens einen Anschlusskontaktes an dem Trägerelement kann auf preiswerte und einfache Weise dadurch erfolgen, dass das Trägerelement Nuten zur Aufnahme eines U-förmig gebogenen Rastbereichs des Befestigungsabschnitts hat. Die Verrastung der Anschlusskontakte in den Nuten gelingt durch Rastnasen, die von dem Rastbereich herausstellbar sind und in zugeordneten Vertiefungen in den Nuten des Trägerelements eingreifen. Die Rastnasen können z. B. federnde Rastnasen sein, die beim Einschieben des Rastbereichs in eine Nut des Trägerelements kurzzeitig zur Anlage an den Begrenzungswänden der Nut einfedern und bei Erreichen einer Vertiefung in der Nut wieder selbsttätig zur Verrastung herausfedern. Denkbar ist aber auch, dass die Rastnasen nach Einbringen des U-förmig gebogenen Rastbereichs eines Anschlusskontakts in eine Nut eines Trägerelements mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs oder mit Hilfe eines dauerhaft in U-förmig gebogene Rastbereiche eingesetzten Regelungselementes herausgedrückt und in zugeordnete Vertiefungen in die Nuten des Trägerelements hineingeführt werden, nachdem der Anschlusskontakt in eine Nut des Trägerelements eingesetzt ist.
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So ist beispielsweise denkbar, dass ein Verriegelungselement mit einem zum Eintauchen in den U-förmig gebogenen Rastbereich vorgesehenen Klemmabschnitt vorgesehen ist. Der Klemmabschnitt ist dann an mindestens einen zugeordneten Anschlusskontakt angepasst, um gegenüberliegende Wände und/oder Rastnasen in Richtung der Begrenzungswände der Nut des Trägerelements zu drücken.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verriegelungselement aus Isolierstoffmaterial gebildet ist und eine Aufnahmeöffnung zur Aufnahme und Führung eines elektrischen Leiters hat. Auf diese Weise können nicht isolierte elektrische Leiter ohne Kurzschlussgefahr in den an sich aus blanken metallischem Material gebildeten Anschlusskontakten geführt und gleichzeitig die Anschlusskontakte an dem Trägerelement verriegelt werden.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Befestigungsabschnitt mindestens einen Leiterklemmkontakt zum elektrisch leitenden Anklemmen eines elektrischen Leiters hat. Ein solcher Leiterklemmkontakt kann besonders vorteilhaft aus Stegen gebildet werden, die von einander gegenüberliegenden Wänden eines Rastbereichs abragen und unter Belassung eines Klemmschlitzes aufeinander zuweisen. Mit Hilfe solcher Stege kann ein elektrischer Leiter in den Klemmschlitz eingesteckt und durch die Stege mit hinreichender Klemmkraft kontaktiert werden. Denkbar ist auch, die einander gegenüberliegenden freien Seitenkanten der Stege mindestens teilweise scharfkantig auszugestalten. Damit können auch elektrisch isolierte Leiter mittels Schneid-Klemm-Kontakt kontaktiert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform hat der Anschlusskontakt zwei voneinander wegweisende Kontaktabschnitte, die jeweils einen Steg und einen Kontaktfuß aufweisen. Die Kontaktabschnitte sind dabei mit einem gemeinsamen Befestigungsabschnitt verbunden. Auf diese Weise können die Anschlüsse zweier nebeneinander liegender Elektronikbauelemente mit Hilfe eines gemeinsamen Anschlusskontaktes miteinander elektrisch leitend verbunden werden.
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Das Trägerelement ist vorzugsweise aus Profilen gebildet, die einen geschlossenen Rahmen bilden. Die Profile haben eine Trägerschiene und von dieser Trägerschiene senkrecht abragende Stege. Die Stege sind voneinander beabstandet und bilden eine Nut zur Aufnahme eines Befestigungsabschnitts der Anschlusskontakte. Die Trägerschiene stellt im Bereich zwischen einem Steg und der Längskante der Trägerschiene eine Auflage für den Randbereich eines Elektronikbauelements bereit. Benachbarte Trägerschienen sind dabei unter Belassung eines Freiraumes, durch den das mindestens eine Elektronikbauelement sichtbar bleibt, voneinander beabstandet.
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Mit Hilfe einer solchen Kontaktanordnung und rahmenartigen Trägerschiene kann eine Leuchte realisiert werden, bei der die Trägerschiene Rahmenbereiche zur Aufnahme einzelner organischer Leuchtdioden bereitstellt. Eine Vielzahl solcher organischer Leuchtdioden ist an dem Rahmen durch eine zwischenliegende Trägerschiene voneinander beabstandet angeordnet und kann mit Hilfe der an der Trägerschiene befestigten Anschlusskontakte nicht nur elektrisch kontaktiert, sondern auch mechanisch an dem Rahmen befestigt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1a) bis c) – Draufsicht auf eine Anordnung mehrerer organischer Leuchtdioden mit zugeordneten Anschlusskontakten und Verbindungsleitungen;
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2 – Querschnitts-Explosionsansicht einer Kontaktanordnung mit Trägerelement, darauf aufliegenden organischen Leuchtdioden und Anschlusskontakt sowie mit Verriegelungselement;
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3 – Querschnittsansicht durch ein Trägerelement mit aufliegenden organischen Leuchtdioden und Anschlusskontakt;
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4 – Draufsicht auf Kontaktanordnung aus 2 im Teilschnitt;
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5 – Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform eines Anschlusskontakts mit Verriegelungselement im Vormontagezustand;
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6 – Querschnittsansicht einer Kontaktanordnung mit Trägerelement, organischen Leuchtdioden und Anschlusskontakt und Verriegelungselement aus 5 im Endmontagezustand.
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Ausführungsform der Erfindung
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1a) bis c) lässt Draufsichten auf Anordnungen mehrerer flächiger Elektronikbauelemente 1 in Form organischen Leuchtdioden OLED erkennen, die in einem Raster nebeneinander angeordnet sind. Damit lässt sich eine mit organischen Leuchtdioden betriebene Leuchte realisieren. Die Elektronikbauelemente 1 werden mit einer elektrischen Zuleitung 2 mit elektrischer Spannung versorgt. Die Elektronikbauelemente 1 haben Anschlussbereiche 3 (plus und minus), über die die Spannungsversorgung der Elektronikbauelemente 1 erfolgt. Hierzu sind Anschlusskontakte 4 vorgesehen, die auf den Anschlussbereichen 3 aufliegen und die ggf. geeignet sind, die Anschlussbereiche 3 zweier benachbarter Elektronikbauelemente elektrisch leitend miteinander zu verbinden. Die Anschlusskontakte 4 haben weiterhin Leiterklemmkontakte zum elektrisch leitenden Anklemmen eines elektrischen Leiters 2, wie beispielsweise einer Zuleitung oder Verbindungsleitung.
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2 lässt eine Kontaktanordnung im Querschnitt als Explosionsdarstellung erkennen. Die Kontaktanordnung hat ein Trägerelement 5, das aus einem Kunststoff- oder Metallprofil mit einer Trägerschiene 6 als Basis und mit zwei zentriert angeordneten und senkrecht nach oben abragenden Stegen 7 gebildet ist. Die Stege 7 sind im Abstand voneinander beabstandet, um eine Nut 8 zur Aufnahme von mindestens einem Anschlusskontakt 4 zu bilden. An den Innenwänden der Nut 8 sind in den Stegen 7 einander gegenüberliegend Vertiefungen 9 vorgesehen, die zur Verrastung des Anschlusskontakts 4 in der Nut dienen.
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Die von den Stegen 7 nach außen ragenden freien Enden der Trägerschiene 6 bilden ein Auflager zur Lagerung von Randbereichen 10 flächiger Elektronikbauelemente 1, wie beispielsweise organische Leuchtdioden OLEDs.
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Nach Auflegen der Elektronikbauelemente 1 auf die Auflager der Trägerelemente 5 erfolgen die mechanische Befestigung und die elektrische Kontaktierung der Elektronikbauelemente 1 mit Hilfe der Anschlusskontakte 4. Diese haben einen U-förmig gebogenen Rastbereich 11 an einem Befestigungsabschnitt 12, der an die Breite der Nut des zugeordneten Trägerelements 5 so angepasst ist, dass die Seitenwände des Rastbereichs 11 möglichst bündig mit den Innenwänden der Nut 8 anschließen. An dem Rastbereich 11 sind federnde Laschen 13 mit Rastnasen 14 an den freien Enden integral ausgeformt. Nach Eintauchen des Rastbereichs 11 in die Nut 8 können diese Rastnasen in die Vertiefung 9 der Nut 8 eintauchen und den Anschlusskontakt 4 an dem Trägerelement 5 verrasten. Das Herausstellen der federnden Laschen 13 mit Rastnasen 14 erfolgt nach Einbringen des Anschlusskontakts 4 in die in der 3 dargestellte Endmontageposition durch ein Verriegelungselement 15, das bevorzugt aus Isolierstoffmaterial gebildet ist. Dieses Verriegelungselement 15 kann eine längliche Profilschiene mit einer Aufnahmeöffnung für einen elektrischen Leiter 2 sein, der damit elektrisch isoliert vom Anschlusskontakt 4 in diesen Anschlusskontakt geführt werden kann. Mit Hilfe des beispielsweise, wie dargestellt, U-förmig gebogenen Verriegelungselements 15 werden nach Einschieben des Verriegelungselements 15 in den Innenraum des Rastbereichs 11 die Rastnasen 14 nach außen herausgestellt und in die Vertiefung 9 geführt.
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Von dem Befestigungsabschnitt 12 des Anschlusskontakts 4 ragt mindestens ein Steg 16 ab, der als Blechband ausgebildet sein kann. Deutlich ist, dass die Erstreckungsrichtungen des Steges 16 vom Befestigungsabschnitt 12 zum freien Ende hin wechseln. Der Steg 16 ist dabei mäanderförmig gebogen und auch in Z-Richtung, d. h. in Richtung des Kontaktdrucks auf den Anschlussbereich auf der Oberseite des Randbereichs 10 des Elektronikbauelements 1 heruntergestellt. Auf diese Weise ist der vom freien Ende des Steges 16 nach unten abragende und L-förmig gebogene Kontaktfuß 17 in alle Freiheitsgrade, d. h. alle Richtung X, Y, Z relativ zum Befestigungsabschnitt 12 beweglich.
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In einer bevorzugten Ausführungsform hat der Anschlusskontakt 4 an den sich gegenüberliegenden Enden jeweils einen aus Steg 16 und Kontaktfuß 17 gebildeten Kontaktabschnitt 18. Damit lassen sich zwei gegenüberliegende Elektronikbauelemente 1 nur mit Hilfe des Anschlusskontakts 4 elektrisch leitend miteinander verbinden.
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Optional kann eine Schutzkappe 19 ebenfalls aus Isolierstoffmaterial vorgesehen sein, die auf den Anschlusskontakt 4 gesteckt wird und zum Schutz dient.
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Aus der Querschnittsansicht gemäß 3 in der Endmontageposition wird deutlich, dass der vorher nach unten in Richtung Kontaktkraft des Kontaktfußes 17 gebogene Steg 16 nach Einbau des Anschlusskontakts 4 etwas nach oben gedrückt wird. Auf diese Weise wird eine ausreichende Kontaktkraft des Kontaktfußes 17 auf dem Anschlussbereich des Randbereichs 10 des Elektronikbauelementes 1 sichergestellt. Im Betrieb erfolgt in der Praxis immer eine Relativbewegung des Elektronikbauelementes 1 zum Trägerelement 5. Aufgrund des mäanderförmigen Verlaufs des Steges 16 wird nun erreicht, dass der Kontaktfuß 17 mit seinem flächenmäßig begrenzten Kontaktvorsprung 20 immer an derselben Position auf dem Anschlussbereich des Elektronikbauelementes 1 bleibt. Damit wird eine Beschädigung des Anschlussbereichs des Elektronikbauelements 1 und eine Verschlechterung des Kontaktes vermieden, die ansonsten bei ständiger Verschiebung des Kontaktfußes 17 auftreten würde. Vielmehr wird eine Relativbewegung zwischen Elektronikbauelement 1 und Trägerelement 5 durch den mäanderförmig gebogenen Steg 16 ausgeglichen, der aufgrund seiner wechselnden Erstreckungsrichtung eine Bewegung in allen genannten Freiheitsgraden X, Y und Z erlaubt.
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Insbesondere der mäanderförmige Steg 16 ist aus der Draufsicht der 4 deutlicher erkennbar. Die Stege erstrecken sich dabei von dem Befestigungsbereich 12 von diesem weg und sind an einem ersten Wendebereich 21 wieder in Richtung Befestigungsabschnitt 12 zurückgebogen. Die Stege gehen dann in einen zweiten Wendebereich 22 über, von dem der jeweilige Steg 16 wieder so umgebogen ist, dass das den Kontaktfuß 17 tragende freie Ende des Steges 16 wieder von dem Befestigungsabschnitt wegweist.
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Deutlich wird auch, dass die Kontaktfüße 17 als L-förmige Materiallappen von dem Steg 16 abragen und integral mit diesem aus einem Blechmaterial geformt sind.
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Erkennbar ist weiterhin, dass an einander gegenüberliegenden Schmalseiten des Befestigungsabschnitts 12 jeweils Leiterklemmkontakte 23 zum Anklemmen von elektrischen Leitern 2 ausgebildet sind, die ebenfalls integral mit dem Anschlusskontakt 4 geformt sind.
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Hierzu sind Stege 24 vorgesehen, die von einander gegenüberliegenden Wänden des Rastbereichs 11 abragen und unter Belassung eines Klemmschlitzes 25 aufeinander zuweisen.
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In dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Anschlusskontakt 4 genau vier Kontaktabschnitte 18, die von den vier Ecken des Befestigungsabschnittes 12 in vier unterschiedliche Richtungen wegragen.
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5 lässt eine Ausführungsform eines Anschlusskontaktes 4 erkennen. Die Ausgestaltung des Kontaktabschnitts 18 entspricht der Ausführungsform gemäß 2, so dass auf das Vorgesagte verwiesen werden kann. Lediglich der Befestigungsabschnitt 12 mit dem Rastbereich ist etwas anders ausgeführt. Der Rastbereich 11 ist wiederum U-förmig gebogen, um in eine Nut 8 eines Trägerelements 5 einzutauchen. Dabei sind die vom unteren Verbindungssteg des U-förmig gebogenen Rastbereichs 11 federnde Rastlaschen 13 nach oben abgebogen. Die Rastlaschen 13 haben wiederum Rastnasen 14 zur Verrastung in einer Vertiefung 9 der Nut eines Trägerelements 5. Die Rastlaschen 13 mit den Rastnasen 14 werden durch eine keilförmige Nase 26 des aus Isolierstoffmaterial gebildeten Verriegelungselementes 19 nach außen gedrückt, nachdem der Anschlusskontakt 4 in das Trägerelement 5 eingebaut ist. Dieser Einbauzustand ist in der 6 dargestellt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Verriegelungselement 19 in einem ebenfalls aus Isolierstoffmaterial gebildeten Anschlusskontaktgehäuse 27 geführt. An den Innenwänden des Anschlusskontaktgehäuses 27 sind Rastvorsprünge 28 ausgebildet, in die Rastmulden 29 des Verriegelungselementes 19 eintauchen. Damit lässt sich das als Deckel für das Anschlusskontaktgehäuse 27 ausgebildete Verriegelungselement 19 in einer entriegelten Auslieferungsstellung gemäß 5 und in einer Entmontagestellung gemäß 6 mit dem Anschlusskontaktgehäuse 27 verrasten.
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Wiederum ist in dem Verriegelungselement 19 ein Aufnahmekanal für einen elektrischen Leiter 2 gebildet, um diesen elektrisch isoliert in vorgegebenen Bahnen zu führen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007061473 A1 [0002]
- DE 202010008324 U1 [0003]
- WO 2009/122325 A1 [0004]
