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Die Erfindung betrifft zunächst einen Einpresskontakt zum Einpressen in einer Öffnung eines Kunststoffgehäuses gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein entsprechendes Kunststoffgehäuse mit zumindest einer Öffnung dafür und eine entsprechende elektronische Baugruppe mit einem solchen Kunststoffgehäuse sowie zumindest einem entsprechenden Einpresskontakt.
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Einpresskontakte sind elektrische Kontaktmittel, welche in elektronischen Baugruppen eingesetzt werden, um elektronische Komponenten auf einer Leiterplatte mit Anschlüssen auf der Außenseite des Gehäuses zu verbinden. Während früher solche elektrischen Kontaktmittel in der Regel bei der Fertigung des Gehäuses der Baugruppe mit dem Kunststoffmaterial umspritzt wurden, werden solche Kontakte zunehmend durch Einpressen, also unter Krafteinwirkung in eine Öffnung im Kunststoffgehäuse eingedrückt.
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Ein solcher Einpresskontakt wird also in eine vorgegebene Einpressrichtung, in der Regel senkrecht zu dem entsprechenden Bereich des Kunststoffgehäuses in einer dort dafür vorgesehenen Öffnung eingepresst. Der Einpresskontakt weist einen ersten elektrischen Kontaktbereich, einen sich daran anschließenden Halteabschnitt sowie einen zweiten elektrischen Kontaktbereich auf, wobei der Halteabschnitt zumindest abschnittsweise ein vorgegebenes Übermaß gegenüber der Öffnung im Kunststoffgehäuse aufweist. Ein solcher Einpresskontakt wird häufig aus einem Blech durch Ausstanzen erzeugt. Dadurch ergibt sich, dass der Einpresskontakt vorzugsweise überall in eine Dimension der Dicke des Blechs entspricht.
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Um dabei einerseits das Kunststoffmaterial um die Öffnung nicht zu zerstören, andererseits einen stabilen Halt des Einpresskontakts im Kunststoffgehäuse sicherzustellen und womöglich zu dem noch eine empfindliche Galvanisierung auf dem Einpresskontakt nicht zu zerstören, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen geeigneten Einpresskontakt vorzustellen und zudem ein entsprechendes Kunststoffgehäuse als auch eine elektronische Baugruppe zu beschreiben.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind.
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Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass zwei Haltenasen vorgesehen sind. Genauer gesagt weist der Einpresskontakt im Halteabschnitt an einer ersten Position (X1) in Einpressrichtung (X) auf gegenüberliegenden Seiten des Halteabschnitts jeweils eine erste Haltenase (11) auf, welche gegenüber dem Grundkörper des Halteabschnitts (13) ein erstes Übermaß (Y1 > LBY1) in eine erste Querrichtung (Y) senkrecht zur Einpressrichtung (X) aufweisen.
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Zudem weist der Einpresskontakt (1) im Halteabschnitt an einer zweiten, gegenüber der ersten in Einpressrichtung zurückversetzten Position (X2 > X1) wiederum auf gegenüberliegenden Seiten des Halteabschnitts jeweils eine zweite Haltenase (12) auf, welche gegenüber dem Grundkörper des Halteabschnitts ein zweites Übermaß (Y2) in die erste Querrichtung (Y) aufweisen, wobei das zweite Übermaß größer als das erste Übermaß (Y2 > Y1) ist. Dadurch wird bereits am Einpresskontakt ein besonderer vorgegebener Kraftverlauf über den Weg des Einpressens definiert.
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Vorzugsweise weist der erste elektrische Kontaktbereich (10) in die erste Querrichtung (Y) eine Pinbreite (Y0) auf, welche kleiner als die kleinste Lochbreite (LBY1) des Halteabschnitts in erste Querrichtung (Y) ist. Dadurch wird erreicht, dass eine galvanische Beschichtung nicht etwa während des Einpressen im Bereich des elektrischen Kontaktelements zerstört wird.
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Grundsätzlich kann ein solcher Einpresskontakt eine selbstständig handelbare Einheit sein und sind daher die vorangehenden Merkmale rein bezogen auf den Einpresskontakt zu verstehen und wird ein separater Schutz für diesen Einpresskontakt als solchen beansprucht. Natürlich ergibt sich ausgehend von der Formgebung dieses Einpresskontaktes eine besonders geeignete Formgebung des Kunststoffgehäuses mit zumindest einer einer Öffnung zum Einpressen eines solchen Einpresskontakts (1), in der Regel natürlich einer Vielzahl parallel angeordneter solcher Einpresskontakte.
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So weist ein solches Kunststoffgehäuse eine Öffnung mit einem ersten Halteabschnitt (HBY1) auf, welcher in Einpressrichtung (X) so gelegen ist, dass nach dem Einpressen des Einpresskontakts (1) dessen erste Haltenasen (11) in diesem ersten Halteabschnitt (HBY1) liegen.
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Zudem weist die Öffnung einen zweiten Halteabschnitt (HBY2) auf, welcher in Einpressrichtung so gelegen ist, dass nach dem Einpressen des Einpresskontakts (1) dessen zweite Haltenasen (12) in diesem zweiten Halteabschnitt (HBY2) liegen.
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Der erste Halteabschnitt (HBY1) weist nun zudem in die erste Querrichtung (Y) senkrecht zur Einpressrichtung (X) eine erste Lochbreite (LBY1) mit einem vorgegebenen Maß (LBY1 < Y1) kleiner als die ersten Haltenasen (11) auf. Dies ist an sich noch normal und selbstverständlich. Der zweite Halteabschnitt (HBY2) hingegen weist als Besonderheit in die erste Querrichtung (Y) eine zweite Lochbreite (LBY2 mit einem vorgegebenen Maß (LBY2 < Y2) kleiner als die zweiten Haltenasen (12) auf, wobei die zweite Lochbreite (LBY2) jedoch größer als das Maß (Y1) der ersten Haltenasen (11) in diese erste Querrichtung (Y) ist.
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Der erste Halteabschnitt (HBY1) weist in Einpressrichtung (X) eine erste Länge (LHBY1) auf, welche so bemessen ist, dass beim Einpressen des Einpresskontakts (1) zunächst die ersten Haltenasen (11) den ersten Halteabschnitt (HBY1) berühren, bevor erst danach die zweiten Haltenasen (12) den zweiten Halteabschnitt (HBY2) erreichen.
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Durch die Abfolge von 1. und 2. Haltenase sowie der jeweils unterschiedlichen Breite in diese 1. Querrichtung als auch die jeweiligen Lochbreite in der 2 Halteabschnitte entsteht eine über den Verlauf des Einpressens unterschiedliche Kraftverteilung. So kann die 1. Haltenase vorzugsweise ohne jeden Widerstand durch den 2. Halteabschnitt der 2. Haltenase hindurchgeführt werden und kommt es erst mit Erreichen der 1. Haltenase im 1. Halteabschnitt zu einem 1. Kraftanstieg, in der weiteren Folge des Einpressen dann später erst zu einem 2. Kraftanstieg, wenn die 2. Haltenase den 2. Halteabschnitt HBY2 erreicht.
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Es sei nochmals hervorgehoben, dass alle bisher beschriebenen Abmaßen von Einpresskontakt als auch der Öffnung im Kunststoffgehäuse in einer definierten Ebene (X-Y) liegen, welche sich aus der Einpressrichtung (X) und einer 1. Querrichtung (Y) ergibt, wobei an sich egal ist, welche Lage diese 1. Querrichtung für einen äußeren Betrachter absolut gesehen ist, denn durch entsprechend synchrones Drehen von Einpresskontakt und Öffnung zueinander ergibt sich ja jeweils die identische Querschnittsgeometrie. Nachfolgend wird jedoch auf eine besonders bevorzugte Weiterbildung in die nun 2.
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Querrichtung Z Bezug genommen welche definiert ist als senkrecht sowohl zur Einpressrichtung X als auch zur 1. Querrichtung Y.
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Im Folgenden wird also eine besonders bevorzugte Formgebung des Kunststoffgehäuses bzw. dessen Öffnung in diese zweite Querrichtung (Z) beschrieben, welche gegenüber der Einpressrichtung (X) als auch der ersten Querrichtung (Y) senkrecht steht.
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So weist das Kunststoffgehäuse bzw. die Öffnung zumindest in einem dritten Halteabschnitt (HBZ) auf, in welchem zumindest abschnittsweise die Lochbreite (LBZ3) in die zweite Querrichtung (Z) um ein vorgegebenes Maß kleiner als die Breite (Z1) des Einpresskontakts (1) in zweite Querrichtung (Z) zumindest in dessen entsprechendem Bereich ist. Gerade bei einem Einpresskontakt mit einer in diese 2. Querrichtung Z konstanten Breite entsprechend der Dicke des Blechs wird durch diesen Halteabschnitt in Z-Richtung eine Lagefixierung des Einpresskontakts auch in diese Richtung erreicht. Da jedoch der Einpresskontakt nach dem Einpressen zu dem auch in der Regel mit der Leiterplatte verbunden ist, muss eine solche Lagefixierung in Z-Richtung nicht zwingend erfolgen, wenngleich dies natürlich für die Toleranzen vorteilhaft ist.
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Vorzugsweise befindet der dritte Halteabschnitt (HBZ) sich in Einpressrichtung (X) gesehen am Ende des Einpressweges und erstreckt sich in Einpressrichtung (X) nur über eine vorgegebene Länge (LHBZ) kleiner die Länge der gesamten Öffnung in Einpressrichtung (X). Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Position in X-Richtung des 3. Halteabschnitt HBZ in Z-Richtung und des 1. Halteabschnitt HBY1 in Y Richtung nicht identisch sein müssen, insbesondere ebenfalls aufeinander abgestimmt sein können und ein Gesamtkonzept des Kraftverlaufs beim Einpressen bilden.
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In einer besonders bevorzugten Weiterbildung weist die Öffnung in den gegenüberliegenden Wänden in diese zweite Querrichtung (Z) über ihre gesamte Länge in Einpressrichtung (X) jeweils eine Nut (25) auf, so dass in zweiter Querrichtung eine Lochbreite (LBZ5) zwischen diesen Nuten (25) entsteht, welche um ein vorgegebenes Maß größer ist als die Breite (Z1) des Einpresskontakts in zweiter Querrichtung (Z) ist.
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Die Nuten (25) weisen zudem vorzugsweise in erster Querrichtung (Y) eine Nutbreite (YN) auf, welche ebenfalls um ein vorgegebenes Maß größer ist als die Pinbreite (Y0) der ersten elektrischen Kontaktbereichs (10) des Einpresskontakts (1).
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Der elektrische Kontaktbereich (10) des Einpresskontakts (1) kann also dank dieser Nuten auch in dieser 2. Querrichtung Z durch die Öffnung des Gehäuses geführt werden, ohne das ein Abrieb der Beschichtung befürchtet werden müsste.
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Vorzugsweise wird eine elektronische Baugruppe somit mit einem entsprechenden Kunststoffgehäuse mit zumindest einer Öffnung und zumindest einem entsprechenden in jeweils einer dieser Öffnungen eingesetzt. Dabei weist die Öffnung vorzugsweise sowohl in Y-Richtung Halteabschnitte HBX1, HBX2 mit unterschiedlichen Lochbreiten LBY1 und LBY2 als auch einen dritten Halteabschnitt HBZ in Z-Richtung auf und wird ein Einpresskontakt mit 2 Paaren von Haltenasen verwendet.
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Die ersten Kontaktelemente (11) des Einpresskontakts (1) bilden vorzugsweise Pins eines im Kunststoffgehäuse (2) ausgebildeten Steckerbereichs und die zweiten Kontaktelemente (14) des Einpresskontakts sind mit einer elektrischen Leiterplatte (3) im Inneren des Kunststoffgehäuses verbunden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher beschrieben. Dabei bilden die 1 und 2 ein 1. Ausführungsbeispiel und die 3 und 4 ein 2. Ausführungsbeispiel, während 5 eine Gesamtansicht darstellt, welche für beide Ausführungsbeispiele Gültigkeit hätte. Zudem ist für jede der 1–5 jeweils ein Koordinatensystem angegeben, wobei in den Schnitten gemäß den 1 bis 4 die jeweils nicht sichtbare Richtung gestrichelt angedeutet ist. Alle Abmaßen sind zudem durch Verwendung eines entsprechenden Buchstabens der jeweiligen entsprechenden Richtung X, Y oder Z zuordenbar.
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Betrachtet man zunächst 5, so sieht man eine elektronische Baugruppe in einer skizzenhaften Explosionsdarstellung bestehend aus einem Kunststoffgehäuse 2, eine Mehrzahl von Einpresskontakten 1, einer Leiterplatte 3 mit elektronischem Bauelementen und einem Deckel 4 wiederum zum Verschließen des Gehäuses. Wie in dieser Darstellung gut zu erkennen, können die Einpresskontakte 1 Stanzblechteile konstanter Dicke sein, wobei hier in allen Figuren diese als Z-Richtung verwendet wird.
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Die 1 zeigt nun einen Schnitt durch den Einpresskontakt 1 eingeführt in die Öffnung des Kunststoffgehäuses 2 in der Ebene X-Y. Zu erkennen ist dabei der Grundaufbau des Einpresskontakts 1 beginnend mit seiner Spitze und dem 1. elektrischen Kontaktbereich 10 mit einer Breite Y0 (also in 1. Querrichtung Y). Der erste elektrische Kontaktbereich (10) weist dabei vorzugsweise in die erste Querrichtung (Y) eine Pinbreite (Y0) auf, welche kleiner als die kleinste Lochbreite (LBY1) des Halteabschnitts in erste Querrichtung (Y) ist.
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Daran schließt sich der Grundkörper 13 an, wobei dieser an der Position X1 die 1. Haltenasen 11 mit einer sich daraus ergebenden Gesamtbreite Y1 und an der Position X2 die 2. Haltenasen 12 mit einer sich daraus ergebenden Gesamtbreite Y2 aufweist. Daran schließt sich wiederum der 2. elektrische Kontaktbereich 14 an. Erfindungsgemäß sind die 2. Haltenasen 12 insgesamt breiter als die 1. Haltenasen – es gilt also Y2 > Y1. Da ein solcher Einpresskontakt grundsätzlich eine Selbstständig handelbare Einheit ist und in eine konventionelle gleichförmige Öffnung in einem Kunststoffgehäuse eingepresst werden kann, wird ein separater Schutz für diesen Einpresskontakt beansprucht.
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Die 1 und insbesondere auch die 2 zeigen jedoch ebenfalls in diesem Ausführungsbeispiel zu dem eine besonders bevorzugte Ausgestaltung und Formgebung des Kunststoffgehäuses 2. So ist nämlich die Öffnung im Kunststoffgehäuse in diese 1. Querrichtung Y ebenfalls nicht konstant, sondern in einen 1. Halteabschnitt HBX1 mit einer 1. Lochbreite LBY1 und in einen 2. Halteabschnitt HBX2 mit einer 2. Lochbreite LBY2 unterteilt, wobei die Öffnung zudem geneigte Übergangsbereiche am Eingang der Öffnung und zwischen diesen Halteabschnitten aufweist.
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Die 2A bis 2D zeigen nun jeweils Schnitte durch die Öffnung in der Ebene Y-Z an unterschiedlichen Positionen in X Richtung, wobei die jeweilige Position durch den gestrichelten Pfeile und Bezugnahme auf 1 gezeigt wird. Der fettgezeichnete Rand entspricht dem Rand der Öffnung einer jeweiligen Position vor dem Einpressen des Einpresskontakts, gestrichelt ist in den Figuren jeweils die Ausdehnung des Einpresskontakts angedeutet. Natürlich kommt es durch das Einpressen des Einpresskontakts zu einer gewissen Verformung des Rands der Öffnung, was sich aber in dieser skizzenhaften Darstellung nicht geeignet darstellen lässt und daher die Einpresskontakte hier nur skizzenhaft angedeutet sind. Ausdrücklich sei hier darauf hingewiesen, dass in diesem 1. Ausführungsbeispiel in den 2A bis 2D in Z-Richtung gerade keine Anpassungen erfolgen.
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So zeigt 2A, dass der Einpresskontakt (1) im Halteabschnitt an dieser ersten Position (X1) in Einpressrichtung (X) auf gegenüberliegenden Seiten des Halteabschnitts jeweils die ersten Haltenasen (11) aufweist, welche gegenüber dem Grundkörper des Halteabschnitts (13) ein erstes Übermaß (Y1 > LBY1) in eine erste Querrichtung (Y) senkrecht zur Einpressrichtung (X) aufweisen.
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2B zeigt nun den Schnitt im Bereich des normalen Grundkörpers 13 mit seiner Breite Y3 kleiner als die Lochbreite LBY1.
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Der Einpresskontakt (1) hat zudem im Halteabschnitt an einer zweiten, gegenüber der ersten in Einpressrichtung zurückversetzten Position (X2 > X1) wiederum auf gegenüberliegenden Seiten des Halteabschnitts jeweils eine zweite Haltenase (12) aufweist, welche gegenüber dem Grundkörper des Halteabschnitts ein zweites Übermaß (Y2) in die erste Querrichtung (Y) aufweisen. Dies ist im Schnitt 2D dargestellt. Zudem ist das zweite Übermaß größer als das erste Übermaß (Y2 > Y1).
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Der zweite Halteabschnitt (HBY2) in die erste Querrichtung (Y) hat zudem in dieser bevorzugten Ausgestaltung eine zweite Lochbreite (LBY2 mit einem vorgegebenen Maß (LBY2 < Y2) kleiner als die zweiten Haltenasen (12), wobei die zweite Lochbreite (LBY2) jedoch größer als das Maß (Y1) der ersten Haltenasen (11) in diese erste Querrichtung (Y) ist, was anhand der Hilfslinien zwischen den 2A bis 2D angedeutet ist.
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Eine solche Öffnung mit zwei unterschiedlichen Lochbreiten kann beispielsweise durch zwei Werkzeuge erzeugt werden, welche von unterschiedlichen Richtungen aus die Öffnung formen, also bspw. die erste Lochbreite und der erste Halteabschnitt HBX1 mit LBY1 von der Oberseite gemäß 1 – der zweite Halteabschnitt HBX2 mit der Lochbreite LBY2 von unten gemäß 1, also der Einpressrichtung X aus.
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Betrachtet man nochmals in 2A bis 2D die Z-Richtung, so ist diese in diesem Ausführungsbeispiel zunächst als konstant über die gesamte Länge der Öffnung angenommen. Eine besondere bevorzugte weitere Ausgestaltung betrifft aber nun im Folgenden die Ausformung in diese zweite Querrichtung Z, die nachfolgend anhand der 3 und 4 näher erläutert werden soll.
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Die 3A bis 3C stellen nun wieder Schnitte in der Ebene Y-Z dar, jedoch teils an abweichenden X-Positionen dar, wobei durch die Referenzlinien zwischen den 3A bis 3C auf 4 diese X-Position jeweils skizziert ist. 4 ist im Gegensatz zu 1 dabei aber nun ein Schnitt in der X-Z-Ebene, also senkrecht zu 1.
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Um aber auch einen verbesserten Halt des Einpresskontakts in Z-Richtung zu erzeugen, ist in einem dritten Halteabschnitt – diesmal natürlich in Z-Richtung die Lochbreite LBZ3 in Z-Richtung in diesem Bereich um ein vorgegebenes Maß kleiner als die Breite des Einpresskontakts – gilt also LBZ3 < Z1, während innerhalb der Nut Z1 < LBZ5. So ist dies zunächst in 3b gut zu erkennen, dass abschnittsweise die Lochbreite LBZ3 in die zweite Querrichtung (Z) um ein vorgegebenes Maß kleiner als die Breite (Z1) des Einpresskontakts (1 – hier gestrichelt gezeichnet) ist.
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Die äußeren 4 Ecken des Einpresskontakts 1 bilden somit eine Presspassung in Z-Richtung gegen die Wand der Öffnung im Kunststoffgehäuse 2.
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Der dritte Halteabschnitt (HBZ) befindet sich in dieser bevorzugten Ausführungsbeispiel in Einpressrichtung (X) gesehen am Ende des Einpressweges, wie aus der Zusammenschau der 3 und 4 zu erkennen ist, und erstreckt sich in Einpressrichtung (X) nur über eine vorgegebene Länge (LHBZ) kleiner die Länge der gesamten Öffnung in Einpressrichtung (X). Betrachtet man nämlich zusätzlich 3C, so ist zu erkennen, dass dort selbst in den 4 äußeren Ecken die Lochbreite LBZ4 größer als die Breite Z1 des Einpresskontakts 1 ist, während die Lochbreite LBZ3 gemäß 3B entsprechend kleiner oder maximal gleich ist.
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Die Lochbreite in Z-Richtung ist jedoch nicht konstant, sondern im mittleren Bereich durch eine Nut 25 unterbrochen. Die Öffnung weist also in den gegenüberliegenden Wänden in die zweite Querrichtung (Z) über ihre gesamte Länge in Einpressrichtung (X) jeweils eine Nut (25) auf, so dass in zweiter Querrichtung eine Lochbreite (LBZ5) zwischen diesen Nuten (25) entsteht, welche um ein vorgegebenes Maß größer ist als die Breite (Z1) des Einpresskontakts in zweiter Querrichtung (Z) ist und die Nuten (25) in erster Querrichtung (Y) eine Nutbreite (YN) aufweisen, welche ebenfalls um ein vorgegebenes Maß größer ist als die Pinbreite (Y0) der ersten elektrischen Kontaktbereichs (10) des Einpresskontakts (1). Die Nut weist also vorzugsweise eine Breite YN und Lochbreite LBZ5 auf, welche so bemessen ist, dass die Pinspitze 10 mit den gemäß 3A gezeigten Abmaße Y0-Z1 hindurchgeführt werden kann, ohne dass die empfindliche Galvanisierung dieser Pinspitze beschädigt würde.
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4 zeigt den Schnitt durch die Öffnung im Kunststoffgehäuse 2 mit dem eingepresst en eingepressten Einpresskontakt 1 in der Ebene X-Z, also gerade senkrecht zu der in 1 gewählten Darstellung. In 4 ist dabei der Verlauf der Nut 25 gestrichelt angedeutet und zudem der 3. Halteabschnitt HBZ mit seiner Lage in am Ende des Einpressweges und seiner Lochbreite LBZ3 zu erkennen, während die früheren Abschnitte des Einpressweges, in 4 also die unteren Bereiche mit der Lochbreite LBZ4 geringfügig größer als die Breite Z1 des Einpresskontakts 1 sind.
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Die nun im Zusammenhang mit den 3 und 4 dargestellten Dimensionierungen der Öffnung in Z-Richtung sind in diesem Ausführungsbeispiel bewusst unabhängig von den Dimensionierung den des Einpresskontakts 1 in Y Richtung gewählt und entsprechend in den 3A bis 3C auch auf die Berücksichtigung der eventuell vorgesehenen Haltenasen verzichtet worden. Es sei jedoch nochmals ausdrücklich klargestellt, dass eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung die Kombination beider Ausführungsbeispiele darstellt, also eine Öffnung im Kunststoffgehäuse 2, welche sowohl in Y Richtung gemäß den 2A bis 2D 22 Halteabschnitte HBX1, HBX2 mit unterschiedlichen Lochbreiten LBY1 und LBY2 als auch einen dritten Halteabschnitt HBZ aufweist und rein für das Verständnis der unterschiedlichen Aspekte eine Auftrennung in 2 Ausführungsbeispiele vorgesehen wurde, da bei Kombination beider Aspekte in eine Figur die Darstellung weniger leicht verständlich gewesen wäre.
