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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontaktvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Steckverbindungsteils.
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Stand der Technik
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In modernen Kraftfahrzeugen muss üblicherweise eine Vielzahl von elektrischen Verbindungen zwischen verschiedensten Komponenten hergestellt werden. Unter anderem werden dafür Kontaktvorrichtungen zum Kontaktieren elektrischer Steckverbindungsteile, wie beispielsweise so genannter Kontaktmesser oder dergleichen, eingesetzt. Die
DE 10 2014 003 113 B3 zeigt beispielsweise eine Kontaktvorrichtung zum Kontaktieren eines derartigen Kontaktmessers. Dafür umfasst die Kontaktvorrichtung unter anderem mehrere u-förmige, elektrisch leitende Klammerelemente mit zwei Schenkeln, zwischen welche das Kontaktmesser zur elektrischen Kontaktierung eingeführt werden kann. Die u-förmigen Klammerelemente sind dabei lamellenförmig ausgebildet und zu Lamellenpaketen aus mehreren solcher Lamellen zusammengefasst. Bei solchen Kontaktvorrichtungen spielen insbesondere auch jeweilige Übergangswiderstände zwischen den u-förmigen Klammerelementen und Steckverbindungsteilen sowie erforderliche Einsteckkräfte beim Einstecken der Steckverbindungsteile eine erhebliche Rolle.
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Beschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kontaktvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Steckverbindungsteils bereitzustellen, welche einen besonders geringen Übergangswiderstand aufweist und eine besonders einfache Kontaktierung des betreffenden elektrischen Steckverbindungsteils ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kontaktvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Steckverbindungsteils mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Kontaktvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Steckverbindungsteils umfasst ein u-förmiges, elektrisch leitendes Klammerelement mit zwei Schenkeln, die jeweils quer zur Schenkellängsrichtung nach innen gewölbte Kontaktstellen zur mittelbaren elektrischen Kontaktierung des Steckverbindungsteils aufweisen. Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Kontaktvorrichtung jeweilige die Schenkel zumindest teilweise umgebende elektrisch leitende Schalen, welche jeweilige Kontaktflächen zur unmittelbaren elektrischen Kontaktierung des Steckverbindungsteils aufweisen, die an den Kontaktstellen der Schenkel anliegen und zwischen denen ein Spalt vorhanden ist, in den das Steckverbindungsteil unter Aufspreizung der Schenkel einführbar ist.
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Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung ist also, dass die Schenkel des u-förmigen Klammerelements nicht unmittelbar zur elektrischen Kontaktierung des Steckverbindungsteils dienen. Stattdessen ist es vorgesehen, die Schenkel des u-förmigen Klammerelements mit den besagten elektrisch leitenden Schalen zu versehen, wobei diese Schalen mit ihren jeweiligen Kontaktflächen zur unmittelbaren elektrischen Kontaktierung des Steckverbindungsteils dient.
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Werden beispielsweise die u-förmigen Klammerelemente durch einen Stanzvorgang hergestellt, so sind die nach innen gewölbten Kontaktstellen an den Schenkeln Stanzflächen bzw. Stanzkanten. Werden die Schalen beispielsweise durch einen Walzvorgang eines elektrisch leitenden Materials hergestellt, so sind die jeweiligen Kontaktflächen zur unmittelbaren elektrischen Kontaktierung des Steckverbindungsteils ebenfalls Walzflächen und keine Stanzflächen beziehungsweise Stanzkanten wie bei dem Klammerelement im Bereich der gewölbten Kontaktstellen. Beim Einführen des elektrischen Steckverbindungsteils gibt es dadurch weniger Reibung, da die Kontaktflächen der Schalen glattflächiger sind als die Stanzkanten beziehungsweise Stanzflächen der gewölbten Kontaktstellen, die nur zur mittelbaren Kontaktierung des Steckverbindungsteils dienen.
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Zudem können insbesondere die Kontaktflächen der Schalen aus einem besonders gut elektrisch leitenden Material hergestellt sein beziehungsweise mit einer entsprechenden Beschichtung versehen sein, sodass sich ein besonders geringer Übergangswiderstand zwischen den Kontaktflächen und dem Steckverbindungsteil realisieren lässt.
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Ferner ist nur das einzige u-förmige elektrisch leitende Klammerelement erforderlich, sodass es im Gegensatz zu der aus der
DE 10 2014 003 113 B3 bekannten Kontaktvorrichtung nicht mehr erforderlich ist, mehrere dieser u-förmigen, elektrisch leitenden Klammerelemente in Form eines Lamellenpakets zusammenzufassen. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache und kostengünstige Herstellbarkeit der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung im Gegensatz zum vorstehend genannten Stand der Technik. Auch kann eine besonders gute Qualität insbesondere im Hinblick auf den Übergangswiderstand und die aufzuwendende Steckkraft für das elektrische Steckverbindungsteil realisiert werden.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Kontaktvorrichtung dazu ausgelegt ist, in einer vorgegebenen Einsteckrichtung durch eine Aufnahmeöffnung eines Trägers für elektrische Bauelemente, insbesondere eines Stanzgitters, hindurchgesteckt und in einer Kontaktstellung an einem die Aufnahmeöffnung umgebenden Kontaktbereich des Trägers elektrisch kontaktiert zu werden. Ein Stanzgitter ist eine durch Stanzen erzeugte flache Struktur. Eine übliche Anwendung ist das Erstellen eines Systems elektrischer Leiter in nur einem Fertigungsschritt, hergestellt aus einem Metallstreifen. Das Produkt ähnelt einer Leiterplatte, wie sie sich in elektronischer Massenware findet. Anwendungen für solche Stanzgitter finden sich in Bereichen, bei denen hohe elektrische Ströme auf engem Raum verteilt werden müssen. Solche Stromverteiler kommen unter anderem im Automobilbau zum Einsatz. Grundsätzlich kann die Kontaktvorrichtung dazu ausgelegt sein, mit beliebigen Trägern und/oder Stromverteilern für elektrische Bauelemente kontaktiert zu werden. Auf diese Weise ist es mittels der Kontaktvorrichtung möglich, das besagte elektrische Steckverbindungsteil elektrisch leitend mit dem Träger zu verbinden. Dafür muss die Kontaktvorrichtung einfach durch die besagte Aufnahmeöffnung des Trägers gesteckt werden, infolgedessen in der vorgesehenen Kontaktstellung die Kontaktvorrichtung mit dem Kontaktbereich des Trägers elektrisch kontaktiert wird.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Schenkel jeweilige quer zur Schenkellängsrichtung erhabene Rastelemente zum Verrasten der Kontaktvorrichtung in der Kontaktstellung an einer die Aufnahmeöffnung umgebenden Oberseite des Trägers aufweisen. Nachdem die Kontaktvorrichtung also durch die Aufnahmeöffnung in ihre bestimmungsgemäße Kontaktstellung verbracht worden ist, sorgen die Rastelemente an den Schenkeln dafür, dass die Kontaktvorrichtung nicht mehr entgegengesetzt zur Einsteckrichtung herausgezogen werden kann. Die Rastelemente können beispielsweise rampenförmig ausgebildet sein, sodass die Kontaktvorrichtung besonders einfach in der vorgegebenen Einsteckrichtung in die Aufnahmeöffnung des Trägers eingesteckt werden kann. Während des Einsteckvorgangs werden die Schenkel leicht zusammengebogen und biegen sich selbstständig wieder auseinander wenn die Kontaktstellung erreicht ist. In dieser Kontaktstellung sorgen dann die erhabenen Rastelemente dafür, dass die Kontaktvorrichtung sicher in ihrer Kontaktstellung am Träger fixiert bleibt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schalen je Schenkel jeweilige quer zur Schenkellängsrichtung erhabene Rastelemente zum Verrasten der Kontaktvorrichtung in der Kontaktstellung an der die Aufnahmeöffnung umgebenden Oberseite des Trägers aufweisen. Bei den Rastelementen der Schalen kann es sich beispielsweise um nach außen gebogene Laschen handeln, welche beim Einstecken der Kontaktvorrichtung in die Aufnahmeöffnung des Trägers zuerst nach innen gebogen werden und dann selbstständig nach außen schnappen, sobald die Kontaktstellung erreicht ist. Dadurch können die Rastelemente der Schalen auf einfache Weise sicherstellen, dass die Kontaktvorrichtung nicht mehr entgegen der Einsteckrichtung aus dem Träger herausbewegt werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schenkel jeweilige Kontaktstellen zur mittelbaren elektrischen Kontaktierung am Kontaktbereich des Trägers aufweisen, welche an jeweiligen Kontaktbereichen der Schalen zur unmittelbaren elektrischen Kontaktierung des Trägers anliegen. Die elektrische Kontaktierung am Träger erfolgt also unmittelbar wiederum durch die Schalen, da die besagten Kontaktbereiche der Schalen zur unmittelbaren elektrischen Kontaktierung des Trägers dienen. Dadurch ergibt sich ein besonders günstiger Übergangswiderstand zwischen der Kontaktvorrichtung und dem Träger.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Schalen zumindest mit den Kontaktstellen des Klammerelements formschlüssig verbunden sind. Die Schalen können beispielsweise innenseitig an ihren jeweiligen Kontaktflächen dornenartige Fortsätze aufweisen, welche bei der Montage beziehungsweise Herstellung der Kontaktvorrichtung in die jeweiligen Kontaktstellen des Klammerelements hineingedrückt werden können, infolgedessen eine stabile und formschlüssige Verbindung hergestellt wird. Insbesondere liegen die Kontaktflächen der Schale innenseitig vollflächig an den Kontaktstellen des Klammerelements an, sodass eine besonders große Fläche zur Stromübertragung realisiert wird.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schalen zumindest mit den Kontaktstellen des Klammerelements stoffschlüssig verbunden sind. Beispielsweise kann ein Laserschweißgerät verwendet werden, um die Schalen mit ihren Kontaktflächen stoffschlüssig mit den Kontaktstellen des Klammerelements zu verbinden. Auch ist es möglich, dass die Schalen in weiteren Bereichen außerhalb von den Kontaktstellen des Klammerelements mittels weiterer Laserschweißpunkte oder anderer Schweißpunkte mit den Schenkeln verbunden werden. Dadurch können noch weitere Strompfade zwischen den Schalen und dem Klammerelement realisiert werden. Auch bei der stoffschlüssigen Verbindung ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Kontaktflächen mit ihren Innenseiten vollflächig an den jeweiligen Kontaktstellen des Klammerelements anliegen, um eine besonders große stromtragende Querschnittsfläche bereitstellen zu können.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Kontaktflächen der Schalen mit einer stromleitenden Beschichtung, insbesondere aus einer Silberlegierung, versehen sind. Dabei sind die Kontaktflächen vorzugsweise außenseitig und innenseitig mit der stromleitenden Beschichtung versehen, sodass ein besonders niedriger Übergangswiderstand einerseits zwischen der Kontaktvorrichtung und dem Steckverbindungsteil beziehungsweise dem Träger und andererseits zwischen den Schalen und dem u-förmigen, elektrisch leitenden Klammerelement sichergestellt werden kann. Die Schalen können beispielsweise galvanisch veredelt werden, um diese mit der stromleitenden Beschichtung zu versehen, beispielsweise mit einer Silberschicht oder dergleichen. Andere Beschichtungen sind ebenfalls möglich, solange diese eine hinreichend gute stromleitende Eigenschaft aufweisen. Die Schalen selbst können beispielsweise aus einer Kupferlegierung oder dergleichen hergestellt sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Klammerelement aus einer Kupferlegierung hergestellt ist. Dadurch weist es relativ gute stromleitende Eigenschaften auf. Andere stromleitenden Materialien sind aber auch möglich.
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Schließlich sieht eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, dass die Schalen die jeweiligen Schenkel des Klammerelements unter Aussparung einer Rückseite der Schenkel umgeben. Auf diese Weise ist es möglich, die Kontaktvorrichtung paarweise Rückseite an Rückseite aneinander anliegend anzuordnen, sodass zwei der Kontaktvorrichtungen als eine Art Paket gemeinsam verwendet werden können.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Figurenliste
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine Perspektivansicht einer Kontaktvorrichtung zum Kontaktieren eines elektrischen Steckverbindungsteils, welche ein u-förmiges, elektrisch leitendes Klammerelement mit zwei Schenkeln aufweist, die teilweise von jeweiligen Schalen umgeben sind;
- 2 eine Frontalansicht auf eine Vorderseite der Kontaktvorrichtung;
- 3 eine Seitenansicht der Kontaktvorrichtung;
- 4 eine Frontalansicht auf eine Rückseite der Kontaktvorrichtung;
- 5 eine Draufsicht auf die Kontaktvorrichtung;
- 6 eine Frontalansicht der Kontaktvorrichtung, wobei diese durch eine Aufnahmeöffnung eines Stanzgitters hindurchgesteckt worden ist;
- 7 eine Seitenansicht der mit dem Stanzgitter kontaktierten Kontaktvorrichtung; und in
- 8 eine Perspektivansicht der mit dem Stanzgitter kontaktierten Kontaktvorrichtung.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen worden.
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Eine Kontaktvorrichtung 10 zum Kontaktieren eines nicht dargestellten elektrischen Steckverbindungsteils ist in 1 in einer Perspektivansicht gezeigt. Bei dem elektrischen Steckverbindungsteil kann es sich beispielsweise um ein so genanntes Kontaktmesser handeln. Die Kontaktvorrichtung 10 umfasst ein u-förmiges, elektrisch leitendes Klammerelement 12 mit zwei Schenkeln 14, die jeweils quer zur Schenkellängsrichtung nach innen gewölbte Kontaktstellen 16 (hier nicht zu erkennen, aber in 4 gekennzeichnet) zur mittelbaren elektrischen Kontaktierung des Steckverbindungsteils aufweisen.
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Die Schenkel 14 sind dabei jeweils teilweise von elektrisch leitenden Schalen 18 umgeben, die jeweilige Kontaktflächen 20 zur unmittelbaren elektrischen Kontaktierung des Steckverbindungsteils aufweisen. Die Kontaktflächen 20 der Schalen 18 liegen an den Kontaktstellen 16 (siehe 4) an. Zwischen den Kontaktflächen 20 besteht ein Spalt 22, in den das Steckverbindungsteil unter Aufspreizung der Schenkel 14 einführbar ist.
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Sowohl das Klammerelement 12 als auch die Schalen 14 können beispielsweise aus einer Kupferlegierung hergestellt sein. Vorzugsweise sind die Schalen 14 mit einer stromleitenden Beschichtung versehen, beispielsweise mit einer Silberlegierung. Diese Beschichtung kann beispielsweise durch Galvanisierung hergestellt werden.
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Die Kontaktvorrichtung 10 ist dazu ausgelegt, in einer vorgegebenen Einsteckrichtung durch eine Aufnahmeöffnung 24 eines Stanzgitters 26 (siehe 6 bis 8), hindurchgesteckt und in einer Kontaktstellung an einem die Aufnahmeöffnung 24 umgebenden Kontaktbereich des Stanzgitters 26 elektrisch kontaktiert zu werden. Zur zuverlässigen Fixierung der Kontaktvorrichtung in ihrer Kontaktstellung am Stanzgitter 26 weisen die Schenkel 14 jeweilige quer zur Schenkellängsrichtung erhabene Rastelemente 28 zum Verrasten der Kontaktvorrichtung 10 in der Kontaktstellung auf. Die Schalen 18 weisen ihrerseits je Schenkel 14 jeweilige quer zur Schenkelrichtung erhabene Rastelemente 30 zum Verrasten der Kontaktvorrichtung 10 in der Kontaktstellung auf, sodass die Rastelemente 30 ebenfalls dafür sorgen, dass die mit dem Stanzgitter 26 kontaktierte Kontaktvorrichtung 10 nicht mehr entgegen der Einsteckrichtung herausgezogen werden kann.
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In 2 ist die Kontaktvorrichtung 10 in einer Frontalansicht auf eine Vorderseite der Kontaktvorrichtung 10 gezeigt.
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In 3 ist die Kontaktvorrichtung 10 in einer Seitenansicht gezeigt. In der vorliegenden Darstellung kann man gut erkennen, dass die Rastelemente 30 der Schalen 18 nur auf der Vorderseite der Kontaktvorrichtung 10 vorgesehen sind. Eine Rückseite 32 der Kontaktvorrichtung 10 ist vollständig von den Schalen 18 ausgespart.
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In 4 ist die Rückseite 32 der Kontaktvorrichtung 10 in einer Frontalansicht gezeigt. In der vorliegenden Darstellung sind die Kontaktstellen 16 des Klammerelements 12 zur mittelbaren elektrischen Kontaktierung des Steckverbindungsteils erstmals deutlich zu erkennen. Zudem sind noch weitere Kontaktstellen 34 des Klammerelements 12 zu erkennen, welche zur mittelbaren elektrischen Kontaktierung am Stanzgitter 26 (siehe 6 bis 8) dienen. Die Kontaktstellen 34 zur mittelbaren elektrischen Kontaktierung am Stanzgitter 26 liegen dabei an jeweiligen Kontaktflächen 36 der Schalen 18 an. Die Kontaktflächen 36 der Schalen 18 dienen zur unmittelbaren elektrischen Kontaktierung am Stanzgitter 26.
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Die Schalen 18 können dabei mit den Kontaktstellen 16, 34 des Klammerelements 12 formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden sein. Beispielsweise können die Kontaktflächen 20, 36 der Schalen 18 hier nicht dargestellte dornenartige Fortsätze aufweisen, welche bei der Montage an den Schenkeln 14 in diese im Bereich der Kontaktstellen 16, 34 eingedrückt werden. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, die Schalen 18 durch Punktschweißen, beispielsweise mittels eines Laserschweißgeräts, stoffschlüssig mit den Schenkeln 14 zu verbinden.
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In 5 ist die Kontaktvorrichtung 10 in einer Draufsicht dargestellt. In der vorliegenden Darstellung kann man noch mal gut erkennen, dass die Rastelemente 30 der Schalen 18 nur auf der von der Rückseite 32 abgewandten Seite vorhanden sind.
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In 6 ist die Kontaktvorrichtung 10 in einer Frontalansicht gezeigt, nachdem die Kontaktvorrichtung 10 in das Stanzgitter 26 eingesteckt worden ist. Gemäß der vorliegenden Darstellung wird die Kontaktvorrichtung 10 dafür in der mit dem Pfeil gekennzeichneten Einsteckrichtung 38 von unten durch die Einstecköffnung 24 (siehe 8) in das Stanzgitter 26 eingeschoben. In der vorliegenden Darstellung ist gut zu erkennen, wie die Rastelemente 28, 30 dafür sorgen, dass die Kontaktvorrichtung 10 nicht mehr entgegen der Einsteckrichtung 38 aus dem Stanzgitter 26 herausgezogen werden kann.
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In 7 ist die mit dem Stanzgitter 26 kontaktierte Kontaktvorrichtung 10 in einer Seitenansicht gezeigt.
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Schließlich ist in 8 die Kontaktvorrichtung 10 in einer Perspektivansicht gezeigt, nachdem diese durch die Aufnahmeöffnung 24 in das Stanzgitter 26 hineingesteckt worden ist. Die Rastelemente 28, 30 liegen in dieser Kontaktstellung der Kontaktvorrichtung 10 an einer die Aufnahmeöffnung 24 umgebenden Oberseite 40 des Stanzgitters 26 an. Die Kontaktierung der Kontaktvorrichtung 10 am Stanzgitter 26 ist nur beispielhaft zu verstehen. Grundsätzlich kann die Kontaktvorrichtung 10 dazu ausgelegt sein, durch Aufnahmeöffnungen von beliebigen Trägern und/oder Stromverteilern für elektrische Bauelemente hindurchgesteckt und in einer entsprechenden Kontaktstellung mit den Trägern und/oder Stromverteilern elektrisch kontaktiert zu werden.
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Dadurch, dass bei der Kontaktvorrichtung 10 die Schenkel 14 des u-förmigen, elektrisch leitenden Klammerelements 12 nicht zur unmittelbaren Kontaktierung dienen, und stattdessen die jeweiligen Schalen 18 verwendet werden, kann ein besonders günstiger Übergangswiderstand zwischen der Kontaktvorrichtung 10 und dem betreffenden elektrischen Steckverbindungsteil beziehungsweise dem Stanzgitter 26 oder einem anderweitigen Träger für elektrische Bauelemente sichergestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kontaktvorrichtung
- 12
- u-förmiges elektrisch leitendes Klammerelement
- 14
- Schenkel
- 16
- nach innen gewölbte Kontaktstelle der Schenkel
- 18
- Schale
- 20
- Kontaktfläche
- 22
- Spalt
- 24
- Aufnahmeöffnung
- 26
- Stanzgitter
- 28
- Rastelement von einem der Schenkel
- 30
- Rastelement von einer der Schalen
- 32
- Rückseite des Klammerelements
- 34
- Kontaktstelle
- 36
- Kontaktfläche
- 38
- Einsteckrichtung
- 40
- Oberseite des Stanzgitters
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014003113 B3 [0002, 0009]
