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Die Erfindung betrifft eine Kontakteinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Kontakteinrichtung umfasst ein Gehäuse und eine entlang einer Montagerichtung in das Gehäuse einsetzbare, in einer Montagestellung an dem Gehäuse fixierte, elektrisch leitfähige Federgabel. Die Federgabel weist einen Basisabschnitt, einen von dem Basisabschnitt erstreckten, ersten Kontaktschenkel und einen von dem Basisabschnitt erstreckten, zweiten Kontaktschenkel zur Bereitstellung eines elektrischen Kontakts auf.
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Die Kontakteinrichtung kann beispielsweise Bestandteil einer Grundleiste sein, über die Anschlüsse an einer Leiterplatte bereitgestellt werden können. In eine in dem Gehäuse gebildete Stecköffnung kann hierbei ein Gegenkontaktelement eingesteckt werden, um auf diese Weise mit dem durch die Federgabel gebildeten elektrischen Kontakt elektrisch zu kontaktieren, wobei hierzu die Kontaktschenkel zumindest in gewissem Umfang elastisch auslenkbar ausgestaltet sein können, sodass die Kontaktschenkel zum elektrischen Kontaktieren unter elastischer Vorspannung an dem zugeordneten Gegenkontaktelement anliegen.
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Bei einer solchen Kontakteinrichtung wird die Federgabel zur Montage in das Gehäuse eingesetzt und ist in der Montagestellung an dem Gehäuse fixiert. Hierbei ist wünschenswert, die Federgabel in oder an dem Gehäuse entlang sämtlicher Raumrichtungen, also entlang der Montagerichtung genauso wie in einer Ebene senkrecht zur Montagerichtung, zu fixieren, sodass die Federgabel ortsfest und belastbar an dem Gehäuse gehalten ist.
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Hierbei ist auch zu beachten, dass Toleranzen sowohl an der Federgabel als auch an dem Gehäuse bestehen können. Trotz bestehender Toleranzen soll die Federgabel möglichst spielfrei und belastbar an dem Gehäuse gehalten sein.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kontakteinrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine einfache Montage der Federgabel an dem Gehäuse bei sicherem und festem Halt der Federgabel in dem Gehäuse in der Montagestellung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Demnach weisen die Federgabel eine räumlich zwischen dem ersten Kontaktschenkel und dem zweiten Kontaktschenkel angeordnete, erste Fixierungseinrichtung und das Gehäuse eine zweite Fixierungseinrichtung auf. Die erste Fixierungseinrichtung und die zweite Fixierungseinrichtung sind ausgebildet, zur Fixierung der Federgabel an dem Gehäuse in der Montagestellung eine formschlüssigen Verbindung zwischen der Federgabel und dem Gehäuse herzustellen.
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Die Federgabel und das Gehäuse weisen somit jeweils eine Fixierungseinrichtung auf. Die Fixierungseinrichtungen dienen dazu, eine formschlüssige Verbindung zwischen der Federgabel und dem Gehäuse herzustellen, wenn die Federgabel in das Gehäuse eingesetzt ist. Durch Zusammenwirken der Fixierungseinrichtungen wird die Federgabel somit zumindest entlang einer Raumrichtung formschlüssig zu dem Gehäuse festgelegt, wobei aufgrund der räumlichen Anordnung zwischen den Kontaktschenkeln die Fixierung zwischen den Schenkeln und somit lokal konzentriert erfolgt, was eine spielfrei Festlegung auch bei bestehenden Toleranzen ermöglicht.
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Die Federgabel ist beispielsweise als metallenes Stanzteil ausgebildet und erstreckt sich im Wesentlichen flächig entlang einer Ebene, die durch die Montagerichtung und eine senkrecht zur Montagerichtung gerichtete Tiefenrichtung aufgespannt ist. Die an dem Basisabschnitt angeordneten Kontaktschenkel erstrecken sich in diesem Fall ebenfalls entlang der Ebene und sind vorzugsweise in der Ebene, beispielsweise entlang der Tiefenrichtung, elastisch fedemd, sodass die Kontaktschenkel zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit einem zugeordneten Gegenkontaktelement zumindest um einen gewissen Weg ausgelenkt werden können, um in kontaktierender Stellung unter elastischer Vorspannung an dem zugeordneten Gegenkontaktelement anzuliegen. Das Gegenkontaktelement kann hierbei in eingesteckter Stellung zwischen den Kontaktschenkeln aufgenommen sein, sodass die Kontaktschenkel beidseitig an dem Gegenkontaktelement anliegen.
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In einer Ausgestaltung ist die erste Fixierungseinrichtung an dem Basisabschnitt der Federgabel geformt. Die Federgabel ist vorzugsweise mit seinen Kontaktschenkeln, dem Basisabschnitt und der ersten Fixierungseinrichtung einstückig und integral beispielsweise als metallenes Stanzteil geformt.
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In einer Ausgestaltung sind der erste Kontaktschenkel und der zweite Kontaktschenkel entlang der senkrecht zur Montagerichtung weisenden Tiefenrichtung zueinander beabstandet und erstrecken sich parallel zueinander entlang der Montagerichtung. Die Fixierungseinrichtungen können hierbei insbesondere derart ausgestaltet sein, dass sie, wenn sich die Federgabel in der Montagestellung an dem Gehäuse befindet, eine formschlüssige Verbindung zur Fixierung der Federgabel relativ zu dem Gehäuse entlang der Tiefenrichtung herstellen. Über die Fixierungseinrichtungen ist die Federgabel somit entlang der Tiefenrichtung zu dem Gehäuse gehalten und festgelegt.
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Die formschlüssige Verbindung kann insbesondere dadurch hergestellt werden, dass bei Einsetzen der Federgabel in das Gehäuse die erste Fixierungseinrichtung in die Montagerichtung formschlüssig in Eingriff mit der zweiten Fixierungseinrichtung gebracht wird. Bei Einsetzen der Federgabel in das Gehäuse wird der Formschluss zwischen den Fixierungseinrichtungen zur Festlegung der Federgabel entlang der Tiefenrichtung somit selbsttätig hergestellt dadurch, dass die Fixierungseinrichtungen entlang der Montagerichtung miteinander in Eingriff gelangen.
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Der Eingriff kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass eine Eingriffsöffnung einer der Fixierungseinrichtungen mit einem Bügelabschnitt der anderen Fixierungseinrichtung in Eingriff gelangt, wenn die Federgabel an das Gehäuse angesetzt wird. Beispielsweise kann die erste Fixierungseinrichtung der Federgabel eine durch stiftförmige Fixierungsabschnitte begrenzte Eingriffsöffnung ausbilden, die bei Ansetzen der Federgabel an das Gehäuse mit einem an dem Gehäuse geformten Bügelabschnitt in formschlüssigen Eingriff gelangt, sodass auf diese Weise die Federgabel entlang der Tiefenrichtung zu dem Gehäuse festgelegt wird. Denkbar ist selbstverständlich aber auch eine kinematisch umgekehrte Anordnung mit einer Eingriffsöffnung an der zweiten Fixierungseinrichtung des Gehäuses und einem Bügelabschnitt an der ersten Fixierungseinrichtung der Federgabel.
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In einer Ausgestaltung ist an dem Basisabschnitt der Federgabel zumindest eine Rastnase zur Fixierung der Federgabel an dem Gehäuse entlang der Montagerichtung geformt. Beispielsweise können ein oder mehrere Rastnasen von dem flächigen Basisabschnitt seitlich vorstehen und mit einem Abschnitt des Gehäuses in Eingriff gelangen, wenn die Federgabel an das Gehäuse angesetzt wird, sodass auf diese Weise ein Formschluss entlang der Montagerichtung hergestellt wird und die Federgabel somit entlang der Montagerichtung zu dem Gehäuse festgelegt ist.
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Um zudem die Federgabel entlang einer senkrecht zur flächigen Erstreckung des Basisabschnitts weisenden Querrichtung zu dem Gehäuse festzulegen, können an dem Basisabschnitt ein oder mehrere Eingriffsabschnitte geformt sein, die beispielsweise an entlang der Tiefenrichtung gegenüberliegenden Kanten des Basisabschnitts angeordnet sind und in der Montagestellung der Federgabel in zugeordnete Eingriffsöffnungen des Gehäuses eingreifen, sodass darüber die Federgabel auch in Querrichtung gegenüber dem Gehäuse festgelegt ist.
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Im Ergebnis ist die Federgabel in der Montagestellung entlang sämtlicher Raumrichtungen - vorzugsweise spielfrei - an dem Gehäuse gehalten und belastbar festgelegt, sodass bei steckendem Verbinden der Kontakteinrichtung mit einem zugeordneten Gegenkontaktelement keine Relativbewegung zwischen der Federgabel und dem Gehäuse auftritt und eine zuverlässige elektrische Kontaktierung der Federgabel mit dem Gegenkontaktelement hergestellt werden kann.
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In einer Ausgestaltung weist das Gehäuse einen Körper und eine darin geformte Stecköffnung zum steckenden Verbinden der Kontakteinrichtung mit einem Gegensteckverbinderteil auf. In die Stecköffnung kann das Gegensteckverbinderteil eingesteckt werden, um innerhalb des Gehäuses mit der Federgabel elektrisch zu kontaktieren und auf diese Weise beispielsweise eine Leitung an die Kontakteinrichtung und darüber an eine der Kontakteinrichtung zugeordnete Baugruppe, zum Beispiel eine Leiterplatte, anzuschließen.
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Der Stecköffnung entgegengesetzt kann hierbei eine Montageöffnung an dem Gehäuse geformt sein, in die die Federgabel zum Montieren an dem Gehäuse eingesetzt wird. Mit Blick auf die Stecköffnung wird die Federgabel somit rückseitig in die Montagerichtung in das Gehäuse eingesetzt, um innerhalb des Gehäuses in formschlüssiger Weise fixiert zu werden.
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Die Kontakteinrichtung kann beispielsweise Bestandteil einer Grundleiste oder dergleichen sein, die zum Beispiel an einer Leiterplatte angeordnet werden kann, um an der Leiterplatte Anschlüsse zum Anschließen elektrischer Leitungen oder anderer elektrischer Steckverbinder zur Verfügung zu stellen. Die elektrische Verbindung der Kontakteinrichtung mit der Leiterplatte kann hierbei über einen oder mehrere Kontaktstifte der Federgabel erfolgen, die beispielsweise in zugeordnete Kontaktöffnungen der Leiterplatte eingesetzt und in den Kontaktöffnungen mit der Leiterplatte verlötet werden können. Die Federgabel wird somit elektrisch an die Leiterplatte angeschlossen, sodass durch Anstecken an die Kontakteinrichtung ein Gegensteckverbinderteil elektrisch an der Leiterplatte angeordnet werden kann.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1 eine Ansicht einer Federgabel einer Kontakteinrichtung mit einem Basisabschnitt und davon erschreckten Kontaktschenkeln;
- 2 eine Ansicht eines Gehäuses der Kontakteinrichtung;
- 3 eine seitliche Ansicht der Federgabel;
- 4 eine Ansicht der Federgabel von oben;
- 5 eine Ansicht der Kontakteinrichtung bei Montieren der Federgabel an dem Gehäuse;
- 6 eine Längsschnittansicht durch die Anordnung gemäß 5;
- 7 eine andere Längsschnittansicht durch die Anordnung gemäß 5;
- 8 eine Längsschnittansicht durch die Kontakteinrichtung bei montierter Federgabel; und
- 9 eine andere Längsschnittansicht durch die Kontakteinrichtung bei montierter Federgabel.
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1 bis 9 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Kontakteinrichtung, die eine Federgabel 1 (1) und ein Gehäuse 2 (2), in das die Federgabel 1 einzusetzen ist, aufweist.
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Die Federgabel 1 bildet ein elektrisches Kontaktelement, das einen Basisabschnitt 10 und von dem Basisabschnitt 10 entlang einer Längsrichtung Z erstreckte Kontaktschenkel 11, 12 aufweist. Die Kontaktschenkel 11, 12 sind parallel zueinander entlang der Längsrichtung Z erstreckt, dabei entlang einer Tiefenrichtung Y zueinander beabstandet und entlang der Tiefenrichtung Y relativ zueinander zumindest um einen gewissen Weg elastisch auslenkbar, sodass über die Kontaktschenkel 11, 12 die Kontakteinrichtung mit einem zugeordneten Gegenkontaktelement 4 (9) elektrisch kontaktieren kann.
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Die Kontaktschenkel 11, 12 tragen jeweils eine nach innen weisende Kontaktnase 110, 120, die gemeinsam zur Herstellung der elektrischen Kontaktierung mit dem Gegenkontaktelement 4 dienen. Die Kontaktschenkel 11, 12 liegen, wenn die Federgabel 1 in dem Gehäuse 2 montiert ist, in einer Stecköffnung 23 eines Körpers 20 des Gehäuses 2 ein und greifen mit Eingriffsvorsprüngen 111, 121 außenseitig der Kontaktschenkel 11, 12 in zugeordnete Aufnahmeöffnungen 21, 22 beidseitig der Stecköffnung 23 ein. Über die Eingriffsvorsprünge 111, 121 ist insbesondere sichergestellt, dass bei Einstecken eines Gegenkontaktelements 4 in die Stecköffnung 23 es nicht zu einer übermäßigen Auslenkung (mit der Gefahr eines Bruchs) an den Kontaktschenkeln 11, 12 kommen kann.
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In einer Montagestellung ist die Federgabel 1 in das Gehäuse 2 eingesetzt, wie dies aus 8 und 9 ersichtlich ist. Die Federgabel 1 ist hierbei fest an dem Gehäuse 2 gehalten, wie dies nachstehend noch erläutert werden soll, und steht mit Kontaktstiften 13, 14 von dem Gehäuse 2 vor, sodass die Kontakteinrichtung über die Kontaktstifte 13, 14 beispielsweise an einer Leiterplatte 3 angeordnet werden kann, indem die Kontakteinrichtung mit einem Kontaktstift 13, 14 in eine zugeordnete Kontaktöffnung 30 der Leiterplatte 3 eingesteckt und über die Kontaktöffnung 30 zum Beispiel durch Herstellen einer Lötverbindung mit der Leiterplatte 3 verbunden wird.
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Ist die Kontakteinrichtung an der Leiterplatte 3 angeordnet, kann über die Kontakteinrichtung ein Gegenkontaktelement 4 durch Einstecken in die Stecköffnung 23 des Gehäuses 2 und durch Kontaktieren mit der Federgabel 1 innerhalb des Gehäuses 2 an die Leiterplatte 3 angeschlossen werden.
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Zur Montage kann die Federgabel 1 in eine entlang der Längsrichtung Z gerichtete Montagerichtung M in eine Montageöffnung 24 rückseitig der Stecköffnung 23 des Gehäuses 2 eingesetzt werden, wie dies in 5 bis 7 dargestellt ist. Dabei wird die Federgabel 1 zunächst mit ihren Kontaktschenkeln 11, 12 in die Montageöffnung 24 eingeführt und sodann in die Montagerichtung M in das Gehäuse 2 hineingeschoben, bis die Federgabel 1 in ihre Montagestellung gelangt, in der die Federgabel 1 in formschlüssiger Weise in dem Gehäuse 2 festgelegt ist.
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Die formschlüssige Verbindung zwischen der Federgabel 1 und dem Gehäuse 2 erfolgt entlang sämtlicher Raumrichtungen X, Y, Z. Insbesondere weist die Federgabel 1 eine an dem Basisabschnitt 10 geformte, erste Fixierungseinrichtung 15 auf, die dazu dient, in der Montagestellung mit einer zweiten Fixierungseinrichtung 25 innerhalb der Stecköffnung 23 des Gehäuses 2 zusammenzuwirken, um eine formschlüssige Verbindung zwischen der Federgabel 1 und dem Gehäuse 2 entlang der Tiefenrichtung Y herzustellen.
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Die erste Fixierungseinrichtung 15 ist durch zwei stiftförmige, von dem Basisabschnitt 10 entlang der Montagerichtung M vorstehende Fixierungsabschnitte 150, 151 gebildet, die zwischen sich eine Eingriffsöffnung 152 ausbilden. Bei Einsetzen der Federgabel 1 in die Montageöffnung 24 des Gehäuses 2 gelangt die Eingriffsöffnung 152 in Eingriff mit einem zwischen Stegabschnitten 250, 251 erstreckten Bügelabschnitt 252 innerhalb der Stecköffnung 23, sodass ein Formschluss zwischen den Fixierungseinrichtungen 15, 25 hergestellt und die Federgabel 1 somit entlang der Tiefenrichtung Y in dem Gehäuse 2 festgelegt wird.
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Weil die erste Fixierungseinrichtung 15 mittig zwischen den Kontaktschenkeln 11, 12 - betrachtet entlang der Tiefenrichtung Y - angeordnet ist und ein Formschluss zwischen der Federgabel 1 und dem Gehäuse 2 über die Fixierungseinrichtungen 15, 25 mittig an dem Basisabschnitt 10 bereitgestellt wird, ist die formschlüssige Verbindung unempfindlich gegenüber Toleranzen und ermöglicht ein spielfreies Festlegen der Federgabel 1 an dem Gehäuse 2 insbesondere entlang der Tiefenrichtung Y.
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Zusätzlich gelangen Eingriffsabschnitte 101, 102 an den entlang der Tiefenrichtung Y voneinander abliegenden Kanten des Basisabschnitts 10 bei Einsetzen der Federgabel 1 in die Montageöffnung 24 des Gehäuses 2 in Eingriff mit Eingriffsöffnungen 201, 202 in Form von Schlitzen an dem Körper 20 des Gehäuses 2, sodass darüber ein Formschluss entlang der Querrichtung X hergestellt wird und somit die Federgabel 1 auch entlang der Querrichtung X zu dem Gehäuse 2 festgelegt ist, wie dies insbesondere aus 9 ersichtlich ist.
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Die Eingriffsabschnitte 101, 102 bilden hierbei auch einen Anschlag zur Begrenzung des Einsteckwegs der Federgabel 1 in die Montagerichtung M gegenüber dem Gehäuse 2 aus.
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Um zudem die Federgabel 1 entlang der Montagerichtung M, also entlang der Längsrichtung Z, zu dem Gehäuse 2 zu fixieren, stehen seitlich von dem flächig erstreckten Basisabschnitt 10 der Federgabel 1 Rastvorsprünge 103, 104 vor, die bei Einsetzen der Federgabel 1 in die Montageöffnung 24 des Gehäuses 2 formschlüssig in Eingriff mit zugeordneten Rastvorsprüngen 203, 204 an dem Gehäuse 2 gelangen (siehe hierzu insbesondere 2 in Zusammenschau mit 9). In der Montagestellung ist die Federgabel 1 somit auch entlang der Montagerichtung M an dem Gehäuse 2 formschlüssig gehalten und somit zu dem Gehäuse 2 fixiert.
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Die Federgabel 1 ist vorzugsweise integral als metallenes Stanzteil geformt und ist im Wesentlichen flächig in einer durch die Längsrichtung Z und die Tiefenrichtung Y aufgespannten Ebene erstreckt, wie dies aus 1, 3 und 4 ersichtlich ist. Die seitlich von dem Basisabschnitt 10 vorstehenden Rastvorsprünge 103, 104 können hierbei durch Prägen an dem Basisabschnitt 10 geformt sein, wobei ein Rastvorsprung 103 zu einer Seite und der andere Rastvorsprung 104 zur anderen Seite des Basisabschnitts 10 vorsteht, wie dies aus 1 in Zusammenschau mit 4 ersichtlich ist.
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Das Gehäuse 2 kann demgegenüber beispielsweise aus Kunststoff, zum Beispiel als spritzgegossenes Kunststoffformteil, gefertigt sein und ist elektrisch isolierend.
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Die Kontakteinrichtung kann beispielsweise Bestandteil einer Grundleiste sein, die mehrere aneinander angereihte Stecköffnungen 23 ausbildet und mehrere Federgabel 1 aufweist. Über solch eine Grundleiste können Anschlüsse an einer übergeordneten Baugruppe, zum Beispiel einer Leiterplatte 3, bereitgestellt werden, um elektrische Steckverbinder an die übergeordnete Baugruppe, insbesondere die Leiterplatte 3, anzuschließen.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf das vorangehend geschilderte Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich auch in andersgearteter Weise verwirklichen.
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So kann eine Kontakteinrichtung der hier beschriebenen Art an ganz unterschiedlichen Baugruppen, insbesondere elektrischen Steckverbindern, zum Einsatz kommen. Ein hergestellter elektrischer Kontakt kann hierbei sowohl zur Leistungsübertragung als auch zur Signal- oder Datenübertragung dienen.
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Eine Kontakteinrichtung der hier beschriebenen Art kann an einer übergeordneten Baugruppe angeordnet werden, wobei eine solche übergeordnete Baugruppe durch eine Leiterplatte oder auch eine andere elektrische Baugruppe verwirklicht sein kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Federgabel
- 10
- Basisabschnitt
- 101, 102
- Eingriffsabschnitt
- 103, 104
- Rastvorsprung
- 11, 12
- Kontaktschenkel
- 110, 120
- Kontaktnase
- 111, 121
- Eingriffsvorsprung
- 13, 14
- Kontaktstift
- 15
- Fixierungseinrichtung
- 150, 151
- Fixierungsabschnitt
- 152
- Eingriffsöffnung
- 2
- Gehäuse
- 20
- Körper
- 201,202
- Eingriffsöffnung
- 203,204
- Rastnase
- 21,22
- Aufnahmeöffnung
- 23
- Stecköffnung
- 24
- Montageöffnung
- 25
- Fixierungseinrichtung
- 250,251
- Stegabschnitt
- 252
- Bügelabschnitt
- 3
- Leiterplatte
- 30
- Kontaktöffnung
- 4
- Gegensteckverbinderteil
- M
- Montagerichtung
