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Die Erfindung betrifft eine Kontaktelementanordnung zur Realisierung elektrischer Anschlussverbindungen mittels an der Leiterplatte angeordneter elektrischer Bauelemente beispielsweise in Form von Steckverbindern. Die Kontaktelementanordnung umfasst eine Leiterplatte mit einer ersten Seitenfläche und einer der ersten Seitenfläche gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche, ein Kontaktelement mit einem ersten Endabschnitt und einem dem ersten Endabschnitt gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt, wobei das Kontaktelement mit seinem ersten Endabschnitt an der ersten Seitenfläche der Leiterplatte befestigt ist, und ein erstes Gegenkontaktelement zur Kontaktierung mit dem Kontaktelement, wobei das Kontaktelement derart geformt ist, dass eine Kontaktierung des Kontaktelements mit dem ersten Gegenkontaktelement an dem zweiten Endabschnitt des Kontaktelements im Bereich der zweiten Seitenfläche der Leiterplatte erfolgt, wobei die Leiterplatte eine Durchgangsöffnung aufweist, durch welche das Kontaktelement mit seinem zweiten Endabschnitt hindurchgeführt ist.
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Derartige Steckverbinder weisen üblicherweise ein Kontaktelement auf, welches zur Realisierung einer Kontaktierung mit einem Gegenkontaktelement verbunden wird. Das Kontaktelement wird üblicherweise an einer Oberfläche der Leiterplatte befestigt, wobei die Kontaktierung mit einem Gegenkontaktelement auf der gleichen Seite von der Leiterplatte stattfindet, an welcher das Kontaktelement auf der Leiterplatte befestigt ist. Dadurch liegen der Befestigungspunkt und der Kontaktierungspunkt unvorteilhafterweise sehr dicht beieinander, wodurch die durch das Gegenkontaktelement auf das Kontaktelement übertragenen Kräfte auf den Befestigungspunkt wirken, so dass der Befestigungspunkt und damit die Befestigung des Kontaktelements an der Leiterplatte geschwächt wird und es dabei leicht zu einem Versagen der Befestigung kommen kann.
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Aus der
DE 32 08 065 A1 ist ein lösbarer Anschluss einer elektrischen Leitung an eine kaschierte Leiterbahn einer Leiterplatte bekannt. Für den Anschluss weist die Leiterplatte zwei etwa parallel zu einer Kante aus verlaufende Schlitze auf, zwischen den die kaschierte Leiterbahn liegt. In die Schlitze sind die Seitenteile eines Klemmkäfigs gesteckt. Im Klemmkäfig sind zwei Kontaktplatten angeordnet, zwischen die die Leiterplatte eingepresst ist. Zwischen der einen Kontaktplatte und dem Klemmkäfig ist die elektrische Leitung eingeklemmt. Die andere Kontaktplatte dient als Widerlager für die Klemmschraube. Durch die in die Schlitze eingreifenden Seitenteile des Klemmkäfigs wird der Anschluss von Kräften entlastet, die in der Ebene der Leiterplatte wirken. Mit seitlich abstehenden Zungen der Kontaktplatten, die die Schlitze mechanisch überbrücken, werden Kräfte aufgenommen, die senkrecht auf der Ebene der Leiterplatte stehen.
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Die
US 2 968 780 A beschreibt ein Klemmelement zum Klemmen an eine Leiterplatte, wobei ein durch die Leitplatte geführtes Anschlusselement mittels des Klemmelements an der Leiterplatte gehalten wird.
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In der
GB 2 389 246 A ist ein Kontaktierungselement beschrieben, welches eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen einer Antenne und einer Leiterplatte ausbildet.
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Die
DE 203 00 688 U1 beschreibt eine Anschlussklemme für eine Leiterplatte, die am Rand eine Kontaktstelle aufweist, wobei die Anschlussklemme ein U-Profil aufweist, deren Schenkel einander gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte umfassen und, wobei ein Befestigungsmittel vorgesehen ist, mit dem die Anschlussklemme an der Leiterplatte lösbar befestigbar ist.
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Aus der
DE 10 2007 002 769 A1 ist eine Anschlussklemmenleiste bekannt, welche ein Gehäuse und mindestens vier Schneid-Klemm-Kontakte aufweist, wobei die mindestens vier Schneid-Klemm-Kontakte in einer Reihe angeordnet sind. Das Gehäuse ist mit Gehäusewänden ausgebildet, zwischen denen die Schneid-Klemm-Kontakte in einem Winkel von 45° zu den Gehäusewänden ausgerichtet sind. Jeweils zwei Schneid-Klemm-Kontakte bilden ein Kontaktpaar, wobei die Schneid-Klemm-Kontakte eines Kontaktpaares zueinander parallel ausgerichtet sind, wohingegen benachbarte Schneid-Klemm-Kontakte verschiedener Kontaktpaare um 90° um die Längsachse der Schneid-Klemm-Kontakte gedreht zueinander angeordnet sind.
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Eine Klemmkontaktierung einer Leiterplatte ist ferner aus der
US 5 205 738 A bekannt.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Kontaktelementanordnung zur Verfügung zu stellen, welche sich durch eine verbesserte Stabilität auszeichnet.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Kontaktelementanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass das Kontaktelement (16) als Stiftkontakt ausgebildet ist.
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Demnach ist es bei der erfindungsgemäßen Lösung vorgesehen, dass der Befestigungspunkt, an welchem das Kontaktelement mit seinem ersten Endabschnitt an der Leiterplatte befestigt ist, von dem Kontaktierungspunkt, an welchem ein Gegenkontaktelement das Kontaktelement an seinem zweiten Endabschnitt kontaktieren kann, räumlich getrennt ist, indem der Befestigungspunkt auf einer anderen Seitenfläche der Leiterplatte als der Kontaktierungspunkt vorgesehen ist. Es erfolgt damit eine Entkopplung zwischen dem Befestigungspunkt und dem Kontaktierungspunkt. Die Leiterplatte dient dabei als sogenannte Trennwand zwischen diesen dem Befestigungspunkt und dem Kontaktierungspunkt. Durch diese räumliche Trennung des Kontaktierungspunkts und des Befestigungspunkts weist die gesamte Kontaktelementanordnung eine höhere Stabilität auf, als dies bei den bekannten Kontaktelementanordnungen der Fall ist. Die bei der Kontaktierung eines Gegenkontaktelements auf das Kontaktelement wirkenden Kräfte werden gar nicht oder in einem sehr geringen Maße auf den Befestigungspunkt übertragen, sondern von der Leiterplatte aufgenommen. Die Befestigung des Kontaktelements an der Leiterplatte kann beispielsweise durch ein Verlöten, beispielsweise mittels eines THR-Lötverfahrens oder eines SMD-Lötverfahrens, oder durch Einpressen erfolgen. Demnach erfolgt bei der erfindungsgemäßen Kontaktelementanordnung das Montieren und beispielsweise das Löten des Kontaktelements auf einer anderen Seitenfläche der Leiterplatte als die Kontaktierung mit einem Gegenkontaktelement erfolgt. Dadurch ist es möglich, diese Kontaktelementanordnung auch in begrenzten Bauräumen vorzusehen, da bei dieser Kontaktelementanordnung ein geringerer Handhabungsbereich zum Befestigen und Kontaktieren erforderlich ist, da zwei Seitenflächen der Leiterplatte hierfür genutzt werden können. Dass die Kontaktierung des Kontaktelements mit einem Gegenkontaktelement an dem zweiten Endabschnitt des Kontaktelements im Bereich der zweiten Seitenfläche der Leiterplatte erfolgt, bedeutet dabei, dass die Kontaktierung vorzugsweise nicht unmittelbar auf der zweiten Seitenfläche erfolgt, sondern dass der Kontaktierungspunkt, wenn die Leiterplatte als Trennwand zu verstehen ist, auf der Seite der Leiterplatte vorgesehen ist, an welcher die zweite Seitenfläche vorgesehen ist, wobei jedoch der Kontaktierungspunkt vorzugsweise einen bestimmten Abstand zu der zweiten Seitenfläche aufweist.
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Die Leiterplatte weist eine Durchgangsöffnung auf, durch welche das Kontaktelement mit seinem zweiten Endabschnitt hindurchgeführt ist. Mittels der Durchführung des Kontaktelements mit seinem zweiten Endabschnitt durch eine Durchgangsöffnung ist die räumliche Trennung zwischen dem Befestigungspunkt und dem Kontaktierungspunkt besonders effizient realisierbar, wobei hierbei die Leiterplatte die Trennwand darstellt. Der Kontaktierungspunkt liegt dabei vorzugsweise auf einer anderen Seite der Durchgangsöffnung als der Befestigungspunkt. Durch die Anordnung einer Durchgangsöffnung in der Leiterplatte, durch welche das Kontaktelement hindurchgeführt ist, ist zudem der Abstand zwischen dem Befestigungspunkt und dem Kontaktierungspunkt festlegbar, welcher vorzugsweise dem Abstand zwischen dem Befestigungspunkt und der Durchgangsöffnung entspricht. Zudem wird durch die Führung des Kontaktelements durch die Durchgangsöffnung das Kontaktelement in der Leiterplatte geführt, so dass die auf das Kontaktelement ausgeübten Kräfte, insbesondere durch das Gegenkontaktelement, besonders effizient von der Leiterplatte aufgenommen werden können, um so die auf das Kontaktelement wirkenden Kräfte, insbesondere Zug- und Druckkräfte, reduzieren zu können.
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Weiter ist es bevorzugt vorgesehen, dass das Kontaktelement zwischen dem ersten Endabschnitt und dem zweiten Endabschnitt U-förmig ausgebildet ist. Durch die U-förmige Ausbildung wirkt das Kontaktelement wie eine Feder, wodurch eine Entkopplung zwischen dem Befestigungspunkt und dem Kontaktierungspunkt realisiert wird, so dass eine Übertragung von mechanischen Kräften auf den Befestigungspunkt, welche den Befestigungspunkt schwächen könnten, verhindert werden kann. Die U-förmige Ausgestaltung ist dabei zwischen dem Befestigungspunkt und dem Punkt, an dem das Kontaktelement durch die Durchgangsöffnung hindurchgeführt ist, vorgesehen, das heißt im Bereich der ersten Seitenfläche der Leiterplatte. Die U-förmige Ausbildung ist damit auf der dem Kontaktierungspunkt gegenüberliegenden Seitenfläche der Leiterplatte vorgesehen.
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Das Kontaktelement ist als Stiftkontakt ausgebildet. Der Stiftkontakt ist dabei vorzugsweise stiftförmig ausgeformt und im Bereich der U-förmigen Ausbildung gebogen. Durch die Ausbildung des Kontaktelements als Stiftkontakt kann ein Gegenkontaktelement einfach auf den Stiftkontakt aufgeklemmt werden.
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Ferner ist nach einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass ein zweites Gegenkontaktelement vorgesehen ist, welches mit dem Kontaktelement an dem zweiten Endabschnitt des Kontaktelements im Bereich der ersten Seitenfläche der Leiterplatte kontaktierbar ist. Das zweite Gegenkontaktelement ist damit vorzugsweise auf der dem ersten Gegenkontaktelement gegenüberliegenden Seite der Durchgangsöffnung angeordnet. Das erste Gegenkontaktelement wird dadurch von dem zweiten Gegenkontaktelement vorzugsweise durch die Durchgangsöffnung in der Leiterplatte getrennt, so dass die durch die beiden Gegenkontaktelemente auf das Kontaktelement aufgebrachten Kräfte über die Durchgangsöffnung auf die Leiterplatte übertragen werden können und dadurch eine Übertragung auf den Befestigungspunkt vermieden wird. Durch die Anordnung eines zweiten Gegenkontaktelements an dem Kontaktelement kann eine doppelte Kontaktierung an nur einem Kontaktelement realisiert werden.
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Bevorzugt ist es dabei vorgesehen, dass das erste Gegenkontaktelement mit seiner Längsachse parallel zur zweiten Seitenfläche der Leiterplatte auf das Kontaktelement aufschiebbar ist und/oder das zweite Gegenkontaktelement mit seiner Längsseite parallel zur ersten Seitenfläche der Leiterplatte auf das Kontaktelement aufschiebbar ist. Durch die Möglichkeit der parallelen Führung des ersten und/oder des zweiten Gegenkontaktelements zu der Leiterplatte beim Aufschieben des ersten und/oder des zweiten Gegenkontaktelements auf das Kontaktelement ist eine besonders Platz sparende Kontaktierung ermöglicht, so dass für eine derartige Kontaktelementanordnung nur ein geringer Bauraum notwendig ist.
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Das erste und/oder das zweite Gegenkontaktelement ist dabei vorzugsweise ein Gabelkontaktelement. Das Gabelkontaktelement ist vorzugsweise besonders flach ausgebildet, so dass das Gabelkontaktelement mit seiner flächigen Längsseite besonders Platz sparend parallel zur zweiten Seitenfläche bzw. zur Längsachse der Leiterplatte auf das Kontaktelement aufgeschoben werden kann. Das Gabelkontaktelement weist vorzugsweise einen zangenförmigen Bereich auf, welcher im kontaktierten Zustand die Außenseite des Kontaktelements umgreift, so dass das Gegenkontaktelement auf das Kontaktelement mit seinem zangenförmigen Bereich aufgeklemmt werden kann.
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Das erste Gegenkontaktelement und/oder das zweite Gegenkontaktelement weist dabei vorzugsweise einen Schirmanschluss auf. Dabei kann das erste und/oder das zweite Gegenkontaktelement bereits als Schirmanschluss ausgebildet sein oder es kann ein Schirmanschluss an dem ersten und/oder dem zweiten Gegenkontaktelement vorgesehen werden. Mittels der erfindungsgemäßen Kontaktelementanordnung kann ein besonders Platz sparender Schirmanschluss realisiert werden.
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Weiter ist es bevorzugt vorgesehen, dass das Kontaktelement zumindest teilweise in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei das Gehäuse im befestigten Zustand des Kontaktelements mit der Leiterplatte im Bereich der ersten Seitenfläche der Leiterplatte angeordnet ist. Durch das Einbringen des Kontaktelements zumindest teilweise in ein Gehäuse kann die Stabilität des Kontaktelements und damit die Stabilität der gesamten Kontaktelementanordnung weiter erhöht werden, da die auf das Kontaktelement durch die Befestigung des Gegenkontaktelements wirkenden Kräfte nicht nur von der Leiterplatte sondern auch von dem Gehäuse mit aufgenommen werden können, so dass der Befestigungspunkt des Kontaktelements weiter entlastet werden kann. Das Gehäuse ist dabei vorzugsweise im Bereich der Seitenfläche der Leiterplatte vorgesehen, an welcher der Befestigungspunkt angeordnet ist und nicht auf der Seitenfläche des Kontaktierungspunktes. Das Gehäuse ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet, so dass es zusätzlich isolierende Eigenschaften aufweist.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine erste schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kontaktelementanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 eine zweite schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kontaktelementanordnung gemäß der ersten Ausführungsform;
- 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kontaktelementanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 4 eine schematische Schnittdarstellung der in 3 gezeigten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktelementanordnung;
- 5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kontaktelementanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform;
- 6 eine schematische Schnittdarstellung der in 5 gezeigten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktelementanordnung;
- 7 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kontaktelementanordnung gemäß einer vierten Ausführungsform; und
- 8 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kontaktelementanordnung gemäß einer fünften Ausführungsform.
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In 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Kontaktelementanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt. Die Kontaktelementanordnung weist eine Leiterplatte 10 mit einer ersten Seitenfläche 12 und einer der ersten Seitenfläche 12 gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche 14 und ein Kontaktelement 16 mit einem ersten Endabschnitt 18 und einem der ersten Endabschnitt 18 gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt 20, wie in 2 erkennbar ist, auf. Mit seinem ersten Endabschnitt 18 ist das Kontaktelement 16 an einem Befestigungspunkt 22 vorzugsweise mittels einer Lötverbindung befestigt, wobei das Lötauge auf der ersten Seitenfläche 12 der Leiterplatte 10 ausgebildet ist. Die Kontaktierung des Kontaktelements 16 mit einem Gegenkontaktelement 24 erfolgt im Bereich der zweiten Seitenfläche 14 der Leiterplatte 10 an dem zweiten Endabschnitt 20 des Kontaktelements 16, so dass der Kontaktierungspunkt 26 von dem Befestigungspunkt 22 entkoppelt und räumlich getrennt ist, wobei die Leiterplatte 10 als Trennelement hierbei dient.
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Die Leiterplatte 10 weist eine Durchgangsöffnung 28 auf, durch welche das Kontaktelement 16 mit seinem zweiten Endabschnitt 20 hindurchgeführt ist. Das Kontaktelement 16 ist als Stiftkontakt ausgeführt und ist zwischen dem ersten Endabschnitt 18 und dem zweiten Endabschnitt 20 U-förmig ausgebildet.
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Das Gegenkontaktelement 24 ist als Gabelkontaktelement ausgebildet und weist einen zangenförmigen Bereich 30 auf, mittels welchem das Gegenkontaktelement 24 auf das Kontaktelement 16 im Kontaktierungspunkt 26 aufklemmbar ist. Das Gegenkontaktelement 24 ist dabei mit seiner Längsseite parallel zur zweiten Seitenfläche 14 der Leiterplatte 10 auf das Kontaktelement 16 aufschiebbar.
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Die 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontaktelementanordnung, bei welcher ein zweites Gegenkontaktelement 32 vorgesehen ist. Das zweite Gegenkontaktelement 32 ist ebenfalls als Gabelkontaktelement ausgebildet und ist mit seiner Längsseite parallel zur ersten Seitenfläche 12 der Leiterplatte 10 auf das Kontaktelement 16 aufschiebbar. Das zweite Gegenkontaktelement 32 ist mit dem Kontaktelement 16 an dem zweiten Endabschnitt 26 des Kontaktelements 16 im Bereich der ersten Seitenfläche 12 der Leiterplatte 10 kontaktiert. 4 zeigt die in 3 gezeigte Ausführungsform in einer Schnittdarstellung.
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In den 5 und 6 ist eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktelementanordnung gezeigt, bei welcher ein Gehäuse 34 zumindest teilweise um das Kontaktelement 16 angeordnet ist, wobei das Gehäuse 34 in 5 nur mit einer Seite dargestellt ist, wobei jedoch das Gehäuse 34 jedoch eine der ersten Seite entsprechende zweite Seite aufweist, so dass das Kontaktelement 16 in diesem Bereich vollständig von dem Gehäuse 34 umgeben ist. Das Gehäuse 34 ist dabei im Bereich der ersten Seitenfläche 12 der Leiterplatte 10 angeordnet, wobei das Gehäuse 34, wie in 6 erkennbar ist, mit einem bestimmten Abstand zu der ersten Seitenfläche 12 vorgesehen ist. Das Gehäuse 34 ist demnach im Bereich der Seitenfläche 12 der Leiterplatte 10 vorgesehen, an welcher der Befestigungspunkt 22 angeordnet ist und nicht auf der Seitenfläche 14 des Kontaktierungspunktes 26. 6 zeigt die in 5 gezeigte Ausführungsform noch einmal in einer Schnittdarstellung.
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In 7 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktelementanordnung gezeigt, bei welcher das Kontaktelement 16 aus einem Blech geformt ist, wobei das Kontaktelement 16 beispielsweise aus einem Stück Blech ausgestanzt ist. Dies hat den Vorteil, dass das aus einem Blech geformte Kontaktelement 16 beliebig geformt werden kann, wie hier gezeigt zum Beispiel mit zwei abstehenden, zur Seite gebogenen freien Endabschnitten 36, an welche im Bedarfsfall zum Beispiel zusätzliche Elemente angeordnet werden können. Dadurch kann die Flexibilität einer Kontaktelementanordnung wesentlich erhöht werden. Ein derartiges Kontaktelement 16 weist trotzdem einen U-förmigen Abschnitt zwischen den ersten Abschnitt 18 und dem zweiten Endabschnitt 20 auf.
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In 8 ist ferner eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei welcher das Gegenkontaktelement 24 als Flachkontakt ausgeformt ist, wobei hierbei das Gegenkontaktelement 24 an einem freien Ende 38 des zweiten Endabschnittes 20 des Kontaktelements 16 mit dem Kontaktelement 16 in Kontakt gebracht ist. Das als Flachkontakt ausgebildete Gegenkontaktelement 24 kann dabei wie eine Feder wirken, um einen Druck auf das freie Ende 38 des Kontaktelements 16 aufbringen zu können und damit eine Kontaktierung zu erzielen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Leiterplatte
- 12
- erste Seitenfläche
- 14
- zweite Seitenfläche
- 16
- Kontaktelement
- 18
- erster Endabschnitt
- 20
- zweiter Endabschnitt
- 22
- Befestigungspunkt
- 24
- erstes Gegenkontaktelement
- 26
- Kontaktierungspunkt
- 28
- Durchgangsöffnung
- 30
- zangenförmiger Bereich
- 32
- zweites Gegenkontaktelement
- 34
- Gehäuse
- 36
- Freier Endabschnitt
- 38
- Freies Ende
