DE19737698A1 - Electronic control unit and individual components of the unit - Google Patents

Electronic control unit and individual components of the unit

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Abstract

A control unit with electrical switches (T), an electrical connecting bush (A), conductive paths (L), contact points (K) and plug connection (S) is molded in a first thermoplastic plastic and specific surface areas of this are chemically metallized to conduct electricity. Other, non-conducting areas are coated in a second thermoplastic. Independent claims are also included for: (1) a plug connection (S) with two connectors, one having a carrier and contact comprising metallized thermoplastic plastic; (2) an electrical switch (T) with two contacts closing against each other, both of metallized thermoplastic; (3) an electrical connecting bush (A) with a carrier and contact of metallized thermoplastic; and (4) a method for metallizing a thermoplastic surface.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electrical connector the preamble of claim 1.

Solche Steckerverbinder bestehen aus zwei Verbindungselemen­ ten, welche zur Herstellung einer elektrischen Verbindung in­ einander steckbar sind. Sie werden nach dem Stand der Technik z. B. zur Verbindung von Leiterplatten verwendet. Sie bestehen aus metallischen Kontaktelementen, die von einem elektrisch isolierenden Kunststoffspritzgußteil umgeben sind. Die Kon­ taktelemente des "Steckers" bestehen dabei meist aus Metall­ stiften, die der "Steckdose" aus Metallfedern.Such plug connectors consist of two connecting elements ten, which are used to establish an electrical connection in are plugged into each other. They are state of the art e.g. B. used to connect circuit boards. They exist made of metallic contact elements by an electrical insulating plastic injection molded part are surrounded. The con Clock elements of the "plug" usually consist of metal donate the "socket" from metal springs.

Die Steckerverbinder nach dem Stand der Technik sind in mehr­ facher Hinsicht nachteilig:
The plug connectors according to the prior art are disadvantageous in more ways:

  • a) Die Kontaktelemente müssen gesondert gefertigt und vorge­ halten werden.a) The contact elements must be manufactured separately and pre- will hold.
  • b) Der apparative Aufwand zum Umspritzen der Metallstifte des "Steckers" bzw. zum Einpressen von Metallfedern in ein der "Steckdose" bildendes Kunststoffspritzgußteil ist hoch.b) The equipment required for the extrusion coating of the metal pins "Plug" or for pressing metal springs into one of the "Socket" plastic injection molded part is high.
  • c) Das Bestücken und die Montage von Verbindungselementen auf Leiterplatten erfordert einen hohen apparativen Aufwand oder muß per Hand erfolgen.c) The assembly and assembly of fasteners on Printed circuit boards require a lot of equipment or must be done by hand.
  • d) Das Recycling von Leiterplatten erfordert eine vorherige Demontage von Verbindungselementen.d) The recycling of printed circuit boards requires a previous one Disassembly of fasteners.
  • e) Steckerverbinder sind schwer recycelbar.e) Connectors are difficult to recycle.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Steckerverbinder bzw. ein Verbindungselement anzugeben, mit dem die Nachteile des Stands der Technik vermeidbar sind. Es soll insbesondere ein elektrischer Steckerverbinder bereitge­ stellt werden, der einfach und kostengünstig herstell- und ohne großen Aufwand recycelbar ist.The object of the present invention is an electrical Specify connector or a connecting element with which the disadvantages of the prior art can be avoided. It in particular, an electrical connector is to be prepared be made, the simple and inexpensive to manufacture and is easily recyclable.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 ge­ löst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 14.This object is ge by the features of claim 1 solves. Advantageous further developments of the invention result from the features of claims 2 to 14.

Nach Maßgabe der Erfindung ist vorgesehen, daß das Träger­ stück und das Kontaktelement aus einem ersten thermoplasti­ schen Kunststoff hergestellt sind, dessen Oberfläche zumin­ dest abschnittsweise chemisch metallisierbar ist. - Die er­ findungsgemäße Ausbildung des elektrischen Steckerverbinders ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung sowie ein einfaches Recycling desselben. Auf entsprechend herge­ stellten Leiterplatten montierte Verbindungselemente des er­ findungsgemäßen Steckerverbinders können ohne vorherige De­ montage recycelt werden. Zur Herstellung des Steckerverbin­ ders müssen keine gesonderten Metallteile gefertigt werden.According to the invention it is provided that the carrier piece and the contact element from a first thermoplastic are made of plastic, the surface of which at least is chemically metallizable at least in sections. - The he inventive design of the electrical connector enables simple and inexpensive manufacture as well a simple recycling of the same. On accordingly provided PCB-mounted fasteners of the he inventive connector can without De assembly can be recycled. To manufacture the connector no separate metal parts have to be manufactured.

Zweckmäßigerweise ist die chemisch metallisierbare Oberfläche des ersten thermoplastischen Kunststoffs, vorzugsweise durch Ätzen, aufgerauht und mit Metallkeimen belegt. Das Atzen kann beispielsweise durch Tauchen in Chromschwefelsäure erfolgen. Die Metallkeime können aus Palladium, Gold oder Silber gebil­ det sein. Der erste thermoplastische Kunststoff kann aber auch so ausgewählt sein, daß er aufgrund seiner besonderen Materialeigenschaften unmittelbar chemisch metallisierbar ist. The chemically metallizable surface is expedient of the first thermoplastic, preferably by Etching, roughened and covered with metal germs. The etching can for example, by immersing in chromic sulfuric acid. The metal nuclei can be made of palladium, gold or silver det be. But the first thermoplastic can also be chosen so that it is due to its special Material properties can be chemically metallized immediately is.  

Zweckmäßigerweise ist das Trägerstück zumindest abschnitts­ weise mit einem zweiten, elektrisch isolierenden thermopla­ stischen Kunststoff beschichtet. Das erhöht die Funktionssi­ cherheit und ermöglicht eine besonders platzsparende Bauweise des elektrischen Steckerverbinders.The carrier piece is expediently at least section wise with a second, electrically insulating thermopla plastic coated. This increases the functional safety security and enables a particularly space-saving design of the electrical connector.

Von herstellungstechnischem Vorteil ist es, daß die Oberflä­ che des zweiten thermoplastischen Kunststoffs nicht chemisch metallisierbar ist. So kann ein aus einem ersten und zweiten thermoplastischen Kunststoff hergestelltes Verbindungselement einem gemeinsamen Metallisierungsverfahren unterzogen werden.It is a manufacturing advantage that the surface surface of the second thermoplastic is not chemical is metallizable. So one of a first and a second connecting element made of thermoplastic undergo a common metallization process.

Nach einem Ausgestaltungsmerkmal ist das Trägerstück aus ei­ ner Platte gebildet, an deren einem Rand senkrecht dazu ver­ laufende Einschnitte vorgesehen sind, so daß der zwischen zwei nebeneinander liegenden Einschnitten verbleibende Plat­ tenabschnitt jeweils ein Kontaktelement bildet.According to a design feature, the carrier piece is made of egg ner plate formed, ver at one edge perpendicular to it current incisions are provided so that the between two adjacent incisions remaining plat tenabschnitt each forms a contact element.

Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal kann die zumindest abschnittsweise metallisierbare Oberfläche des ersten thermo­ plastischen Kunststoffs mit mindestens einer Metallschicht versehen sein. Die Metallschicht kann aus Kupfer oder Nickel hergestellt sein. Darauf kann eine weitere, beispielsweise aus Silber, Gold, Zinn, Chrom oder Palladium hergestellte, Metallschicht vorgesehen sein.According to a further design feature, it can at least surface of the first thermo that can be metallized in sections plastic with at least one metal layer be provided. The metal layer can be made of copper or nickel be made. There can be another, for example made of silver, gold, tin, chrome or palladium, Metal layer may be provided.

Es hat sich als günstig erwiesen, daß der erste thermoplasti­ sche Kunststoff aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist:
Acrylnitryl-Butadien-Styrol, Polyamid, Polycarbonat, Polysty­ rol.It has proven to be advantageous for the first thermoplastic to be selected from the following group:
Acrylonitryl butadiene styrene, polyamide, polycarbonate, polystyrene.

Zur Sicherstellung eines guten elektrischen Kontaktes ist es zweckmäßig, daß die Kederzungen sich vom Trägerstück in einer ersten Ebene erstrecken, die parallel zu einer zweiten, durch die Kontaktseite des Kontaktelementes definierten Ebene ist. Die Federzungen können aus den ersten oder zweiten thermopla­ stischen Kunststoff hergestellt sein. Sie können versetzt zum Kontaktelement angeordnet sein. Nach einem weiteren Ausge­ staltungsmerkmal weist das Kontaktelement an seiner Kontakt­ seite einen, vorzugsweise konvex geformten, Vorsprung auf. Diese Maßnahme dient der Sicherstellung eines guten elektri­ schen Kontaktes.It is to ensure good electrical contact expedient that the piping tongues from the carrier piece in one  extend first level, parallel to a second, through the contact side of the contact element is defined level. The spring tongues can be made from the first or second thermopla be made of plastic. You can move to Contact element may be arranged. After another exit Design feature shows the contact element on its contact side of a, preferably convex, projection. This measure serves to ensure good electri contact.

Von herstellungstechnischem Vorteil ist es, das Trägerstück und das Kontaktelement einstückig im Spritzgußverfahren her­ zustellen. Dabei wird es als besonders vorteilhaft angesehen, daß das erste Verbindungselement Bestandteil einer im Spritz­ gußverfahren hergestellten Baugruppe ist. - Eine solche Bau­ gruppe kann eine Mehrzahl an erfindungsgemäßen Verbindungse­ lementen, Leiterbahnen, Buchsen oder Tasten und dgl. aufwei­ sen. Die Baugruppe kann mit dem ersten Verbindungselement in einstückiger Ausbildung hergestellt sein. Der durch Bestücken und Montage bedingte Mehraufwand entfällt in diesem Fall.It is a manufacturing advantage that the carrier piece and the contact element in one piece by injection molding to deliver. It is considered particularly advantageous that the first connecting element is part of an injection Casting is manufactured assembly. - Such a construction group can have a plurality of connections according to the invention elements, conductor tracks, sockets or buttons and the like sen. The assembly can with the first connecting element in be made in one piece. The one by equipping and assembly-related additional effort is eliminated in this case.

Beim Spritzgußverfahren kann es sich um ein 2-Komponenten- Spritzgußverfahren handeln, wobei die eine Komponente der er­ ste thermoplastische Kunststoff und die andere Komponente der zweite thermoplastische Kunststoff ist.The injection molding process can be a 2-component Injection molding process, the one component of which he most thermoplastic and the other component of the second thermoplastic.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigenExemplary embodiments of the invention are described below the drawing explained in more detail. Show here

Fig. 1 eine Draufsicht eines aus dem ersten thermoplasti­ schen Kunststoff hergestellten Bestandteils eines er­ sten Verbindungselements, Fig. 1 is a plan view of a component of a he most connecting member made of the first plastic thermoplasti rule,

Fig. 2 eine Draufsicht der aus dem ersten und zweiten thermoplastischen Kunststoff hergestellten Bestand­ teile des ersten Verbindungselements, Fig. 2 is a plan view of the component made of the first and second thermoplastic parts of the first connection element,

Fig. 3 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie B-B in Fig. 2, Fig. 3 is a sectional view according to the section line BB in Fig. 2,

Fig. 4 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie C-C in Fig. 2, Fig. 4 is a sectional view according to the section line CC in Fig. 2,

Fig. 5 eine Querschnittsansicht eines zweiten Steckerverbin­ ders, Fig. 5 is a cross-sectional view of a second Steckerverbin idem,

Fig. 6 eine Querschnittsansicht eines dritten Steckerverbin­ ders und Fig. 6 is a cross sectional view of a third connector and

Fig. 7 eine Querschnittsansicht eines vierten Steckerverbin­ ders. Fig. 7 is a cross sectional view of a fourth Steckerverbin id.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht des aus dem ersten thermoplasti­ schen Kunststoff T1 hergestellten Bestandteils eines ersten Verbindungselements V1. Ein Trägerstück 1 ist aus einer Plat­ te gebildet. Am Rand der Platte sind senkrecht dazu verlau­ fende Einschnitte 2 vorgesehen. Jeweils zwischen zwei benach­ barten Einschnitten 2 ist ein zungenförmiges Kontaktelement 3 gebildet. Das Trägerstück 1 weist außerdem eine Mehrzahl an ersten Durchbrüchen 4 auf. Fig. 1 shows a plan view of the component made of the first thermoplastic T1's of a first connecting element V1. A carrier piece 1 is formed from a plat te. At the edge of the plate, perpendicularly to it, incisions 2 are provided. A tongue-shaped contact element 3 is formed between two adjacent cuts 2 . The carrier piece 1 also has a plurality of first openings 4 .

In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die aus dem ersten T1 und dem zweiten thermoplastischen Kunststoff T2 gebildeten Be­ standteile des ersten Verbindungselementes V1 gezeigt. Wie insbesondere aus den Schnittdarstellungen der Fig. 3 und 4 deutlich wird, sind die Kontaktelemente 3 aus dem ersten thermoplastischen Kunststoff T1 gebildet. Das Trägerstück 1 ist im übrigen mit einem zweiten thermoplastischen Kunststoff T2 umspritzt. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß sich die Feder­ zungen 5 in einer ersten Ebene E1 vom Trägerstück 1 erstrec­ ken. Die erste Ebene E1 ist parallel zu einer zweiten Ebene E2, die durch die Kontaktseiten der Kontaktelemente 3 defi­ niert ist. An der Kontaktseite der Kontaktelemente 3 sind konvex geformte Kontaktkörper 6 vorgesehen.In Fig. 2 is a plan view of the Be formed from the first T1 and the second thermoplastic T2 components of the first connecting element V1 is shown. As is particularly clear from the sectional views of FIGS. 3 and 4, the contact elements 3 are formed from the first thermoplastic T1. The carrier piece 1 is, moreover, extrusion-coated with a second thermoplastic T2. From Fig. 4 it can be seen that the spring tongues 5 in a first plane E1 of the carrier piece 1 erstrec ken. The first level E1 is parallel to a second level E2, which is defined by the contact sides of the contact elements 3 . Convex-shaped contact bodies 6 are provided on the contact side of the contact elements 3 .

Die Fig. 5 bis 7 zeigen Querschnittsansichten verschiedener Ausführungsbeispiele, bei denen jeweils zwei Verbindungsele­ menten V1 und V2 zusammengesteckt sind. Wie aus Fig. 5 er­ sichtlich ist, kann das Verbindungselement V2 an der der Kontaktseite gegenüberliegenden Seite eine angespritztes Fe­ derelement 7 aufweisen, welches die Kontaktseiten der Verbin­ dungselemente V1 und V2 gegeneinander zwingt. Dazu stützt sich das Federelement auf einer mit dem ersten Verbindungse­ lement V1 fest verbundenen Platte 8 ab. Figs. 5 to 7 show various embodiments of cross-sectional views, in which two elements are fitted together Verbindungsele V1 and V2. 5 it can be seen from Fig. , The connecting element V2 on the opposite side of the contact side a molded Fe derelement 7 , which forces the contact sides of the connec tion elements V1 and V2 against each other. For this purpose, the spring element is supported on a plate 8 firmly connected to the first connecting element V1.

In Fig. 6 ist an der Federzunge 5 des einen Verbindungsele­ ments V1 ein Rastvorsprung 9 vorgesehen, der in eine korre­ spondierende Ausnehmung 10 an der Unterseite des zweiten Ver­ bindungselements V2 eingreift. Bei der in Fig. 7 gezeigten Variante durchgreift ein sich vom einen Verbindungselement V1 ersteckendes Rastelement 11 einen am anderen Verbindungsele­ ment V2 vorgesehenen zweiten Durchbruch 12. Das andere Ver­ bindungselement V2 ist auf einem sich vom einen Verbindungse­ lement V1 erstreckenden hakenartigen Fortsatz 13 abgestützt. In Fig. 6, a locking projection 9 is provided on the spring tongue 5 of a Verbindungsele element V1, which engages in a correct sponding recess 10 on the underside of the second connecting element V2 Ver. In the embodiment shown in Fig. 7 is a variant ersteckendes by a connecting element V1 latching element engages through a 11 at the other Verbindungsele ment V2 provided for the second opening 12. The other Ver connecting element V2 is supported on a hook-like extension 13 extending from a connecting element V1.

BezugszeichenlisteReference list

11

Trägerstück
Carrier piece

22nd

Einschnitt
incision

33rd

Kontaktelement
Contact element

44th

erster Durchbruch
first breakthrough

55

Federzunge
Spring tongue

66

Vorsprung
head Start

77

Federelement
Spring element

88th

Platte
plate

99

Rastvorsprung
Locking projection

1010th

Ausnehmung
Recess

1111

Rastelement
Locking element

1212th

zweiter Durchbruch
V1 erstes Verbindungselement
V2 zweites Verbindungselement
E1 erste Ebene
E2 zweite Ebene
T1 erster thermoplastischer Kunststoff
T2 zweiter thermoplastischer Kunststoff
second breakthrough
V1 first connecting element
V2 second connecting element
E1 first level
E2 second level
T1 first thermoplastic
T2 second thermoplastic

Claims (14)

1. Elektrischer Steckverbinder mit zwei Verbindungselementen (V1, V2), wobei ein erstes Verbindungselement (V1) ein Trägerstück (1) mit mindestens einem Kontaktelement (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerstück (1) und das Kontaktelement (3) aus einem ersten thermoplasti­ schen Kunststoff (T1) hergestellt sind, dessen Oberfläche zumindest abschnittsweise chemisch metallisierbar ist.1. Electrical connector with two connecting elements (V1, V2), a first connecting element (V1) having a carrier piece ( 1 ) with at least one contact element ( 3 ), characterized in that the carrier piece ( 1 ) and the contact element ( 3 ) a first thermoplastic's (T1) are produced, the surface of which can be chemically metallized at least in sections. 2. Elektrischer Steckerverbinder nach Anspruch 1, wobei die chemische metallisierbare Oberfläche des ersten thermo­ plastischen Kunststoffs (T1), vorzugsweise durch Ätzen, aufgerauht und mit Metallkeimen belegt ist.2. Electrical connector according to claim 1, wherein the chemical metallizable surface of the first thermo plastic (T1), preferably by etching, roughened and covered with metal germs. 3. Elektrischer Steckerverbinder nach Anspruch 1 oder 2, wo­ bei das Trägerstück (1) zumindest abschnittsweise mit ei­ nem zweiten, elektrisch isolierenden thermoplastischen Kunststoff (T2) beschichtet ist.3. Electrical connector according to claim 1 or 2, where in the carrier piece ( 1 ) is coated at least in sections with egg nem second, electrically insulating thermoplastic material (T2). 4. Elektrischer Steckerverbinder nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, wobei die Oberfläche des zweiten thermo­ plastischen Kunststoffs (T2) nicht chemisch metallisier­ bar ist.4. Electrical connector according to one of the preceding the claims, wherein the surface of the second thermo plastic (T2) not chemically metallized is cash. 5. Elektrischer Steckerverbinder nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, wobei das Trägerstück (1) aus einer Platte gebildet ist, an deren einem Rand senkrecht dazu verlau­ fende Einschnitte (2) vorgesehen sind, so daß der zwi­ schen zwei nebeneinanderliegenden Einschnitten (2) ver­ bleibende Plattenabschnitt jeweils ein Kontaktelement (1) bildet.5. Electrical connector according to one of the preceding claims, wherein the carrier piece ( 1 ) is formed from a plate, at one edge perpendicular thereto duri fende incisions ( 2 ) are provided, so that between two adjacent incisions ( 2 ) ver permanent plate section forms a contact element ( 1 ). 6. Elektrischer Steckerverbinder nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, wobei die zumindest abschnittsweise metal­ lisierbare Oberfläche des ersten thermoplastischen Kunst­ stoffs (T1) mit mindestens einer Metallschicht versehen ist.6. Electrical connector according to one of the preceding the claims, wherein the at least sections of metal  Customizable surface of the first thermoplastic art fabric (T1) with at least one metal layer is. 7. Elektrischer Steckerverbinder nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, wobei der erste thermoplastische Kunst­ stoff (T1) aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist:
Acrylnitryl-Butadien-Styrol, Polyamid, Polycarbonat, Polystyrol.7. Electrical connector according to one of the preceding claims, wherein the first thermoplastic (T1) is selected from the following group:
Acrylonitryl butadiene styrene, polyamide, polycarbonate, polystyrene. 8. Elektrischer Steckerverbinder nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, wobei Federzungen (5) sich vom Trägerstück (1) in einer ersten Ebene (E1) erstrecken, die parallel zu einer zweiten, durch die Kontaktseite des Kontaktele­ ments (3) definierten Ebene (E2) ist.8. Electrical connector according to one of the preceding claims, wherein spring tongues ( 5 ) extend from the carrier piece ( 1 ) in a first plane (E1) which is parallel to a second, by the contact side of the contact element ( 3 ) defined plane (E2 ) is. 9. Elektrischer Steckerverbinder nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, wobei die Federzungen (5) versetzt zum Kontaktelement (3) angeordnet sind.9. Electrical connector according to one of the preceding claims, wherein the spring tongues ( 5 ) are arranged offset to the contact element ( 3 ). 10. Elektrischer Steckerverbinder nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, wobei das Kontaktelement (3) an seiner Kontaktseite einen, vorzugsweise konvex geformten, Vor­ sprung (6) aufweist.10. Electrical connector according to one of the preceding claims, wherein the contact element ( 3 ) on its contact side has a, preferably convex, before jump ( 6 ). 11. Elektrischer Steckerverbinder nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, wobei das Trägerstück (1) und das Kontak­ telement (3) einstückig im Spritzgußverfahren hergestellt sind.11. Electrical connector according to one of the preceding claims, wherein the carrier piece ( 1 ) and the contact telement ( 3 ) are made in one piece by injection molding. 12. Elektrischer Steckerverbinder nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, wobei das erste Verbindungselement (V1) Bestandteil einer im Spritzgießverfahren hergestellten Baugruppe ist. 12. Electrical connector according to one of the preceding the claims, wherein the first connecting element (V1) Part of an injection molding process Assembly is.   13. Elektrischer Steckerverbinder nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, wobei die Baugruppe mit dem ersten Verbin­ dungselement (V1) in einstückiger Ausbildung hergestellt ist.13. Electrical connector according to one of the preceding the claims, wherein the assembly with the first connector tion element (V1) made in one piece is. 14. Elektrischer Steckerverbinder nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, wobei das Spritzgußverfahren ein 2- Komponenten-Spritzgußverfahren ist, wobei die eine Kompo­ nente der erste thermoplastische Kunststoff (T1) und die andere Komponente der zweite thermoplastische Kunststoff (T2) ist.14. Electrical connector according to one of the preceding the claims, the injection molding process being a 2- Component injection molding process, which is a compo the first thermoplastic (T1) and the other component the second thermoplastic (T2) is.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10041713A1 (en) * 2000-08-25 2002-03-07 Volkswagen Ag Contact element used in electronic devices comprises a contact body for receiving and/or releasing an electrical parameter, and a securing element arranged on the surface region to create an electrical insulation

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DE10041713A1 (en) * 2000-08-25 2002-03-07 Volkswagen Ag Contact element used in electronic devices comprises a contact body for receiving and/or releasing an electrical parameter, and a securing element arranged on the surface region to create an electrical insulation

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