DE102010045624C5 - Ring or plate-shaped element - Google Patents

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Abstract

Ulm Betreffend das Patent 10 2010 045 624 hat der 11. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts in der Sitzung vom 17. Mai 2018 beschlossen:
Auf die Beschwerde wird der Beschluss der Patentabteilung 15 des Deutschen Patent- und Markenamtes vom 25. April 2016 aufgehoben und das Patent DE 10 2010 045 624 mit den Patentansprüchen 1 bis 8 und der Beschreibung Seiten 1 bis 12 vom 17. April 2018 sowie den Zeichnungen gemäß Patentschrift beschränkt aufrechterhalten.

Figure DE102010045624C5_0000
Ulm Regarding the patent 10 2010 045 624, the 11th Senate (Technical Appeals Board) of the Federal Patent Court at the meeting of May 17, 2018 decided:
The appeal of the Patent Department 15 of the German Patent and Trademark Office of April 25, 2016 and the patent DE 10 2010 045 624 with the patent claims 1 to 8 and the description pages 1 to 12 of 17 April 2018 and the drawings maintained limited according to the patent.
Figure DE102010045624C5_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung, insbesondere für Einrichtungen, die hohen Drücken ausgesetzt sind, bevorzugt Anzünder von Airbags oder Gurtspannern, eine Metall-Fixermaterial-Durchführung sowie eine Verwendung einer derartigen Metall-Fixiermaterial-Durchführung.The invention relates to a metal-fixing material implementation, in particular for devices that are exposed to high pressures, preferably lighter of airbags or belt tensioners, a metal-material-material implementation and a use of such a metal-fixing material implementation.

Metall-Fixiermaterial-Durchführungen sind in verschiedenen Ausführungen aus dem Stand der Technik vorbekannt. Unter Metall-Fixiermaterial-Durchführungen versteht man vakuumdichte Verschmelzungen von Fixiermaterialien, insbesondere aus Gläsern, Glaskeramiken oder Kunststoffen in Metallen. Die Metalle fungieren dabei als elektrische Leiter. Stellvertretend wird dabei auf die US-A-5,345,872 , US-A-3,274,937 verwiesen. Derartige Durchführungen sind in der Elektronik und in der Elektrotechnik weit verbreitet. Das zum Einschmelzen verwendete Material, insbesondere Glas, dient hierbei als Isolator. Typische Metall-Fixiermaterial-Durchführungen sind derart aufgebaut, dass metallische Innenleiter in ein vorgeformtes Sinterglasteil eingeschmolzen werden, wobei das Sinterglasteil oder das Glasrohr in ein äußeres Metallteil mit dem sogenannten Grundkörper, der aus einem ring- oder plattenförmigen Element gebildet wird, eingeschmolzen wird. Als bevorzugte Anwendungen derartiger Metall-Fixiermaterial-Durchführungen gelten beispielsweise Zündeinrichtungen. Diese werden unter anderem für Airbags oder Gurtspanner bei Kraftfahrzeugen verwendet. In diesem Fall sind die Metall-Fixiermaterial-Durchführungen Bestandteil einer Zündeinrichtung. Die gesamte Zündeinrichtung umfasst außer der Metall-Fixiermaterial-Durchführung eine Zündbrücke, den Sprengstoff sowie eine Metallabdeckung, die den Zündmechanismus dicht umschließt. Durch die Durchführung können entweder ein oder zwei oder mehr als zwei metallische Stifte hindurchgeführt werden. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform mit einem metallischen Stift liegt das Gehäuse auf Masse, bei einer bevorzugten zweipoligen Ausführung auf einer der Stifte.Metal fuser feedthroughs are previously known in various designs from the prior art. Metal-fixing material bushings are understood to be vacuum-tight fusions of fixing materials, in particular of glasses, glass ceramics or plastics in metals. The metals act as electrical conductors. Representative will be on the US-A-5,345,872 . US-A-3,274,937 directed. Such feedthroughs are widely used in electronics and electrical engineering. The material used for melting, in particular glass, serves as an insulator. Typical metal-fusing material feedthroughs are constructed such that metallic inner conductors are fused into a preformed sintered glass part, wherein the sintered glass part or the glass tube is fused into an outer metal part with the so-called main body, which is formed from a ring-shaped or plate-shaped element. Examples of preferred applications of such metal-fixing material feedthroughs are ignition devices. These are used, inter alia, for airbags or belt tensioners in motor vehicles. In this case, the metal fixing material passages are part of an ignition device. The entire ignition device comprises, in addition to the metal fixing material implementation, a detonating bridge, the explosive and a metal cover which tightly surrounds the ignition mechanism. Through the implementation of either one or two or more than two metallic pins can be passed. In a particularly preferred embodiment with a metallic pin, the housing is grounded, in a preferred two-pole design, one of the pins.

Aus der US 2006/0222881 A1 , der US 2004/0216631 , der EP-A-1 455 160 , der US 2007/0187934 A1 sowie der US-A-1 813 906 sind Metall-Fixiermaterial-Durchführungen insbesondere für Anzünder von Airbags oder Gurtspannern bekannt geworden, die sich dadurch auszeichnen, dass die Durchgangsöffnung für die Metallstifte aus dem Grundkörper ausgestanzt ist. Bei der Herstellung der Grundkörper werden gemäß der US 2007/0187934 A1 aus einem Bandmaterial mit einer Dicke im Bereich zwischen 1 mm und 5 mm, bevorzugt 1,5 mm und 3,5 mm, insbesondere zwischen 1,8 mm bis 3,0 mm, ganz besonders bevorzugt zwischen 2,0 mm bis 2,6 mm, die Öffnungen durch die gesamte Dicke des Grundkörpers D mittels des Stanzprozesses hindurchgetrieben.From the US 2006/0222881 A1 , of the US 2004/0216631 , of the EP-A-1 455 160 , of the US 2007/0187934 A1 as well as the US-A-1 813 906 For example, metal fixing material bushings have become known in particular for lighters of airbags or belt tensioners, which are characterized in that the passage opening for the metal pins is punched out of the base body. In the production of the basic body according to the US 2007/0187934 A1 of a strip material having a thickness in the range between 1 mm and 5 mm, preferably 1.5 mm and 3.5 mm, in particular between 1.8 mm and 3.0 mm, very particularly preferably between 2.0 mm and 2.6 mm, the openings driven through the entire thickness of the body D by the punching process.

Der Metallstift im Fixiermaterial wird über die gesamte Dicke D des Grundkörpers, der im oben genannten Bereich liegt in die in den Grundkörper eingestanzte Eingangsöffnung eingelassen.The metal pin in the fixing material is embedded over the entire thickness D of the main body, which is located in the above-mentioned area in the stamped into the body entrance opening.

Des Weiteren ist die Durchgangsöffnung bei den Durchführungen mit mehr als einem Stift gemäß der US 2007/0187934 A1 außermittig angeordnet.Furthermore, the passage opening in the bushings with more than one pin according to the US 2007/0187934 A1 arranged off-center.

Das Ausstanzen aus einem Blechmaterial gemäß der US 2007/0187934 A1 hat eine Vielzahl von Nachteilen. Ein Nachteil besteht darin, dass bei einem Stanzen aus einem Bandmaterial, beispielsweise einem Blech des Grundkörpers, ein großer Anteil an Materialabfall entsteht.The punching of a sheet material according to the US 2007/0187934 A1 has a lot of disadvantages. A disadvantage is that when punching from a strip material, such as a sheet metal of the body, a large proportion of material waste arises.

Insbesondere bei Metall-Fixiermaterial-Durchführungen mit zwei Metallstiften und außermittig angeordneter Durchgangsöffnung ergab sich das Problem, dass die außermittige Durchgangsöffnung zu einer Schwächung der Einglasung führt.Particularly in the case of metal-fixing material feedthroughs with two metal pins and eccentrically arranged through-opening, the problem arose that the off-center passage opening leads to a weakening of the glazing.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, die zuvor beschriebenen Nachteile gemäß dem Stand der Technik zu vermeiden und insbesondere eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung anzugeben, die mit weniger Materialabfall als im Stand der Technik, insbesondere auch in einem Kaltformverfahren hergestellt werden kann.The object of the invention is thus to avoid the disadvantages described above according to the prior art and in particular to provide a metal fixing material implementation, which can be produced with less material waste than in the prior art, in particular in a cold forming process.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Metall-Fixiermaterial-Durchführung umfasst ein plattenförmiges Element mit einer Durchgangsöffnung die im Wesentlichen in der Mitte des plattenförmigen Elementes angeordnet ist, wobei das plattenförmige Element eine Dicke (D) aufweist und im Bereich der Durchgangsöffnung im plattenförmigen Element ein Freistellungsbereich, insbesondere eine Freistellungsbohrung vorgesehen ist. Durch den Freistellungsbereich beziehungsweise die Freistellungsbohrung wird die Dicke des plattenförmigen Elementes im Bereich der Durchgangsöffnung reduziert, und zwar bevorzugt derart, dass die Durchgangsöffnung durch das ring- oder plattenförmige Element im Bereich des Freistellungsbereiches ausgestanzt werden kann.According to the invention, the object is achieved by a metal fixing material bushing according to claim 1. The metal-fixing material passage comprises a plate-shaped element having a passage opening which is arranged substantially in the center of the plate-shaped element, wherein the plate-shaped element has a thickness (D) and in the area of the passage opening in the plate-shaped element, an exemption range, in particular provided an exemption hole is. The clearance area or the clearance bore reduces the thickness of the plate-shaped element in the area of the passage opening, and preferably in such a way that the passage opening can be punched out by the ring-shaped or plate-shaped element in the area of the clearance area.

Beträgt beispielsweise die Dicke des gesamten ring- oderplattenförmigen Elementes 4 mm, so können mit Hilfe einer Freistellungsbohrung bzw. durch einen Freistellungsbereich, der beispielsweise mittels eines Stempels aus einem kaltgeformten Material herausgedrückt werden kann, eine reduzierte Dicke DR im Bereich der Durchgangsöffnung zur Verfügung gestellt werden. Beträgt die Höhe HF des Freistellungsbereichs beispielsweise 1,5 mm, so folgt bei einer Dicke D von 4 mm eine reduzierte Dicke DR von 2,5 mm im Bereich des ring- oder plattenförmigen Elementes, in dem die Durchgangsöffnung hergestellt werden soll. Die reduzierte Dicke DR von 2,5 mm erlaubt dann auch bei einem harten bzw. festen Material, wie es im Falle einer Kaltformung des Grundkörpers vorliegt, ein Ausstanzen der Durchgangsöffnung aus dem Bereich der reduzierten Dicke.If, for example, the thickness of the entire ring-shaped or plate-shaped element is 4 mm, a reduced thickness DR in the region of the through-opening can be made available with the aid of an exclusion bore or by way of a release region, which can be pressed out of a cold-formed material, for example by means of a punch , For example, if the height HF of the relief area is 1.5 mm, it follows at a thickness D of 4 mm a reduced thickness DR of 2.5 mm in the region of the annular or plate-shaped element in which the passage opening is to be produced. The reduced thickness DR of 2.5 mm then allows for a hard or solid material, as is the case in the case of cold forming of the base body, a punching of the through hole from the region of reduced thickness.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Dicke (D) des ring- oder plattenförmigen Elementes durch die Freistellungsbohrung zwischen 20 % und 60 %, insbesondere zwischen 30 % und 50 %, reduziert wird.It is particularly preferred if the thickness (D) of the annular or plate-shaped element is reduced by the clearance hole between 20% and 60%, in particular between 30% and 50%.

Um das ring- oder plattenförmige Element kompatibel zu den derzeit eingesetzten gedrehten Bauteilen zu machen, ist vorgesehen, dass die Dicke D des ring- oder plattenförmigen Elementes im Bereich 3,5 bis 6 mm liegt. Um die Stanzbarkeit im Bereich der Durchgangsöffnung zu gewährleisten, liegt die reduzierte Dicke bevorzugt im Bereich 1,5 mm bis 4,5 mm, bevorzugt zwischen 2,0 mm bis 3,0 mm. Durch die Kompatibilität ist es möglich, das mittels Kaltformen und Stanzen hergestellte Bauteile gemäß der Erfindung als Ersatz für durch Drehen hergestellten Bauteile in Airbag-Zündern zu verwenden, ohne das Herstellverfahren wesentlich ändern zu müssen.In order to make the annular or plate-shaped element compatible with the currently used turned components, it is provided that the thickness D of the annular or plate-shaped element is in the range 3.5 to 6 mm. In order to ensure the punchability in the region of the passage opening, the reduced thickness is preferably in the range of 1.5 mm to 4.5 mm, preferably between 2.0 mm to 3.0 mm. Due to the compatibility, it is possible to use the components produced by cold forming and stamping according to the invention as a replacement for components produced by turning in airbag igniters, without having to change the manufacturing process significantly.

Besonders bevorzugt ist es, wenn das ring- oder plattenförmige Element aus einem Stahl, insbesondere einem Edelstahl mit einem Kupferanteil im Bereich 1 Gew.% bis 5 Gew.%, insbesondere zwischen 2 Gew.% bis 4 Gew.% besteht. Ein derartiges Material ermöglicht es, dass das plattenförmige Element beziehungsweise der Grundkörper durch Kaltumformen beispielsweise aus einem Drahtmaterial hergestellt werden kann. Hierbei wird beispielsweise aus einem Draht aus einem Stahl mit dem angegebenen Kupferanteil zunächst ein Stück abgeschnitten und sodann in die gewünschte Form durch Stauchen gebracht. Dies ist nur möglich, wenn das Material eine gewisse Elastizität aufweist, was durch den angegebenen Kupferanteil erreicht wird. Durch das beschriebene Kaltumformen wird das Material sehr stark verdichtet beziehungsweise verfestigt.It is particularly preferred if the annular or plate-shaped element consists of a steel, in particular a stainless steel with a copper content in the range 1 wt.% To 5 wt.%, In particular between 2 wt.% To 4 wt.%. Such a material makes it possible that the plate-shaped element or the base body can be made by cold forming, for example, of a wire material. Here, for example, a piece of a wire made of a steel with the specified copper content is first cut off and then brought into the desired shape by upsetting. This is only possible if the material has a certain elasticity, which is achieved by the stated copper content. Due to the described cold forming, the material is very highly compressed or solidified.

Das Material des plattenförmigen Körpers muss nicht nur durch Kaltformen verarbeitbar sein, sondern auch eine zuverlässige Laserschweißbarkeit gewährleisten.The material of the plate-shaped body must not only be processable by cold forming, but also ensure reliable laser weldability.

Überraschenderweise wurde herausgefunden, dass ein Stahl, insbesondere ein Edelstahl mit einem Kupferanteil von 1 Gew.% bis 5 Gew.%, diese beiden gegensätzlichen Eigenschaften in sich vereint, nämlich zum einen die ausreichende Elastizität für ein Kaltumformverfahren und andererseits eine ausreichende Festigkeit beziehungsweise Biegesteifigkeit, um den hohen Auszugskräften beziehungsweise der hohen Ausdruckkraft bei Belastung, wie sie in einer Metall-Fixiermaterial-Durchführung in einem Zünder vorkommen kann, zu widerstehen.Surprisingly, it has been found that a steel, in particular a stainless steel with a copper content of 1 wt.% To 5 wt.%, These two opposing properties in itself, namely on the one hand, the sufficient elasticity for a cold forming process and on the other hand, a sufficient strength or flexural rigidity, in order to withstand the high pull-out forces or the high expressive force under load, as can occur in a metal-fixing material feed-through in an igniter.

Das kaltgeformte ring- oder plattenförmige Element hat aufgrund der runden oder kreisförmigen Außenkontur des im Wesentlichen zylindrischen Drahtes eine im Wesentlichen runde oder kreisförmige Außenform. Um die zuvor beschriebenen Werte der Ausdruckkräfte für den Metallstift in der Metall-Fixiermaterial-Durchführung zu erreichen ist es vorteilhaft, wenn die Durchgangsöffnung derart ausgestaltet ist, dass sie Mittel zur Vermeidung einer Relativbewegung von Fixiermaterial und Grundkörper umfassen.The cold-formed annular or plate-shaped element has a substantially round or circular outer shape due to the circular or circular outer contour of the substantially cylindrical wire. In order to achieve the above-described values of the expression forces for the metal pin in the metal-fixing material passage, it is advantageous if the through-opening is designed such that it comprises means for preventing a relative movement of fixing material and base body.

Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass Vorsprünge in der Durchführungsöffnung vorgesehen sind oder diese beispielsweise einen im Wesentlichen konischen Verlauf aufweist.This is achieved, for example, in that projections are provided in the passage opening or, for example, has a substantially conical profile.

Bei der oben beschriebenen Ausdruckkraft, die charakteristisch für Metall-Fixiermaterial-Durchführungen sind, handelt es sich um diejenige Kraft, die aufgewendet werden muss, um das Fixiermaterial, das in die Durchgangsöffnung der Metall-Fixiermaterial-Durchführung eingebracht ist, aus der Durchführung auszudrücken. Die Höhe der Ausdruckkraft kann entweder hydrostatisch oder mechanisch festgestellt werden. Wird die Ausdruckkraft mechanisch festgestellt, so wird die Fläche des Fixiermaterials mit einem Stempel beaufschlagt, wobei die Fläche des Stempels, die auf das Fixiermaterial drückt, geringer ist als die Fläche des Fixiermaterials.The above-described expression force, which is characteristic of metal-fixing material feedthroughs, is the force that has to be expended to push the fixing material, which is inserted into the through-hole of the metal-fixing material passage, out of the passage. The level of the expression force can be determined either hydrostatically or mechanically. If the expression force is determined mechanically, then the surface of the fixing material is subjected to a punch, wherein the surface of the punch, which presses on the fixing material, is less than the surface of the fixing material.

Alternativ hierzu kann die Ausdruckkraft hydrostatisch gemessen werden. Im Fall einer hydrostatischen Messung wird das Fixiermaterial mit einem hydrostatischen Druck, beispielsweise einem Wasserdruck, beaufschlagt und gemessen, bei welchem hydrostatischem Druck das Fixiermaterial aus der Durchgangsöffnung ausgetrieben wird.Alternatively, the expression force can be hydrostatically measured. In the case of a hydrostatic measurement, the fixing material is acted upon and measured with a hydrostatic pressure, for example a water pressure, at which hydrostatic pressure the fixing material is expelled from the passage opening.

Bei dem erfindungsgemäßen Metall-Fixiermaterial-Durchführung mit einem derartigen ring- oder plattenförmigen Element als Grundkörper wird der Metallstift der Metall-Fixiermaterial-Durchführung in die Durchgangsöffnung des ring- oder plattenförmigen Elementes mit Hilfe eines Fixiermaterials eingeglast.In the case of the metal fixing material feedthrough according to the invention with such a ring-shaped or plate-shaped element as main body, the metal pin of the metal fixing material feedthrough is glazed into the passage opening of the annular or plate-shaped element with the aid of a fixing material.

Hierzu wird zunächst der Metallstift in das Fixiermaterial, das beispielsweise ein Glaspfropfen sein kann, eingeschmolzen. Sodann wird der Glaspfropfen zusammen mit dem Metallstift- in die Durchgangsöffnung eingebracht, Glas und Metallring, hier das ring- oder plattenförmige Element, erwärmt, derart, dass nach dem Abkühlen das Metall auf das Fixiermaterial, hier den Glaspfropfen, aufschrumpft.For this purpose, the metal pin is first melted into the fixing material, which may be a glass plug, for example. Then, the glass plug is introduced together with the Metallstift- in the through hole, glass and metal ring, here the ring- or plate-shaped element, heated, such that after cooling, the metal on the fixing material, here the glass plug, shrinks.

Bevorzugt wird eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung angegeben, bei der zwei Metallstifte vorgesehen sind. Da die Durchgangsöffnung in dem ring- oder plattenförmigen Element gemäß der Erfindung im Wesentlichen in der Mitte angeordnet ist, sind die beiden Metallstifte gebogen ausgeführt. Während einer der Metallstifte durch die Durchgangsöffnung in dem Glaspfropfen isolierend hindurchgeführt wird, ist der andere Metallstift bevorzugt als Massestift ausgebildet und mit dem Grundkörper leitend verbunden. Preferably, a metal-Fixiermaterial-implementation is given, are provided in the two metal pins. Since the passage opening is arranged in the annular or plate-shaped element according to the invention substantially in the middle, the two metal pins are designed bent. While one of the metal pins is guided in an insulating manner through the passage opening in the glass plug, the other metal pin is preferably designed as a ground pin and conductively connected to the base body.

Die erfindungsgemäße Metall-Fixiermaterial-Durchführung wird bevorzugt in Zündeinrichtungen beliebiger Ausführung verwendet. Beispielsweise kann eine derartige Zündeinrichtung für eine pyrotechnische Schutzvorrichtung, insbesondere für einen Airbag oder Gurtstraffer vorgesehen werden. Eine derartige pyrotechnische Schutzvorrichtung umfasst eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung gemäß der Erfindung sowie eine mit dem Grundkörper dieser Metall-Fixiermaterial-Durchführung verbundenen Kappe, wobei zwischen Metall-Fixiermaterial-Durchführung und Kappe eine Treibladung eingeschlossen ist. Die Zündeinrichtung mit der erfindungsgemäß gestalteten Metall-Fixiermaterial-Durchführung kann in Gasgeneratoren eingesetzt werden, beispielsweise Heißgasgeneratoren, Kaltgasgeneratoren, Hybridgeneratoren. Bevorzugtes Einsatzgebiete sind, wie oben genannt, Einrichtungen für pyrotechnische Schutzsysteme, beispielsweise Airbags und Gurtspanner.The metal fixing material feedthrough according to the invention is preferably used in ignition devices of any desired design. For example, such an ignition device can be provided for a pyrotechnic protection device, in particular for an airbag or belt tensioner. Such a pyrotechnic protection device comprises a metal fixing material bushing according to the invention and a cap connected to the base body of this metal fixing material bushing, wherein a propellant charge is enclosed between the metal fixing material bushing and the cap. The ignition device with the inventively designed metal-Fixiermaterial implementation can be used in gas generators, such as hot gas generators, cold gas generators, hybrid generators. Preferred applications are, as mentioned above, facilities for pyrotechnic protection systems, such as airbags and belt tensioners.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert, ohne hierauf beschränkt zu sein. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:

  • 1a-1c ein ring- oder plattenförmiges Element gemäß der Erfindung;
  • 2a-2c ein ring- oder plattenförmiges Element gemäß dem Stand der Technik;
  • 3a-3c eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung gemäß der Erfindung;
  • 4a-4c eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung gemäß dem Stand der Technik.
The solution according to the invention is explained below with reference to figures, without being limited thereto. The following is shown in detail:
  • 1a-1c a ring or plate-shaped element according to the invention;
  • 2a-2c a ring or plate-shaped element according to the prior art;
  • 3a-3c a metal fixing material passage according to the invention;
  • 4a-4c a metal fixing material implementation according to the prior art.

In den 1a-1c ist ein erfindungsgemäßes ring- oder plattenförmiges Gebilde bzw. Element dargestellt, das im Wesentlichen als Grundkörper für eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung eingesetzt wird. Das ring- oder plattenförmige Element 1 hat, wie 1b in der Draufsicht zeigt, im Wesentlichen eine kreisrunde Außenkontur 3. Der ring- oder plattenförmige Körper 1 wird bevorzugt durch einen Kaltumformprozess, beispielsweise aus einem Draht, hergestellt. Hierbei wird vom Draht zunächst ein Stück abgeschnitten und daran anschließend das Stück Draht durch ein Kaltumformverfahren, insbesondere durch Stauchen, in die kreisrunde oder kreisförmige Form, wie in 1b in der Draufsicht und 1c dreidimensional von der Rückseite 14 dargestellt, gebracht.In the 1a - 1c a ring-shaped or plate-shaped structure or element according to the invention is shown, which is used essentially as a basic body for a metal fixing material bushing. The ring or plate-shaped element 1 has, like 1b shows in plan view, essentially a circular outer contour 3 , The ring-shaped or plate-shaped body 1 is preferably produced by a cold forming process, for example of a wire. Here, a piece of the wire is first cut and then the piece of wire by a cold forming process, in particular by upsetting, in the circular or circular shape, as in 1b in plan view and 1c three-dimensional from the back 14 shown, brought.

Daran anschließend wird in das kalt umgeformte Teil 1 beispielsweise durch einen Stempel, ein Freistellungsbereich 5, der auch als Freistellungsbohrung bezeichnet wird, eingebracht. Beim Einbringen der Freistellungsbohrung bzw. des Freistellungsbereichs mit einem Stempel umfließt das kalt umgeformte Material den Stempel.After that, it is put into the cold-formed part 1 for example, by a stamp, an exemption range 5 , which is also referred to as a release hole introduced. When introducing the release hole or the release area with a stamp the cold-formed material flows around the stamp.

Die Reihenfolge der Verfahrensschritte ist nur beispielhaft. Alternativ könnte zuerst die Freistellungsbohrung eingebracht werden und das mit der Freistellungsbohrung versehene ringförmige Element durch Umformung, insbesondere Kaltumformung, in die gewünschte Form gebracht werden.The order of the method steps is only an example. Alternatively, the clearance bore could first be introduced and the annular element provided with the clearance hole can be brought into the desired shape by deformation, in particular cold forming.

Die Höhe bzw. Dicke der Freistellungsbohrung, die, wie die Draufsicht von der Rückseite 14 in 1b zeigt, ebenfalls im Wesentlichen kreisförmig ist, beträgt HF.The height or thickness of the clearance hole, which, like the top view from the back 14 in 1b is also substantially circular, is HF.

Die Dicke des gesamten ringförmigen Elements, das durch Kaltumformung erhalten wird, beträgt D. Das Material wird also in den Bereichen, in denen die Durchgangsöffnung im Wesentlichen mittig zur Rotationsachse R des ringförmigen Körpers eingebracht wird, geschwächt, so dass das Vollmaterial, durch das die Durchgangsöffnung 10 im ringförmigen Element 1 hindurchgetrieben werden muss, lediglich DR beträgt. Bevorzugt wird die Dicke D des ringförmigen Körpers durch Einbringen der Freistellungsbohrung zwischen 20 % und 60 %, insbesondere zwischen 30 % und 50 %, reduziert. Liegt eine einzige Freistellungsbohrung mit einer Höhe bzw. Dicke HF vor, so liegt dann die Höhe bzw. Dicke HF zwischen 20 % und 60 %, insbesondere zwischen 30 % und 50 % der dicke d des ring- bzw. plattenförmigen Körpers. Die Dicke D des ring- oder plattenförmigen Elements bewegt sich bevorzugt zwischen 3,5 mm bis 6 mm und die Dicke DR des auszustanzenden Bereichs zwischen 1,5 mm und 4,5 mm. Wird das ringförmige Element 1 in einer Metall-Fixiermaterial-Durchführung eingesetzt, so wird in die Durchgangsöffnung 10 ein Metallstift in einem Fixiermaterial, beispielsweise in einem Glaspfropfen, eingebracht. Der Glaspfropfen liegt dann an den Wänden der Durchgangsöffnung an. Um auch bei hohen Drücken ein Herausdrücken des Metallstiftes, der in einen Glaspfropfen eingeglast wurde, aus der Durchgangsöffnung 10 zu vermeiden, sind Mittel vorgesehen, um eine Relativbewegung von der Vorderseite 12 des plattenförmigen Elementes 1 zur Rückseite 14 zu verhindern. In vorliegendem Ausführungsbeispiel wird dies dadurch erreicht, dass die Durchgangsöffnung zumindest über einen Bereich 20 konisch zuläuft.The thickness of the entire annular element obtained by cold working is D. The material is thus weakened in the regions in which the passage opening is made substantially centrally of the axis of rotation R of the annular body, so that the solid material through which the through opening 10 in the annular element 1 must be driven through, only DR is. Preferably, the thickness D of the annular body by introducing the Existellungsbohrung between 20% and 60%, in particular between 30% and 50%, reduced. If there is a single clearance bore with a height or thickness HF, then the height or thickness HF is between 20% and 60%, in particular between 30% and 50% of the thickness d of the annular or plate-shaped body. The thickness D of the annular or plate-shaped element preferably ranges between 3.5 mm to 6 mm and the thickness DR of the region to be punched between 1.5 mm and 4.5 mm. Will the annular element 1 used in a metal fixing material implementation, so is in the through hole 10 a metal pin is introduced into a fixing material, for example in a glass plug. The glass plug then abuts against the walls of the passage opening. In order to press out the metal pin which has been glazed into a glass plug from the passage opening, even at high pressures 10 To avoid, means are provided to allow relative movement from the front 12 of the plate-shaped element 1 to the back 14 to prevent. In the present embodiment, this is achieved in that the passage opening at least over an area 20 tapered.

Die 2a-2c zeigen im Vergleich zu den 1a-1c ein ring- oder plattenförmiges Element gemäß dem Stand der Technik. The 2a - 2c show in comparison to the 1a - 1c a ring or plate-shaped element according to the prior art.

Das ring- oder plattenförmige Element 100 gemäß dem Stand der Technik wird zerspanend hergestellt oder als kalt umgeformtes Bauteil, beispielsweise aus einem Drahtabschnitt, erhalten.The ring or plate-shaped element 100 According to the prior art is produced by machining or obtained as a cold-formed component, for example from a wire section.

In das Bauteil 100 wird für die Einglasung des Metallstiftes eine Durchgangsöffnung 110 eingebracht. Im Gegensatz zu 1a ist die in den ring- oder plattenförmigen Körper für eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung hergestellten ring- oder plattenförmigen Grundkörper eingebrachte Durchgangsöffnung 110 außermittig, d.h. versetzt zur Rotationsachse R, eingebracht. Aufgrund der außermittigen Anordnung und der sehr großen Dicke DS, durch die die Durchgangsöffnung hindurchgetrieben werden muss, ist es nicht möglich, die Durchgangsöffnung aus dem kalt umgeformten ring- oder plattenförmigen Element 100 auszustanzen. Vielmehr wird die Durchgangsöffnung 110 in den Grundkörper mit der Dicke DS von beispielsweise 4,5 mm durch Bohren eingebracht. Dies ist gegenüber einem Stanzschritt ein wesentlich aufwendigeres Verfahren, insbesondere erfordert eine derartige Bohrung eine viel längere Zeit als die Herstellung des ring- oder plattenförmigen Bauteils bzw. Elements mit Hilfe vom Kaltumformen. Das Herausbohren ist insbesondere deswegen nötig, weil durch den Kaltumformprozess das Material stark verdichtet wird, so dass ein einfaches Ausstanzen nicht möglich ist. Eine Draufsicht auf das plattenförmige Element 100 gemäß dem Stand der Technik zeigt Fig. 2b, eine dreidimensionale Ansicht 2c. Deutlich zu erkennen ist die außermittig angeordnete Durchgangsöffnung 110.Into the component 100 becomes a passage opening for the glazing of the metal pin 110 brought in. In contrast to 1a is the passage formed in the annular or plate-shaped body for a metal-Fixiermaterial-implementation introduced annular or plate-shaped body 110 off-center, ie offset to the axis of rotation R, introduced. Due to the eccentric arrangement and the very large thickness DS, through which the passage opening must be driven, it is not possible, the passage opening from the cold-formed annular or plate-shaped element 100 punch. Rather, the passage opening 110 introduced into the body with the thickness DS of, for example, 4.5 mm by drilling. This is compared to a punching step a much more complicated process, in particular, requires such a bore a much longer time than the production of the annular or plate-shaped member or element by means of cold forming. The drilling out is particularly necessary because the material is strongly compressed by the cold forming process, so that a simple punching is not possible. A plan view of the plate-shaped element 100 According to the prior art, Fig. 2b shows a three-dimensional view 2c , Clearly visible is the eccentrically arranged passage opening 110 ,

In den 3a bis 3c ist die Verwendung eines ringförmigen Elementes gemäß den 1a-1c gemäß der Erfindung in einer Metall-Fixiermaterial-Durchführung, insbesondere für Airbag-Zünder, Kurzspanner gezeigt. Hierbei zeigt 3a einen Schnitt gemäß Fig. 1a, 3b eine Draufsicht gemäß Fig. 1b und 3c eine perspektivische Ansicht gemäß 1c von der Rückseite 14.In the 3a to 3c is the use of an annular element according to the 1a - 1c according to the invention in a metal-Fixiermaterial-implementation, in particular for airbag igniter, short clamp shown. This shows 3a a section according to FIG. 1a, 3b a plan view of FIG. 1b and 3c a perspective view according to 1c from the back 14 ,

Gleiche Bauteile wie in 1a und 1c sind mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.Same components as in 1a and 1c are marked with the same reference numbers.

Deutlich zu erkennen ist das ringförmige Element 1. Des Weiteren zu erkennen ist Freistellungsbohrung 5, die beispielsweise mittels eines Stempels aus dem kalt umgeformten ring- oder plattenförmigen Element 1 herausgedrückt wird. Oberhalb des Stempels ist die aus dem Restmaterial mit der Dicke DR ausgestanzte Durchgangsöffnung 10 mit konischem Verlauf 20 zu erkennen.Clearly visible is the annular element 1 , Furthermore, it is possible to see a clearance hole 5 , for example, by means of a stamp from the cold-formed annular or plate-shaped element 1 is pushed out. Above the punch is punched out of the residual material with the thickness DR through hole 10 with conical shape 20 to recognize.

Das ring- oder plattenförmige Element dient als Basis für eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung mit insgesamt zwei Metallstiften 50, 52. Während der Metallstift 50 in einem Fixiermaterial 60, hier einem Glasmaterial, das aber auch ein Glaskeramikmaterial oder ein Keramikmaterial sein kann, isoliert zum ring- oder plattenförmigen Grundkörper 1 von der Vorder- zur Rückseite hindurchgeführt wird, dient der zweite Metallstift 52 als Massestift. Hierzu wird der zweite Metallstift 52 direkt mit dem ring- oder plattenförmigen Körper 1 verbunden. Sowohl der Metallstift 50 wie der Metallstift 52 sind gebogen ausgeführt. Der Bogen beider Metallstifte ist mit 54 bzw. 56 bezeichnet und deutlich erkennbar.The annular or plate-shaped element serves as the basis for a metal-Fixiermaterial-implementation with a total of two metal pins 50 . 52 , While the metal pin 50 in a fixing material 60 , here a glass material, which may also be a glass ceramic material or a ceramic material, isolated to the annular or plate-shaped body 1 is passed from the front to the back, the second metal pin is used 52 as a mass pencil. This is the second metal pin 52 directly with the ring-shaped or plate-shaped body 1 connected. Both the metal pin 50 like the metal pin 52 are bent. The arc of both metal pins is designated 54 and 56 and clearly visible.

Der Metallstift 50 ist zudem mit Mitteln 62 am Metallstift 50 selbst versehen, die in den Glaspfropfen eingreifen und so ein Herausdrücken des Metallstiftes aus dem Glaspfropfen 60, in der der Metallstift eingeglast ist, auch bei hohen Drücken verhindert.The metal pin 50 is also with funds 62 at the metal pin 50 provided themselves, which engage in the glass plug and so pushing out the metal pin from the glass plug 60 , in which the metal pin is glued, even at high pressures prevented.

Das Einglasen des Metallstiftes 50 in das Fixiermaterial 10 erfolgt durch Einschmelzen. Sobald der Metallstift in das Fixiermaterial eingeschmolzen ist, wird der Glaspfropfen zusammen mit dem Metallstift in die Durchgangsöffnung 10 eingebracht. Anschließend wird der Glaspfropfen zusammen mit dem ring- oder plattenförmigen Element, d.h. dem Grundkörper, erwärmt, so dass nach dem Abkühlen das Metall des ring- oder plattenförmigen Elements auf das Fixiermaterial, hier das Glasmaterial, aufschrumpft, wie schon zuvor bei der Herstellung des Glaspfropfens, bei dem der Metallstift in den Glaspfropfen eingebracht wird. Der als Erde dienende Metallstift 52 wird mit dem plattenförmigen Element leitend, beispielsweise durch Hartlöten, verbunden. Die Lotstelle ist mit 70 bezeichnet.The blowing in of the metal pin 50 in the fixing material 10 takes place by melting. Once the metal pin is fused into the fixing material, the glass plug is together with the metal pin in the through hole 10 brought in. Subsequently, the glass plug is heated together with the annular or plate-shaped element, ie the base body, so that after cooling, the metal of the annular or plate-shaped element on the fixing material, here the glass material, shrinks, as before in the preparation of the glass plug in which the metal pin is inserted into the glass plug. The metal pin serving as earth 52 is conductively connected to the plate-shaped element, for example by brazing. The Lotstelle is designated 70.

3b zeigt eine Draufsicht von der Rückseite 14 auf eine erfindungsgemäße Metall-Fixiermaterial-Durchführung. In der Draufsicht deutlich zu erkennen ist die zentrale Durchführung 10 in dem ring- oder plattenförmigen Element 1. Des Weiteren deutlich zu erkennen ist der gebogene Metallstift 50 bzw. 52. Insbesondere bei Metallstift 50 ist deutlich zu erkennen, dass der Metallstift an seinem Ende 72 gegenüber der Mitte R des ring- oder plattenförmigen Grundkörpers versetzt, d.h. gebogen ist. Dies trifft auch auf den Metallstift 52 zu. Die gebogenen Stifte sind auch gut in der Ansicht in 3c zu erkennen. Die Ansicht in 3c der gesamten Metall-Fixiermaterial-Durchführung zeigt insbesondere auch den Lötbereich 70 des Massestiftes sowie die Freistellungsbohrung bzw. den Freistellungsbereich 5 im ring- oder plattenförmigen Grundkörper. Charakteristisch für eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung mit einem ring- oder plattenförmigen Element als Grundkörper gemäß der Erfindung, aufweisend eine Freistellungsbohrung bzw. einen Freistellungsbereich, ist, dass die Einglasung 20 des Metallstiftes in den Grundkörper nur über einen Teilbereich, nämlich nur über die Dicke DR der Durchgangsöffnung erfolgt ist und nicht über die Gesamtdicke D des Grundkörpers. Im Gegensatz hierzu erfolgt die Einglasung bei einer Metall-Fixiermaterial-Durchführung gemäß dem Stand der Technik, wie in den 4a-4c gezeigt, über die gesamte Dicke DS des ring- oder plattenförmigen, kalt geformten Grundkörpers, wie er in den 2a-2c dargestellt ist. Die Einglasung 160 ist ebenfalls wieder mit einem Metallstift 150 in der Durchgangsöffnung 110 des ring- oder plattenförmigen Elementes vorgenommen. Während der Metallstift 150 in die Einglasung 160 eingelassen ist, wird der Massestift 152 auf den ring- oder plattenförmigen Grundkörper 100 aufgelötet. Beide Stifte, Metallstift 150 und Massestift 152 sind gerade ausgeführt. 3b shows a plan view from the back 14 to a metal fixing material implementation according to the invention. Clearly visible in the plan view is the central implementation 10 in the annular or plate-shaped element 1 , Also clearly visible is the curved metal pin 50 respectively. 52 , Especially with metal pin 50 you can clearly see that the metal pin at its end 72 offset from the center R of the annular or plate-shaped base body, that is bent. This also applies to the metal pin 52 to. The curved pins are also good in view 3c to recognize. The view in 3c the entire metal-Fixiermaterial implementation also shows in particular the soldering area 70 of the mass pin as well as the clearance hole or the exemption range 5 in the ring-shaped or plate-shaped base body. Characteristic of a metal-Fixiermaterial-implementation with a ring-shaped or plate-shaped element as a basic body according to the invention, having a Ausreichungsbohrung or an exemption range, is that the glaze 20 of the metal pin in the body only over a portion, namely only over the thickness DR of the through hole is made and not over the total thickness D of the body. In contrast, the glazing is done in a metal-Fixiermaterial implementation according to the prior art, as in 4a - 4c shown over the entire thickness DS of the annular or plate-shaped, cold-formed body, as shown in the 2a - 2c is shown. The glaze 160 is also back with a metal pin 150 in the passage opening 110 made of the annular or plate-shaped element. While the metal pin 150 into the glaze 160 is the mass pin 152 on the ring-shaped or plate-shaped body 100 soldered. Both pins, metal pin 150 and mass pin 152 are currently running.

4b zeigt eine Draufsicht auf eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung gemäß 4a. Gleiche Bauteile wie in 4a sind mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet. Wie deutlich zu erkennen ist, weisen die Metallstifte 150, 152 keine gebogene Struktur auf. 4c ist eine perspektivische Ansicht von der Rückseite 114 des Bauteils gemäß 4a - 4b. 4b shows a plan view of a metal fixing material passage according to 4a , Same components as in 4a are marked with the same reference numbers. As can be clearly seen, the metal pins 150 . 152 no curved structure. 4c is a perspective view from the back 114 of the component according to 4a - 4b ,

Mit der Erfindung wird erstmals ein ring- oder plattenförmiges Element angegeben, das auf einfache Art und Weise herzustellen ist und sich durch Kompatibilität mit den Metall-Fixiermaterial-Durchführungen gemäß dem Stand der Technik auszeichnet, wodurch ein Verbauen in herkömmliche Anzünder bzw. Airbags möglich ist. Insbesondere ist es mit der Erfindung möglich, Metall-Fixiermaterial-Durchführungen für qualifizierte, bereits bestehende Anzünderdesigns materialsparender herzustellen.With the invention, a ring or plate-shaped element is provided for the first time, which is easy to manufacture and is characterized by compatibility with the metal-fixing material passages according to the prior art, whereby installation in conventional lighters or airbags is possible , In particular, it is possible with the invention to produce metal fixation material bushings for qualified, already existing lighter designs material-saving.

Claims (8)

Metall-Fixiermaterial-Durchführung, insbesondere für Einrichtungen, die hohen Drücken ausgesetzt sind, bevorzugt Anzündern von Airbags oder Gurtspannern, mit einem Metallstift (50), der in einer Öffnung in einem Grundkörper in einem Fixiermaterial (60) angeordnet ist, wobei der Grundkörper ein ring- oder plattenförmiges Element (1) ist und die Öffnung für den Metallstift (50) eine Durchgangsöffnung (10) eines ring- oder plattenförmigen Elementes ist, dadurch gekennzeichnet, dass das ring- oder plattenförmige Element (1) die Durchgangsöffnung (10) im Wesentlichen in der Mitte des ring- oder plattenförmigen Elementes (1) aufweist und das ring- oder plattenförmige Element (1) eine Dicke (D) hat sowie eine im Wesentlichen runde, insbesondere kreisförmige Außenform (3) sowie eine Vorderseite (12) und eine Rückseite (14) und durch ein Kaltformverfahren aus einem drahtförmigen Element erhalten wird und im Bereich der Durchgangsöffnung (10) einen einzigen Freistellungsbereich (5), insbesondere eine Freistellungsbohrung auf der Rückseite (14) des ring- oder plattenförmigen Elementes aufweist, wobei das ring- oder plattenförmige Element (1) im Freistellungsbereich (5) wenigstens eine um die Dicke des Freistellungsbereiches (5) reduzierte Dicke (DR) aufweist und die Durchgangsöffnung aus dem ring- oder plattenförmigen Element mit der reduzierten Dicke (DR) ausgestanzt wird.Metal fixing material passage, in particular for devices which are exposed to high pressures, preferably igniters of airbags or belt tensioners, with a metal pin (50) which is arranged in an opening in a base body in a fixing material (60), wherein the base body annular or plate-shaped element (1) and the opening for the metal pin (50) is a passage opening (10) of a ring-shaped or plate-shaped element, characterized in that the annular or plate-shaped element (1) the passage opening (10) in Substantially in the middle of the annular or plate-shaped element (1) and the annular or plate-shaped element (1) has a thickness (D) and a substantially circular, in particular circular outer shape (3) and a front side (12) and a Rear side (14) and is obtained by a cold-forming process of a wire-shaped element and in the region of the passage opening (10) a single Existellungsber in particular a clearance bore on the rear side (14) of the annular or plate-shaped element, the annular or plate-shaped element (1) in the release area (5) having at least one thickness reduced by the thickness of the release area (5) ( DR) and the through-hole is punched out of the annular or plate-shaped element of reduced thickness (DR). Metall-Fixiermaterial-Durchführung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (D) des ring- oder plattenförmigen Elementes im Freistellungsbereich zwischen 20 % und 60%, insbesondere zwischen 30 % und 50 %, reduziert wird.Metal Fixiermaterial implementation according to Claim 1 , characterized in that the thickness (D) of the annular or plate-shaped element in the release range between 20% and 60%, in particular between 30% and 50%, is reduced. Metall-Fixiermaterial-Durchführung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (D) des plattenförmigen Elementes größer als 3,5 mm ist, insbesondere im Bereich 3,5 mm bis 6,0 mm liegt und/oder die reduzierte Dicke (DR) im Bereich 1,5 mm bis 4,5 mm, bevorzugt im Bereich 2,0 mm bis 2,6 mm liegt.Metal Fixiermaterial implementation according to Claim 1 , characterized in that the thickness (D) of the plate-shaped element is greater than 3.5 mm, in particular in the range 3.5 mm to 6.0 mm and / or the reduced thickness (DR) in the range 1.5 mm to 4.5 mm, preferably in the range 2.0 mm to 2.6 mm. Metall-Fixiermaterial-Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das ring- oder plattenförmige Element aus einem Stahl, insbesondere einem Edelstahl mit einem Kupferanteil von 1 Gew.% bis 5 Gew.%, insbesondere 2,0 Gew.% bis 4 Gew.% besteht.Metal fixation procedure according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the annular or plate-shaped element consists of a steel, in particular a stainless steel with a copper content of 1 wt.% To 5 wt.%, In particular 2.0 wt.% To 4 wt.%. Metall-Fixiermaterial-Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (10) wenigstens teilweise einen im Wesentlichen konischen Verlauf (20) aufweist.Metal fixation procedure according to one of the Claims 1 to 4 , characterized in that the passage opening (10) at least partially has a substantially conical profile (20). Metall-Fixiermaterial-Durchführung gemäß einander Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Metallstift (50) gebogen ausgeführt ist.Metal fixing material passage in accordance with each other Claims 1 to 5 characterized in that the metal pin (50) is bent. Metall-Fixiermaterial-Durchführung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Metall-Fixiermaterial-Durchführung einen weiteren Metallstift (52) umfasst, der bevorzugt als Massestift ausgebildet und mit dem Grundkörper leitend verbunden ist.Metal fixing material passage according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the metal fixing material passage comprises a further metal pin (52), which is preferably designed as a ground pin and conductively connected to the base body. Verwendung einer Metall-Fixiermaterial-Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in einem der nachfolgenden Bereiche: - in einer Zündereinrichtung für Airbags, - in einer Zündereinrichtung für Gurtspanner.Use of a metal fixing material passage according to one of Claims 1 to 7 in one of the following areas: - in an igniter device for airbags, - in a firing device for belt tensioners.
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