EP1813906B1 - Metall-Fixiermaterial-Durchführung und Verwendung einer derartigen Durchführung sowie Airbag und Gurtspanner mit einer Zündeinrichtung - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a metal fixing material implementation, in detail with the features of the preamble of claim 1; a use as well as a gas generator, airbag and belt tensioner with an ignition device comprising a metal fixing material passage.
- Metal fuser feedthroughs are previously known in various designs from the prior art. This refers to vacuum-tight fusions of fixing materials, in particular glasses or plastics in metals. The metals act as electrical conductors. Deputy becomes thereby on 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 fuser 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 base body. Examples of preferred applications of such metal-fixing material feedthroughs are ignition devices.
- 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.
- a detonating bridge Through the implementation of either one or two or more than two metallic pins can be passed.
- the housing is grounded, in a preferred two-pole design one of the pins.
- the ignition device or ignition device described above is used in particular for airbags or for belt tensioners in motor vehicles.
- Known ignition devices of the aforementioned or similar type are described in US 6,274,252 . US 5,621,183 . DE 29 04 174 A1 .
- the aforementioned ignition units have two metal pins. But there are also electronic igniters possible, which have only a single pin.
- the ignition devices shown in the prior art comprise a metal base body, for example a metal sleeve which is designed as a turned part or a base body made of plastic.
- the metal base body has at least one passage opening through which at least one metal pin is performed.
- a major problem of this embodiment is that such an embodiment is material and cost-intensive and further by the execution of a rotary member, the execution of the passage opening deviating from a circular cross-section only with additional effort is possible.
- the rotating parts are characterized by relatively large dimensions, which is reflected in a corresponding required dimensioning of the entire ignition device.
- Embodiments of ignition units are previously known which comprise a pair of electrodes arranged in an insulating material and a base body in the form of a housing.
- means are provided on one of the components of the metal fixing material feedthrough which are in operative connection with one another. These are carried out either on the fixing material, the electrode or the base body on the surface formed to the adjacent element.
- the design on the base body includes at least one step, ie, change in cross section in the passage opening, which causes an increase in surface area at the surface exposed to the pressure during the ignition process.
- a generic metal Fixiermaterialaus Installation is from the document EP 1 455 160 A1 , which discloses the preamble of claim 1, previously known.
- the main body is formed by a sheet metal element, wherein in a first embodiment, at least the passage opening by a separation process, in particular punching, is generated.
- the main body itself is preferably likewise punched out of a solid material, but the final geometry of the basic body is obtained by a forming process, for example deep-drawing.
- a forming process for example deep-drawing.
- End geometry means that no forming operations have to be performed on it.
- Basic geometry means that it does not represent the final geometry in the event of any further changes required, or that changes can still be made to this by further production processes, in particular forming processes, the final geometry being achieved only after these additional processes.
- the front and back means are provided for preventing relative movement of fixing material in the direction of the rear side relative to the inner circumference of the passage opening, in particular during ignition.
- the funds are an integral part of the body or form a structural unit with this.
- the generation of the Basic body by punching offers the advantage of short production times and allows a free design, in particular the passage opening.
- the production by punching with respect to individual parameters depending on the material limits are set, whose exceeding the production can be uneconomical and also adversely affect the available expressive power.
- the invention is therefore an object of the invention to provide a metal fixing material implementation of the type mentioned with a body having at least one through hole, which is obtained by punching, and high strength with low material and labor costs and at the same time characterized by great expressive powers. Furthermore, assembly errors that result from the inaccurate assignment of the individual elements should be avoided.
- the metal fixing material feedthrough comprises at least one metal pin, which is arranged in a passage opening in the base body in a fixing material, wherein the base body has a front and a rear side. Means for avoiding a relative movement of fixing material in the direction of the rear side relative to the inner circumference of the passage opening are provided between the front side and the rear side of the base body.
- metal-fuser feedthroughs can be characterized by the so-called expressive force and pull-out force.
- the expressive force 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.
- 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.
- the expressive force can be hydrostatically measured.
- the fixing material is subjected to a hydrostatic pressure, for example a water pressure, and measured at which hydrostatic pressure the fixing material is expelled from the passage opening.
- the pull-out force results as the force needed to pull the metal pin of the metal fixation feedthrough out of the fixation material.
- the main body At least its passage opening is produced by punching.
- the entire base body, d. H. the outer circumference of the main body and the passage opening are produced by punching.
- the main body is then executed as a stamped part.
- the base body is designed such that the ratio between the thickness of the base body and the maximum extent of the passage opening perpendicular to the axial direction of the passage opening is in the range between 0.8 and 1.6 inclusive.
- the ratio between the thickness D of the main body and the maximum extent of the Through opening perpendicular to the axial direction of the passage opening in the area after grinding between 0.8 and 1.6 inclusive. It is preferably between 0.8 to 1.4, particularly preferably 0.9 to 1.3, very particularly preferably 1.0 to 1.2.
- Thickness is understood to mean the extent or dimension in the height direction or direction of the extent of the passage opening.
- the geometric axis of the passage opening is determined depending on the design of this. In a symmetrical design, this corresponds to the symmetry axis, otherwise the theoretical center axis.
- a circular or oval cross section is selected to achieve a uniform stress distribution in the connection between the fixing material and the passage opening.
- the diameter of the passage opening is then in the range from 1.4 mm to 4 mm, preferably 1.4 mm to 3.5 mm, particularly preferably 1.6 mm to 3.4 mm.
- the diameter of the metal pin is for example 0.8 to 1.2 mm.
- the metal fixing material lead-through comprises a metallic base body through which at least one metal pin is made. If two metal pins are provided in a preferred embodiment, one of the two is at least indirectly, d. H. directly or indirectly via other elements the ground connection to the main body ago. When executed with two metal pins these metal pins are preferably arranged parallel to each other. At least one of the metal pins is arranged in a passage opening in the base body and fixed relative thereto by fixing material, preferably in the form of a glass plug.
- the means for preventing relative movement of fixing material in the direction of the back against the inner circumference of the through hole are provided. These act as a kind of barbs and lead with relative movement in the direction of the back to a positive connection between Fixiermaterialpfropfen, in particular glass plug and body. These include, for example, at least one local constriction in the passage opening, which can be provided in the entire region of the inner circumference, except at the front of the body.
- the entire base body may be formed as an integral component, in which the metal pin is fused by means of fixing material, ie, for example, the glass plug.
- fixing material ie, for example, the glass plug.
- the ratios mentioned always refer to the largest cross section or the largest dimension of the through hole.
- the reduction in the dimension of the adjoining area, perpendicular to the axial direction of the through-opening, resulting from the undercut from the axis or the difference between the dimensions of the largest cross-section and the smallest is in the range between 0.05 mm to 1 mm, preferably 0.08 mm to 0.9 mm, preferably between 0.1 mm to 0.3 mm.
- the largest dimension of a cross-section is characterized by the diameter of the through-hole; in the case of an elliptical shape, the largest dimension is the dimension of the major axis of the ellipse.
- the second metal pin is grounded or fixed as a ground pin on the back of the body. This eliminates additional measures to put a fixed in the base body with fixing metal pin to ground or to electrically couple with the body. Furthermore, only a pin is to be fixed in a through hole, the possibilities are thus more diverse, completely secure the individual pin in the circumferential direction and the possible connection surface for the ground pin can be increased.
- the fixing material used is, for example, a glass plug, a ceramic plug, a glass ceramic plug, a plastic, a high-performance polymer or a glass / polymer mixture.
- the means for preventing a relative movement between the fixing material and the passage opening, in particular the sliding out there are a plurality of possibilities. These are characterized by measures on the base body and / or metal pin. In the simplest case, recourse is taken to measures on the base body, which can be realized with the production, in particular during the punching process.
- the passage opening between the back and front is characterized by a change in the cross-sectional profile. In the simplest case, at least two regions of different internal dimensions are provided, when designed as a passage opening with a circular cross-section with a different diameter. The change in cross section can be done in stages or continuously. In the latter case, the passage opening between the front and rear side is conical, which narrows towards the rear.
- the hydrostatic pressure which has to be expended in order to express the glass plug is 1500 bar to 2500 bar.
- the measures on the main body are usually further characterized by the provision of a plurality of recesses or projections. These form at least one of the rear side, viewed from the inner circumference of the passage opening in the main body between the back and front arranged undercut, the front free of such Undercuts is.
- this is characterized by three partial areas - a first partial area which extends from the rear side in the direction of the front side, a second adjoining area and a third partial area which extends from the front side to the rear side.
- the second subarea is characterized by smaller dimensions of the passage opening than the first and third subarea.
- the first and third subareas are then characterized by identical cross-sectional dimensions.
- an asymmetrical design of the passage opening is turned off, in these embodiments, with more than two areas, an embodiment of the passage opening is preferably selected which can be used with regard to the installation position. This is, based on a theoretical center axis, which extends perpendicular to the pin axis of the guided in the base body pin and extending in the central region of the body, formed symmetrically. This front and back can also be reversed in terms of their function. The undercuts formed by these counteract possible movements of the Fixiermaterialpfropfens in both directions.
- Fixiermaterialpfropfen Another way to avoid relative movements between Fixiermaterialpfropfen and through hole is the formation of a positive connection between them.
- the glass is introduced into the opening together with the metal pin, and the glass and metal ring are heated, so that after cooling, the metal shrinks onto the glass plug.
- the passage opening after the punching of the passage opening substantially has the final diameter.
- the punched through hole itself can still be edited, for example, be ground without the end diameter changes significantly.
- the Through opening may have a circular cross-section. Other possibilities are conceivable, for example an oval cross section.
- measures are provided on the metal pin for additional avoidance of relative movements under load between metal pin and fixing material. These may each be protrusions or recesses extending over the entire outer circumference of the metal pin, or they may be adjacent to one another in the circumferential direction with any desired or fixed predefined and fixed projections.
- the pull-out force of the metal pin is in the range of 160 N to 380 N, preferably 300 to 380 N.
- the method for producing a main body of a metal leadthrough is characterized in that, in order to obtain the basic geometry describing the starting shape of the passage opening for forming the passage opening for at least one metal pin, punching is carried out from a sheet metal part.
- the outer geometry descriptive end contour can be obtained by a separation process free of exciting machining of a sheet metal part predefined thickness. Both processes can be laid in a cost-saving manner in a tool and a single operation.
- the undercuts in the through holes are formed by deformation of the through hole, for example embossing.
- the individual embossing process can be carried out before or after the punching process.
- embossing and punching are carried out in each case on the same side of the body in order to avoid unnecessary changes in the workpiece position and to allow any of these processes to take place immediately after one another.
- the embossing operations are carried out on one side or both sides, wherein in the latter case preferably the same embossing parameters are set in order to ensure a symmetrical design of the passage opening.
- Stainless steel As materials for the basic body find normal steel, such as St 35, St 37, St 38 or stainless steel or stainless steels use.
- Stainless steel according to DIN EN 10020 is a designation for alloyed or unalloyed steels whose sulfur and phosphorus content (so-called iron companion) does not exceed 0.035%. Frequently, further heat treatments (eg quenching) are provided thereafter.
- the stainless steels include, for example, high-purity steels in which components such as aluminum and silicon are eliminated from the melt by a special manufacturing process, as well as high-alloyed tool steels, which are intended for a subsequent heat treatment.
- the advantage of the aforementioned materials, in particular the specified tool steels is that when using these materials, a high corrosion resistance, high mechanical strength and good weldability, especially for designs of the body as a stamped part with executed welding edge is ensured.
- the inventive metal-fixing material implementation in particular glass-metal feedthrough can be used in ignition devices of any design.
- this can be provided in an ignition device for a pyrotechnic protection device, in particular an airbag or belt tensioner, which comprises a cap connected to the metal fixing material bushing, in particular the base body, wherein a propellant charge is enclosed between metal fixing material bushing and cap, and wherein the base body has a welding edge, which has a smaller thickness than the inner part or portion, wherein the cap is welded to the welding edge with a circumferential weld.
- the outer contour of the base body there are no restrictions. Preferably, however, when formed as a stamped part of this executed circular disk-shaped.
- the arrangement of the passage opening can be coaxial or eccentric to the center axis or in a symmetrical design of the outer contour of the body coaxially or eccentrically to the axis of symmetry.
- the ignition devices with the inventively designed metal-Fixiermaterial implementation can be used in gas generators, such as hot gas generators, cold gas generators, hybrid generators. Particularly preferred applications are ignition devices for pyrotechnic protection systems, such as airbags and belt tensioners.
- FIG. 1a illustrates on the basis of an axial section, a first preferably used embodiment of an inventively designed metal fixing material implementation 1, preferably for use as an igniter or ignition device of an airbag.
- This comprises a basic body 3 forming a metal collar 2, with which two mutually parallel metal pins 4 and 5 are electrically coupled.
- the two metal pins 4 and 5 are arranged parallel to each other. One acts as a conductor, while the second is grounded.
- the first metal pin 4 acts as a conductor and the metal pin 5 as a ground pin. At least one of the metal pins, in particular acting as a conductor metal pin 4 is guided by the base body 3.
- the metal pin 4 is for this purpose on a part I 1 of its length I in fixing material 34, in particular a glass plug cooled from a molten glass 6 melted down.
- the metal pin 4 projects beyond the end face 7 of the glass plug 6 at least on one side and, in the illustrated embodiment, terminates flush with the second end face 8 of the glass plug 6 after completion of the production.
- the metal pin 4 during the melting to avoid dents during cooling of the fixing material, which lie in the region of the through hole 11 and lead to an undesirable weakening of the connection between the fixing material and the base body 3 in the region of the front side 13, arranged in the through hole 11 in that it projects beyond the main body 3 and thus the front side 13.
- the ground pin 5 is fixed in the illustrated case directly to the back 12 of the base body 3 at this.
- the main body 3 is executed in the context of this application as a stamped part.
- a stamped part according to the present application is present if at least the passage opening 11, preferably also the end geometry of the main body 3 is produced by punching.
- the outer contour descriptive geometry, in particular the outer circumference 10 by cutting preferably punching can be generated.
- the stamped part can either continue to be used in the geometry as it is after the punching process or, in a further working step, which preferably directly adjoins, be reshaped, for example, embossed or deep-drawn.
- the provided for receiving and fixing the metal pin 4 by means of the glass plug 6 through opening 11 is generated by a punching process in the form of a hole. Subsequently, the metal pin 4 is inserted at the back 12 of the metal-Fixiermaterial-implementation 1 together with the glass plug in the through hole 11 and the metal body containing the glass plug 6 and the metal pin heated, so that after a Cooling process shrinks the metal and so a non-positive connection between the glass plug 6 with metal pin 4 and body 3 is formed.
- the base body 3 is designed such that the ratio between the thickness D of the base body 3 and the maximum extent the passage opening 11 is perpendicular to the axial direction of the passage opening 11 in the range between 0.8 and 1.6 inclusive.
- the maximum extent is determined by the diameter d or the length of the oval.
- the axial direction corresponds to the geometric axis, in particular the axis of symmetry of the through hole 11 and extends through the base body 3.
- the ratio between the thickness D of the main body 3 and the maximum extent of the through-hole 11 perpendicular to the axial direction of the through-hole 11 in the range between 0.8 and 1.4 inclusive, particularly preferably 0.9 to 1 3, most preferably selected from 1.0 to 1.2.
- the thickness D of the base body 3 is between 1.5 mm and 3.5 mm, particularly preferably 1.8 mm to 3.0 mm, very particularly preferably 2.0 mm to 2.6 mm , This is compared to turned parts on the one hand realized a much smaller size and further the cross-section of the passage opening 11 can be chosen as desired depending on the requirement.
- the thicknesses of the main body after grinding are from 2.0 mm to 3.0 mm. Further indicated are the resulting ratios of thickness to hole diameter.
- the bordered area 1000 indicates the preferred range of diameters and ratios of thickness to hole diameter and area 1100 the most preferred range.
- Table 2 shows the thickness of the basic body after punching but before the grinding step in mm and the hole diameter in mm. Further specified is the ratio of thickness to hole diameter. Again, the preferred ranges are labeled 1000 and the most preferred ranges are 1100.
- the passage opening 11 which is preferably formed in the illustrated case with a circular cross-section, is characterized by this projection 37 by two different diameters d 1 and d 2 .
- the diameter d 1 is greater than the diameter d 2 .
- the diameter d 2 is the diameter of the passage opening 11 on the rear side 12.
- the diameter d 1 is the diameter of the passage opening 11 on the front side 13.
- the passage opening 11 is designed to have the same diameter d 1 over a substantial part of its extension I d1 , I d2 stands for the formation of the passage opening 11 with the diameter d 2 .
- the passage opening has two partial areas, a first partial area 16 and a second partial area 17, wherein the first partial area 16 is characterized by the diameter d 1 and the second partial area 17 is characterized by the diameter d 2 .
- These diameters are generated by a one-sided punching process in the form of punching from the side of the front side 13 or back 12 with subsequent forming process under pressure, in particular embossing.
- stamping and forming process each take place from the same side, in the illustrated case, for example, from the front side 13.
- the cutting out of the base body 3 in a particularly preferred embodiment also takes place within the scope of the punching process of the passage opening 11, ie in the same operation.
- the tool for this is designed such that the entire base body 3 with a through hole 11 in a single step from a sheet of certain sheet thickness b, which corresponds to a thickness D of the base body 3, is punched out.
- the above ratios between the thickness D of the base body 3 and the dimension of the through hole 11 are met. In this case, alone by providing an undercut 36, the tightening force can be almost doubled.
- the difference .DELTA.d d 1 -d 2 in the diameter, which leads to the undercut 36 and the projection 37, is sufficient to compensate for the shortened compared to a design as a rotating part construction and thus shortened length of the through hole 11 in the form of a stamped part, wherein the expressive force is still increased.
- Stainless steel As materials for the basic body find normal steel, such as St 35, St 37, St 38 or stainless steel or stainless steels use.
- Stainless steel according to DIN EN 10020 is a designation for alloyed or unalloyed steels whose sulfur and phosphorus content (so-called iron companion) does not exceed 0.035%. Frequently, further heat treatments (eg quenching) are provided thereafter.
- the stainless steels include, for example, high-purity steels in which components such as aluminum and silicon are eliminated from the melt by a special manufacturing process, as well as high-alloyed tool steels, which are intended for a subsequent heat treatment.
- Usable are, for example: X12CrMoS17, X5CrNi1810, XCrNiS189, X2CrNi1911, X12CrNi177, XSCrNiMo17-12-2, X6CrNiMoTi17-12-2, X6CrNiTi1810 and X15CrNiSi25-20, X10CrNi1808, X2CrNiMo17-12-2, X6CrNiMoTi17-12-2.
- the advantage of the aforementioned materials, in particular the specified tool steels is that when using these materials a high Corrosion resistance, high mechanical strength and good weldability is ensured.
- the through hole 11 has a circular cross-section.
- other shapes are also conceivable, in which case an undercut is formed by changing the internal dimensions of the opening.
- the illustrated geometries are idealized. In practice, surface areas that are not completely perpendicular to one another will generally arise. It is crucial that a basic contour of the passage opening is created, which on the one hand the inclusion of a fused metal pin and further preventing the withdrawal of the entirety of metal pin and fixing, in particular Glaspfropfen is fair, ie also the undercut forming surface areas and the adjacent surface areas can in be arranged at an angle to each other.
- FIG. 2 discloses an embodiment in which only a part of the passage opening 11 is conical.
- the through-opening 11 of the metal-Fixiermaterial-implementation 1, in particular in the main body 3 is also divided into two sections, a first portion 16 and a second portion 17.
- the second portion 17 st st by a constant diameter d 2 over its length l d2 characterized.
- the second partial region extends from the rear side 12 in the direction of the front side 13.
- the first partial region 16 is characterized by a continuous reduction in the cross-section of the through-opening 11. The reduction is made from a diameter d 1 to a diameter d 2
- the smaller diameter at the backs 12 according to the embodiments of FIGS. 1a and 2 offer the advantage of a larger connection surface 18 for the metal pin 5, in particular the ground pin.
- the undercut 36 results due to the change in diameter from the second to the first portion 16 viewed.
- the asymmetrical geometry of the through hole 11 from the front side 13 to the rear side 12 seen the advantage of preventing slipping or pulling out of the glass plug 6 on the back 12 and in the direction of this. Furthermore, during installation due to the asymmetrical geometry, an easier orientation for the installation position of the individual elements, in particular of the metal pins 4 and 5, can be given. Due to the undercut, a detachment of the assembly of metal pin 4 and glass plug 6 is avoided from the body during ignition.
- the additional material on the back side 12 offers the advantage of a larger connection surface for the metal pin 4.5 to be grounded. Furthermore, this increases the strength of the glass seal of the metal pin when pressure is applied to the front.
- FIG. 3 illustrates a further embodiment of a metal-Fixiermaterial-implementation 1.
- the through-hole 11 is subdivided into three subregions 20, 21 and 22, wherein the respective first and third sub-region 20 and 22 preferably characterized by the same diameter d 20 and d 22 is.
- the second portion 21 is characterized by a smaller diameter d 21 than the diameter d 20 and d 22 and thus forms a projection 23.
- This forms the arranged between the front and back undercut 36 to prevent the relative movement of the glass plug 6 in the direction of the back 12 opposite The inner periphery 15 of the passage opening 11.
- each directed to the front 13 and back 12 surfaces 24 and 25 thereby form the abutment surfaces for the glass plug 6 in the axial direction.
- This embodiment is characterized by a fixation of the glass plug 6 in both directions, so that this configuration of the base body is particularly suitable for being able to be installed and positioned as desired, in particular as regards the connection of the metal pins 4.
- the embodiment causes an increase in the expression force to move the glass plug 6 with shearing of parts of these under pressure loading in motion.
- the production of the main body 3 according to FIG. 3 is done by punching the base body 3 with a through hole 11 with a constant diameter.
- the projection is achieved by embossing on both sides with a predefined embossing depth and a stamping tool with a larger diameter than the diameter of the through opening 11 present after punching. Due to the increase in the surface tension of the material at the base body 3 under the influence of the embossing tool when the yield point is exceeded, the material flows, which then forms the projection 23. It is irrelevant whether the embossing process takes place first from the front or back of the body. However, if symmetrical design is required, the embossing forces and embossing depth should be the same on both sides.
- FIGS. 1a to 3 Measures on the base body 3, in particular the passage openings 11 for preventing a relative movement of the glass plug 6 with respect to this, so show the FIGS. 4 and 5 exemplary measures on the metal pin 4, which serve to prevent the escape of the metal pin 4 from the glass plug 6 during the test and also during the ignition process.
- the strength of the metal pin in the glass plug is characterized by the pull-out force. This measure can be used alone or in combination with other means 35.
- the pin 4 has in the coupling region with the base body 3 at least one projection, this is designated 31 and extends in the circumferential direction about the outer periphery 32 of the pin 4.
- a projection 31 which extends around the entire outer periphery 32 of the metal pin 4. This can be caused by compression or crushing of the Metal pin 4 are formed.
- Another possibility, not shown here, involves the arrangement of a plurality of circumferentially adjacent, preferably at the same distance adjacent to each other arranged projections on the metal pin 4 in the region of the coupling in the base body 3.
- the feature of the projections on the metal pin 4 contributes significantly to improve the strength of Connection at. This feature prevents the removal of the metal pin 4 during a corresponding test in which normally the metal pin fails to pull and remove the glass plug. This applies analogously to the embodiment according to FIG.
- the metal pin 4 in the contact region with the molten glass has a plurality of projections arranged over the axial extent of the passage opening, which are connected in series.
- a corrugation 33 is used. With this, the same effect can be achieved as in FIG. 4 described. The rest of the structure corresponds to that in the FIG. 4 Therefore, the same reference numerals are used for the same elements.
- FIGS. 4 and 5 also described with the in the FIG. 2 shown measure on the main body, in particular the passage openings combined.
- FIG. 6 Illustrated by way of example in a greatly simplified representation of an axial section through an igniter 38 with a metal-Fixiermaterial-implementation 1, as shown in the Fig. 1 to 4 described.
- the ignition device 38 is produced by using such a bushing by connecting a cap 39 to the base body 3, including a propellant charge 40, wherein the connection here takes place, for example, with a circumferential laser weld 41 at the welding edge.
- a hermetically sealed housing 42 for the propellant charge is produced.
- a bridge 42 which is connected to the metal pin 4 of the current feedthrough and the cap 39, or the main body 3, before or during connection of the metal fixing material bushing 1 and cap 39 becomes.
- the ignition bridge 42 may be designed as a glow wire, which is fastened to the base body 3 in each case by means of a spot weld.
- a spark ignition used, which surrounds the ignition bridge 42.
- Fig. 7 shows a section of a cross section through a further embodiment with application of a metal Fixiermaterial take accessory invention 1 in an igniter 38.
- the welding edge of the base body 3 does not extend in the axial direction, as in the Fig. 6 shown example, but in the radial direction of the body 3 and runs in the circumferential direction to this.
- the welding edge forms a stop when placing the cap 39, so that it is very easy to position exactly.
- the welding edge of the can be obtained in an advantageous manner by deep drawing or extrusion of a preferably stamped body 3.
- FIG Invention in principle also applicable to more than 2 metal pins and so-called mono-pins.
- Mono pins are ignition units that include only a single metal pin carried by a pin carrier.
- the pin carrier itself includes, for example, a metal ring which forms the ground connection.
- the pin carrier 26 comprises a metal pin 4 which is embedded in an insulated filling 6, which is preferably made of glass.
- the pin carrier 26 comprises a base body 3, which receives the metal pin 4 and a sleeve 27 with an inner wall surface 28.
- the end of the fused portion of the metal pin 4 is electrically conductively connected by means of a bridge 29 with the base body 3.
- the passage opening 11 is introduced into the base body 3 by a punching step. In a preferred Embodiment, together with the passage opening 11 of the base body 3 are punched out as described above.
- the base body 3 together with the sleeve 27 forms a one-piece component.
- the production of a one-piece component can, for example, be done by punching out a stamped part in a method step and the sleeve is obtained by deep drawing.
- the dimensioning of the size of the passage opening and the thickness of the base body is as described above.
- the inner wall surface 28 of the sleeve 27 and the free end of the metal pin 4 are coated.
- a coating material for example, gold is used.
- the coating is applied by electrolytic means. The coating serves to keep the electrical resistance at the transition point 30 between a plug 31 which is inserted into the sleeve and that of the inner side 28 of the sleeve 27 low.
- FIG. 9 shows in a sectional view a gas generator 45 of a pyrotechnic protection device with an ignition device 38, which in Fig. 9 not shown cut open.
- the gas generator 45 can be used in particular for a steering wheel airbag and is to be installed in the baffle of the steering wheel.
- the ignition device 38 is inserted in a central cavity 46 of the gas generator 45.
- the ignition device 38 has, for example, a flange 47 for mounting at the outlet of the central cavity 46.
- the central cavity 46 communicates with channels 48 with an annular fuel tank 49 which contains the fuel, which is present, for example, as a compressed tablet of sodium azide, potassium nitrate and sand. This is ignited when ignited by the explosively escaping from the ignition device 38 gas and in turn releases propellant gases which flow through the channels 50 to the outside and inflate an example attached to the mounting rim 51 airbag.
- the individual measures to prevent withdrawal of the metal pin 4 from the base body under load, which were provided in the individual figures on the base body 3 and to avoid pulling out the metal pin from the fixing material on the metal pin, can also be used together in combination.
- the execution is not subject to any restrictions.
- the aim is embodiments that ensure high strength of the overall connection between the metal pin 4 and the base body 3 and thus the metal fixing material bushing 1.
- the passage openings can be formed with different cross-sectional shapes. Preferably, however, circular cross sections are selected.
- the formation of the undercuts is an integral part of the body.
- the thickness of the stamped part must be to the hole diameter in order to form a metal-fixing material passage as a stamped part, in particular the passage opening by punching.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung, im Einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1; ferner eine Verwendung sowie einen Gasgenerator, Airbag und Gurtspanner mit einer Zündeinrichtung, umfassend eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführungen sind in verschiedenen Ausführungen aus dem Stand der Technik vorbekannt. Darunter versteht man vakuumdichte Verschmelzungen von Fixiermaterialien, insbesondere Gläsern oder Kunststoffen in Metallen. Die Metalle fungieren dabei als elektrische Leiter. Stellvertretend wird dabei auf
US-A-5 345 872 ,US-A-3 274 937 verwiesen. Derartige Durchführungen sind in der Elektronik und 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 so genannten Grundkörper eingeschmolzen wird. Als bevorzugte Anwendungen derartigen 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 bevorzugten Ausführung mit einem metallischen Stift liegt das Gehäuse auf Masse, bei einer bevorzugten zweipoligen Ausführung einer der Stifte. Die zuvor beschriebene Zündvorrichtung bzw. Zündeinrichtung wird insbesondere für Airbags oder für Gurtspanner bei Kraftfahrzeugen verwendet. Bekannte Zündvorrichtungen der genannten oder ähnlicher Art sind beschrieben inUS 6 274 252 ,US 5 621 183 ,DE 29 04 174 A1 ,DE 199 27 233 A1 ,US 5,732,634 ,US 3,134,329 ,DE 34 15 625 A1 ,EP 1 225 415 A1 ,US 3,971,320 ,EP 0 248 977 B1 ,US 2002/0069781 A1 ,DE 101 33 223 A1 sowieEP 1 491 848 A1 undEP 1 455 160 A1 , deren Offenbarungsgehalt vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung mitaufgenommen wird. Die zuvor genannten Zündeinheiten weisen zwei Metallstifte auf. Es sind aber auch elektronische Zündvorrichtungen möglich, die nur einen einzigen Stift aufweisen. Die im Stand der Technik gezeigten Zündvorrichtungen umfassen einen Metallgrundkörper, bspw. eine Metallhülse, die als Drehteil ausgeführt ist oder einen Grundkörper aus Kunststoff. Der Metallgrundkörper weist wenigstens eine Durchgangsöffnung auf, durch die wenigstens ein Metallstift durchgeführt wird. Ein wesentliches Problem dieser Ausführung besteht dabei darin, dass eine derartige Ausführung material- und kostenintensiv ist und ferner durch die Ausführung als Drehteil die Ausführung der Durchgangsöffnung abweichend von einem kreisrunden Querschnitt nur noch mit zusätzlichem Aufwand möglich ist. Ferner sind die Drehteile durch relativ große Abmessungen charakterisiert, was sich in einer entsprechenden erforderlichen Dimensionierung der gesamten Zündvorrichtung niederschlägt. - Aus
EP 1 491 848 A1 sind Ausführungen von Zündeinheiten vorbekannt, die ein Paar in einem Isoliermaterial angeordnete Elektroden und einen Grundkörper in Form eines Gehäuses umfassen. Zur Erhöhung der Widerstandskraft gegenüber dem beim Auslösen der Zündung erzeugten Druckes und damit zur Erhöhung der Ausdruckkraft sind Mittel an einer der miteinander in Wirkverbindung tretenden Komponenten der Metall-Fixiermaterialdurchführung vorgesehen. Diese sind entweder am Fixiermaterial, der Elektrode oder aber dem Grundkörper an der zum benachbarten Element ausgebildeten Fläche ausgeführt. Die Ausführung am Grundkörper beinhaltet dabei wenigstens eine Stufe, d.h. Querschnittsänderung in der Durchführungsöffnung, wobei diese eine Oberflächenvergrößerung an der dem Druck während des Zündvorganges ausgesetzten Fläche bewirkt. Bezüglich der Materialwahl für den Grundkörper bestehen keine Restriktionen, so dass hier je nach Ausführung, insbesondere bei Ausbildung als Drehteil ebenfalls die bereits genannten Nachteile auftreten, die sich durch die zusätzlich erforderliche Einarbeitung der entsprechenden Mittel zur Erhöhung der Anzugs- bzw. Ausdrückkraft noch verschärfen. - Eine gattungsgemäße Metall-Fixiermaterialausführung ist aus der Druckschrift
EP 1 455 160 A1 , welche den Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart, vorbekannt. Diese offenbart eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung, die in einer speziellen Ausgestaltung als Glas-Metall-Durchführung bezeichnet wird, mit einem metallischen Grundkörper, durch den wenigstens ein Metallstift durchgeführt ist. Sind in einer bevorzugten Ausführungsform zwei Metallstifte vorgesehen, so stellt einer der beiden wenigstens mittelbar, d. h. direkt oder indirekt über weitere Elemente die Masseverbindung zum Grundkörper her. Bei Ausführung mit zwei Metallstiften sind diese Metallstifte bevorzugt parallel zueinander angeordnet. Wenigstens einer der Metallstifte ist dabei in einer Durchgangsöffnung im Grundkörper angeordnet und gegenüber diesem durch Fixiermaterial, vorzugsweise in Form eines Glaspfropfens, fixiert. Der Grundkörper wird von einem Blechelement gebildet, wobei in einer ersten Ausführungsform zumindest die Durchgangsöffnung durch einen Trennvorgang, insbesondere Stanzen, erzeugt wird. Der Grundkörper selbst wird bevorzugt ebenfalls aus einem Vollmaterial ausgestanzt, die Endgeometrie des Grundkörpers aber durch einen Umformprozess bspw. Tiefziehen erhalten. In einer bevorzugten Ausführungsform wird auch bereits die äußere Kontur beschreibende Endgeometrie und die die Durchgangsöffnung beschreibende Grundgeometrie wenigstens durch einen Trennvorgang, insbesondere Stanzen, erzeugt. Endgeometrie bedeutet, dass an dieser keine Umformvorgänge mehr vorgenommen werden müssen. Grundgeometrie bedeutet, dass diese entweder bei keinerlei erforderlichen weiteren Änderungen die Endgeometrie darstellt oder an dieser noch Veränderungen durch weitere Fertigungsverfahren, insbesondere Umformverfahren vorgenommen werden können, wobei die Endgeometrie erst nach diesen zusätzlichen Verfahren erzielt wird. Zwischen Vorderseite und Rückseite sind Mittel zur Vermeidung einer Relativbewegung von Fixiermaterial in Richtung der Rückseite gegenüber dem Innenumfang der Durchgangsöffnung, insbesondere bei Zündung vorgesehen. Die Mittel sind integraler Bestandteil des Grundkörpers oder bilden mit diesem eine bauliche Einheit. Die Erzeugung des Grundkörpers durch Stanzen bietet den Vorteil kurzer Fertigungszeiten und erlaubt eine freie Gestaltung, insbesondere der Durchgangsöffnung. Allerdings sind der Fertigung durch Stanzen hinsichtlich einzelner Parameter in Abhängigkeit des Materials Grenzen gesetzt, deren Überschreitung die Fertigung unwirtschaftlich werden lässt und die sich ferner nachteilig auf die bereitstellbare Ausdruckkraft auswirken. - Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung der eingangs genannten Art mit einem Grundkörper zur Verfügung zu stellen, der wenigstens eine Durchgangsöffnung aufweist, die durch Stanzen erhalten wird, und eine hohe Festigkeit bei geringem Material- und Arbeitsaufwand und gleichzeitig durch große Ausdruckkräfte charakterisiert ist. Des Weiteren sollen Montagefehler, die sich durch die ungenaue Zuordnung der einzelnen Elemente ergeben, vermieden werden.
- Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruches 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
- Die erfindungsgemäße Metall-Fixiermaterial-Durchführung umfasst wenigstens einen Metallstift, der in einer Durchgangsöffnung im Grundkörper in einem Fixiermaterial angeordnet ist, wobei der Grundkörper eine Vorder- und eine Rückseite aufweist. Zwischen Vorderseite und Rückseite des Grundkörpers sind Mittel zur Vermeidung einer Relativbewegung von Fixiermaterial in Richtung der Rückseite gegenüber dem Innenumfang der Durchgangsöffnung vorgesehen.
- Generell können Metall-Fixiermaterial-Durchführungen durch die so genannte Ausdruckkraft und durch die Auszugkraft charakterisiert werden. Bei der Ausdruckkraft handelt es sich um diejenige Kraft, die aufgewandt 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.
- Alternativ hierzu kann die Ausdruckskraft hydrostatisch gemessen werden. Im Falle einer hydrostatischen Messung wird das Fixiermaterial mit einem hydrostatischen Druck, bspw. einem Wasserdruck beaufschlagt und gemessen, bei welchem hydrostatischen Druck das Fixiermaterial aus der Durchgangsöffnung ausgetrieben wird.
- Die Auszugskraft ergibt sich als die Kraft, die benötigt wird, um den Metallstift, der Metall-Fixiermaterial-Durchführung aus dem Fixiermaterial herauszuziehen.
- Beim Grundkörper ist wenigstens dessen Durchgangsöffnung durch Stanzen hergestellt. In einer weitergebildeten Ausführungsform der Erfindung kann auch der gesamte Grundkörper, d. h. der Außenumfang des Grundkörpers sowie die Durchgangsöffnung durch Stanzen hergestellt werden. Der Grundkörper ist dann als Stanzteil ausgeführt.
- Erfindungsgemäß ist der Grundkörper derart gestaltet, dass das Verhältnis zwischen der Dicke des Grundkörpers und der maximalen Ausdehnung der Durchgangsöffnung senkrecht zur Achsrichtung der Durchgangsöffnung im Bereich zwischen einschließlich 0,8 bis 1,6 beträgt.
- Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung beträgt das Verhältnis zwischen der Dicke D des Grundkörpers und der maximalen Ausdehnung der Durchgangsöffnung senkrecht zur Achsrichtung der Durchgangsöffnung im Bereich nach dem Schleifen zwischen einschließlich 0,8 bis 1,6. Bevorzugt liegt es zwischen 0,8 bis 1,4, besonders bevorzugt 0,9 bis 1,3, ganz besonders bevorzugt 1,0 bis 1,2.
- Unter Dicke wird die Erstreckung bzw. Abmessung in Höhenrichtung bzw. Richtung der Erstreckung der Durchgangsöffnung verstanden. Die geometrische Achse der Durchgangsöffnung bestimmt sich je nach Ausführung dieser. Bei symmetrischer Ausführung entspricht diese der Symmetrieachse, ansonsten der theoretischen Mittenachse.
- Für den Einsatz in Zündeinrichtungen für Airbags finden Grundkörper erfindungsgemäß mit Dicken zwischen 1,5 mm und 3,5 mm, besonders bevorzugt 1,8 mm bis 3,0 mm, ganz besonders bevorzugt 2,0 mm bis 2,6 mm Verwendung. Dies bedeutet auch bei gleichbleibend großen Metallstiften eine erhebliche Einsparung an Material aufgrund der geringeren Abmessungen gegenüber dem Drehteil, das Dicken von beispielsweise 3,2 mm bis 5 mm aufweist, sowie eine energiesparendere Fertigung. Die Erfinder haben ferner erkannt, dass die mit der Dickenreduzierung einhergehende Verringerung der Abstützfläche für den Fixiermaterialpfropfen hinsichtlich ihrer Funktion durch einfache und kaum zusätzlichen Aufwand erfordernde Maßnahmen kompensierbar ist.
- Bezüglich der Querschnittsgeometrie der Durchgangsöffnung bestehen keine Beschränkungen. Vorzugsweise wird jedoch zur Erzielung einer gleichmäßigen Spannungsverteilung in der Verbindung zwischen Fixiermaterial und Durchgangsöffnung ein kreisrunder oder ovaler Querschnitt gewählt.
Bei einem kreisrunden bzw. ovalen Querschnitt liegt der Durchmesser der Durchgangsöffnung dann im Bereich von 1,4 mm bis 4 mm, bevorzugt 1,4 mm bis 3,5 mm, besonders bevorzugt 1,6 mm bis 3,4 mm. - Der Durchmesser des Metallstiftes beträgt beispielsweise 0,8 bis 1,2 mm.
- Die Metall-Fixiermaterial-Durchführung umfasst einen metallischen Grundkörper, durch den wenigstens ein Metallstift durchgeführt ist. Sind in einer bevorzugten Ausführungsform zwei Metallstifte vorgesehen, so stellt einer der beiden wenigstens mittelbar, d. h. direkt oder indirekt über weitere Elemente die Masseverbindung zum Grundkörper her. Bei Ausführung mit zwei Metallstiften sind diese Metallstifte bevorzugt parallel zueinander angeordnet. Wenigstens einer der Metallstifte ist dabei in einer Durchgangsöffnung im Grundkörper angeordnet und gegenüber diesem durch Fixiermaterial, vorzugsweise in Form eines Glaspfropfens, fixiert.
- Um die sich daraus ergebende Problematik beim Einschmelzen des einzelnen Metallstiftes in einer Durchgangsöffnung und ferner die Sicherheit gegenüber einem Austreten der Einheit Fixiermaterial und Metallstift zu erklären, sind die Mittel zur Vermeidung einer Relativbewegung von Fixiermaterial in Richtung der Rückseite gegenüber dem Innenumfang der Durchgangsöffnung vorgesehen. Diese fungieren quasi als Widerhaken und führen bei Relativbewegung in Richtung Rückseite zu einem Formschlusses zwischen Fixiermaterialpfropfen, insbesondere Glaspfropfen und Grundkörper. Diese umfassen beispielsweise wenigstens eine örtliche Verengung in der Durchgangsöffnung, wobei diese im gesamten Bereich des Innenumfanges, ausgenommen an der Vorderseite des Grundkörpers vorgesehen werden kann.
- Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es zum einen auf kostengünstigere Herstellungsverfahren und Ausgangsmaterialien zurückzugreifen, wobei der Materialeinsatz erheblich minimiert wird. Ferner kann der gesamte Grundkörper als integrales Bauteil ausgebildet sein, in welches der Metallstift mittels Fixiermaterial, d. h. beispielsweise der Glaspfropfen eingeschmolzen wird. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass auch unter erhöhten Belastungen auf den Glaspfropfen, zum Beispiel einer Druckbelastung, ein Herausdrücken des Glaspfropfens mit Metallstift aus der Durchgangsöffnung sicher vermieden wird. Die gesamte Ausführung weist eine gegenüber einem Drehteil geringer Bauhöhe auf und gewährleistet eine sichere Fixierung des Glaspropfens im Grundkörper auch bei hoher Ausdruckskraft.
- Entscheidend ist dabei, dass die örtliche Verengung des Querschnittes im Bereich der Rückseite oder aber zwischen Rückseite und Vorderseite erfolgt, wobei jedoch die Vorderseite immer durch einen größeren Durchmesser charakterisiert ist. Die genannten Verhältnisangaben beziehen sich dabei immer auf den größten Querschnitt bzw. die größte Abmessung der Durchgangsöffnung. Die sich durch die Hinterschneidung ergebende Verringerung der Abmessung des an diese anschließenden Bereiches senkrecht zur Achsrichtung der Durchgangsöffnung ausgehend von der Achse bzw. die Differenz zwischen den Abmessungen des größten Querschnittes und des kleinsten liegt jeweils im Bereich zwischen 0,05 mm bis 1 mm, vorzugsweise 0,08 mm bis 0,9 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 mm bis 0,3, mm. Durch diese Größe erfolgt eine entsprechende Oberflächenvergrößerung am Innenumfang der Durchgangsöffnung, welche ausreicht, um das erfindungsgemäße Verhältnis zwischen Dicke und Abmessung der Durchgangsöffnung im Sinne einer sehr geringen Dicke einzuhalten und gleichzeitig die Ausdruckkraft entsprechend zu erhöhen. Im Falle dass die Durchgangsöffnung beispielsweise kreisrund ausgebildet ist, ist die größte Abmessung eines Querschnittes durch den Durchmesser der Durchgangsöffnung charakterisiert, im Falle einer elliptischen Form ist die größte Abmessung die Abmessung der großen Achse der Ellipse.
- Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der zweite Metallstift als Massestift an der Rückseite des Grundkörpers auf Masse gelegt bzw. befestigt. Damit entfallen zusätzliche Maßnahmen, um einen im Grundkörper mit Fixiermaterial fixierten Metallstift auf Masse zu legen bzw. elektrisch mit dem Grundkörper zu koppeln. Ferner ist nur noch ein Stift in einer Durchgangsöffnung zu fixieren, wobei die Möglichkeiten damit vielfältiger werden, den einzelnen Stift vollständig in Umfangsrichtung sicher zu fixieren und die mögliche Anbindungsfläche für den Massestift kann vergrößert werden.
- Als Fixiermaterial findet beispielsweise ein Glaspfropfen, ein Keramikpfropfen, ein Glaskeramikpfropfen, ein Kunststoff, ein Hochleistungspolymer oder eine Glas/Polymermischung Verwendung.
- Für die konkrete Ausgestaltung der Mittel zur Verhinderung einer Relativbewegung zwischen Fixiermaterial und Durchgangsöffnung, insbesondere des Herausgleitens, bestehen eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Diese sind durch Maßnahmen am Grundkörper und/oder Metallstift charakterisiert. Im einfachsten Fall wird auf Maßnahmen am Grundkörper zurückgegriffen, die bei der Fertigung, insbesondere beim Stanzvorgang gleich mit realisiert werden können. Dabei zeichnet sich die Durchgangsöffnung zwischen Rückseite und Vorderseite durch eine Änderung des Querschnittsverlaufes aus. Im einfachsten Fall sind wenigstens zwei Bereiche unterschiedlicher Innenabmessungen, bei Ausführung als Durchgangsöffnung mit kreisrundem Querschnitt mit unterschiedlichem Durchmesser vorgesehen. Die Querschnittsänderung kann dabei in Stufen oder aber stetig erfolgen. Im letztgenannten Fall ist die Durchgangsöffnung zwischen Vorder- und Rückseite konisch ausgestaltet, wobei diese sich zur Rückseite hin verengt.
- Durch die beschriebenen Maßnahmen im Bereich der Durchgangsöffnung kann die Ausdruckkraft erheblich gesteigert werden. Bei den erfindungsgemäßen Ausgestaltungen mit Hinterschneidung beträgt der hydrostatische Druck, der aufgewandt werden muss, um den Glaspfropfen auszudrücken 1500 bar bis 2500 bar. Bevorzugt 2000 bar bis 2500 bar bzw. die Kraft die mechanisch auf den Glaspfropfen aufgebracht werden muss, um den Glaspfropfen auszudrücken 1750 N bis 3000 N, bevorzugt 2000 N bis 3000N.
- Die Maßnahmen am Grundkörper sind in der Regel des Weiteren durch das Vorsehen von mehreren Ausnehmungen bzw. Vorsprüngen charakterisiert. Diese bilden wenigstens eine von der Rückseite ausgehend betrachtet am Innenumfang der Durchgangsöffnung im Grundkörper zwischen Rückseite und Vorderseite angeordnete Hinterschneidung, wobei die Vorderseite frei von derartigen Hinterschneidungen ist. Bei symmetrischer Ausführung der Durchgangsöffnung ist diese durch drei Teilbereiche charakterisiert - einen ersten Teilbereich, der sich von der Rückseite in Richtung Vorderseite erstreckt, einen zweiten sich daran anschließenden und einen dritten Teilbereich, der sich von Vorderseite in Richtung Rückseite erstreckt. Der zweite Teilbereich ist durch geringere Abmessungen der Durchgangsöffnung als der erste und dritte Teilbereich charakterisiert. Vorzugsweise sind dann der erste und dritte Teilbereich durch identische Querschnittsabmessungen charakterisiert.
- Bei Ausführungen mit mehr als zwei Bereichen unterschiedlicher Abmessungen, insbesondere unterschiedlichen Durchmessers werden Verfahren gewählt, die durch beidseitige Bearbeitung des Grundkörpers entstehen. Wird bei den vorher beschriebenen Ausführungen auf eine asymmetrische Gestaltung der Durchgangsöffnung abgestellt, so wird bei diesen Ausführungen mit mehr als zwei Bereichen vorzugsweise eine Ausgestaltung der Durchgangsöffnung gewählt, die hinsichtlich der Einbauposition beliebig verwendbar ist. Diese ist, bezogen auf eine theoretische Mittenachse, die senkrecht zur Stiftachse des im Grundkörper geführten Stiftes verläuft und sich im Mittenbereichs des Grundkörpers erstreckt, symmetrisch ausgebildet. Damit können Vorder- und Rückseite hinsichtlich ihrer Funktion auch vertauscht werden. Die durch diese gebildeten Hinterschneidungen wirken möglichen Bewegungen des Fixiermaterialpfropfens in beide Richtungen entgegen.
- Eine weitere Möglichkeit zur Vermeidung von Relativbewegungen zwischen Fixiermaterialpfropfen und Durchgangsöffnung besteht in der Ausbildung einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen diesen. Normalerweise wird bspw. das Glas zusammen mit dem Metallstift in die Öffnung eingebracht, Glas und Metallring erwärmt, so dass nach dem Abkühlen das Metall auf den Glaspfropfen aufschrumpft. Im Allgemeinen weist die Durchgangsöffnung nach dem Stanzen der Durchgangsöffnung im Wesentlichen den Enddurchmesser auf. Natürlich kann die gestanzte Durchgangsöffnung selbst noch bearbeitet werden, beispielsweise geschliffen werden, ohne dass sich der Enddurchmesser wesentlich ändert. Die Durchgangsöffnung kann einen kreisrunden Querschnitt aufweisen. Andere Möglichkeiten sind denkbar, beispielsweise ein ovaler Querschnitt..
- Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung sind zur zusätzlichen Vermeidung von Relativbewegungen unter Last zwischen Metallstift und Fixiermaterial Maßnahmen am Metallstift vorgesehen. Dabei kann es sich jeweils um sich über den gesamten Außenumfang des Metallstiftes erstreckende Vorsprünge bzw. Ausnehmungen handeln oder aber um in Umfangsrichtung zueinander benachbart mit beliebigen oder fest vordefinierten und fest angeordneten Vorsprünge. Durch Maßnahmen am Metallstift liegt die Auszugskraft des Metallstiftes im Bereich von 160 N bis 380 N, bevorzugt 300 bis 380 N.
- Das Verfahren zur Herstellung eines Grundkörpers einer Metall-Durchführung ist dadurch charakterisiert, dass zur Erzielung der die Ausgangsform der Durchgangsöffnung beschreibenden Grundgeometrie zur Bildung der Durchgangsöffnung für mindestens einen Metallstift durch Ausstanzen aus einem Blechteil erfolgt. Bevorzugt kann auch die äußere Geometrie beschreibende Endkontur durch einen Trennvorgang frei von spannender Bearbeitung aus einem Blechteil vordefiniertre Dicke gewonnen wird. Dabei können beide Vorgänge in kostensparender Weise in ein Werkzeug und einen Arbeitsgang verlegt werden. Die Hinterschneidungen in den Durchgangsöffnungen werden durch Verformung der Durchgangsöffnung gebildet, beispielsweise Prägen. Der einzelne Prägevorgang kann dabei vor oder nach dem Stanzvorgang vorgenommen werden. Vorzugsweise erfolgen Präge- und Stanzvorgang jeweils an der gleichen Seite des Grundkörpers, um unnötige Werkstückpositionsveränderungen zu vermeiden und eventuelle diese Verfahren unmittelbar hintereinander ablaufen zu lassen.
- Entsprechend der gewünschten zu erzielenden Geometrien erfolgen die Prägevorgänge einseitig oder beidseitig, wobei im letztgenannten Fall vorzugsweise gleiche Prägeparameter eingestellt werden, um eine symmetrische Ausführung der Durchgangsöffnung zu gewährleisten.
- Als Materialien für den Grundkörper finden Normalstahl, wie St 35, St 37, St 38 oder Edelstahl bzw. nichtrostende Stähle Verwendung. Edelstahl nach DIN EN 10020 ist eine Bezeichnung für legierte oder unlegierte Stähle, deren Schwefel- und Phosphorgehalt (sog. Eisenbegleiter) 0,035 % nicht übersteigt. Häufig sind danach weitere Wärmebehandlungen (z. B. Vergüten) vorgesehen. Zu den Edelstählen zählen zum Beispiel hochreine Stähle, bei denen durch einen besonderen Herstellungsprozess Bestandteile wie Aluminium und Silizium aus der Schmelze ausgeschieden werden, ferner auch hochlegierte Werkzeugstähle, die für eine spätere Wärmebehandlung vorgesehen sind. Verwendbar sind beispielsweise: X12CrMoS17, XSCrNi1810, XCrNiS189, X2CrNi1911, X12CrNi177, XSCrNiMo17-12-2, X6CrNiMoTi17-12-2, X6CrNiTi1810 und X15CrNiSi25-20, X10CrNi1808, X2CrNiMo17-12-2, X6CrNiMoTi17-12-2.
Der Vorteil der vorgenannten Werkstoffe, insbesondere der angegebenen Werkzeugstähle liegt darin, dass bei Verwendung dieser Materialien eine hohe Korrosionsbeständigkeit, eine hohe mechanische Festigkeit sowie eine gute Schweißbarkeit, insbesondere für Ausführungen des Grundkörpers als Stanzteil mit ausgeführtem Schweißrand sichergestellt wird. - Die erfindungsgemäße Metall-Fixiermaterial-Durchführung, insbesondere Glas-Metall-Durchführung kann in Zündeinrichtungen beliebiger Ausführung verwendet werden. Beispielsweise kann diese in einer Zündeinrichtung für eine pyrotechnische Schutzvorrichtung, insbesondere einen Airbag oder Gurtstraffer vorgesehen werden, welche eine mit der Metall-Fixiermaterial-Durchführung, insbesondere dem Grundkörper verbundene Kappe umfasst, wobei zwischen Metall-Fixiermaterial-Durchführung und Kappe eine Treibladung eingeschlossen ist, und wobei Grundkörper einen Schweißrand aufweist, welcher eine geringere Dicke als der innere Teil oder Abschnitt hat, wobei die Kappe am Schweißrand mit einer umlaufenden Schweißnaht angeschweißt ist.
- Bezüglich der Geometrie der Außenkontur des Grundkörpers bestehen keine Beschränkungen. Vorzugsweise wird jedoch bei Ausbildung als Stanzteil dieses kreisscheibenförmig ausgeführt. Die Anordnung der Durchgangsöffnung kann koaxial oder exzentrisch zur Mittenachse bzw. bei symmetrischer Ausführung der Außenkontur des Grundkörpers koaxial oder exzentrisch zur Symmetrieachse erfolgen.
- Die Zündeinrichtungen mit der erfindungsgemäß gestalteten Metall-Fixiermaterial-Durchführung können in Gasgeneratoren eingesetzt werden, beispielsweise Heißgasgeneratoren, Kaltgasgeneratoren, Hybridgeneratoren.
Besonders bevorzugte Einsatzgebiete sind Zündeinrichtungen für pyrotechnische Schutzsysteme, beispielsweise Airbags und Gurtspanner. - Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
- Figur 1a
- verdeutlicht eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäß gestalteten Metall-Fixiermaterial-Durchführung;
- Figur 1b
- Tabelle 1
- Figur 1c
- Tabelle 2
- Figur 2
- verdeutlicht eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäß gestalteten Metall-Fixiermaterial-Durchführung mit teilweise konischer Gestaltung der Durchgangsöffnung;
- Figur 3
- verdeutlicht eine Ausführungsform der erfindungsgemäß gestalteten Metall-Fixiermaterial-Durchführung mit einer einen Vorsprung zwischen Vorder- und Rückseite in der Durchgangsöffnung beschreibenden Kontur;
- Figur 4
- verdeutlicht eine Ausführung gemäß
Figur 1 mit zusätzlichen Vorsprüngen am Metallstift; - Figur 5
- verdeutlicht eine Weiterentwicklung gemäß
Figur 4 ; - Figur 6
- verdeutlicht eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Zündeineinrichtung mit einer Metall-Fixiermaterialdurchführung gemäß
Figur 1a ; - Figur 7
- verdeutlicht einen Ausschnitt aus einem Querschnitt einer weiteren Ausführungsform;
- Figur 8
- verdeutlicht eine Ausführungsform mit einem Metallstift, einen so genannten Monopin;
- Figur 9
- verdeutlicht beispielhaft eine mögliche Anwendung einer erfindungsgemäß ausgeführten Metall-Fixiermaterial-Durchführung in einer Zündeinrichtung in einem Gasgenerator.
- Die
Figur 1a verdeutlicht anhand eines Axialschnittes eine erste vorzugsweise verwendete Ausführung einer erfindungsgemäß gestalteten Metall-Fixiermaterial Durchführung 1, vorzugsweise für den Einsatz als Anzünder bzw. Zündvorrichtung eines Airbags. Diese umfasst einen eine Metallmanschette 2 bildenden Grundkörper 3, mit welchem zwei zueinander parallele Metallstifte 4 und 5 elektrisch gekoppelt sind. Die beiden Metallstifte 4 und 5 sind parallel zueinander angeordnet. Dabei fungiert einer als Leiter, während der zweite auf Masse gelegt wird. Im dargestellten Fall fungiert der erste Metallstift 4 als Leiter und der Metallstift 5 als Massestift. Wenigstens einer der Metallstifte, insbesondere der als Leiter fungierende Metallstift 4 wird durch den Grundkörper 3 geführt. Der Metallstift 4 ist dazu auf einem Teil I1 seiner Länge I in Fixiermaterial 34, insbesondere einem aus einer Glasschmelze erkalteten Glaspfropfen 6 eingeschmolzen. Der Metallstift 4 ragt wenigstens auf einer Seite über die Stirnseite 7 des Glaspfropfens 6 hinaus und schließt in der dargestellten Ausführungsform nach Beendigung der Fertigung mit der zweiten Stirnseite 8 des Glaspfropfens 6 bündig ab. Dazu wird der Metallstift 4 während des Einschmelzens zur Vermeidung von Eindellungen während des Erkaltens des Fixiermaterials, die im Bereich der Durchgangsöffnung 11 liegen und zu einer unerwünschten Schwächung der Verbindung zwischen Fixiermaterial und Grundkörper 3 im Bereich der Vorderseite 13 führen, derart in der Durchgangsöffnung 11 angeordnet, dass dieser über den Grundkörper 3 und damit die Vorderseite 13 hinausragt. Nach dem Einschmelzen bzw. Vergießen kann ein Abschleifen des Metallstiftes 4 und des überstehenden erkalteten Fixiermaterials erfolgen, so dass dieser bündig mit der Vorderseite 13 und damit auch die Stirnseite 8 des Glaspfropfens 6 bündig mit der Vorderseite 13 des Grundkörpers 3 ist. Auch andere Varianten sind denkbar. Der Massestift 5 wird im dargestellten Fall direkt an der Rückseite 12 des Grundkörpers 3 an diesem befestigt. Der Grundkörper 3 ist im Sinne dieser Anmeldung als Stanzteil ausgeführt. Ein Stanzteil gemäß der vorliegenden Anmeldung liegt vor, wenn wenigstens die Durchgangsöffnung 11, vorzugsweise auch die Endgeometrie des Grundkörpers 3 durch Stanzen erzeugt wird. Gemäß einer fortgeschrittenen Ausführungsform kann durch die äußere Kontur beschreibende Geometrie, insbesondere der Außenumfang 10 durch Ausschneiden, bevorzugt Stanzen erzeugt werden. Das Stanzteil kann entweder in der Geometrie wie es nach dem Stanzvorgang vorliegt weiterverwendet werden oder aber in einem weiteren Arbeitsschritt, der sich vorzugsweise direkt anschließt, umgeformt werden, bspw. geprägt oder tiefgezogen werden. - Die zur Aufnahme und Fixierung des Metallstiftes 4 mittels des Glaspfropfens 6 vorgesehene Durchgangsöffnung 11 wird durch einen Ausstanzvorganges in Form eines Lochss erzeugt. Nachfolgend wird der Metallstift 4 an der Rückseite 12 der Metall-Fixiermaterial-Durchführung 1 zusammen mit dem Glaspfropfen in die Durchgangsöffnung 11 eingeführt und der Metallkörpers enthaltend den Glaspfropfen 6 und den Metallstift erwärmt, so dass nach einem Abkühlungsvorgang das Metall aufschrumpft und so eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Glaspfropfen 6 mit Metallstift 4 und Grundkörper 3 ausgebildet wird.
- Denkbar ist auch, das Fixiermaterial 34 im geschmolzenen bzw. fließfähigen Zustand, insbesondere die Glasschmelze von der Vorderseite 13 in die Durchgangsöffnung 11 einzubringen. Während des Erkaltens entsteht dann eine form- und stoffschlüssige Verbindung sowohl zwischen dem Außenumfang 14 des Metallstiftes 4 als auch dem Innenumfang 15 der Durchgangsöffnung 11. Erfindungsgemäß ist der Grundkörper 3 derart gestaltet, dass das Verhältnis zwischen der Dicke D des Grundkörpers 3 und der maximalsten Ausdehnung der Durchgangsöffnung 11 senkrecht zur Achsrichtung der Durchgangsöffnung 11 im Bereich zwischen einschließlich 0,8 bis 1,6 beträgt. Je nach Ausgestaltung der Durchgangsöffnung 11, welche beispielsweise durch einen kreisrunden Querschnitt oder einen ovalen Querschnitt charakterisiert sein kann, wird die maximalste Ausdehnung durch den Durchmesser d oder die Länge des Ovals bestimmt. Die Achsrichtung entspricht dabei der geometrischen Achse, insbesondere Symmetrieachse der Durchgangsöffnung 11 und erstreckt sich durch den Grundkörper 3. Vorzugsweise wird bei Ausbildung des Grundkörpers 3 als Stanzteil zur Erzielung einer besonders kompakten, kostengünstigen sowie energieeffizienten Fertigung unter Erzielung eines Grundkörpers 3 mit den geforderten Eigenschaften, insbesondere der geforderten Ausdruckkraft beim Auslösen der Zündung das Verhältnis zwischen der Dicke D des Grundkörpers 3 und der maximalsten Ausdehnung der Durchgangsöffnung 11 senkrecht zur Achsrichtung der Durchgangsöffnung 11 im Bereich zwischen einschließlich 0,8 bis 1,4, besonders bevorzugt 0,9 bis 1,3, ganz besonders bevorzugt 1,0 bis 1,2 gewählt. Konkret in Maßangaben bedeutet dies beispielsweise, dass die Dicke D des Grundkörpers 3 zwischen 1,5 mm und 3,5 mm, besonders bevorzugt 1,8 mm bis 3,0 mm, ganz besonders bevorzugt 2,0 mm bis 2,6 mm beträgt. Damit wird gegenüber Drehteilen zum einen eine wesentliche kleinere Bauweise realisiert und ferner kann der Querschnitt der Durchgangsöffnung 11 je nach Erfordernis beliebig gewählt werden.
- In den
Figuren 1b und 1c sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 die Absolutwerte eines kreisförmigen Lochdurchmessers d.h. Durchmessers der Durchgangsöffnung sowie die Dicke des Grundkörpers, der die Durchgangsöffnung enthält, angegeben, sowie das sich hieraus ergebende Verhältnis von Dicke zu Lochdurchmesser. In Tabelle 1 entsprechendFigur 1b sind die Werte des Lochdurchmessers gegenüber den Werten der Dicke des Grundkörpers nach dem Schleifvorgang angegeben. Durch den Schleifvorgang, der wie vorliegend beschrieben dazu dient, überstehende Teile des Glaspfropfens zu schleifen wird die Dicke des Gesamtbaukörpers um etwa 0,4 mm reduziert. In Tabelle 1 ist der Lochdurchmesser in mm angegeben. Die Lochdurchmesser gemäß Tabelle 1 reichen von 1,6 mm bis 3,5 mm. Des Weiteren sind die Dicken des Grundkörpers nach dem Schleifen in mm angegeben. Die Dicken des Grundkörpers nach dem Schleifen betragen von 2,0 mm bis 3,0 mm. Des Weiteren angegeben sind die sich ergebenden Verhältnisse von Dicke zu Lochdurchmesser. Der umrandete Bereich 1000 bezeichnet den bevorzugten Bereich der Durchmesser sowie der Verhältnisse von Dicke zu Lochdurchmesser und der Bereich 1100 den ganz bevorzugten Bereich. - In
Figur 1c ist in Tabelle 2 die Dicke des Grundkörpers nach dem Stanzen aber vor dem Schleifschritt in mm angegeben sowie der Lochdurchmesser in mm. Des Weiteren angegeben ist das Verhältnis von Dicke zu Lochdurchmesser. Wiederum sind die bevorzugten Bereiche mit 1000 gekennzeichnet und die ganz bevorzugten Bereiche mit 1100. - Um bei Belastung der gesamten Metall-Fixiermaterial-Durchführung 1 beim Zünden ein Lösen des Metallstiftes 4 mit dem Glaspfropfen 6 vom Grundkörper 3 auch mit der sich dabei ergebenden kleineren Abstützfläche durch die Verkürzung der Durchgangsöffnung 11 zu vermeiden, sind Mittel zur Verhinderung einer Relativbewegung zwischen Fixiermaterial 34 und Innenumfang 15 der Durchgangsöffnung in Richtung der Rückseite 12, die hier mit 35 bezeichnet sind, vorgesehen. Diese fungieren quasi als Widerhaken und bewirken einen Formschluss zwischen Grundkörper 3 und Glaspfropfen 6 unter Zugkrafteinwirkung und/oder Druck auf den Glaspfropfen 6 und/oder den Metallstift 4 und verhindern damit ein Hinausgleiten an der Rückseite 12. Dazu ist gemäß einer ersten besonders bevorzugten Ausführungsform die Durchgangsöffnung 11 derart ausgestaltet, dass diese einen Hinterschnitt 36 aufweist, der von einem Vorsprung 37 gebildet wird. Dieser ist im Bereich der Rückseite 12 angeordnet und schließt im dargestellten Fall bündig mit dieser. Die Durchgangsöffnung 11, welche im dargestellten Fall vorzugsweise mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet ist, ist durch diesen Vorsprung 37 durch zwei unterschiedliche Durchmesser d1 und d2 charakterisiert. Dabei ist der Durchmesser d1 größer als der Durchmesser d2. Der Durchmesser d2 ist der Durchmesser der Durchgangsöffnung 11 an der Rückseite 12. Der Durchmesser d1 ist der Durchmesser der Durchgangsöffnung 11 an der Vorderseite 13. Dabei ist die Durchgangsöffnung 11 über einen wesentlichen Teil ihrer Erstreckung Id1 mit dem gleichen Durchmesser d1 ausgeführt. Id2 steht für die Ausbildung der Durchgangsöffnung 11 mit dem Durchmesser d2. Das heißt, die Durchgangsöffnung weist zwei Teilbereiche, einen ersten Teilbereich 16 und einen zweiten Teilbereich 17 auf, wobei der erste Teilbereich 16 durch den Durchmesser d1 und der zweite Teilbereich 17 durch den Durchmesser d2 charakterisiert ist. Diese Durchmesser werden dabei durch einen einseitigen Stanzvorgang in Form des Lochens von Seiten der Vorderseite 13 oder Rückseite 12 mit anschließendem Umformvorgang unter Druckeinwirkung, insbesondere Prägen erzeugt. Vorzugsweise erfolgen Stanz- und Umformvorgang jeweils von der gleichen Seite, im dargestellten Fall beispielsweise von der Vorderseite 13 aus. Bevorzugt erfolgt das Ausschneiden des Grundkörpers 3 in einer besonders bevorzugten Ausführung ebenfalls im Rahmen des Ausstanzvorganges der Durchgangsöffnung 11, d.h. im selben Arbeitsgang. Das Werkzeug dafür ist dabei derart konzipiert, dass der gesamte Grundkörper 3 mit einer Durchgangsöffnung 11 in einem Arbeitsschritt aus einem Blech bestimmter Blechstärke b, die einer Dicke D des Grundkörpers 3 entspricht, ausgestanzt wird. Erfindungsgemäß werden zur Erzielung einer hohen Anzugskraft bei verringerter Dicke gegenüber Drehteilen und damit einer besonders kostengünstigen und wenig materialintensiven Fertigung die oben genannten Verhältnisse zwischen der Dicke D des Grundkörpers 3 und der Abmessung der Durchgangsöffnung 11 eingehalten. Dabei kann allein durch Vorsehen eines Hinterschnittes 36 die Anzugskraft nahezu verdoppelt werden. Erfindungsgemäß wird die Hinterschneidung 36 und damit der Vorsprung 37 derart ausgeführt, dass eine Querschnittsverringerung im Teilbereich 17, welche durch eine Durchmesserverkleinerung, d.h. die Differenz Δd=d1-d2 bzw. eine Verringerung der maximalen Ausdehnung im Bereich von 0,05 bis 1 mm im Bereich von 0,08 bis 0,9 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 mm charakterisiert ist, erzeugt wird. Die Differenz Δd=d1-d2 im Durchmesser, die zur Hinterschneidung 36 und dem Vorsprung 37 führt, reicht aus, um die gegenüber einer Ausführung als Drehteil verkürzten Bauweise und damit verkürzten Länge der Durchgangsöffnung 11 bei Ausbildung als Stanzteil auszugleichen, wobei die Ausdruckkraft noch erhöht wird.
- Als Materialien für den Grundkörper finden Normalstahl, wie St 35, St 37, St 38 oder Edelstahl bzw. nichtrostende Stähle Verwendung. Edelstahl nach DIN EN 10020 ist eine Bezeichnung für legierte oder unlegierte Stähle, deren Schwefel- und Phosphorgehalt (sog. Eisenbegleiter) 0,035 % nicht übersteigt. Häufig sind danach weitere Wärmebehandlungen (z. B. Vergüten) vorgesehen. Zu den Edelstählen zählen zum Beispiel hochreine Stähle, bei denen durch einen besonderen Herstellungsprozess Bestandteile wie Aluminium und Silizium aus der Schmelze ausgeschieden werden, ferner auch hochlegierte Werkzeugstähle, die für eine spätere Wärmebehandlung vorgesehen sind. Verwendbar sind beispielsweise: X12CrMoS17, X5CrNi1810, XCrNiS189, X2CrNi1911, X12CrNi177, XSCrNiMo17-12-2, X6CrNiMoTi17-12-2, X6CrNiTi1810 und X15CrNiSi25-20, X10CrNi1808, X2CrNiMo17-12-2, X6CrNiMoTi17-12-2.
- Der Vorteil der vorgenannten Werkstoffe, insbesondere der angegebenen Werkzeugstähle liegt darin, dass bei Verwendung dieser Materialien eine hohe Korrosionsbeständigkeit, eine hohe mechanische Festigkeit sowie eine gute Schweißbarkeit sichergestellt wird.
- Bei der in der
Figur 1a dargestellten Ausführung weist die Durchgangsöffnung 11 einen kreisrunden Querschnitt auf. Denkbar sind jedoch auch andere Formen, wobei in diesem Fall eine Hinterschneidung durch Änderung der Innenabmessungen der Öffnung gebildet wird. Ferner sind die dargestellten Geometrien idealisiert wiedergegeben. So werden in der Praxis in der Regel nicht vollkommen rechtwinklig zueinander stehende Flächenbereiche entstehen. Entscheidend ist, dass eine Grundkontur der Durchgangsöffnung geschaffen wird, die zum einen der Aufnahme eines eingeschmolzenen Metallstiftes und ferner der Verhinderung einer Herausbewegung der Gesamtheit aus Metallstift und Fixiermittel, insbesondere Glaspfropfen gerecht wird, d. h. auch die die Hinterschneidung bildenden Flächenbereiche und die angrenzenden Flächenbereiche können in einem Winkel zueinander angeordnet werden. -
Figur 2 offenbart eine Ausführung, bei welcher nur ein Teil der Durchgangsöffnung 11 konisch ausgebildet ist. Bei dieser Ausführung ist die Durchgangsöffnung 11 der Metall-Fixiermaterial-Durchführung 1, insbesondere im Grundkörper 3 ebenfalls in zwei Teilabschnitte unterteilt, einen ersten Teilbereich 16 und einem zweiten Teilbereich 17. Der zweite Teilbereich 17 st dabei durch einen konstanten Durchmesser d2 über seine Länge ld2 charakterisiert. Der zweite Teilbereich erstreckt sich dabei von der Rückseite 12 in Richtung zur Vorderseite 13 Der erste Teilbereich 16 ist durch eine stetige Querschnittsverringerung der Durchgangsöffnung 11 charakterisiert. Die Verringerung erfolgt von einem Durchmesser d1 bis auf einen Durchmesser d2 Die geringeren Durchmesser an den Rückseiten 12 gemäß der Ausführungen derFiguren 1a und2 bieten den Vorteil einer größeren Anbindungsfläche 18 für den Metallstift 5, insbesondere den Massestift. Der Hinterschnitt 36 ergibt sich aufgrund der Durchmesseränderung vom zweiten zum ersten Teilbereich 16 betrachtet. - Bei allen in den
Figuren 1 a und 2 dargestellten Ausführungen bietet die asymmetrische Geometrie der Durchgangsöffnung 11 von der Vorderseite 13 zur Rückseite 12 hin betrachtet den Vorteil der Verhinderung eines Herausrutschens oder Herausziehens des Glaspfropfens 6 an der Rückseite 12 bzw. in Richtung dieser. Ferner kann während der Montage durch die asymmetrische Geometrie eine leichtere Orientierung für die Einbauposition der einzelnen Elemente, insbesondere der Metallstifte 4 und 5 gegeben werden. Aufgrund der Hinterschneidung wird ein Herauslösen der Baueinheit aus Metallstift 4 und Glaspfropfen 6 aus dem Grundkörper beim Zünden vermieden. Das zusätzliche Material an der Rückseite 12 bietet den Vorteil einer größeren Anbindungsfläche für den auf Masse zu legenden Metallstift 4.5. Ferner erhöht diese die Festigkeit der Glasdichtung des Metallstiftes bei Druckeinwirkung auf die Vorderseite. - Die
Figur 3 verdeutlicht eine weitere Ausführung einer erfindungsgemäßen Metall-Fixiermaterial-Durchführung 1. Bei dieser Ausführung ist die Durchgangsöffnung 11 in drei Teilbereiche 20, 21 und 22 unterteilbar, wobei der jeweils erste und dritte Teilbereich 20 und 22 vorzugsweise durch gleiche Durchmesser d20 und d22 charakterisiert ist. Der zweite Teilbereich 21 ist durch einen geringeren Durchmesser d21 als die Durchmesser d20 und d22 charakterisiert und bildet somit einen Vorsprung 23. Dieser bildet die zwischen Vorder- und Rückseite angeordnete Hinterschneidung 36 zur Verhinderung der Relativbewegung des Glaspfropfens 6 in Richtung Rückseite 12 gegenüber dem Innenumfang 15 der Durchgangsöffnung 11. Insbesondere die jeweils zur Vorderseite 13 und Rückseite 12 gerichteten Flächen 24 und 25 bilden dabei die Anschlagflächen für den Glaspfropfen 6 in axialer Richtung. Diese Ausführung ist durch eine Fixierung des Glaspfropfens 6 in beide Richtungen charakterisiert, so dass sich diese Ausbildung des Grundkörpers in besonders vorteilhafter Weise dazu eignet, beliebig einbaubar und positionierbar zu sein, insbesondere was die Anbindung der Metallstifte 4 betrifft. Die Ausführung bedingt eine Erhöhung der Ausdruckkraft, um den Glaspfropfen 6 unter Abscherung von Teilen von diesen bei Druckbelastung in Bewegung zu versetzen. - Bei allen bisher beschriebenen Lösungen wird es möglich, einen schmaleren Grundkörper 3 gegenüber den bekannten Lösungen aus dem Stand der Technik zu verwenden bei gleicher oder erhöhter Festigkeit der durch den Glaspfropfen 6 bedingten Dichtung.
- Die Fertigung des Grundkörpers 3 gemäß
Figur 3 erfolgt durch Stanzen des Grundkörpers 3 mit einer Durchgangsöffnung 11 mit konstantem Durchmesser. Der Vorsprung wird durch beidseitiges Prägen mit einer vordefinierten Prägetiefe und einem Prägewerkzeug mit größerem Durchmesser als nach dem Stanzen vorliegendem Durchmesser der Durchgangsöffnung 11 erzielt. Aufgrund der Erhöhung der Oberflächenspannung des Materials am Grundköper 3 unter Einfluss des Prägewerkzeuges bei Überschreitung der Fließgrenze erfolgt ein Fließen des Materials, welches dann den Vorsprung 23 bildet. Dabei ist es unerheblich, ob der Prägevorgang zuerst von der Vorder- oder Rückseite des Grundkörpers aus erfolgt. Bei gewünschtem symmetrischem Aufbau sollten die Prägekräfte und die Prägetiefe jedoch beidseitig gleich gewählt werden. - Verdeutlichen die
Figuren 1a bis 3 Maßnahmen am Grundkörper 3, insbesondere den Durchgangsöffnungen 11 zur Verhinderung einer Relativbewegung des Glaspfropfens 6 gegenüber dieser, so zeigen dieFiguren 4 und 5 beispielhaft Maßnahmen am Metallstift 4, die zur Verhinderung des Austritts des Metallstiftes 4 aus dem Glaspfropfen 6 während beim Test und ferner während des Zündvorganges dienen. Die Festigkeit des Metallstiftes im Glaspfropfen wird durch die Auszugkraft charakterisiert. Diese Maßnahme kann allein oder aber in Kombination mit anderen Mitteln 35 eingesetzt werden. Dabei stellt dieFigur 4 eine besonders vorteilhafte Kombination der in derFigur 1 dargestellten Ausführung mit zusätzlicher Modifizierung des Metallstiftes 4 dar. Der Stift 4 weist dabei im Kupplungsbereich mit dem Grundkörper 3 wenigstens einen Vorsprung auf, dieser ist mit 31 bezeichnet und erstreckt sich in Umfangsrichtung um den Außenumfang 32 des Stiftes 4. Bei der dargestellten Ausführung handelt es sich um einen Vorsprung 31, der sich um den gesamten Außenumfang 32 des Metallstiftes 4 erstreckt. Dieser kann durch Stauchung oder Quetschung des Metallstiftes 4 gebildet werden. Eine andere, hier nicht dargestellte Möglichkeit, beinhaltet die Anordnung mehrerer einander in Umfangsrichtung benachbart, vorzugsweise mit gleichem Abstand zueinander benachbart angeordneter Vorsprünge am Metallstift 4 im Bereich der Kupplung im Grundkörper 3. Das Merkmal der Vorsprünge am Metallstift 4 trägt wesentlich zur Verbesserung der Festigkeit der Verbindung bei. Dieses Merkmal verhindert die Herausnahme des Metallstiftes 4 während eines entsprechenden Testes, bei dem normalerweise der Metallstift bei Zugbeanspruchung und Herausnahme des Glaspfropfens versagt. Dies gilt in Analogie für die Ausgestaltung gemäßFigur 5 . Bei dieser weist der Metallstift 4 im Kontaktbereich mit der Glasschmelze eine Mehrzahl von über die axiale Erstreckung der Durchgangsöffnung angeordnete Vorsprünge auf, die hintereinander geschaltet sind. Im einfachsten Fall wird dabei eine Riffelung 33 verwendet. Mit dieser kann der gleiche Effekt erzielt werden, wie inFigur 4 beschrieben. Der übrige Aufbau entspricht dem in derFigur 4 beschriebenen, weshalb für gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. - Die in den
Figuren 4 und 5 beschriebenen Ausführungen sind ferner auch mit der in derFigur 2 dargestellten Maßnahme am Grundkörper, insbesondere den Durchgangsöffnungen kombinierbar. -
Figur 6 verdeutlicht beispielhaft in stark vereinfachter Darstellung einen Axialschnitt durch eine Zündeinrichtung 38 mit einer Metall-Fixiermaterial-Durchführung 1, wie anhand derFig. 1 bis 4 beschrieben. Die Zündeinrichtung 38 wird unter Verwendung einer derartigen Durchführung durch Verbinden einer Kappe 39 mit dem Grundkörper 3 unter Einschluss einer Treibladung 40 hergestellt, wobei das Verbinden hier beispielhaft mit einer umlaufenden Laserschweißnaht 41 am Schweißrand erfolgt. Dadurch wird ein hermetisch dichtes Gehäuse 42 für die Treibladung hergestellt. - Ferner zeigt
Figur 6 eine Brücke 42, die vor oder beim Verbinden der Metall-Fixiermaterial-Durchführung 1 und Kappe 39 an den Metallstift 4 der Stromdurchführung und die Kappe 39, oder den Grundkörper 3 angeschlossen wird. Beispielsweise kann die Zündbrücke 42 als Glühdraht ausgeführt sein, welcher am Grundkörper 3 jeweils mittels einer Punktschweißung befestigt wird. Vielfach wird, anders als in der stark vereinfachten Darstellung derFig. 6 gezeigt, zusätzlich zur Treibladung 40 noch ein Frühzündstoff verwendet, welcher die Zündbrücke 42 umgibt. -
Fig. 7 zeigt einen Ausschnitt eines Querschnitts durch eine weitere Ausführungsform mit Anwendung einer erfindungsgemäßen Metall-Fixiermaterialdurchführung 1 in einer Zündeinrichtung 38. Bei dieser erstreckt sich der Schweißrand des Grundkörpers 3 nicht in axialer Richtung, wie bei dem inFig. 6 gezeigten Beispiel, sondern in radialer Richtung des Grundkörpers 3 und läuft in Umfangsrichtung um diesen um. Der Schweißrand bildet einen Anschlag beim Aufsetzen der Kappe 39, so dass diese sehr leicht exakt positionierbar ist. Der Schweißrand des in kann in vorteilhafter Weise durch Tiefziehen oder Fließpressen eines vorzugsweise gestanzten Grundkörpers 3 erhalten werden. - Während die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele sich sämtlich auf Metall-Fixiermaterial-Durchführungen bzw. Glas-Metall-Durchführungen bezog, die zwei Metallstifte, die bevorzugt parallel angeordnet waren, umfassten, wovon einer der Metallstifte an der Rückseite des Grundkörpers auf Masse gelegt ist, ist die Erfindung prinzipiell auch anwendbar bei mehr als 2 Metallstiften und bei sogenannten Mono-Pins. Mono-Pins sind Zündeinheiten, die nur einen einzigen Metallstift, der von einem Stiftträger getragen wird, umfassen. Der Stiftträger selbst umfasst bspw. einen Metallring, der den Massenanschluss ausbildet.
- Ein derartiger Mono-Pin ist in
Figur 8 gezeigt. Der Stiftträger 26 umfasst einen Metallstift 4, der in eine isolierte Füllung 6 eingebettet ist, die bevorzugt aus Glas ausgebildet wird. Der Stiftträger 26 umfasst einen Grundkörper 3, der den Metallstift 4 aufnimmt sowie eine Hülse 27 mit einer inneren Wandfläche 28. Das Ende des eingeschmolzenen Teils des Metallstifts 4 ist mittels einer Brücke 29 mit dem Grundkörper 3 elektrisch leitend verbunden. Die Durchgangsöffnung 11 wird in den Grundkörper 3 durch einen Stanzschritt eingebracht. In einer bevorzugten Ausführungsform kann zusammen mit der Durchgangsöffnung 11 der Grundkörper 3 wie zuvor beschrieben ausgestanzt werden. Ganz besonders bevorzugt bildet der Grundkörper 3 zusammen mit der Hülse 27 ein einstückiges Bauteil aus. Die Herstellung eines einstückigen Bauteiles kann bspw. dadurch geschehen, dass ein Stanzteil in einem Verfahrensschritt ausgestanzt wird und die Hülse durch Tiefziehen erhalten wird. Die Dimensionierung der Größe der Durchgangsöffnung und der Dicke des Grundkörpers ist wie zuvor beschrieben. - Bevorzugt wird die innere Wandfläche 28 der Hülse 27sowie das freie Ende des Metallstiftes 4 beschichtet. Als Beschichtungsmaterial wird bspw. Gold verwendet. Bevorzugt wird die Beschichtung auf elektrolytischem Wege aufgebracht. Die Beschichtung dient dazu, den elektrischen Widerstand an der Übergangsstelle 30 zwischen einem Stecker 31, der in die Hülse eingeführt wird und, der der Innenseite 28 der Hülse 27 gering zu halten.
-
Figur 9 zeigt in einer Schnittdarstellung einen Gasgenerator 45 einer pyrotechnischen Schutzvorrichtung mit einer Zündeinrichtung 38, welche inFig. 9 nicht aufgeschnitten dargestellt ist. Der Gasgenerator 45 kann insbesondere für einen Lenkrad-Airbag verwendet werden und wird dazu in den Pralltopf des Lenkrads eingebaut. Die Zündeinrichtung 38 ist in einem zentralen Hohlraum 46 des Gasgenerators 45 eingesetzt. Die Zündeinrichtung 38 weist dazu beispielhaft einen Flansch 47 zur Halterung am Ausgang des zentralen Hohlraums 46 auf. Der zentrale Hohlraum 46 ist mit Kanälen 48 mit einem ringförmigen Treibstoffbehälter 49 verbunden, welcher den Treibstoff enthält, der beispielsweise als in Tablettenform gepresster Treibstoff aus Natriumazid, Kaliumnitrat und Sand vorliegt. Dieser wird beim Zünden durch das explosionsartig aus der Zündeinrichtung 38 entweichende Gas gezündet und setzt seinerseits Treibgase frei, welche durch die Kanäle 50 nach außen strömen und einen beispielsweise am Befestigungskranz 51 befestigten Luftsack aufblasen. - Bei allen in den
Figuren 1a bis 9 dargestellten Ausführungen wird zumindest die Durchgangsöffnung bevorzugt der ganze im Stand der Technik als Drehteil ausgeführte Grundkörper 3 durch Stanzteile ersetzt. Die einzelnen Maßnahmen zur Vermeidung eines Herausziehens des Metallstifts 4 aus dem Grundkörper unter Belastung, die in den einzelnen Figuren am Grundkörper 3 und zur Vermeidung des Herausziehens des Metallstiftes aus dem Fixiermaterial am Metallstift vorgesehen wurden, können auch miteinander in Kombination zur Anwendung gelangen. Diesbezüglich ist die Ausführung keinerlei Beschränkungen unterworfen. Angestrebt werden jedoch Ausführungen, die eine hohe Festigkeit der Gesamtverbindung zwischen dem Metallstift 4 und dem Grundkörper 3 und damit der Metall-Fixiermaterial-Durchführung 1 gewährleisten. - Bei allen in den Figuren dargestellten Ausführungen können die Durchgangsöffnungen mit unterschiedlichen Querschnittsformen ausgebildet werden. Vorzugsweise werden jedoch kreisrunde Querschnitte gewählt. Die Ausbildung der Hinterschneidungen erfolgt als integraler Bestandteil des Grundkörpers.
- Es ist das Verdienst der Erfindung herausgefunden zu haben, in welchem Verhältnis die Dicke des Stanzteils zum Lochdurchmesser stehen muss, um eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung als Stanzteil, insbesondere die Durchgangsöffnung durch Stanzen, ausbilden zu können.
-
- 1
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung
- 2
- Metallmanschette
- 3
- Grundkörper
- 4
- Metallstift
- 5
- Metallstift
- 6
- Glaspfropfen
- 7
- erste Stirnseite
- 8
- zweite Stirnseite
- 9
- Stanzelement
- 10
- Außenumfang
- 11
- Durchgangsöffnung
- 12
- Rückseite
- 13
- Vorderseite
- 14
- Außenumfang
- 15
- Innenumfang
- 16
- erster Teilbereich
- 17
- zweiter Teilbereich
- 19
- Anbindungsfläche
- 20
- erster Teilbereich
- 21
- zweiter Teilbereich
- 22
- dritter Teilbereich
- 23
- Vorsprung
- 24
- Fläche
- 25
- Fläche
- 26
- Stiftträger
- 27
- Hülse des Grundkörpers
- 28
- Innere Wandfläche der Hülse
- 29
- Brücke
- 30
- Übergangsstelle
- 31
- Stecker, der in Hülse eingeführt wird
- 34
- Fixiermaterial
- 35
- Mittel zur Verhinderung einer Relativbewegung zwischen Fixiermaterial und Innenumfang der Durchgangsöffnung
- 36
- Hinterschnitt
- 37
- Vorsprung
- 38
- Zündeinrichtung
- 39
- Kappe
- 40
- Treibladung
- 41
- Laserschweißnaht
- 42
- Gehäuse
- 43
- Brücke
- 44
- Anschlag
- 45
- Gasgenerator
- 46
- Hohlraum
- 47
- Flansch
- 48
- Kanal
- 49
- Treibstoffbehälter
- 50
- Kanal
- d1
- Durchmesser
- d2
- Durchmesser
- Id1
- Länge
- Id2
- Länge
Claims (43)
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) für Anzünder von Airbags oder Gurtspannern;
mit wenigstens einem Metallstift (4), der in einer Durchgangsöffnung (11) im Grundkörper (3) in einem Fixiermaterial (6) angeordnet ist, wobei der Grundkörper (3) eine Vorder- und eine Rückseite (12, 13) aufweist; zwischen Vorderseite (13) und Rückseite (12) des Grundkörpers (3) sind Mittel (35) zur Vermeidung einer Relativbewegung von Fixiermaterial (6) in Richtung der Rückseite (12) gegenüber dem Innenumfang (15) der Durchgangsöffnung (11) vorgesehen;
wenigstens die Durchgangsöffnung (11) ist aus dem Grundkörper (3) ausgestanzt,
und der Grundkörper (3) ist aus Normalstahl oder nicht rostendem Stahl oder Edelstahl,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:der Grundkörper (3) ist derart gestaltet, dass das Verhältnis zwischen der Dicke (D) des Grundkörpers (3) und der maximalen Ausdehnung der Durchgangsöffnung (11) senkrecht zur Achsrichtung der Durchgangsöffnung (11) im Bereich zwischen einschließlich 0,8 bis 1,6 und die Dicke (D) des Grundkörpers (3) zwischen 1,5 mm und 3,5 mm liegt. - Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Dicke (D) des Grundkörpers (3) und der maximalen Ausdehnung der Durchgangsöffnung (11) senkrecht zur Achsrichtung der Durchgangsöffnung (11) im Bereich zwischen 0,9 bis 1,4, besonders bevorzugt 0,9 bis 1,3, ganz besonders bevorzugt 1,0 bis 1,2 beträgt.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metall-Fixiermaterial-Durchführung eine Glas-Metall-Durchführung ist.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (11) einen kreisrunden Querschnitt aufweist.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die größtmögliche Abmessung oder Durchmesser (d1) der Durchgangsöffnung (11) im Bereich von 1 mm bis 4 mm, bevorzugt 1,4 mm bis 3,5 mm, besonders bevorzugt 1,6 mm bis 3,4 mm beträgt.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (11) einen beliebig wählbaren Querschnitt, insbesondere einen ovalen oder elliptischen Querschnitt aufweist.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) mit Durchgangsöffnung (11) als Stanzteil (9) ausgeführt ist.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (35) integraler Bestandteil des Grundkörpers (3) sind oder mit diesem eine bauliche Einheit bilden.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (35) zur Vermeidung einer Relativbewegung von Fixiermaterial (6) in Richtung der Rückseite (12) gegenüber dem Innenumfang (15) der Durchgangsöffnung (11) wenigstens eine von der Rückseite (12) ausgehend betrachtet am Innenumfang der Durchgangsöffnung (11) im Grundkörper (3) zwischen Rückseite (12) und Vorderseite (13) angeordnete Hinterschneidung (36) umfassen.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterschneidung (36) von wenigstens einem Vorsprung (37) gebildet wird.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:die Durchgangsöffnung (11) ist durch zwei Teilbereiche (16, 17) charakterisiert - einen Teilbereich (17), der sich von der Rückseite (12) in Richtung Vorderseite (13) erstreckt und einen weiteren Teilbereich (16), der sich von Vorderseite (13) in Richtung Rückseite (12) erstreckt;der Vorsprung (37) wird von dem Teilbereich (17) gebildet, der sich von der Rückseite (12) in Richtung Vorderseite (13) erstreckt und der durch geringere Innenabmessungen als der weitere Teilbereich (16) charakterisiert ist;beide Teilbereiche (16, 17) weisen über deren Länge eine gleich bleibende Geometrie mit jeweils in den Teilbereichen konstanten Innenabmessungen auf.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:die Durchgangsöffnung (11) ist durch zwei Teilbereiche (16, 17) charakterisiert - einen Teilbereich (17), der sich von der Rückseite (12) in Richtung Vorderseite (13) erstreckt und einen weiteren Teilbereich (16), der sich von Vorderseite (13) in Richtung Rückseite (12) erstreckt;der Vorsprung (37) wird von dem Teilbereich (17) gebildet, der sich von der Rückseite (12) in Richtung Vorderseite (13) erstreckt und der durch geringere Innenabmessungen als der weitere Teilbereich (16) charakterisiert ist;beide Teilbereiche (16, 17) weisen über deren Länge eine unterschiedliche Geometrie und/oder unterschiedliche Innenabmessungen auf.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (16) von der Vorderseite (13) ausgehend durch eine stetige Verkleinerung der Abmessungen bis zum zweiten Teilbereich (16) charakterisiert ist.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangöffnung (11) einen kreisrunden Querschnitt aufweist und wenigstens der sich von der Vorderseite (13) in Richtung Rückseite (12) erstreckende Teilbereich (16), vorzugsweise auch der andere Teilbereich (17) konisch ausgebildet ist.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterschneidung (36) mittig angeordnet ist.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 15, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:mit jeweils einer Hinterschneidung (36) in beiden Richtungen;die Durchgangsöffnung (11) ist durch drei Teilbereiche charakterisiert - einen ersten Teilbereich, der sich von der Rückseite (12) in Richtung Vorderseite (12) erstreckt, einen zweiten sich daran anschließenden und einen dritten Teilbereich, der sich von Vorderseite (13) in Richtung Rückseite (12) erstreckt;der zweite Teilbereich ist durch kleinere Abmessungen der Durchgangsöffnung (11) als der erste und dritte Teilbereich charakterisiert.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und dritte Teilbereich durch identische Querschnittsabmessungen charakterisiert sind.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung zueinander beabstandet auf einer gemeinsamen Länge zwischen Vorderund Rückseite (13, 12) angeordneten Vorsprüngen vorgesehen sind.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die sich durch die Hinterschneidung (36) ergebende Verringerung der Abmessung senkrecht zur Achsrichtung der Durchgangsöffnung ausgehend von der Achse jeweils im Bereich zwischen 0,05 mm bis 1 mm, vorzugsweise 0,08 mm bis 0,9 mm liegt.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die sich durch die Hinterschneidung (36) ergebende Verringerung der Abmessung senkrecht zur Achsrichtung der Durchgangsöffnung (11) ausgehend von der Achse im Axialschnitt betrachtet jeweils im Bereich zwischen 0,1 mm bis 0,3 mm liegt.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Stanzteil (9) geschliffen wird.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (35) zur Vermeidung einer Relativbewegung von Fixiermaterial in Richtung der Rückseite (12) gegenüber dem Innenumfang (15) der Durchgangsöffnung (11) wenigstens eine zwischen Fixiermaterialpfropfen und einem Teil der Durchgangsöffnung (11) kraftschlüssige Verbindung umfassen.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (35) ein in die Durchgangsöffnung (11) eingebrachtes Element umfassen und der Innenumfang der Durchgangsöffnung und/oder der Außenumfang des Elementes eine Rauhigkeit 2: 10 µm aufweist.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass am Metallstift Mittel (35) zur Verhinderung einer Relativbewegung des Metallstiftes (4) gegenüber dem Fixiermaterial vorgesehen sind.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (35) zur Verhinderung einer Relativbewegung des Metallstiftes (4) gegenüber dem Fixiermaterial mindestens einen in radialer Richtung am Metallstift (4) ausgebildeten Vorsprung umfassen.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung integraler Bestandteil des Metallstiftes (4) ist.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung von einem mit dem Metallstift (4) verbundenen Element gebildet wird.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (35) zur Verhinderung einer Relativbewegung des Metallstiftes (4) gegenüber dem Fixiermaterial eine Vielzahl in axialer Richtung benachbarter und in radialer Richtung am Metallstift (4) ausgebildeten Vorsprünge umfassen.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Metallstifte (4, 5) vorgesehen sind.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigsten zwei Metallstifte (4, 5) parallel zueinander angeordnet sind.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) gemäß einem der Ansprüche 29 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Metallstift (5) als Massestift an der Rückseite (12) des Grundkörpers (3) auf Masse gelegt ist.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass ein Metallstift (4) vorgesehen ist, der in einer Durchgangsöffnung (11) im Grundkörper (3) in einem Fixiermaterial angeordnet ist, sowie einer Hülse (26) des Grundkörpers (3), die auf Masse liegt.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallstift (4) fest mit einem Fixiermaterial ergebend einen Fixiermaterialpfropfen verbunden ist.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallstift (4) mit dem Fixiermaterial verschmolzen ist.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass als Fixiermaterial ein aus einer Glasschmelze gebildeter Glaspfropfen (6) oder ein Hochleistungspolymer eingesetzt wird.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (D) des Grundkörpers (3) zwischen 1,8 mm bis 3,0 mm, bevorzugt 2,0 mm bis 2,6 mm liegt.
- Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) aus einem der nachfolgenden Stähle- St 35- St37- St38- X12CrMoS17- X5CrNi1810- XCrNiS189- X2CrNi1911- X12CrNi177- X5CrNiMo17-12-2- X6CrNiMoTi17-12-2- X6CrNiTi1810- X15CrNiSi25-20- X10CrNi1808- X2CrNiMo17-12-2- X6CrNiMoTi17-12-2ist.
- Verwendung einer Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 37 in einer Zündeinrichtung für Airbags.
- Verwendung einer Metall-Fixiermaterial-Durchführung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 37 in einer Zündeinrichtung für Gurtspanner.
- Gasgenerator (45) umfassend eine Zündeinrichtung (38), wobei die Zündeinrichtung (38) eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 37 umfasst.
- Gasgenerator (45) nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Kaltgasgenerator oder Hybridgenerator ausgeführt ist.
- Airbag umfassend eine Zündeinrichtung, wobei die Zündeinrichtung eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 37 umfasst.
- Gurtspanner umfassend eine Zündeinrichtung, wobei die Zündeinrichtung eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 37 umfasst.
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