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CN102410437B - 环形或板形元件及制造方法 - Google Patents

环形或板形元件及制造方法 Download PDF

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CN102410437B CN201110285227.1A CN201110285227A CN102410437B CN 102410437 B CN102410437 B CN 102410437B CN 201110285227 A CN201110285227 A CN 201110285227A CN 102410437 B CN102410437 B CN 102410437B
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Abstract

本发明涉及一种环形或板形元件及制造方法，所述环形或板形元件尤其是用于金属-固定材料-穿引件，其尤其用于经受高压力的装置，该装置优选为安全气囊的或安全带张紧器的点火器，-环形或板形元件具有贯通开口，其中，所述贯通开口基本上布置在环形或板形元件的中心并且环形或板形元件具有一定厚度。本发明的特征在于，-在贯通开口区域中，环形或板形元件具有露置区；以及-在露置区中环形或板形元件至少具有减小了露置区高度的厚度，所述厚度如下方式地选择，即，可以从具有该减小了的厚度的环形或板形元件上冲裁出贯通开口。

Description

环形或板形元件及制造方法
技术领域
本发明涉及一种环形或板形元件，所述环形或板形元件尤其是用于金属-固定材料-穿引件，所述金属-固定材料-穿引件尤其用于承受高压力的装置，所述装置优选为安全气囊的或安全带张紧器的点火器，以及本发明涉及这样的金属-固定材料-穿引件的应用。
背景技术
金属-固定材料-穿引件在出自现有技术的不同实施方案中是预先公知的。对于金属-固定材料-穿引件而言，理解为是固定材料在金属中真空密封的熔铸件，固定材料特别是指玻璃、玻璃陶瓷或者塑料。在此，金属作为电导体起作用。在此，具有代表性地对US-A-5,345,872、US-A-3,274,937加以参引。这种类型的穿引件在电子学中以及在电子技术中广泛推广。用于融合(einschmelzen)的材料，特别是玻璃在此情况下用作绝缘体。典型的金属-固定材料-穿引件以如下方式构造，即，将金属的内置导体融合到预改型的烧结玻璃部分中，其中，烧结玻璃部分或者说玻璃管融合到具有由环形元件或板形元件构成的所谓基体的外置金属部分中。例如点火装置适用为这样的金属-固定材料-穿引件的优选应用。这样点火装置首要地还被用作机动车的安全气囊和安全带张紧器。在这种情况下，金属-固定材料-穿引件是点火装置的组成部件。整个点火装置除了金属-固定材料-穿引件，还包含点火桥形件、点火剂以及密封地围绕点火机构的金属盖件。一个或者两个或者多于两个的金属销可以引导穿过所述穿引件。在带有金属销的特别优选的实施方式中，壳体接地(Masse)，在优选的分两极的实施方案中，置于销上。
由US2006/0222881A1、US2004/0216631、EP-A-1455160、US2007/0187934A1以及US-A-1813906中公知的是，金属-固定材料-穿引件特别用于安全气囊或安全带张紧器的点火器，这个金属-固定材料-穿引件的特征在于：用于金属销的贯通开口从基体上冲裁出来。在制造基体时，根据US2007/0187934A1，从厚度在1mm至5mm之间、优选在1.5mm至3.5mm之间、特别是在1.8mm至3.0mm之间、相当优选在2.0mm至2.6mm之间的范围内的带状材料上，贯通开口借助冲压工艺来穿透基体D的整个厚度。
固定材料中的金属销穿过基体的处于上述范围内的整个厚度D，被插入冲裁到基体中的进入开口内。
此外，穿引件的贯通开口在根据US2007/0187934A1的具有多个销的实施方案中偏心地布置。
根据US2007/0187934A1从板材上的冲裁过程具有大量缺点。一个缺点在于：从带状材料上进行冲压时，例如从基体的板材上进行冲压时，产生很大份额的材料废料。
由DE102006056077A1公知了对于用烟火技术的保护装置的点火装置，该保护装置具有：包套部，用于对金属销的电流导引部进行位置固定以及用于避免在罩子与金属销之间相对运动的机构。如同在US2007/018934A1的情况下以及在DE102006056077A1的情况下那样，基体被从板材(例如条带材料)上冲裁出来，这产生了大量的材料废料。此外，如同在US2007/0187934A1中的那样，贯通开口被相对于轴向偏离地布置。
EP1491848A1示出了如下的电流导引部，其带有居中布置的、用于销形导体的贯通开口。该贯通开口在其制造方式方面未加介绍并且在基体的整个厚度上延伸。
特别是在具有两个金属销和偏心布置的贯通开口的金属-固定材料-穿引件中，产生以下问题：偏心的贯通开口导致玻璃铸入部薄弱化。
发明内容
由此，本发明的任务是，避免之前所描述的根据现有技术的缺点并且特别是给出用于金属-固定材料-穿引件的呈环形或板形元件形式的基体，该基体可以比现有技术用更少的材料废料、尤其是以冷成型方法进行制造。此外，基体应该能特别简单地制造。
根据本发明，该任务通过构成了金属-固定材料-穿引件所用的基体的板形元件得到解决，该板形元件具有基本上在板形元件的中心布置的贯通开口，其中，板形元件具有厚度(D)并且在板形元件中贯通开口的区域内设置有露置区(Freistellungsbereich)。通过该露置区，在贯通开口区域中板形元件的厚度被减小，确切来说优选方式如下，即，贯通开口可以穿过环形或板形元件在露置区中被冲裁出来。通过冲裁出开口，提供了可特别简单地制造的基体。
如果整个环形或板形元件的厚度例如为4mm，则可以借助如下的露置区来提供在贯通开口区域中减小的厚度DR，所述露置区例如可以借助冲头从经冷成型的材料中压出来。露置区的高度HF为例如1.5mm，于是在厚度D为4mm的情况下，产生在环形或板形元件的区域中减小的厚度2.5mm，应当在该环形或板形元件的区域中制造出所述贯通开口。被减小的为2.5mm的厚度DR于是允许即便在硬的或者固定的材料的情况下(这如同在基体的冷成型过程的情况下存在的那样)，从减小厚度的区域中冲裁出贯通开口。
特别优选的是，环形或板形元件的厚度(D)由于露置区而在20％和60％之间，尤其是30％和50％之间减小。
为了将环形或板形元件与当前所使用的车削构件相兼容，设置为：环形或板形元件的厚度D在3.5至6mm的范围内。为了保证贯通开口区域中的可冲压性，被减小了的厚度优选在1.5mm至4.5mm之间、优选在2.0mm至3.0mm之间。通过所述兼容性可行的是，根据本发明的借助成型方法、尤其是冷成型和冲压所制造的构件被作为通过车削所制造的构件的替代品在安全气囊-点火器中应用，而不需要显著地改变制造方法。
特别优选的是，环形或板形元件由钢制成，尤其是由具有在1重量％至5重量％之间范围的、优选在2重量％至4重量％之间范围的铜份额的不锈钢制成。这种材料实现了，板形元件或者基体可以通过改型方法，尤其是冷改型方法，例如由线状材料进行制造。在这里，例如具有所提供的铜份额的钢制成的线材首先被切下一块，然后将该段线材通过成型方法(例如镦锻)被加工成所希望的形状。这一点仅当材料具有一定的弹性时才是可行的，这种弹性通过所给出的铜份额来达成。通过所介绍的改型，尤其是冷改型，材料被大大地压实或者坚固化。
板形体的材料不仅必须可以通过成型，尤其是冷成型来加工，而且也要保证可靠的可激光焊接性。
令人惊讶地发现，钢，尤其是具有铜份额在1重量％至5重量％的不锈钢将这两个对立的特性统一起来，即，一方面是用于改型，尤其是冷改型方法的足够的弹性，以及另一方面是足够的强度或者抗弯强度，以便在负载下，抵抗高的拉开力或者高的压出力，所述负载例如在点火器中的金属-固定材料-穿引件中可能出现。
经成型的、尤其经冷成型的环形或板形元件基于基本呈圆柱形的线材的圆形或者圆圈形外轮廓，而具有基本上圆形或者圆圈形的外形。为了达到之前所描述的用于在金属-固定材料-穿引件中的金属销的压出力的数值，有利的是，贯通开口以如下的方式构造，即，该贯通开口包括用于避免固定材料和基体的相对运动的机构。
这一点例如以如下方式实现，即，在贯通开口中设置有突起部，或者所述贯通开口具有例如基本上呈圆锥形的走向。
上面所描述的、对于金属-固定材料-穿引件的特征压出力是指那个为了将引入金属-固定材料-穿引件的贯通开口中的固定材料从穿引件中压出所必需使用的力。压出力的大小能以流体静力或者机械的方式加以确定。如果压出力以机械的方式确定，那么将固定材料的面以冲头加载，其中，冲头的压到固定材料上的面小于固定材料的面。
对此可替代地，能以流体静力的方式地测量挤压力。在流体静力式测量的情况下，固定材料被以流体静力的压力，例如水压力来加载并且加以测量，在这种情况中，流体静力的压力将固定材料从贯通开口中排出。
除了根据本发明的用于制造环形元件或板形元件的方法，本发明还提供了用于制造具有这样的用作基体的环形元件或板形元件的金属-固定材料-穿引件的方法，其中，金属-固定材料-穿引件的金属销借助固定材料装嵌(einglasen)到环形元件或板形元件的贯通开口中。
为此，首先将金属销融合到例如可以为玻璃栓塞的固定材料中。然后将玻璃栓塞与金属销一起引入到贯通开口中，玻璃和这里为环形或板形元件的金属环以如下方式加热，即，在冷却之后，金属收缩到固定材料上，固定材料在这里为玻璃栓塞。
在此，同样优选的是，金属销具有用于避免相对运动的机构。其可以特别优选地包括装嵌部中金属销直径的局部扩宽和收缩。在最简单的情况下，该机构通过在金属销中的沟纹(Riffel)来实现，这些沟纹可以例如通过借助合适的压印工具在金属销的滚压来产生。另外的合适的成型和制造方法显然同样被本发明所囊括。
优选给出如下的金属-固定材料-穿引件，其中，设置有两个金属销。因为根据本发明在环形或板形元件中的贯通开口基本上被布置于中心，所以两个金属销弯曲地实施。金属销之一绝缘地引导穿过玻璃栓塞中的贯通开口，而另外那个金属销优选构造为接地销并且与基体导电地连接。
根据本发明的金属-固定材料-穿引件优选在任意实施方案的点火装置中应用。例如可以设置这样的点火装置用于烟火技术的保护装置，尤其是用于安全气囊或安全带张紧器。这样的用烟火技术的保护装置包括：根据本发明的金属-固定材料-穿引件以及与该金属-固定材料-穿引件连接的帽件，其中，在金属-固定材料-穿引件与帽件之间填有推进剂(Treibladung)。具有根据本发明设计的金属-固定材料-穿引件的点火装置可以被用在气体发生器中，气体发生器例如指热气体发生器、冷气体发生器、混合发生器。如前面所提及地，优选的使用领域是烟火技术的保护系统所用的装置，例如用于安全气囊和安全带张紧器。特别优选的是，板形体(尤其是用于金属-固定材料-穿引件)由坯件通过改型方法来制造。
根据本发明的环形或板形元件的其他应用方案同样地被本发明包括。其他优选的应用方案例如是作为压力传感器穿引元件的应用方案。
在用于通过改型制造金属-固定材料-穿引件的方法中，提供坯件，所述坯件尤其是由金属的线状材料所制成，并且该坯件以如下方式进行加工，即，贯通开口可以尤其通过冲压来引入到由该坯件改型得到的环形或板形元件中。
该坯件的加工或者该坯件的造型优选仅通过成型，尤其是冷成型来进行。该方法的加工步骤能以不同的顺序来执行。
可行的但不限于此的顺序包括下列方法步骤：
-提供特别是由线状材料制成的坯件。
-坯件特别是通过镦锻来成型，特别是被冷成型，其中，相对的几何尺寸被改变，获得了具有基本上呈圆形外轮廓的板形元件。
-将露置区引入到板形元件中。
-在将露置区引入到板形元件中后，该露置区使得板形元件在有待制造的贯通开口的区域内具有与板形元件的厚度(特别是基体的厚度)相比更小的厚度，则通过贯通开口的区域内减小的厚度借助冲压工艺来产生贯通开口。
露置区可以引入到坯件中或者引入到环形或板形元件或者基体中，方式为：将坯件或者环形或板形元件压向冲头。在冲头的区域中，坯件或者环形或板形元件的材料，优选为钢，尤其是具有1至5重量％的铜份额的不锈钢基于压力而绕冲头挤压屈服(denStempelumflieβen)。按照这种类型和方式，可以通过冲头将露置区引入到坯件或者环形或板形元件中。替代地可行的是，不将坯件或者环形或板形元件压向冲头，而是将冲头压向坯件或者环形或板形元件的至少一侧。这一点导致，由于压力，板形体的材料在与被施加压力侧对置的侧上被压出来。该过程的结果是又制造出露置区。
除了露置区，如前所述地，可以通过成型、或者改型方法、尤其是冷改型，在与露置区对置的侧上引入另一开口，例如圆锥形的开口。
在引入露置区或者露置区和/或另外的开口之后，在露置区或者另外的开口的区域中引入冲压工具并且通过冲压产生贯通开口。在需要冲压的贯通开口的区域中环形或板形元件的厚度优选被减小，优选减小到1.5mm至4.5mm的数值。
特别优选的是，利用改型过程和冲压工具无切削地制造出呈圆锥形缩窄的贯通开口。
上述方法的优点在于，在金属-固定材料-穿引件中应用的环形或板形元件的制造方案在所有不同的方法步骤中基本上以相同的时间段来进行。这一点意味着：成型尤其是冷成型的步骤、引入露置孔或者露置区或者另外的开口的步骤、以及将贯通开口冲压到环形或板形元件中的步骤基本上要求同样的时间。按着这种类型和方式可行的是，由线状材料出发，用基本上相同的工作周期、在不同的工作站(也就是说，对于冷改型的工作站；对于引入露置孔的工作站；和冲压的工作站)处，制造具有贯通开口的环形或板形元件。如果要求的是，如同例如在现有技术中在通过切削制造或者成型环形或板形元件的情况那样，钻孔不通过冲压工艺，而是借助钻孔工艺引入，那么钻孔步骤需要比改型更长的时间，由此，环形或板形元件的制造，相比于所介绍的改型方法至少需要双倍的时间。
根据本发明的环形或板形元件的另一优点是，在其所介绍的制造方案中，不产生材料废料或者最多产生非常少的材料废料。因此，该环形或板形元件可以特别高效率地制造。
如同之前所说明的那样，优选的是，板形元件由钢，尤其是具有在1重量％至5重量％的区域中的、优选在2.0重量％至4重量％之间的铜份额的不锈钢制成。这样的材料使得如下所述成为可能，即，环形或板形元件或者基体可以通过改型例如由线状材料来制造。在此情况下，首先从具有上面所说明的铜份额的钢质线上切下一块。在另一步骤中，这一块钢质线通过改型(例如镦锻)制成对于板形元件的所希望的外形。这一点仅当材料具有通过所提供的铜份额来实现的一定的弹性时，才是可行的。通过所介绍的改型，材料被大大压实或者坚固化。
但是，材料必须不仅能通过改型，尤其是冷改型来加工，而且必须在例如安全气囊-点火器的应用时必须固定材料在穿引件开口中可靠的保持。对此的衡量尺度尤其是指在点火器中应用中是机械地作用到固定材料上的压出力。对于压出力的量度具有大量的工业标准。压出力例如从1350巴或者1360巴，经1500巴、经1600巴和1750巴直至达到2000巴或者2500巴或者甚至3000巴。所述的数量值是与压出力相对应的压力表达，并且通过之前所描述的方法以流体静力的方式加以测量。在作为点火器的应用中，该数量值与关键的爆破压力相关联。
此外，材料必须保证可靠的可激光焊接性，激光焊接是通用的方法，用以装设点火帽件。
已经表明的是，露置区不仅实现了贯通开口的可冲压性。在露置区中环形或板形元件的厚度减小可以在例如以爆破压力的压力加载时，促进元件发生局部弯曲。发明人已经发现，该弯曲不一定是不利的，而是甚至可以提高在贯通开口中固定材料的拉开阻力，这一点尤其当该贯通开口具有被描述的、用于防止相对运动的机构时是这样的。
这一点可以做如下解释：如果露置区进而露置开口处在元件的背向推压的侧上(一般在底侧上)，压力如其例如在点火器点火时还有在测量拉开力时产生的那样，作用到元件的整个上侧上。元件的折弯首要地依赖于材料的强度和厚度。在露置区以外的区域中，在根据本发明的元件中的材料被如此坚固化并且如此厚，从而使得根本不会发生折弯。然而，在露置区中被减小厚度的区域中，可能发生局部的折弯，这种局部的折弯使得在上侧上的材料被镦锻以及在材料底侧上发生延展。这一点导致，贯通开口从趋势上来讲在上部区域(也就是说，在朝向压力的侧上)被压紧，并且在底侧上被扩宽。如果固定材料(以及优选在其中的金属销)处在贯通开口中，那么在上部区域中，侧向的压力垂直于贯通开口的表面地施加，并且进而垂直于固定材料的装嵌区域的表面地施加并且同时施加到被装嵌的金属销上。该局部的挤压力可能导致贯通开口中的固定材料的压出力的明显提高。这种提高还能被以如下方式地被提升，方式为：在(压紧的)上部区域具有比(扩宽的)下部区域更大的直径。不同的直径优选地代表了用于避免相对运动的机构，所述机构优选通过贯通开口的台阶或者圆锥形走向来实现。
此外，在露置区中环形或板形元件的减小的厚度可以改善所述元件与其他的元件的可焊接性，其他元件例如是指点火器或者压力传感器的盖帽件。在露置区中元件的减小的厚度同样地使得：元件具有相比于露置区厚度更大的环绕式的环形区域。在制造例如点火器或者压力传感器时，在贯通开口中被装嵌的金属销一般位于环形或板形元件上。同样地，可以将第二导体装设在元件的底部上。盖帽件一般被焊接在元件的外周区域上。在焊接盖帽件时，热量不可避免地被给入到元件中。在此，必须想到的是，由于该热量给入，作为固定材料的玻璃不受到损坏。通过露置区限定的环绕式的环形区域具有较大的表面，该表面可以将所给入的热量再次散发出去并且由此降低在固定材料上的温度负载。由此，该环形区域在焊接时可以说是作为焊接边缘。通过被简化的可焊接性，可以在元件进一步加工为最终产品的过程中减少了废品，并且提高了工艺稳定性。
除了用于制造环形或板形元件的所介绍的方法，可以在用于制造具有这样的作为基体的环形或板形元件的金属-固定材料-穿引件的方法中，首先如上所述地制造环形或板形元件。随后，金属销可以被融合到固定材料中，固定材料可以例如为玻璃栓塞。然后，玻璃栓塞连同金属销一起被引入到贯通开口中，以及玻璃和这里为环形或板形元件的金属环被加热，从而使得在冷却后，金属收缩到这里为玻璃栓塞的固定材料上。
优选的是如下的用于制造金属-固定材料-穿引件的方法，其中设置有两个金属销。因为板形元件中的贯通开口基本上被布置在中心，所以这两个金属销被弯曲地实施。金属销之一绝缘地引导穿过玻璃栓塞中的贯通开口，而另外那个金属销优选被构造为接地销，并且与基体导电地连接，例如通过硬钎焊来进行连接。
附图说明
下面，对根据本发明的解决方案结合附图加以阐释，但不限于所述附图。其中，下列分别为：
图1a-1c示出根据本发明的环形或板形元件；
图2a-2c示出根据现有技术的环形或板形元件；
图3a-3c示出根据本发明的金属-固定材料-穿引件；
图4a-4c示出根据现有技术的金属-固定材料-穿引件；
图5a-5d示出根据本发明的用于制造环形或板形元件的方法；
图6a-6b示出通过改型制成的以及通过切削制成的环形或者板形体的金相磨片中的分相线的对比。
具体实施方式
在图1a-1c中示出了根据本发明的环形或者板形的构造件或者元件，该元件基本上用作用于金属-固定材料-穿引件的基体。环形或板形元件1如图1b在俯视图中示出地具有基本上呈圆形的外轮廓3。环形或者板形体1优选通过改型过程(尤其冷改型过程)例如由线材制造。在此情况下，首先从线材上切下一块，随后，这段线材通过改型方法(尤其通过镦锻方法)加工成环形或者圆形的形状，如同在图1b俯视图中的和图1c以三维视图从背侧14所示出的那样。
紧接着，例如通过冲头将露置区5引入到经改型的部件1中。在利用冲头引入露置区时，已改型的材料绕冲头挤压屈服。
方法步骤的顺序仅为示例性的。可替代地，可以首先引入露置区，将设有露置区的环形元件通过改型过程，尤其冷改型过程制成所希望的外形。
露置区的高度或者说厚度为HF，露置区同样地基本上呈圆形，如同俯视图在图1b中从背侧14所示的那样。
整个通过改型过程所获得的环形元件的厚度为D。因此，材料在如下的区域内被薄弱化，在所述区域内，贯通开口相对于环形体的旋转轴线R基本上同中心地引入，从而在环形元件1中的贯通开口10必须穿透的坚实材料仅为DR。优选的是，环形体的厚度D通过加工出露置区而在20％与60％之间、尤其在30％与50％之间减小。如果存在具有高度或者厚度HF的唯一的露置区的话，那么于是该高度或者厚度HF则为环形或者板形体的厚度D的20％和60％之间、尤其是30％和50％之间。环形或板形元件的厚度D优选在3.5mm至6mm之间并且有待冲裁的区域的厚度DR在1.5mm和4.5mm之间。如果环形元件1用在金属-固定材料-穿引件中，那么将处在例如为玻璃栓塞的固定材料中的金属销引入到贯通开口10中。于是，玻璃栓塞贴靠在贯通开口的壁上。为了即便在高压力下仍避免装嵌到玻璃栓塞中的金属销被从贯通开口10中压出来，设置有一机构，以便防止从板形元件1的正面12到背侧14的相对运动。在本实施例中，这一点以如下方式实现，即，贯通开口至少在区域20上呈圆锥形地缩窄。
图2a-2c相比于图1a-1c示出根据现有技术的环形或板形元件。
根据现有技术的环形或板形元件100被切削式地制造，或者作为经改型的构件例如由线状区段获得。
为了装嵌金属销，将贯通开口110引入到构件100中。对照于图1a，引入到环形或者板形体(为了金属-固定材料-穿引件制造的环形或者板形基体)中的贯通开口110是偏心的，也就是说，相对于旋转轴线R错开地引入。由于偏心的布置方式和贯通开口必须穿透的非常大的厚度DS，不可行的是，贯通开口从冷成型的环形或板形元件100上冲裁出来。贯通开口110宁可通过钻孔方法引入到具有例如为4.5mm厚度DS的基体中。这相对于冲压步骤是更为昂贵的方法，尤其这种钻孔方法要求相比于用改型方法制造环形或者板形构件或者元件的更长的时间。因此，钻穿是尤其需要的，这是因为材料历经改型过程已被大大压实，从而使得简单的冲裁不再可行。图2b示出根据现有技术的板形元件100的俯视图，图2c示出三维视图。可以明显地辨识出偏心布置的贯通开口110。
在图3a至3c中，示出根据本发明根据图1a-1c的环形元件在金属-固定材料-穿引件中的应用方案，尤其用于安全气囊-点火器、安全带张紧器。在此情况下，图3a示出了根据图1a的剖视图，图3b示出了根据图1b的俯视图，并且图3c示出了从背侧14看的根据图1c的透视视图。
如图1a和1c的相同的构件被以相同的附图标记进行标示。
明显可被辨识的是环形元件1。此外，例如借助冲头由已改型的环形或板形元件1压出的露置区5也可被辨识。在冲头上方，可辨识到由厚度为DR的剩余材料冲裁出的、在这里具有圆锥形走向20的贯通开口10。在根据图3a-3c的实施例中，圆锥度在整个贯通开口的长度上引入，而在替代的实施方式中，圆锥度可以仅在贯通开口的长度的一部分之上延伸，也就是说，贯通开口于是具有两个区段，圆锥形区段和跟随的非圆锥形区段。圆锥形区段可以例如通过改型或者成型制造，并且非圆锥形区段通过冲压制造。
可替代地，同样可行的是，将露置区借助切削方法通过削除材料而产生，例如通过钻孔和/或铣削。同样可行的是，对方法加以组合，例如方式为：将露置区首先在改型时，通过之前所描述的工艺被加以预成型，并且接下来，通过切削方法(如铣削和/或钻孔)最终成型。由此，“露置区”这一概念在本发明的意义中不依赖于其产生的类型和方式地应用。露置区尤其地包括通过改型的产生方案和通过切削方法(如铣削和/或钻孔)的产生方案。由此，露置区这一概念也可以同义于露置孔地应用。
环形或板形元件用于具有总共两个金属销50、52的金属-固定材料-穿引件的基础。金属销50在固定材料60中(这里是玻璃材料，但也可以是玻璃陶瓷材料或者陶瓷材料)相对于环形或者板形基体1绝缘地从正面引导贯穿至背侧，而第二金属销52用作接地销。此外，第二金属销52直接与环形或者板形体1连接。金属销50还有金属销52都弯曲地实施。两个金属销的弯拱部被以54或56标示并且能被明显地辨识。
此外，金属销50自身设有在金属销50上的机构62，该机构62嵌入到玻璃栓塞中并且因此即便在高压力下，仍避免金属销从玻璃栓塞60中(金属销被装嵌在玻璃栓塞60中)压出来。
将金属销50装嵌到固定材料10中的过程通过融合来进行。一旦金属销被融合到固定材料中，玻璃栓塞连同金属销一起被引入到贯通开口10中。随后，玻璃栓塞连同环形或板形元件(亦即基体)一起被加热，从而在冷却后，环形或板形元件的金属收缩到固定材料上，固定材料在这里为玻璃材料，如同已经在之前在玻璃栓塞的制造方案中那样，其中，金属销被引入玻璃栓塞中。用作接地部的金属销52与板形元件导电地连接，例如通过硬钎焊进行连接。钎焊部位被以70标示。
图3b从背侧14示出根据本发明的金属-固定材料-穿引件的俯视图。在该俯视图中明显地可辨识出：在环形或板形元件1中居于中心的穿引件10。此外，可明显地辨识出被折弯的金属销50或者52。尤其对于金属销50而言明显可辨识出，金属销在其端部72处相对于环形或者板形基体的中心R错开，也就是发生弯曲。这一点也适用于金属销52。被折弯的销也可以很好地在图3c中的视图中被辨识。整个金属-固定材料-穿引件在图3c中的视图显示出接地销的钎焊区70以及在环形或者板形基体中的露置区5。对于根据本发明的具有作为基体的环形或板形元件(其具有露置区5)的金属-固定材料-穿引件而言，表明特征的是：金属销到基体中的装嵌20仅在部分区域上实现，即，仅在贯通开口的厚度DR上实现而不是在基体的整个厚度D上实现。与之相对照地，根据现有技术的金属-固定材料-穿引件的装嵌，如在图4a-4c中示出地，在环形或者板形成型的基体的整个厚度DS上实现，如其在图2a-2c中所示的那样。装嵌部160同样地又连带着处在环形或板形元件的贯通开口110中的金属销150一起施行。金属销150被装嵌到装嵌部160中，而将测量销152钎焊到环形或者板形基体100上。两个金属销150和152被直线式地实施。
图4b示出了根据图4a的金属-固定材料-穿引件的俯视图。与图4a中同样的构件被以相同的附图标记标示。如同明显可辨识出地，金属销150、152不具有被折弯的结构。图4c是根据图4a-4b的构件的背侧114的透视视图。
在图5a中示出用于板形元件的制造方法的实施方式的不同的站。在第一站中，从线状材料1000上分离或者说切下坯件1010。在第二步骤中，也就是说，在第二站处(在制造过程中被切下的坯件被传送给第二站)坯件1010通过镦锻加以成型，尤其是被冷成型，直至外尺寸相应于有待加工的环形或板形元件所必须具有的外尺寸。在这里，相对几何尺寸发生变化，在这里，坯件通过镦锻方法而变得更宽。在接下来的第三站中，经改型的板形元件1020被以压力1030压向冲头1040。环形或板形元件的材料基于环形或板形元件压向冲头的压力而围绕冲头。因此，冲头区域中的材料从板形元件上去除，并且留有在第四站中所示出的具有露置开口或者露置区1050的板形元件。前述方法步骤的顺序的说明仅为示例性的。也可以首先将露置开口引入到坯件中并且随后实行改型。也可行的是，站2中的改型步骤和例如通过在站3中的成型而引入露置区的步骤在唯一的站(例如站2)中实施。站3于是就取消了。
通过露置区，在环形或板形元件的区域1060中板形元件的厚度D被大大地减小，即减小至厚度DR。在此情况下，环形或板形元件的厚度D减小了20％和60％之间，、尤其是30％和50％之间，也就是说，厚度DR为厚度D的80％和40％之间，优选为70％和60％之间。这是，在第五方法步骤中，将冲压工具1060引入到露置孔中，并且通过冲压步骤，例如穿透具有减小的厚度的环形或板形元件，挖出圆锥形的贯通开口1070。基本上如同在第五站所显示地那样，产生具有露置孔和贯通开口的环形或板形元件。根据本发明的方法的长处在于，对于每个所提供的站，也就是从线状基材上切下、改型、引入露置孔或者露置区、以及从具有减小厚度的板形元件上冲裁出贯通开口这些步骤而言，基本上存在相同的加工步骤周期时间。因此，根据本发明的方法实现了非常高度的自动化。
在图5b和5c中，示出了用于通过成型引入露置区和/或另外的开口的、两个原理上可行的示例性方法。在图5b中如同在图5a中的第三步骤中的那样，将环形或板形元件1020压向冲头1040，从而使得材料绕冲头挤压屈服并且由此产生露置孔和/或另外的开口。可替代地可行的是，如同在图5c中示出地，不是将板形基体1020压向冲头1040，而是反过来将冲头1040压向环形或者板形基体1020。随后，由于压力，在环形或者板形体的与冲头对置的侧上，将材料输送出来。因此又实现了产生具有露置区和/或另外的开口的环形或板形元件。
在图5d中示出如下的方法，其中，附加于露置区1050地，在对置的侧2050上引入另一开口2100，之后于是打穿所得到的剩余厚度RD。对于相同的构件，在图5a-5c中应用相同的附图标记。优选的是，引入可以优选为圆锥形的另一开口，通过成型方法例如借助冲头来引入。相当优选但非必须的是，在第二站中改型步骤时已经引入露置区1050以及在与露置区1050对置的侧2050上引入优选为圆锥形的另一开口2100，同样地尤其通过成型来引入。这样的优点是，仅需要一个方法步骤。通过引入另一开口，在冲压站中仅需要穿透在另一开口2100与露置区1050之间的剩余厚度RD，以便提供贯通开口，将金属销装嵌到该贯通开口中。如同明显可辨识地，例如贯通开口2200具有两个区域：圆锥形区域或者说圆锥形开口2100以及冲裁出的区域2300。由此，圆锥形开口利用可替代的方法可以特别简单地产生，即通过优选依照改型步骤的成型方法来产生。不言而喻的是，可以如在图5a中的方法那样在站2中，首先对坯件进行镦锻，随后在这个步骤中制造露置孔和/或另外的开口。在这里，需要穿透的剩余厚度RD处在整个厚度D的10％和70％之间，优选处在环形或板形元件的整个厚度D的30％和50％之间。
在图6a中示出了凭借改型方法和冲压方法所制造的环形或板形元件1(如同在图1a中所示)的金相磨片。
与在图1a中的相同的构件被以相同的附图标记标示。
如同由根据图6a的金相磨片所得出的那样，根据根据本发明的方法所制造的环形或板形元件1通过结构线/屈服线1500来表明特征，所述结构线/屈服线1500已在区域1600中通过改型过程而发生折曲(beugen)。
与之相对照地，图6b示出的是借助切削制造的构件100，构件100尤其是指车削部件。再次绘出结构线/屈服线2000。这些结构线/屈服线2000基本上是平行的并且表现出与如下杆材相同的方向，由所述杆材制造出如同图6b中所示的环形或者板形构件100。贯通开口110从构件100中钻穿出来。
利用本发明，首次提供了如下的环形或板形元件，其以简单的方式制造，并且因兼容根据现有技术的金属-固定材料-穿引件而出众，由此，实现了装设到常规的点火器或者安全气囊中。尤其利用本发明可行的是，高品质的、已存在的点火器设计所用的金属-固定材料-穿引件被以更节省材料的方式制造出来。特别是还提供了如下的方法，凭借所述方法能以特别简单的方式制造出圆锥形贯通开口，所述圆锥形贯通开口是贯通开口的具有用于避免相对运动的机构一种实施方式。此外，提供了一种方法，根据该方法能以简单的方式制造出板形元件。

Claims (37)

1.环形或板形元件(1)，所述环形或板形元件(1)用于金属-固定材料-穿引件，所述金属-固定材料-穿引件是借助固定材料装嵌有金属销的穿引件，
所述环形或板形元件(1)具有贯通开口(10)，其中，所述贯通开口(10)基本上布置在所述环形或板形元件(1)的中心并且所述板形元件(1)具有厚度(D)，其特征在于，
所述环形或板形元件基本上具有圆形的外形(3)，并且通过冷改型方法，由线状元件获得，以及
在所述贯通开口(10)区域中，所述环形或板形元件(1)具有露置区(5)，并且在所述露置区(5)中所述环形或板形元件(1)至少具有减小了所述露置区(5)高度(HF)的厚度(DR)，该减小了的厚度(DR)以如下方式选择，即，能够从具有所述减小了的厚度(DR)的所述环形或板形元件上冲裁出所述贯通开口。
2.根据权利要求1所述的环形或板形元件，其特征在于，在露置区中所述环形或板形元件的厚度(D)在20％和90％之间减小。
3.根据权利要求1所述的环形或板形元件，其特征在于，所述环形或板形元件的厚度(D)大于3.5mm，和/或所述减小了的厚度(DR)处在1.5mm至4.5mm的范围内，和/或剩余厚度(RD)处在0.35mm至4.2mm的范围内。
4.根据权利要求1至3之一所述的环形或板形元件，其特征在于，所述环形或板形元件由钢制成。
5.根据权利要求1至3之一所述的环形或板形元件，其特征在于，所述贯通开口(10)具有用于避免相对运动的机构。
6.根据权利要求1所述的环形或板形元件，其特征在于，所述金属-固定材料-穿引件用于经受高压力的装置。
7.根据权利要求6所述的环形或板形元件，其特征在于，所述装置为安全气囊的或安全带张紧器的点火器。
8.根据权利要求1所述的环形或板形元件，其特征在于，所述环形或板形元件具有圆圈形的外形(3)。
9.根据权利要求1所述的环形或板形元件，其特征在于，在露置区中所述环形或板形元件的厚度(D)在30％和70％之间减小。
10.根据权利要求1所述的环形或板形元件，其特征在于，在露置区中所述环形或板形元件的厚度(D)在40％和50％之间减小。
11.根据权利要求3所述的环形或板形元件，其特征在于，所述环形或板形元件的厚度(D)在3.5mm至6.0mm之间的范围内。
12.根据权利要求3所述的环形或板形元件，其特征在于，所述减小了的厚度(DR)处在2.0mm至2.6mm的范围内。
13.根据权利要求3所述的环形或板形元件，其特征在于，剩余厚度(RD)处在1.1mm至3.0mm的范围内。
14.根据权利要求1至3之一所述的环形或板形元件，其特征在于，所述环形或板形元件具有铜份额为1重量％至5重量％的不锈钢制成。
15.根据权利要求1至3之一所述的环形或板形元件，其特征在于，所述环形或板形元件具有铜份额为2.0重量％至4重量％的不锈钢制成。
16.根据权利要求1至3之一所述的环形或板形元件，其特征在于，所述贯通开口(10)至少部分具有基本上呈圆锥形的走向(20)。
17.金属-固定材料-穿引件，所述金属-固定材料-穿引件具有：
金属销(50)，所述金属销(50)在基体中的开口中布置在固定材料(60)中，
其特征在于，所述基体是根据权利要求1至16之一所述的环形或板形元件(1)，并且用于所述金属销(50)的所述开口是所述环形或板形元件的贯通开口(10)。
18.根据权利要求17所述的金属-固定材料-穿引件，其特征在于，所述金属销(50)弯曲地实施。
19.根据权利要求17至18之一所述的金属-固定材料-穿引件，其特征在于，所述金属-固定材料-穿引件包括另外的金属销(52)。
20.根据权利要求17所述的金属-固定材料-穿引件，其特征在于，所述金属-固定材料-穿引件用于经受高压力的装置。
21.根据权利要求20所述的金属-固定材料-穿引件，其特征在于，所述装置为安全气囊的或安全带张紧器的点火器。
22.根据权利要求19所述的金属-固定材料-穿引件，其特征在于，所述另外的金属销(52)构造为接地销并且与所述基体导电地连接。
23.根据权利要求17至18之一所述的金属-固定材料-穿引件在下列领域之一中的应用：
-用在安全气囊的点火装置中；
-用在安全带张紧器的点火装置中。
24.用于制造根据权利要求1至16之一所述的环形或板形元件的方法，所述环形或板形元件具有贯通开口，其中，提供坯件(1000)，并且所述坯件(1000)以如下方式经受加工，即，能够将贯通开口(1070)通过冲压引入到由所述坯件(1000)改型成的环形或板形元件(1010)中。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，对所述坯件(1000)的加工包括成型。
26.根据权利要求24至25之一所述的方法，其特征在于，
-为了引入露置区(1050)和/或另外的开口，将所述坯件(1000)或者所述环形或板形元件(1010)压向冲头(1040)，并且使所述坯件(1000)或者所述环形或板形元件(1010)的材料绕冲头挤压屈服，
或者
-为了引入露置区(1050)和/或另外地开口，将冲头(1040)向所述坯件(1000)或者所述环形或板形元件(1010)的一侧挤压，并且将所述坯件(1000)或者所述环形或板形元件的材料在板形元件的对置侧上压出。
27.根据权利要求24至25之一所述的方法，其特征在于，在引入所述露置区(1050)和/或另外地开口之后，将冲压工具(1060)引入到所述露置区中，以便通过冲压提供所述贯通开口(1070)。
28.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述环形或板形元件用于金属-固定材料-穿引件，所述金属-固定材料-穿引件是借助固定材料装嵌有金属销的穿引件。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述金属-固定材料-穿引件用于经受高压力的装置。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述装置为安全气囊的或安全带张紧器的点火器。
31.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，坯件由线状材料制成。
32.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，对所述坯件(1000)的加工包括冷成型。
33.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，对所述坯件(1000)的加工包括镦锻。
34.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，环形或板形元件是根据权利要求1至3之一所述的环形或板形元件。
35.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述另外的开口是呈圆锥形的开口(2100)。
36.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述另外的开口是呈圆锥形的开口(2100)。
37.用于制造金属-固定材料-穿引件的方法，包括下列的步骤：
-根据权利要求24至36之一所述制造板形元件；
-制造固定材料(60)，所述固定材料(60)包纳至少一个置入到所述固定材料(60)中的金属销；
-将带有所述金属销(50)的固定材料(60)装入到板形元件(1、1010)的贯通开口(10、1070)中；
-使板形材料(1、1010)和固定材料(60)软化，并且随后加以冷却，从而在所述固定材料与所述板形元件的材料之间构成力锁合的连接。
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