專利名稱：環(huán)形或板形元件及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)形或板形元件，所述環(huán)形或板形元件尤其是用于金屬-固定材料-穿引件，所述金屬-固定材料-穿引件尤其用于承受高壓力的裝置，所述裝置優(yōu)選為安全氣囊的或安全帶張緊器的點火器，以及本發(fā)明涉及這樣的金屬-固定材料-穿引件的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
金屬-固定材料-穿引件在出自現(xiàn)有技術(shù)的不同實施方案中是預(yù)先公知的。對于金屬-固定材料-穿引件而言，理解為是固定材料在金屬中真空密封的熔鑄件，固定材料特別是指玻璃、玻璃陶瓷或者塑料。在此，金屬作為電導(dǎo)體起作用。在此，具有代表性地對 US-A-5, 345，872、US-A-3，274，937加以參引。這種類型的穿引件在電子學(xué)中以及在電子技術(shù)中廣泛推廣。用于融合(einschmelzen)的材料，特別是玻璃在此情況下用作絕緣體。典型的金屬-固定材料-穿引件以如下方式構(gòu)造，即，將金屬的內(nèi)置導(dǎo)體融合到預(yù)改型的燒結(jié)玻璃部分中，其中，燒結(jié)玻璃部分或者說玻璃管融合到具有由環(huán)形元件或板形元件構(gòu)成的所謂基體的外置金屬部分中。例如點火裝置適用為這樣的金屬-固定材料-穿引件的優(yōu)選應(yīng)用。這樣點火裝置首要地還被用作機動車的安全氣囊和安全帶張緊器。在這種情況下， 金屬-固定材料-穿引件是點火裝置的組成部件。整個點火裝置除了金屬-固定材料-穿引件，還包含點火橋形件、點火劑以及密封地圍繞點火機構(gòu)的金屬蓋件。一個或者兩個或者多于兩個的金屬銷可以引導(dǎo)穿過所述穿引件。在帶有金屬銷的特別優(yōu)選的實施方式中，殼體接地(Masse)，在優(yōu)選的分兩極的實施方案中，置于銷上。由 US 2006/0222881 AUUS 2004/0216631、EP_A_1 455 160、US2007/0187934 Al 以及US-A-I 813 906中公知的是，金屬-固定材料-穿引件特別用于安全氣囊或安全帶張緊器的點火器，這個金屬-固定材料-穿引件的特征在于用于金屬銷的貫通開口從基體上沖裁出來。在制造基體時，根據(jù)US 2007/0187934 Al，從厚度在Imm至5mm之間、優(yōu)選在 1. 5mm至3. 5mm之間、特別是在1. 8mm至3. Omm之間、相當(dāng)優(yōu)選在2. Omm至2. 6mm之間的范圍內(nèi)的帶狀材料上，貫通開口借助沖壓工藝來穿透基體D的整個厚度。固定材料中的金屬銷穿過基體的處于上述范圍內(nèi)的整個厚度D，被插入沖裁到基體中的進入開口內(nèi)。此外，穿引件的貫通開口在根據(jù)US 2007/0187934 Al的具有多個銷的實施方案中偏心地布置。根據(jù)US 2007/0187934 Al從板材上的沖裁過程具有大量缺點。一個缺點在于從帶狀材料上進行沖壓時，例如從基體的板材上進行沖壓時，產(chǎn)生很大份額的材料廢料。由DE 10 2006 056077 Al公知了對于用煙火技術(shù)的保護裝置的點火裝置，該保護裝置具有包套部，用于對金屬銷的電流導(dǎo)引部進行位置固定以及用于避免在罩子與金屬銷之間相對運動的機構(gòu)。如同在US 2007/018934 Al的情況下以及在DE 10 2006 056 077 Al的情況下那樣，基體被從板材(例如條帶材料)上沖裁出來，這產(chǎn)生了大量的材料廢料。此外，如同在US 2007/0187934A1中的那樣，貫通開口被相對于軸向偏離地布置。EP 1 491 848 Al示出了如下的電流導(dǎo)引部，其帶有居中布置的、用于銷形導(dǎo)體的貫通開口。該貫通開口在其制造方式方面未加介紹并且在基體的整個厚度上延伸。特別是在具有兩個金屬銷和偏心布置的貫通開口的金屬-固定材料-穿引件中， 產(chǎn)生以下問題偏心的貫通開口導(dǎo)致玻璃鑄入部薄弱化。

發(fā)明內(nèi)容
由此，本發(fā)明的任務(wù)是，避免之前所描述的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的缺點并且特別是給出用于金屬-固定材料-穿引件的呈環(huán)形或板形元件形式的基體，該基體可以比現(xiàn)有技術(shù)用更少的材料廢料、尤其是以冷成型方法進行制造。此外，基體應(yīng)該能特別簡單地制造。根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過構(gòu)成了金屬-固定材料-穿引件所用的基體的板形元件得到解決，該板形元件具有基本上在板形元件的中心布置的貫通開口，其中，板形元件具有厚度(D)并且在板形元件中貫通開口的區(qū)域內(nèi)設(shè)置有露置區(qū)(Freistellimgsbereich)。通過該露置區(qū)，在貫通開口區(qū)域中板形元件的厚度被減小，確切來說優(yōu)選方式如下，即，貫通開口可以穿過環(huán)形或板形元件在露置區(qū)中被沖裁出來。通過沖裁出開口，提供了可特別簡單地制造的基體。如果整個環(huán)形或板形元件的厚度例如為4mm，則可以借助如下的露置區(qū)來提供在貫通開口區(qū)域中減小的厚度DR，所述露置區(qū)例如可以借助沖頭從經(jīng)冷成型的材料中壓出來。露置區(qū)的高度HF為例如1. 5mm,于是在厚度D為4mm的情況下，產(chǎn)生在環(huán)形或板形元件的區(qū)域中減小的厚度2. 5mm,應(yīng)當(dāng)在該環(huán)形或板形元件的區(qū)域中制造出所述貫通開口。被減小的為2. 5mm的厚度DR于是允許即便在硬的或者固定的材料的情況下(這如同在基體的冷成型過程的情況下存在的那樣)，從減小厚度的區(qū)域中沖裁出貫通開口。特別優(yōu)選的是，環(huán)形或板形元件的厚度(D)由于露置區(qū)而在20%和60%之間，尤其是30%和50%之間減小。為了將環(huán)形或板形元件與當(dāng)前所使用的車削構(gòu)件相兼容，設(shè)置為環(huán)形或板形元件的厚度D在3. 5至6mm的范圍內(nèi)。為了保證貫通開口區(qū)域中的可沖壓性，被減小了的厚度優(yōu)選在1. 5mm至4. 5mm之間、優(yōu)選在2. Omm至3. Omm之間。通過所述兼容性可行的是，根據(jù)本發(fā)明的借助成型方法、尤其是冷成型和沖壓所制造的構(gòu)件被作為通過車削所制造的構(gòu)件的替代品在安全氣囊-點火器中應(yīng)用，而不需要顯著地改變制造方法。特別優(yōu)選的是，環(huán)形或板形元件由鋼制成，尤其是由具有在1重量％至5重量％之間范圍的、優(yōu)選在2重量％至4重量％之間范圍的銅份額的不銹鋼制成。這種材料實現(xiàn)了， 板形元件或者基體可以通過改型方法，尤其是冷改型方法，例如由線狀材料進行制造。在這里，例如具有所提供的銅份額的鋼制成的線材首先被切下一塊，然后將該段線材通過成型方法(例如鐓鍛)被加工成所希望的形狀。這一點僅當(dāng)材料具有一定的彈性時才是可行的， 這種彈性通過所給出的銅份額來達成。通過所介紹的改型，尤其是冷改型，材料被大大地壓實或者堅固化。板形體的材料不僅必須可以通過成型，尤其是冷成型來加工，而且也要保證可靠的可激光焊接性。令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，鋼，尤其是具有銅份額在1重量％至5重量％的不銹鋼將這兩個對立的特性統(tǒng)一起來，即，一方面是用于改型，尤其是冷改型方法的足夠的彈性，以及另一方面是足夠的強度或者抗彎強度，以便在負載下，抵抗高的拉開力或者高的壓出力，所述負載例如在點火器中的金屬-固定材料-穿引件中可能出現(xiàn)。經(jīng)成型的、尤其經(jīng)冷成型的環(huán)形或板形元件基于基本呈圓柱形的線材的圓形或者圓圈形外輪廓，而具有基本上圓形或者圓圈形的外形。為了達到之前所描述的用于在金屬-固定材料-穿引件中的金屬銷的壓出力的數(shù)值，有利的是，貫通開口以如下的方式構(gòu)造，即，該貫通開口包括用于避免固定材料和基體的相對運動的機構(gòu)。這一點例如以如下方式實現(xiàn)，即，在貫通開口中設(shè)置有突起部，或者所述貫通開口具有例如基本上呈圓錐形的走向。上面所描述的、對于金屬-固定材料-穿引件的特征壓出力是指那個為了將引入金屬-固定材料-穿引件的貫通開口中的固定材料從穿引件中壓出所必需使用的力。壓出力的大小能以流體靜力或者機械的方式加以確定。如果壓出力以機械的方式確定，那么將固定材料的面以沖頭加載，其中，沖頭的壓到固定材料上的面小于固定材料的面。對此可替代地，能以流體靜力的方式地測量擠壓力。在流體靜力式測量的情況下， 固定材料被以流體靜力的壓力，例如水壓力來加載并且加以測量，在這種情況中，流體靜力的壓力將固定材料從貫通開口中排出。除了根據(jù)本發(fā)明的用于制造環(huán)形元件或板形元件的方法，本發(fā)明還提供了用于制造具有這樣的用作基體的環(huán)形元件或板形元件的金屬-固定材料-穿引件的方法，其中，金屬-固定材料-穿引件的金屬銷借助固定材料裝嵌(einglasen)到環(huán)形元件或板形元件的貫通開口中。為此，首先將金屬銷融合到例如可以為玻璃栓塞的固定材料中。然后將玻璃栓塞與金屬銷一起引入到貫通開口中，玻璃和這里為環(huán)形或板形元件的金屬環(huán)以如下方式加熱，即，在冷卻之后，金屬收縮到固定材料上，固定材料在這里為玻璃栓塞。在此，同樣優(yōu)選的是，金屬銷具有用于避免相對運動的機構(gòu)。其可以特別優(yōu)選地包括裝嵌部中金屬銷直徑的局部擴寬和收縮。在最簡單的情況下，該機構(gòu)通過在金屬銷中的溝紋(Riffel)來實現(xiàn)，這些溝紋可以例如通過借助合適的壓印工具在金屬銷的滾壓來產(chǎn)生。另外的合適的成型和制造方法顯然同樣被本發(fā)明所囊括。優(yōu)選給出如下的金屬-固定材料-穿引件，其中，設(shè)置有兩個金屬銷。因為根據(jù)本發(fā)明在環(huán)形或板形元件中的貫通開口基本上被布置于中心，所以兩個金屬銷彎曲地實施。 金屬銷之一絕緣地引導(dǎo)穿過玻璃栓塞中的貫通開口，而另外那個金屬銷優(yōu)選構(gòu)造為接地銷并且與基體導(dǎo)電地連接。根據(jù)本發(fā)明的金屬-固定材料-穿引件優(yōu)選在任意實施方案的點火裝置中應(yīng)用。 例如可以設(shè)置這樣的點火裝置用于煙火技術(shù)的保護裝置，尤其是用于安全氣囊或安全帶張緊器。這樣的用煙火技術(shù)的保護裝置包括根據(jù)本發(fā)明的金屬-固定材料-穿引件以及與該金屬-固定材料-穿引件連接的帽件，其中，在金屬-固定材料-穿引件與帽件之間填有推進劑(Treibladimg)。具有根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的金屬_固定材料-穿引件的點火裝置可以被用在氣體發(fā)生器中，氣體發(fā)生器例如指熱氣體發(fā)生器、冷氣體發(fā)生器、混合發(fā)生器。如前面所提及地，優(yōu)選的使用領(lǐng)域是煙火技術(shù)的保護系統(tǒng)所用的裝置，例如用于安全氣囊和安全帶張緊器。特別優(yōu)選的是，板形體(尤其是用于金屬-固定材料-穿引件)由坯件通過改型方法來制造。根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形或板形元件的其他應(yīng)用方案同樣地被本發(fā)明包括。其他優(yōu)選的應(yīng)用方案例如是作為壓力傳感器穿引元件的應(yīng)用方案。在用于通過改型制造金屬-固定材料-穿引件的方法中，提供坯件，所述坯件尤其是由金屬的線狀材料所制成，并且該坯件以如下方式進行加工，即，貫通開口可以尤其通過沖壓來引入到由該坯件改型得到的環(huán)形或板形元件中。該坯件的加工或者該坯件的造型優(yōu)選僅通過成型，尤其是冷成型來進行。該方法的加工步驟能以不同的順序來執(zhí)行?？尚械牡幌抻诖说捻樞虬ㄏ铝蟹椒ú襟E-提供特別是由線狀材料制成的坯件。-坯件特別是通過鐓鍛來成型，特別是被冷成型，其中，相對的幾何尺寸被改變，獲得了具有基本上呈圓形外輪廓的板形元件。-將露置區(qū)引入到板形元件中。-在將露置區(qū)引入到板形元件中后，該露置區(qū)使得板形元件在有待制造的貫通開口的區(qū)域內(nèi)具有與板形元件的厚度(特別是基體的厚度)相比更小的厚度，則通過貫通開口的區(qū)域內(nèi)減小的厚度借助沖壓工藝來產(chǎn)生貫通開口。露置區(qū)可以引入到坯件中或者引入到環(huán)形或板形元件或者基體中，方式為將坯件或者環(huán)形或板形元件壓向沖頭。在沖頭的區(qū)域中，坯件或者環(huán)形或板形元件的材料， 優(yōu)選為鋼，尤其是具有1至5重量％的銅份額的不銹鋼基于壓力而繞沖頭擠壓屈服(den Stempel umflie β en)。按照這種類型和方式，可以通過沖頭將露置區(qū)引入到坯件或者環(huán)形或板形元件中。替代地可行的是，不將坯件或者環(huán)形或板形元件壓向沖頭，而是將沖頭壓向坯件或者環(huán)形或板形元件的至少一側(cè)。這一點導(dǎo)致，由于壓力，板形體的材料在與被施加壓力側(cè)對置的側(cè)上被壓出來。該過程的結(jié)果是又制造出露置區(qū)。除了露置區(qū)，如前所述地，可以通過成型、或者改型方法、尤其是冷改型，在與露置區(qū)對置的側(cè)上引入另一開口，例如圓錐形的開口。在引入露置區(qū)或者露置區(qū)和/或另外的開口之后，在露置區(qū)或者另外的開口的區(qū)域中引入沖壓工具并且通過沖壓產(chǎn)生貫通開口。在需要沖壓的貫通開口的區(qū)域中環(huán)形或板形元件的厚度優(yōu)選被減小，優(yōu)選減小到1. 5mm至4. 5mm的數(shù)值。特別優(yōu)選的是，利用改型過程和沖壓工具無切削地制造出呈圓錐形縮窄的貫通開□。上述方法的優(yōu)點在于，在金屬-固定材料-穿引件中應(yīng)用的環(huán)形或板形元件的制造方案在所有不同的方法步驟中基本上以相同的時間段來進行。這一點意味著成型尤其是冷成型的步驟、引入露置孔或者露置區(qū)或者另外的開口的步驟、以及將貫通開口沖壓到環(huán)形或板形元件中的步驟基本上要求同樣的時間。按著這種類型和方式可行的是，由線狀材料出發(fā)，用基本上相同的工作周期、在不同的工作站(也就是說，對于冷改型的工作站； 對于引入露置孔的工作站；和沖壓的工作站)處，制造具有貫通開口的環(huán)形或板形元件。 如果要求的是，如同例如在現(xiàn)有技術(shù)中在通過切削制造或者成型環(huán)形或板形元件的情況那樣，鉆孔不通過沖壓工藝，而是借助鉆孔工藝引入，那么鉆孔步驟需要比改型更長的時間， 由此，環(huán)形或板形元件的制造，相比于所介紹的改型方法至少需要雙倍的時間。
根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形或板形元件的另一優(yōu)點是，在其所介紹的制造方案中，不產(chǎn)生材料廢料或者最多產(chǎn)生非常少的材料廢料。因此，該環(huán)形或板形元件可以特別高效率地制造。如同之前所說明的那樣，優(yōu)選的是，板形元件由鋼，尤其是具有在1重量％至5重量％的區(qū)域中的、優(yōu)選在2. 0重量％至4重量％之間的銅份額的不銹鋼制成。這樣的材料使得如下所述成為可能，即，環(huán)形或板形元件或者基體可以通過改型例如由線狀材料來制造。 在此情況下，首先從具有上面所說明的銅份額的鋼質(zhì)線上切下一塊。在另一步驟中，這一塊鋼質(zhì)線通過改型(例如鐓鍛)制成對于板形元件的所希望的外形。這一點僅當(dāng)材料具有通過所提供的銅份額來實現(xiàn)的一定的彈性時，才是可行的。通過所介紹的改型，材料被大大壓實或者堅固化。但是，材料必須不僅能通過改型，尤其是冷改型來加工，而且必須在例如安全氣囊-點火器的應(yīng)用時必須固定材料在穿引件開口中可靠的保持。對此的衡量尺度尤其是指在點火器中應(yīng)用中是機械地作用到固定材料上的壓出力。對于壓出力的量度具有大量的工業(yè)標準。壓出力例如從1350巴或者1360巴，經(jīng)1500巴、經(jīng)1600巴和1750巴直至達到 2000巴或者2500巴或者甚至3000巴。所述的數(shù)量值是與壓出力相對應(yīng)的壓力表達，并且通過之前所描述的方法以流體靜力的方式加以測量。在作為點火器的應(yīng)用中，該數(shù)量值與關(guān)鍵的爆破壓力相關(guān)聯(lián)。此外，材料必須保證可靠的可激光焊接性，激光焊接是通用的方法，用以裝設(shè)點火帽件。已經(jīng)表明的是，露置區(qū)不僅實現(xiàn)了貫通開口的可沖壓性。在露置區(qū)中環(huán)形或板形元件的厚度減小可以在例如以爆破壓力的壓力加載時，促進元件發(fā)生局部彎曲。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該彎曲不一定是不利的，而是甚至可以提高在貫通開口中固定材料的拉開阻力，這一點尤其當(dāng)該貫通開口具有被描述的、用于防止相對運動的機構(gòu)時是這樣的。這一點可以做如下解釋如果露置區(qū)進而露置開口處在元件的背向推壓的側(cè)上 (一般在底側(cè)上)，壓力如其例如在點火器點火時還有在測量拉開力時產(chǎn)生的那樣，作用到元件的整個上側(cè)上。元件的折彎首要地依賴于材料的強度和厚度。在露置區(qū)以外的區(qū)域中， 在根據(jù)本發(fā)明的元件中的材料被如此堅固化并且如此厚，從而使得根本不會發(fā)生折彎。然而，在露置區(qū)中被減小厚度的區(qū)域中，可能發(fā)生局部的折彎，這種局部的折彎使得在上側(cè)上的材料被鐓鍛以及在材料底側(cè)上發(fā)生延展。這一點導(dǎo)致，貫通開口從趨勢上來講在上部區(qū)域(也就是說，在朝向壓力的側(cè)上)被壓緊，并且在底側(cè)上被擴寬。如果固定材料(以及優(yōu)選在其中的金屬銷)處在貫通開口中，那么在上部區(qū)域中，側(cè)向的壓力垂直于貫通開口的表面地施加，并且進而垂直于固定材料的裝嵌區(qū)域的表面地施加并且同時施加到被裝嵌的金屬銷上。該局部的擠壓力可能導(dǎo)致貫通開口中的固定材料的壓出力的明顯提高。這種提高還能被以如下方式地被提升，方式為在(壓緊的)上部區(qū)域具有比(擴寬的)下部區(qū)域更大的直徑。不同的直徑優(yōu)選地代表了用于避免相對運動的機構(gòu)，所述機構(gòu)優(yōu)選通過貫通開口的臺階或者圓錐形走向來實現(xiàn)。此外，在露置區(qū)中環(huán)形或板形元件的減小的厚度可以改善所述元件與其他的元件的可焊接性，其他元件例如是指點火器或者壓力傳感器的蓋帽件。在露置區(qū)中元件的減小的厚度同樣地使得元件具有相比于露置區(qū)厚度更大的環(huán)繞式的環(huán)形區(qū)域。在制造例如點火器或者壓力傳感器時，在貫通開口中被裝嵌的金屬銷一般位于環(huán)形或板形元件上。同樣地，可以將第二導(dǎo)體裝設(shè)在元件的底部上。蓋帽件一般被焊接在元件的外周區(qū)域上。在焊接蓋帽件時，熱量不可避免地被給入到元件中。在此，必須想到的是，由于該熱量給入，作為固定材料的玻璃不受到損壞。通過露置區(qū)限定的環(huán)繞式的環(huán)形區(qū)域具有較大的表面，該表面可以將所給入的熱量再次散發(fā)出去并且由此降低在固定材料上的溫度負載。由此，該環(huán)形區(qū)域在焊接時可以說是作為焊接邊緣。通過被簡化的可焊接性，可以在元件進一步加工為最終產(chǎn)品的過程中減少了廢品，并且提高了工藝穩(wěn)定性。除了用于制造環(huán)形或板形元件的所介紹的方法，可以在用于制造具有這樣的作為基體的環(huán)形或板形元件的金屬-固定材料-穿引件的方法中，首先如上所述地制造環(huán)形或板形元件。隨后，金屬銷可以被融合到固定材料中，固定材料可以例如為玻璃栓塞。然后， 玻璃栓塞連同金屬銷一起被引入到貫通開口中，以及玻璃和這里為環(huán)形或板形元件的金屬環(huán)被加熱，從而使得在冷卻后，金屬收縮到這里為玻璃栓塞的固定材料上。優(yōu)選的是如下的用于制造金屬-固定材料-穿引件的方法，其中設(shè)置有兩個金屬銷。因為板形元件中的貫通開口基本上被布置在中心，所以這兩個金屬銷被彎曲地實施。 金屬銷之一絕緣地引導(dǎo)穿過玻璃栓塞中的貫通開口，而另外那個金屬銷優(yōu)選被構(gòu)造為接地銷，并且與基體導(dǎo)電地連接，例如通過硬釬焊來進行連接。


下面，對根據(jù)本發(fā)明的解決方案結(jié)合附圖加以闡釋，但不限于所述附圖。其中，下列分別為圖Ia-Ic示出根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形或板形元件；圖2a_2c示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形或板形元件；圖3a_3c示出根據(jù)本發(fā)明的金屬_固定材料_穿引件；圖示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的金屬-固定材料-穿引件；圖5a_5d示出根據(jù)本發(fā)明的用于制造環(huán)形或板形元件的方法；圖6a_6b示出通過改型制成的以及通過切削制成的環(huán)形或者板形體的金相磨片中的分相線的對比。
具體實施例方式在圖Ia-Ic中示出了根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形或者板形的構(gòu)造件或者元件，該元件基本上用作用于金屬-固定材料-穿引件的基體。環(huán)形或板形元件1如圖Ib在俯視圖中示出地具有基本上呈圓形的外輪廓3。環(huán)形或者板形體1優(yōu)選通過改型過程(尤其冷改型過程) 例如由線材制造。在此情況下，首先從線材上切下一塊，隨后，這段線材通過改型方法(尤其通過鐓鍛方法)加工成環(huán)形或者圓形的形狀，如同在圖Ib俯視圖中的和圖Ic以三維視圖從背側(cè)14所示出的那樣。緊接著，例如通過沖頭將露置區(qū)5引入到經(jīng)改型的部件1中。在利用沖頭引入露置區(qū)時，已改型的材料繞沖頭擠壓屈服。方法步驟的順序僅為示例性的?？商娲?，可以首先引入露置區(qū)，將設(shè)有露置區(qū)的環(huán)形元件通過改型過程，尤其冷改型過程制成所希望的外形。
露置區(qū)的高度或者說厚度為HF，露置區(qū)同樣地基本上呈圓形，如同俯視圖在圖Ib 中從背側(cè)14所示的那樣。整個通過改型過程所獲得的環(huán)形元件的厚度為D。因此，材料在如下的區(qū)域內(nèi)被薄弱化，在所述區(qū)域內(nèi)，貫通開口相對于環(huán)形體的旋轉(zhuǎn)軸線R基本上同中心地引入，從而在環(huán)形元件1中的貫通開口 10必須穿透的堅實材料僅為DR。優(yōu)選的是，環(huán)形體的厚度D通過加工出露置區(qū)而在20%與60%之間、尤其在30%與50%之間減小。如果存在具有高度或者厚度HF的唯一的露置區(qū)的話，那么于是該高度或者厚度HF則為環(huán)形或者板形體的厚度D的20%和60%之間、尤其是30%和50%之間。環(huán)形或板形元件的厚度D優(yōu)選在3. 5mm 至6mm之間并且有待沖裁的區(qū)域的厚度DR在1. 5mm和4. 5mm之間。如果環(huán)形元件1用在金屬-固定材料-穿引件中，那么將處在例如為玻璃栓塞的固定材料中的金屬銷引入到貫通開口 10中。于是，玻璃栓塞貼靠在貫通開口的壁上。為了即便在高壓力下仍避免裝嵌到玻璃栓塞中的金屬銷被從貫通開口 10中壓出來，設(shè)置有一機構(gòu)，以便防止從板形元件1的正面12到背側(cè)14的相對運動。在本實施例中，這一點以如下方式實現(xiàn)，即，貫通開口至少在區(qū)域20上呈圓錐形地縮窄。圖2a_2c相比于圖la_lc示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形或板形元件。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形或板形元件100被切削式地制造，或者作為經(jīng)改型的構(gòu)件例如由線狀區(qū)段獲得。為了裝嵌金屬銷，將貫通開口 110引入到構(gòu)件100中。對照于圖la，引入到環(huán)形或者板形體(為了金屬-固定材料-穿引件制造的環(huán)形或者板形基體)中的貫通開口 110是偏心的，也就是說，相對于旋轉(zhuǎn)軸線R錯開地引入。由于偏心的布置方式和貫通開口必須穿透的非常大的厚度DS，不可行的是，貫通開口從冷成型的環(huán)形或板形元件100上沖裁出來。 貫通開口 110寧可通過鉆孔方法引入到具有例如為4. 5mm厚度DS的基體中。這相對于沖壓步驟是更為昂貴的方法，尤其這種鉆孔方法要求相比于用改型方法制造環(huán)形或者板形構(gòu)件或者元件的更長的時間。因此，鉆穿是尤其需要的，這是因為材料歷經(jīng)改型過程已被大大壓實，從而使得簡單的沖裁不再可行。圖2b示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的板形元件100的俯視圖， 圖2c示出三維視圖?？梢悦黠@地辨識出偏心布置的貫通開口 110。在圖3a至3c中，示出根據(jù)本發(fā)明根據(jù)圖Ia-Ic的環(huán)形元件在金屬-固定材料-穿引件中的應(yīng)用方案，尤其用于安全氣囊-點火器、安全帶張緊器。在此情況下，圖3a示出了根據(jù)圖Ia的剖視圖，圖北示出了根據(jù)圖Ib的俯視圖，并且圖3c示出了從背側(cè)14看的根據(jù)圖Ic的透視視圖。如圖Ia和Ic的相同的構(gòu)件被以相同的附圖標記進行標示。明顯可被辨識的是環(huán)形元件1。此外，例如借助沖頭由已改型的環(huán)形或板形元件1 壓出的露置區(qū)5也可被辨識。在沖頭上方，可辨識到由厚度為DR的剩余材料沖裁出的、在這里具有圓錐形走向20的貫通開口 10。在根據(jù)圖3a-3c的實施例中，圓錐度在整個貫通開口的長度上引入，而在替代的實施方式中，圓錐度可以僅在貫通開口的長度的一部分之上延伸，也就是說，貫通開口于是具有兩個區(qū)段，圓錐形區(qū)段和跟隨的非圓錐形區(qū)段。圓錐形區(qū)段可以例如通過改型或者成型制造，并且非圓錐形區(qū)段通過沖壓制造?？商娲?，同樣可行的是，將露置區(qū)借助切削方法通過削除材料而產(chǎn)生，例如通過鉆孔和/或銑削。同樣可行的是，對方法加以組合，例如方式為將露置區(qū)首先在改型時，通過之前所描述的工藝被加以預(yù)成型，并且接下來，通過切削方法(如銑削和/或鉆孔)最終成型。由此，“露置區(qū)”這一概念在本發(fā)明的意義中不依賴于其產(chǎn)生的類型和方式地應(yīng)用。 露置區(qū)尤其地包括通過改型的產(chǎn)生方案和通過切削方法(如銑削和/或鉆孔)的產(chǎn)生方案。由此，露置區(qū)這一概念也可以同義于露置孔地應(yīng)用。環(huán)形或板形元件用于具有總共兩個金屬銷50、52的金屬-固定材料-穿引件的基礎(chǔ)。金屬銷50在固定材料60中(這里是玻璃材料，但也可以是玻璃陶瓷材料或者陶瓷材料)相對于環(huán)形或者板形基體1絕緣地從正面引導(dǎo)貫穿至背側(cè)，而第二金屬銷52用作接地銷。此外，第二金屬銷52直接與環(huán)形或者板形體1連接。金屬銷50還有金屬銷52都彎曲地實施。兩個金屬銷的彎拱部被以M或56標示并且能被明顯地辨識。此外，金屬銷50自身設(shè)有在金屬銷50上的機構(gòu)62，該機構(gòu)62嵌入到玻璃栓塞中并且因此即便在高壓力下，仍避免金屬銷從玻璃栓塞60中(金屬銷被裝嵌在玻璃栓塞60 中)壓出來。將金屬銷50裝嵌到固定材料10中的過程通過融合來進行。一旦金屬銷被融合到固定材料中，玻璃栓塞連同金屬銷一起被引入到貫通開口 10中。隨后，玻璃栓塞連同環(huán)形或板形元件(亦即基體)一起被加熱，從而在冷卻后，環(huán)形或板形元件的金屬收縮到固定材料上，固定材料在這里為玻璃材料，如同已經(jīng)在之前在玻璃栓塞的制造方案中那樣，其中， 金屬銷被引入玻璃栓塞中。用作接地部的金屬銷52與板形元件導(dǎo)電地連接，例如通過硬釬焊進行連接。釬焊部位被以70標示。圖北從背側(cè)14示出根據(jù)本發(fā)明的金屬-固定材料-穿引件的俯視圖。在該俯視圖中明顯地可辨識出在環(huán)形或板形元件1中居于中心的穿引件10。此外，可明顯地辨識出被折彎的金屬銷50或者52。尤其對于金屬銷50而言明顯可辨識出，金屬銷在其端部72處相對于環(huán)形或者板形基體的中心R錯開，也就是發(fā)生彎曲。這一點也適用于金屬銷52。被折彎的銷也可以很好地在圖3c中的視圖中被辨識。整個金屬-固定材料-穿引件在圖3c 中的視圖顯示出接地銷的釬焊區(qū)70以及在環(huán)形或者板形基體中的露置區(qū)5。對于根據(jù)本發(fā)明的具有作為基體的環(huán)形或板形元件(其具有露置區(qū)幻的金屬-固定材料-穿引件而言，表明特征的是金屬銷到基體中的裝嵌20僅在部分區(qū)域上實現(xiàn)，S卩，僅在貫通開口的厚度DR上實現(xiàn)而不是在基體的整個厚度D上實現(xiàn)。與之相對照地，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的金屬-固定材料-穿引件的裝嵌，如在圖4a4c中示出地，在環(huán)形或者板形成型的基體的整個厚度DS 上實現(xiàn)，如其在圖中所示的那樣。裝嵌部160同樣地又連帶著處在環(huán)形或板形元件的貫通開口 110中的金屬銷150—起施行。金屬銷150被裝嵌到裝嵌部160中，而將測量銷152釬焊到環(huán)形或者板形基體100上。兩個金屬銷150和152被直線式地實施。圖4b示出了根據(jù)圖如的金屬-固定材料-穿引件的俯視圖。與圖如中同樣的構(gòu)件被以相同的附圖標記標示。如同明顯可辨識出地，金屬銷150、152不具有被折彎的結(jié)構(gòu)。圖4c是根據(jù)圖4a-4b的構(gòu)件的背側(cè)114的透視視圖。在圖fe中示出用于板形元件的制造方法的實施方式的不同的站。在第一站中，從線狀材料1000上分離或者說切下坯件1010。在第二步驟中，也就是說，在第二站處(在制造過程中被切下的坯件被傳送給第二站)坯件1010通過鐓鍛加以成型，尤其是被冷成型， 直至外尺寸相應(yīng)于有待加工的環(huán)形或板形元件所必須具有的外尺寸。在這里，相對幾何尺寸發(fā)生變化，在這里，坯件通過鐓鍛方法而變得更寬。在接下來的第三站中，經(jīng)改型的板形元件1020被以壓力1030壓向沖頭1040。環(huán)形或板形元件的材料基于環(huán)形或板形元件壓向沖頭的壓力而圍繞沖頭。因此，沖頭區(qū)域中的材料從板形元件上去除，并且留有在第四站中所示出的具有露置開口或者露置區(qū)1050的板形元件。前述方法步驟的順序的說明僅為示例性的。也可以首先將露置開口引入到坯件中并且隨后實行改型。也可行的是，站2中的改型步驟和例如通過在站3中的成型而引入露置區(qū)的步驟在唯一的站(例如站2)中實施。 站3于是就取消了。通過露置區(qū)，在環(huán)形或板形元件的區(qū)域1060中板形元件的厚度D被大大地減小， 即減小至厚度DR。在此情況下，環(huán)形或板形元件的厚度D減小了 20%和60%之間，、尤其是30 %和50 %之間，也就是說，厚度DR為厚度D的80 %和40 %之間，優(yōu)選為70 %和60 % 之間。這是，在第五方法步驟中，將沖壓工具1060引入到露置孔中，并且通過沖壓步驟，例如穿透具有減小的厚度的環(huán)形或板形元件，挖出圓錐形的貫通開口 1070?；旧先缤诘谖逭舅@示地那樣，產(chǎn)生具有露置孔和貫通開口的環(huán)形或板形元件。根據(jù)本發(fā)明的方法的長處在于，對于每個所提供的站，也就是從線狀基材上切下、改型、引入露置孔或者露置區(qū)、 以及從具有減小厚度的板形元件上沖裁出貫通開口這些步驟而言，基本上存在相同的加工步驟周期時間。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法實現(xiàn)了非常高度的自動化。在圖恥和5c中，示出了用于通過成型引入露置區(qū)和/或另外的開口的、兩個原理上可行的示例性方法。在圖恥中如同在圖fe中的第三步驟中的那樣，將環(huán)形或板形元件 1020壓向沖頭1040，從而使得材料繞沖頭擠壓屈服并且由此產(chǎn)生露置孔和/或另外的開口?？商娲乜尚械氖?，如同在圖5c中示出地，不是將板形基體1020壓向沖頭1040，而是反過來將沖頭1040壓向環(huán)形或者板形基體1020。隨后，由于壓力，在環(huán)形或者板形體的與沖頭對置的側(cè)上，將材料輸送出來。因此又實現(xiàn)了產(chǎn)生具有露置區(qū)和/或另外的開口的環(huán)形或板形元件。在圖5d中示出如下的方法，其中，附加于露置區(qū)1050地，在對置的側(cè)2050上引入另一開口 2100，之后于是打穿所得到的剩余厚度RD。對于相同的構(gòu)件，在圖5a-5c中應(yīng)用相同的附圖標記。優(yōu)選的是，引入可以優(yōu)選為圓錐形的另一開口，通過成型方法例如借助沖頭來引入。相當(dāng)優(yōu)選但非必須的是，在第二站中改型步驟時已經(jīng)引入露置區(qū)1050以及在與露置區(qū)1050對置的側(cè)2050上引入優(yōu)選為圓錐形的另一開口 2100，同樣地尤其通過成型來引入。這樣的優(yōu)點是，僅需要一個方法步驟。通過引入另一開口，在沖壓站中僅需要穿透在另一開口 2100與露置區(qū)1050之間的剩余厚度RD，以便提供貫通開口，將金屬銷裝嵌到該貫通開口中。如同明顯可辨識地，例如貫通開口 2200具有兩個區(qū)域圓錐形區(qū)域或者說圓錐形開口 2100以及沖裁出的區(qū)域2300。由此，圓錐形開口利用可替代的方法可以特別簡單地產(chǎn)生，即通過優(yōu)選依照改型步驟的成型方法來產(chǎn)生。不言而喻的是，可以如在圖fe中的方法那樣在站2中，首先對坯件進行鐓鍛，隨后在這個步驟中制造露置孔和/或另外的開口。 在這里，需要穿透的剩余厚度RD處在整個厚度D的10%和70%之間，優(yōu)選處在環(huán)形或板形元件的整個厚度D的30%和50%之間。在圖6a中示出了憑借改型方法和沖壓方法所制造的環(huán)形或板形元件1 (如同在圖 Ia中所示)的金相磨片。與在圖Ia中的相同的構(gòu)件被以相同的附圖標記標示。如同由根據(jù)圖6a的金相磨片所得出的那樣，根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法所制造的環(huán)形或板形元件1通過結(jié)構(gòu)線/屈服線1500來表明特征，所述結(jié)構(gòu)線/屈服線1500已在區(qū)域1600中通過改型過程而發(fā)生折曲(beugen)。與之相對照地，圖6b示出的是借助切削制造的構(gòu)件100，構(gòu)件100尤其是指車削部件。再次繪出結(jié)構(gòu)線/屈服線2000。這些結(jié)構(gòu)線/屈服線2000基本上是平行的并且表現(xiàn)出與如下桿材相同的方向，由所述桿材制造出如同圖6b中所示的環(huán)形或者板形構(gòu)件100。 貫通開口 110從構(gòu)件100中鉆穿出來。利用本發(fā)明，首次提供了如下的環(huán)形或板形元件，其以簡單的方式制造，并且因兼容根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的金屬-固定材料-穿引件而出眾，由此，實現(xiàn)了裝設(shè)到常規(guī)的點火器或者安全氣囊中。尤其利用本發(fā)明可行的是，高品質(zhì)的、已存在的點火器設(shè)計所用的金屬-固定材料-穿引件被以更節(jié)省材料的方式制造出來。特別是還提供了如下的方法，憑借所述方法能以特別簡單的方式制造出圓錐形貫通開口，所述圓錐形貫通開口是貫通開口的具有用于避免相對運動的機構(gòu)一種實施方式。此外，提供了一種方法，根據(jù)該方法能以簡單的方式制造出板形元件。
權(quán)利要求
1.環(huán)形或板形元件(1)，所述環(huán)形或板形元件(1)尤其用于金屬-固定材料-穿引件， 所述金屬-固定材料-穿引件尤其用于經(jīng)受高壓力的裝置，所述裝置優(yōu)選為安全氣囊的或安全帶張緊器的點火器，所述環(huán)形或板形元件(1)具有貫通開口(10)，其中，所述貫通開口(10)基本上布置在所述環(huán)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，在所述貫通開口(10)區(qū)域中，所述環(huán)形或板形元件(1)具有露置區(qū)(5)，并且在所述露置區(qū)(5)中所述環(huán)形或板形元件(1)至少具有減小了所述露置區(qū)(5)高度(HF)的厚度(DR)，該減小了的厚度(DR)以如下方式選擇，即，能夠從具有所述減小了的厚度(DR)的所述環(huán)形或板形元件上沖裁出所述貫通開口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形或板形元件，其特征在于，在露置區(qū)中所述環(huán)形或板形元件的厚度⑶在20%和90%之間，尤其是30%和70%之間，優(yōu)選40%和50%之間減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形或板形元件，其特征在于，所述環(huán)形或板形元件的厚度 (D)大于3. 5mm，尤其在3. 5mm至6. Omm之間的范圍內(nèi)，和/或所述減小了的厚度(DR)處在 1.5mm至4. 5mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選處在2. Omm至2. 6mm的范圍內(nèi)，和/或剩余厚度(RD)處在 0. 35mm至4. 2mm的范圍內(nèi)、優(yōu)選在1. Imm至3. Omm的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的環(huán)形或板形元件，其特征在于，所述環(huán)形或板形元件由鋼制成，尤其是由具有銅份額為1重量％至5重量％、尤其是2. 0重量％至4重量％的不銹鋼制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的環(huán)形或板形元件，其特征在于，所述環(huán)形或板形元件基本上具有圓形、尤其圓圈形的外形(3)，并且通過成型方法、或者改型方法、優(yōu)選為冷改型方法，由線狀元件獲得。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的環(huán)形或板形元件，其特征在于，所述貫通開口(10) 具有用于避免相對運動的機構(gòu)，優(yōu)選至少部分具有基本上呈圓錐形的走向00)。
7.金屬-固定材料-穿引件，所述金屬-固定材料-穿引件尤其用于經(jīng)受高壓力的裝置，所述裝置優(yōu)選為安全氣囊的或安全帶張緊器的點火器，所述金屬-固定材料-穿引件具有金屬銷(50)，所述金屬銷(50)在基體中的開口中布置在固定材料(60)中，其特征在于，所述基體是根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的環(huán)形或板形元件(1)，并且用于所述金屬銷(50)的所述開口是所述環(huán)形或板形元件的貫通開口(10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬-固定材料-穿引件，其特征在于，所述金屬銷(50)彎曲地實施。
9.根據(jù)權(quán)利要求7至8之一所述的金屬-固定材料-穿引件，其特征在于，所述金屬-固定材料-穿引件包括另外的金屬銷(52)，所述另外的金屬銷(52)優(yōu)選構(gòu)造為接地銷并且與所述基體導(dǎo)電地連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9之一所述的金屬-固定材料-穿引件在下列領(lǐng)域之一中的應(yīng)用-用在安全氣囊的點火裝置中；-用在安全帶張緊器的點火裝置中。
11.用于制造優(yōu)選根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的環(huán)形或板形元件的方法，所述環(huán)形或板形元件尤其用于金屬-固定材料-穿引件，所述金屬-固定材料-穿引件尤其用于經(jīng)受高壓力的裝置，所述裝置優(yōu)選為安全氣囊的或安全帶張緊器的點火器，所述環(huán)形或板形元件具有貫通開口，其中，提供尤其由線狀材料制成的坯件(1000)，并且所述坯件(1000)以如下方式經(jīng)受加工，即，能夠?qū)⒇炌ㄩ_口(1070)通過沖壓引入到由所述坯件(1000)改型成的環(huán)形或板形元件(1010)中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，對所述坯件(1000)的加工包括成型、 優(yōu)選冷成型、尤其是鐓鍛。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12之一所述的方法，其特征在于，-為了引入露置區(qū)(1050)和/或另外的開口，優(yōu)選呈圓錐形的開口(2100)，將所述坯件(1000)或者所述環(huán)形或板形元件(1010)壓向沖頭(1040)，并且使所述坯件(1000)或者所述環(huán)形或板形元件(1010)的材料繞沖頭擠壓屈服，或者-為了引入露置區(qū)(1050)和/或另外地開口，優(yōu)選呈圓錐形的開口(2100)，將沖頭 (1040)向所述坯件(1000)或者所述環(huán)形或板形元件(1010)的一側(cè)擠壓，并且將所述坯件 (1000)或者所述環(huán)形或板形元件的材料在板形元件的對置側(cè)上壓出。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13之一所述的方法，其特征在于，在引入所述露置區(qū)(1050)和 /或另外地開口，優(yōu)選呈圓錐形的開口 O100)之后，將沖壓工具(1060)引入到所述露置區(qū)中，以便通過沖壓提供所述貫通開口(1070)。
15.用于制造金屬-固定材料-穿引件的方法，包括下列的步驟-根據(jù)權(quán)利要求11至14之一所述制造板形體；-制造固定材料(60)，所述固定材料(60)包納至少一個置入到所述固定材料(60)中的金屬銷；-將帶有所述金屬銷(50)的固定材料(60)裝入到板形元件(1、1010)的貫通開口(10、 1070)中；-使板形材料(1、1010)和固定材料(60)軟化，并且隨后加以冷卻，從而在所述固定材料與所述板形元件的材料之間構(gòu)成力鎖合的連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)形或板形元件及制造方法，所述環(huán)形或板形元件尤其是用于金屬-固定材料-穿引件，其尤其用于經(jīng)受高壓力的裝置，該裝置優(yōu)選為安全氣囊的或安全帶張緊器的點火器，環(huán)形或板形元件具有貫通開口，其中，所述貫通開口基本上布置在環(huán)形或板形元件的中心并且環(huán)形或板形元件具有一定厚度。本發(fā)明的特征在于在貫通開口區(qū)域中，環(huán)形或板形元件具有露置區(qū)；以及在露置區(qū)中環(huán)形或板形元件至少具有減小了露置區(qū)高度的厚度，所述厚度如下方式地選擇，即，可以從具有該減小了的厚度的環(huán)形或板形元件上沖裁出貫通開口。
文檔編號B21D28/24GK102410437SQ20111028522
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者托馬斯·普法伊費爾, 赫爾穆特·哈特爾 申請人:肖特公開股份有限公司