技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于制造環(huán)形元件或板形元件的方法，所述環(huán)形元件或板形元件特別是用于金屬-固定材料-穿引件，所述金屬-固定材料-穿引件特別是用于承受高壓力的裝置，所述裝置優(yōu)選為安全氣囊或安全帶張緊器的點(diǎn)火器；以及本發(fā)明涉及一種用于制造金屬-固定材料-穿引件的方法。

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(shí)施方案中是預(yù)先公知的。金屬-固定材料-穿引件指的是固定材料在金屬中真空密封的熔鑄件，固定材料特別是由玻璃、玻璃陶瓷或者塑料制成。在此，金屬作為電導(dǎo)體起作用。在此，具有代表性地對(duì)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。用于熔化的材料—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)體熔化置入到預(yù)成型的燒結(jié)玻璃部分中，其中，燒結(jié)玻璃部分或玻璃管熔化置入到具有由環(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(diǎn)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。這樣的點(diǎn)火裝置首要地還在機(jī)動(dòng)車中被用作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(diǎn)火裝置的組成部件。整個(gè)點(diǎn)火裝置除了金屬-固定材料-穿引件，還包含點(diǎn)火橋形件、點(diǎn)火劑以及密封地圍繞點(diǎn)火機(jī)構(gòu)的金屬蓋件。一個(gè)或者兩個(gè)或者多于兩個(gè)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(shí)施方式中，殼體接地(Masse)，在優(yōu)選的分兩極的實(shí)施方案中，殼體置于銷上。

由US 2006/0222881A1、US 2004/0216631、EP-A-1 455 160、US 2007/0187934A1以及US-A-1 813 906中公知的是，金屬-固定材料-穿引件特別用于安全氣囊或者安全帶張緊器的點(diǎn)火器，該金屬-固定材料-穿引件的特征在于：用于金屬銷的貫通開口被從基體上沖裁出來。在制造基體時(shí)，根據(jù)US 2007/0187934 A1，從厚度在1mm至5mm之間、優(yōu)選在1.5mm至3.5mm之間、特別是在1.8mm至3.0mm之間、相當(dāng)優(yōu)選在2.0mm至2.6mm之間的范圍內(nèi)的帶狀材料上，開口借助沖裁工藝來穿透基體D的整個(gè)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(gè)厚度D，被裝入沖裁到基體中的進(jìn)入開口內(nèi)。

此外，根據(jù)US 2007/0187934 A1在具有多于一個(gè)的銷的穿引件中貫通開口偏心地布置。

根據(jù)US 2007/0187934 A1從板材上沖裁出來具有大量缺點(diǎn)。一個(gè)缺點(diǎn)在于：從完整材料上進(jìn)行沖裁時(shí)，例如從基體的板材上進(jìn)行沖裁時(shí)，產(chǎn)生很大份額的材料廢料。

特別是在具有兩個(gè)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。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

由此，本發(fā)明的任務(wù)在于，避免前述的依照現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，并且特別是給出一種用于制造金屬-固定材料-穿引件所用的、呈環(huán)形元件或板形元件形式的基體的方法，所述基體能夠以比現(xiàn)有技術(shù)中更少的材料廢料地、特別是也能以冷改型方法來制造。

根據(jù)本發(fā)明，所述任務(wù)通過如下的用于制造板形元件的方法得以解決，所述板形元件構(gòu)成特別是用于金屬-固定材料-穿引件的基體，在所述方法中，提供特別是由金屬線狀材料制成的坯件，并且坯件經(jīng)受如下的加工，即，將貫通開口通過沖裁加工到由坯件經(jīng)改型而成的環(huán)形元件或板形元件中。

特別優(yōu)選的是，對(duì)坯件的加工包括：加工出露置區(qū)和改型—特別是冷改型。所述方法的加工步驟能夠依照不同的順序來執(zhí)行。

一種可能的次序包括如下的方法步驟，但本發(fā)明不限于此：

-提供特別是由線形材料制成的坯件。

-坯件特別是通過鐓鍛而被冷改型，其中，相對(duì)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)加工到板形元件中。

-在將露置區(qū)加工到板形元件中后，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，通過在貫通開口的區(qū)域內(nèi)減小的厚度借助沖裁工藝來產(chǎn)生貫通開口。

在本方法的第一構(gòu)造方案中，露置區(qū)例如能通過以下方式被加工到坯件中或者環(huán)形元件或板形元件或者說基體中，即，將坯件或者環(huán)形元件或板形元件壓向沖頭。在沖頭的區(qū)域內(nèi)，材料繞流坯件或者優(yōu)選為具有1至5重量％銅的銅份額的鋼的環(huán)形元件或板形元件，基于壓力而繞流沖頭。按照這種類型和方式，可以通過沖頭將露置孔或者說露置區(qū)加工到坯件中或者加工到環(huán)形元件或板形元件中?？商娲乜尚械氖牵翰粚⑴骷蛘攮h(huán)形元件或板形元件壓向沖頭，而是將沖頭壓向坯件或者環(huán)形元件或板形元件的一側(cè)。這使得：基于壓力，在與被施加壓力的側(cè)相對(duì)置側(cè)上的板形體材料被壓出。這一工藝的結(jié)果還是制造出露置區(qū)或者說露置孔。

在加工出露置區(qū)后，在露置區(qū)或者說露置孔的區(qū)域內(nèi)引入沖裁工具，并且通過沖裁產(chǎn)生貫通開口。優(yōu)選的是，環(huán)形元件或板形元件的厚度在有待沖裁的貫通開口的區(qū)域內(nèi)減小，優(yōu)選地，減少至1.5mm至4.5mm。

特別優(yōu)選的是，借助沖裁工具沖裁出呈錐形縮窄的貫通開口。

所示方法的優(yōu)點(diǎn)在于：應(yīng)用于金屬-固定材料-穿引件中的環(huán)形元件或板形元件的制造在所有不同的方法步驟中，基本上在相同的時(shí)間區(qū)間內(nèi)來進(jìn)行。這意味著，冷改型的步驟、加工出露置開口或者說露置區(qū)的步驟以及將貫通開口沖裁到環(huán)形元件或板形元件中的步驟基本上要求同樣的時(shí)間。按照這種方式可行的是：從金屬線狀材料開始，用基本上相同的工作周期在不同的工作站—即用于冷改型的工作站、加工出露置開口的工作站以及沖裁工作站處，制造出具有貫通開口的環(huán)形元件或板形元件。如果需要像例如現(xiàn)有技術(shù)中那樣在經(jīng)切削或冷改型的環(huán)形元件或板形元件中，孔不是通過沖裁工藝加工出來，而是借助鉆孔工藝加工出來的話，鉆孔步驟就比冷改型需要更長(zhǎng)的時(shí)間，由此，環(huán)形元件或板形元件的制造與使用根據(jù)本發(fā)明的方法相比，至少需要雙倍的時(shí)間。

如事先所說明地，優(yōu)選的是，板形元件由具有處于1重量％至5重量％的范圍內(nèi)，特別處在2.0重量％至4重量％之間銅份額的鋼、特別是不銹鋼制成。這樣的材料實(shí)現(xiàn)的是：環(huán)形元件或板形元件或者說基體可以例如通過冷改型例如由金屬線材料制造。在此情況下，首先從具有上面說明的銅份額的鋼質(zhì)線材上切下一塊。在下一步驟中，這塊鋼質(zhì)線材通過鐓鍛被加工成板形元件所需的形狀。這只有在材料具有通過所說明的銅份額而實(shí)現(xiàn)的一定彈性時(shí)，才是可行的。通過所述的冷改型，材料被非常好地壓實(shí)或者說固化。

但所述材料必須不僅能通過冷改型加工，而且在用作例如安全氣囊點(diǎn)火器的情況下還必須具備足夠的剛度，以便在用于點(diǎn)火器中的應(yīng)用中，機(jī)械地作用到固定材料上的從1750N至3000N的擠壓力在不發(fā)生變型的情況下得以接受。此外，材料還必須保障可靠的可激光焊接性。

令人驚訝地發(fā)現(xiàn)：鋼—特別是不銹鋼，具有1重量％至5重量％的銅份額，將兩種對(duì)立的特性統(tǒng)一，兩種特性即一方面是用于冷改型方法的足夠彈性，以及另一方面是足夠的強(qiáng)度或者說彎曲剛度，以便在負(fù)載下抵抗高拉力或者高擠壓力，所述負(fù)載諸如可能在點(diǎn)火器中在金屬-固定材料-穿引件中出現(xiàn)。

對(duì)于金屬-固定材料-穿引件而言表明特征的上述擠壓力指的是如下的力，所述力必須被用于來將引入金屬-固定材料-穿引件的貫通開口內(nèi)的固定材料從穿引件中擠出。擠壓力的大小可以要么以流體靜力的方式確定，要么以機(jī)械的方式確定。如果機(jī)械地確定擠壓力，則固定材料的面被以沖頭加載，其中，沖頭的擠壓到固定材料的面比固定材料的面小。

對(duì)此可替代地，能以流體靜力的方式地測(cè)量擠壓力。在流體靜力式測(cè)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(cè)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被玻璃式包鑄(einglasen)到環(huán)形元件或板形元件的貫通開口中。

首先，利用根據(jù)本發(fā)明的方法來制造環(huán)形元件或板形元件。接下來，將金屬銷熔化置入固定材料中，所述固定材料可以例如是玻璃塞。然后，將玻璃塞連同金屬銷一起引入貫通開口，以及將玻璃和金屬環(huán)(在這里為環(huán)形元件或板形元件)加熱，從而在冷卻后金屬收縮到固定材料上，固定材料在這里為玻璃塞。

優(yōu)選地說明一種用來制造其中設(shè)置有兩個(gè)金屬銷的金屬-固定材料-穿引件的方法。因?yàn)榘逍卧呢炌ㄩ_口根據(jù)本發(fā)明基本上布置在中心，所以兩個(gè)金屬銷彎曲地實(shí)施。金屬銷之一絕緣地引導(dǎo)穿過玻璃塞中的貫通開口，而另外那個(gè)金屬銷優(yōu)選構(gòu)造為接地銷(Massestift)并且與基體導(dǎo)電地連接，例如通過硬釬焊來連接。

根據(jù)本發(fā)明制造的金屬-固定材料-穿引件優(yōu)選地應(yīng)用在任意實(shí)施方案的點(diǎn)火裝置中。例如，這樣的點(diǎn)火裝置可以被設(shè)置用于煙火技術(shù)的保護(hù)裝置，特別是用于安全氣囊或者安全帶張緊器。這樣的煙火技術(shù)的保護(hù)裝置包括：根據(jù)本發(fā)明制造的金屬-固定材料-穿引件；以及與該金屬-固定材料-穿引件的基體相連接的帽(Kappe)，其中，在金屬-固定材料-穿引件與帽之間包入爆炸料(Treibladung)。具有根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的金屬-固定材料-穿引件的點(diǎn)火裝置可安裝在氣體發(fā)生器中，氣體發(fā)生器例如是熱氣體發(fā)生器、冷氣體發(fā)生器、混合發(fā)生器。如上所提及地，優(yōu)選的應(yīng)用領(lǐng)域有：煙火技術(shù)的保護(hù)系統(tǒng)所用的裝置—例如安全氣囊和安全帶張緊器。

附圖說明

下面，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的解決方案結(jié)合附圖加以闡述，而又不受限制于該附圖。其中，分別如下所述地：

圖1a-1c示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形元件或板形元件的方法；

圖2a-2c示出根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形元件或板形元件；

圖3a-3c示出根據(jù)本發(fā)明的金屬-固定材料-穿引件；

圖4a-4b示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)以及根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形體或板形體在冶金磨片中分相線(Phasenlinien)的比較。

具體實(shí)施方式

在圖1a中示出制造方法的不同的站。在第一站中，從金屬線狀材料1000上分離或者說切下坯件1010。在第二步中，亦即在第二站處(所切下的坯件被在制造過程中被傳送給第二站)，坯件1010通過鐓鍛而被冷改型，直到外部尺寸相應(yīng)于有待加工的環(huán)形元件或板形元件必須具有的外部尺寸。在此情況下，相對(duì)的幾何尺寸發(fā)生變化，在這里，坯件通過鐓鍛變得更寬。在跟著的第三站處，經(jīng)冷改型的板形元件1020被以壓力1030朝向沖頭1040擠壓。環(huán)形元件或板形元件的材料基于將環(huán)形元件或板形元件向沖頭擠壓的壓力而圍繞沖頭。由此，沖頭區(qū)域內(nèi)的材料被從板形元件上移除，并且在第四站處示出的板形元件留有露置開口或者說露置區(qū)1050。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加工到坯件中，然后緊接著執(zhí)行改型。

在環(huán)形元件或板形元件的區(qū)域1060內(nèi)，板形元件的厚度D由于露置孔而大大地減小，即，減小至厚度DR。在此，環(huán)形元件或板形元件的厚度減少了20％至60％，特別地減小了30％至50％之間。這時(shí)，在第五方法步驟中將沖裁工具1060引入露置開口，并且通過沖裁步驟穿透具有減小厚度的環(huán)形元件或板形元件，穿出圓錐形貫通開口1070。基本上，帶有露置開口和貫通開口的環(huán)形元件或板形元件如在第五站中那樣示出。根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于，對(duì)于每個(gè)所給出的站而言，也就是說，對(duì)于從金屬線狀基本材料中切出、改型、加工出露置開口或者說露置區(qū)以及從具有減少厚度的板形元件中沖裁出貫通開口而言，基本上有相同的加工步驟周期時(shí)間。由此可行的是：使根據(jù)本發(fā)明的方法高度自動(dòng)化。

在圖1b和1c中示出兩個(gè)原則上可行的方法，用以加工出露置區(qū)或者說露置孔。在圖1b中，如在圖1a中的第三步驟那樣，將環(huán)形元件或板形元件1020朝向沖頭1040擠壓，從而使材料繞流沖頭，并且由此產(chǎn)生露置開口。可替代地，如在圖1c中所示也是可行的：不是板形基體1020朝向沖頭1040擠壓，而是反過來地，沖頭1040朝向環(huán)形基體或板形基體1020擠壓。然后，基于施加在環(huán)形體或板形體的與沖頭相對(duì)置的側(cè)上的壓力，將材料傳送出來。結(jié)果是又產(chǎn)生帶有露置區(qū)或者說露置孔的環(huán)形元件或板形元件。

在圖2a-2c中示出根據(jù)本發(fā)明的方法制造的環(huán)形構(gòu)造件或板形構(gòu)造件或者說元件，該環(huán)形構(gòu)造件或板形構(gòu)造件或者說元件基本上用作金屬-固定材料-穿引件的基體。環(huán)形元件或板形元件1如圖2b在俯視圖中所示地，基本上具有圓形的外部輪廓3。板形體1優(yōu)選地通過冷改型工藝，如圖1a所示地例如由線材制成。在此情況下，首先從線材上切下一塊，并且緊接著將這塊線材通過冷改型方法，特別是通過鐓鍛加工成如圖2b中以俯視圖從背側(cè)14所示的圓形形狀。圖2c示出從背側(cè)14的透視圖。

緊接著，例如通過沖頭將同樣被稱為露置孔的露置區(qū)5加工到冷改型的部件1中。

露置孔的高度或者說厚度為HF，該露置孔如圖2b的俯視圖示出地那樣，同樣也是基本圓圈形的。

通過冷改型獲得的整個(gè)環(huán)形元件或板形元件的厚度為D。材料也在如下區(qū)域內(nèi)變薄弱，在所述區(qū)域內(nèi)，所述貫通開口基本上相對(duì)于板形體的旋轉(zhuǎn)軸線R居中地加工出來，從而在環(huán)形元件或板形元件1中貫通開口10必須穿透的完整材料僅為DR。板形元件的厚度D優(yōu)選地在3.5mm至6mm之間變動(dòng)，并且有待沖裁的區(qū)域的厚度DR在1.5mm和3mm之間變動(dòng)。如果將板形元件1用在金屬-固定材料-穿引件中，則將處在固定材料中(例如處在玻璃塞中)的金屬銷引入貫通開口10中。玻璃塞貼靠在貫通開口的壁上。為了即便在高強(qiáng)度擠壓下也避免玻璃式包鑄到玻璃塞中的金屬銷被從貫通開口10中擠壓出來，可以設(shè)置有機(jī)構(gòu)，以便防止從環(huán)形元件或板形元件1的正面12朝向到背側(cè)14發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在上述的實(shí)施例中，這一點(diǎn)以下方式實(shí)現(xiàn)，即，貫通開口至少在區(qū)域20之上呈圓錐形地縮窄。

在圖3a至3c中示出根據(jù)圖2a-2c的板形元件根據(jù)本發(fā)明在金屬-固定材料-穿引件中的應(yīng)用方案，金屬-固定材料-穿引件特別用于安全氣囊點(diǎn)火器、安全帶張緊器中。在此情況下，圖3a示出根據(jù)圖2a的剖面，圖3b示出根據(jù)圖2b的俯視圖，并且圖3c示出根據(jù)圖2c的透視圖。

與圖2a至2c中相同的構(gòu)件被以同樣的附圖標(biāo)記標(biāo)示。

可以清楚看出的是厚度為D的環(huán)形元件或板形元件1。此外，可看出的是例如借助沖頭從經(jīng)冷改型的板形元件1中擠壓出的露置孔5。在沖頭上方可看出：從厚度為DR的剩余材料中沖裁出的貫通開口10具有呈圓錐形走向20。

環(huán)形元件或板形元件用作共帶有兩個(gè)金屬銷50、52的金屬-固定材料-穿引件所用的基礎(chǔ)。在固定材料60(這里為玻璃材料，也可以為玻璃陶瓷材料或者陶瓷材料)中的金屬銷50相對(duì)于環(huán)形基體或板形基體1絕緣地從正面到背側(cè)引導(dǎo)貫穿，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)形體或板形體1連接。金屬銷50還有金屬銷52均彎曲地實(shí)施。兩個(gè)金屬銷的彎曲部被以54或56標(biāo)示并且能清楚辨識(shí)。

此外，金屬銷50自身還在金屬銷50上設(shè)有機(jī)構(gòu)62，所述機(jī)構(gòu)62嵌入玻璃塞中，并且于是即使在高強(qiáng)度地?cái)D壓下，也能防止金屬銷被從對(duì)其加以玻璃式包鑄的玻璃塞60中擠壓出。

通過熔化置入來將金屬銷50玻璃式包鑄到固定材料10中。一旦金屬銷熔入固定材料中，就將玻璃塞與金屬銷一起引入到貫通開口10中。接下來，所述玻璃塞連同環(huán)形元件或板形元件(也就是基體)一起加熱，從而在冷卻后，環(huán)形元件或板形元件的金屬收縮到固定材料(在這里為玻璃材料)上，正如已之前在玻璃塞的制造方案中金屬銷被引入到玻璃塞內(nèi)那樣。用作接地部的金屬銷52與環(huán)形元件或板形元件導(dǎo)電地相連接，例如通過硬釬焊進(jìn)行連接。釬焊部位被以70標(biāo)示。

圖3b示出根據(jù)本發(fā)明的金屬-固定材料-穿引件的俯視圖。在俯視圖中可清楚地辨識(shí)：處在環(huán)形元件或板形元件1中的中心穿引部10。此外還能清楚地辨識(shí)到彎曲的金屬銷50或者52。特別在金屬銷50中可以清楚地辨識(shí)，金屬銷在其端部72處相對(duì)于板形基體的中心R發(fā)生錯(cuò)位，即發(fā)生彎曲。這個(gè)也適用于金屬銷52。彎曲的銷同樣在圖3c中的視圖中很好地看出。圖3c中整個(gè)金屬-固定材料-穿引件的視圖特別地同樣示出：接地銷的釬焊區(qū)70；以及在環(huán)形基體或板形基體中的露置孔或者說露置區(qū)5。對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的以板形元件(具有露置孔或者說露置區(qū)的)作為基體的金屬-固定材料-穿引件而言，表明特征的是：金屬銷進(jìn)入基體中的玻璃式包鑄部20只在部分區(qū)域上，即只在貫通開口的為DR的厚度上進(jìn)行，并且不是在基體的整個(gè)厚度D上實(shí)現(xiàn)。

在圖4a中示出根據(jù)本發(fā)明的改型或沖裁方法制造的環(huán)形元件或板形元件1(如圖2a中所示)進(jìn)行的冶金磨片。

與圖2a中相同的構(gòu)件被以同樣的附圖標(biāo)記標(biāo)示。

如從依照?qǐng)D4a的冶金磨片所得出地，由根據(jù)本發(fā)明的方法制造的環(huán)形元件或板形元件1通過結(jié)構(gòu)線/流動(dòng)線1500來標(biāo)示特征，所述結(jié)構(gòu)線/流動(dòng)線1500在區(qū)域1600內(nèi)由于改型工藝而已發(fā)生曲折(beugen)。

相對(duì)照地，圖4b示出根據(jù)常規(guī)方法借助切削來制造的構(gòu)件100，所述構(gòu)件100特別是指車削件。又繪出了結(jié)構(gòu)線/流動(dòng)線2000。結(jié)構(gòu)線/流動(dòng)線2000基本上是平行的，并且表現(xiàn)為朝向與如下的桿材料相同的方向，環(huán)形構(gòu)件或板形構(gòu)件100中根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)如圖4b中所示地由所述桿材料制成。貫通開口110從構(gòu)件100中鉆出。

憑借本發(fā)明首次給出一種方法，憑借所述方法按照簡(jiǎn)單的類型和方式來制造板形元件，并且出眾之處在于與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的金屬-固定材料-穿引件的相容性，由此，裝設(shè)到傳統(tǒng)的點(diǎn)火器或者安全氣囊上是可行的。