CN103307630A - 用于点火装置的点火座 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于点火装置的点火座，其中，带入熔入的接触销的玻璃座起电极载体的作用，这里接触销按明确的相互配合关系固定，使得玻璃座的端侧和接触销形成平坦的平面，从而可以在电极上安装平齐地支承在玻璃座上的点火电桥，在相对的侧面接触销突出于玻璃座，玻璃座的一部分和突出于玻璃座的接触销的一部分设有塑料外壳。

Description

用于点火装置的点火座

热电式点火装置在用于机动车辆中的人员保护装置、如气囊和安全带拉紧器的气体发生器中是必需的。

这种气体发生器利用点火座工作，通过所述点火座可以热电地点火推进剂。

这种热电技术的装置依靠点火装置实现，所述点火装置确保可靠地点火推进剂并能在数年内保持正常工作。为此，这种装置必须确保实现在数十年内保证有效。

其条件在于，确保持续的无故障正常工作以及点火器，以及还有推进剂不会改变。必须保证的是，例如不会有湿气进入气体发生器中。为此，推进剂和点火器必须气密地封装。同时必须确保，在点火推进剂时，沿正确的方向释放气体。

在电点火的点火器中，点火元件或微型气体发生器当前有两种基本的形式，以便锚固这种点火器的底座或电极载体中的热电构件的两个导电的触点。为此需要电极载体，在所述电极载体中相互绝缘地气密地埋入一个或多个接触销，并可以通过所述接触销将电脉冲从外面导入点火装置。

在实践中主要采用两种方法，这两种方法分别带有特有的优点和缺点。

1．玻璃-金属结构

一种相应的玻璃-金属结构的特征在于，两个或多个接触销中的至少一个熔入并由此固定在玻璃中。玻璃座本身锚固在金属环中，所述金属环使得可以对点火器的其余的结构实现气密的连接，例如通过激光焊接来实现，同时在需要时可以形成电点火装置的一个电极。

玻璃-金属结构的点火器和其他元件的结构设定为用于形成带有实际的由金属构成的热电点火物质的容器并在挤压玻璃-金属结构的金属环时与其焊接。

在接触销上安装点火桥电路和实际的热电点火物质之后，这种已经可以工作的点火器还设置塑料盖和必要时通过塑料包围注塑，使得形成与周边的系统的标准化接口。

这种结构例如记载在文献DE69603082T2中，该文件的主题是热电的点火器和包含这种点火器的用于汽车的安全装置。这种构造成热电技术开关的点火座具有两个由嵌入玻璃体或陶瓷体中的连接销，所述连接销通过点火桥电路相互连接。这种点火桥电路构造成电的微型构件。

一个第二单元构成热电技术开关的热电部分。该部分由金属杯构成，所述金属杯具有绝缘的内置件，热电组分设置在所述内置件中。

两个单元相互压紧并通过包围玻璃或陶瓷座的金属环气密地相互激光焊接。

在金属杯的内部构成一个空腔，所述空腔填充有氦饱和的材料并由此可以感知电热技术的开关（des elektropyrotechnischen Schalters）的不密封性。

为此进行的过程非常复杂，因为需要很多有时很昂贵的构件，为此制作步骤的数量也较高。

特别是金属杯与金属环的焊接的设计是有问题的，因为对这种点火器的绝对密封性的检查只能有条件地并且只能以很到的耗费实现。

为了将玻璃-金属点火器的桥导线这样固定在接触销上，使得所述桥导线平坦地贴靠在两个接触销之间的玻璃上，必须通过打磨了对表面进行精加工。但玻璃优点在于，玻璃具有比桥导线明显更高的熔点，因此在检查或通过电流脉冲点火时不会由于此时形成的发热在玻璃、桥导线和点火混合物之间出现空腔。

所述类型的点火座的另一种构型由US专利文献5988069A公开。在该文献中记载的点火座同样具有两个相互绝缘的接触销，这两个接触销通过玻璃封闭件气密密封地固定在陶瓷座中。陶瓷座在其上侧上与金属座相组合，一个接触销绝缘地穿过所述金属座，而另一个接触小导电地与金属座固定连接。金属座和与金属座绝缘的接触小通过电桥导线电连接。电桥导线与点火剂相接触并且使点火剂与推进剂连接。这种布置结构用金属杯包围，所述金属杯气密地与金属座激光焊接。金属杯最终还由塑料盖封闭。另一个金属座向下包围点火座，所述另一个金属座在装入密封件的情况下与点火座压紧。

这种结构具有多个不同的部件的组合，为了对其进行组装需要相应数量的工步，这是昂贵的并且在制造技术是复杂的。

在US专利文献5230287A记载了一种用于微型气体发生器的点火元件，其中点火元件构造成半导体桥的形式。半导体桥与热电连接推进组件一起安装在一个金属容器中，所述金属容器通过粘接剂与不导电的座气密密封地连接。在所述座中固定电的接触销，所述接触销一直分布到半导体桥且通过所述金属销可以实现有热电材料组成的推进组件的点火。至少一个所述接触销这里完全与金属容器电绝缘，而另一个接触销与装置的主体连接。两个接触销保持在金属导通部中，在所述金属导通部中接触销通过玻璃的、绝缘的密封件固定。接触销以其金属导通部附加地通过半刚性的粘接剂固定在中央体部中并固定在具有热电材料的容器中，所述粘接剂构成第二气密的密封件。这种结构也较为复杂并因此较为昂贵。

2.塑料-金属结构

另一种构成所述类型的点火座的可能性是塑料-金属结构。

在这种结构中，接触销直接锚固在塑料座中，所述塑料座同时构成与其周边的系统的接口。一种可能的和实际的制造方法这里是，将接触销装入注塑模具中并接着对其进行包围注塑。对于这种结构形式的优点在于，制造构件只需要一个或多个接触销和塑料。因此在工艺步骤较小的同时，需要较少的并还较为经济的材料用量。

起不利作用的是，接触销和塑料之间，膨胀系数相差非常大，并且塑料在300°C以上熔化。桥导线在电流加载期间可以达到600°C导1000°C之间，此时座的一部分熔化，从而在这个区域内桥导线和点火混合物不再以原始的制成状态相互连接。此外不利的是，根据当前常见的规格要求使用圆形的接触销，这种接触销在置入注塑模具时仅能沿纵向固定。由此接触销在模具内部能够旋转；如果还需要接触销弯曲或折弯，则用于固定桥导线的接触销的位置不能正确地控制，从而不能实现所要求的布置形式的绝对的可再现性。作为这个问题的解决方案，通常采用这样的途径，即，加长接触销，使其在两个端部处能固定的模具中，会导致一定的突出量。

由于用于电桥导线的表面必须非常干净和平坦，并且不允许具有突起，因此必须在事后在该位置必须对接触销（在玻璃-金属结构中也是这样）进行打磨。这里金属和塑料业表现出非常不同的特性，从而不能始终确保接下来获得干净和光滑的表面。

本发明的目的在于，在制造热电点火装置时避免前面在现有技术中指出的不足并同时按本发明的方式将其优点相组合，以及这样来简化点火装置的结构，使得不再需要用于玻璃座的附加的金属环。

由权利要求1和6的特征得出根据本发明设计的电极载体中的接触销的玻璃-金属结构与塑料-金属结构的组合，本发明其他有利的实施形式根据各从属权利要求得出。

在专利文献DE4429175B4已经记载了的玻璃-金属结构与塑料-金属结构的一种组合。这里，接触销熔入玻璃座中，所述玻璃座本身设有配合环。接触销的自由端与玻璃座邻接地从后面用塑料注塑，使得在导电的环和接触销之间形成火花隙

，利用所述火花隙将危险的电压峰值导出到导电的环。

接触销的塑料埋入这里用于对接触销的自由端进行另外的固定。整个结构附加地还由铝制壳体包围。

在已知的点火座的结构中，如其中熔入接触销的玻璃，对于导电的环是不锈的高速切削钢(Cr/Ni合金)，对于接触销是在连接区域内具有附加的镀金部的Ni/Fe合金，对于点火电桥是Ni/Cr合金，用于壳体的铝和玻璃纤维强化的聚酰胺形式的塑料，这些不同材料的组合由于分别不同的热膨胀系数本身对于点火装置内腔的气密的密封就是成问题的，当考虑到在机动车辆中可能会出现在最高120K或更高的数量级的温度差时，这个问题变得更为严重，这种温度差会导致各个所使用的并相互组合的材料之间明显的相对运动，可以理解的是，在已知的点火装置中需要由弹性体制成的密封环。所采用的密封件的抗老化性同样会导致问题。

由于天气影响和湿气还可能在各个材料之间出现接触腐蚀，这些材料在电压（应力）排序中相互隔开较远。

此外，整个结构如所引用的现有技术中公开的那样是复杂的，并且由于材料以及由于所需的工艺步骤并且因此是非常昂贵的。

与此相对，根据本发明的玻璃-金属结构与塑料-金属结构的组合在本发明的一个实施形式中允许对于外部影响，例如湿气实现对点火座气密的密封，还允许实现在与周边系统的接口形式上的接头简单的结构。此外，按本发明还实现了点火座的经济的制造。

实施例

下面根据示出根据本发明的点火座的横截面附图详细说明本发明的主题。

两个弯折两次的接触销1熔入玻璃座3中，并在玻璃座3上端面4上与玻璃座构成一个平面。在相对的侧面上接触销1从玻璃座3中伸出。

在所述端面4的下方，玻璃座3和接触销6的一部分用塑料包围注塑2。塑料包围注塑部相对于玻璃座3的相对的端面4略微回缩7。

接触销1在玻璃座3的所述端面4上构成用于容纳没有示出的点火电桥的接触电极1a或1b，所述点火电桥使各电极电连接。点火电桥可以材料锁合地与电极焊接，和可以简单地与其接触低连接，其方式是，点火电桥由与电极电接触的点火物质保持。

塑料外壳2使得实现了与包围热电的点火物质的容器的气密的连接，还实现了与周边系统的接口，接触销6的突出于塑料座2的端部起触点的作用。

通过根据本发明用塑料对玻璃座的包围注塑，可靠地抑制了被玻璃座3从点火装置中推出，并同时还防止接触销6被拉出。

基于其中熔入两个接触销的玻璃座，在避免使用附加的用于玻璃座的金属环的情况下，接下来通过打磨对玻璃座进行精加工，从而形成合适的平的表面，以便在以后的工序中能够安装点火电桥，所述点火电桥在接触小的电极1a或1b之间支承在玻璃座上。这个组件接下来可以放入注塑模具中并用塑料包围注塑，而不需要附加的后处理。

这里有利的是，接触销已经通过玻璃固定并且在空腔的内部不再能改变径向位置，这对于接触销相互间的间距的误差起到有利的作用。

这样制成的电极载体接着在另一个工步中装入注塑模具中，固定在其中并接着用塑料包围注塑。为了在注射模具中固定电极载体，构成容纳部，这些容纳部一方面容纳接触销的突出于玻璃座的端部，另一方面容纳玻璃座的端侧的很短的一个部段。由此实现了，电极载体牢靠地固定在注塑模具中并可以由塑料物料包围注塑，而不需要另外的后加工。

在点火座从注塑模具中脱模之后，可以接着进行电桥导线或点火电桥的安装，这通常通过焊接连接进行，其中确保了，电桥导体或点火电桥在接触销的电极之间支承在接触销之间的玻璃座上。

最后用塑料杯补全这样形成的点火座，所述塑料杯包含热电技术并可以通过传统的技术与电极载体的塑料外壳气密密封地连接。这里利用了塑料-金属点火器的优点。

附图标记列表

1    接触销

1a   接触电极

1b   接触电极

2    塑料外壳

3    玻璃座

4    端面

5    侧面

6    接触销

7    台阶部

Claims (8)

1.用于热电的点火装置的点火座，其特征在于，所述点火座具有以下特征：玻璃座形式的电极载体；玻璃座（3）中埋入有接触销（1）；所述接触销（1）和玻璃座（3）在玻璃座（3）的一侧形成平的端面（4）；所述接触销（1）在与所述端面（4）相对的侧面（5）突出于所述玻璃座（3）；所述玻璃座（3）在所述端面（4）的下方直到一个部段（7）的一部分以及突出于所述玻璃座（3）的接触销（6）的一部分设有塑料外壳（2）。

2.根据权利要求1所述的点火座，其特征在于，所述塑料外壳（2）一方面用于与包含热电的点火物料的容器气密地连接，另一方面用作与周边系统的接口。

3.根据权利要求2所述的点火座，其特征在于，所述玻璃座（3）的所述端面（4）以及所述接触销（1）的电极（1a，1b）打磨平整。

4.根据权利要求3所述的点火座，其特征在于，在所述接触销（1）的电极（1a，1b）上能够导电地安装点火电桥，该点火电桥平齐地支承在所述玻璃座（3）上。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的点火座，其特征在于，所述塑料外壳（2）相对于所述玻璃座（3）的平的端面（4）回缩。

6.用于制造根据权利要求1至5中任意一项所述的点火座的方法，其特征在于，将带有熔入所述玻璃座（3）的所述接触销（1）的电极载体放入注塑模具中，在注塑模具中，电极载体的一侧通过突出的所述接触销（1）且电极载体的另一侧通过所述玻璃座（3）的端侧而将所述电极载体形锁合地固定在注塑模具中，接着用塑料对电极载体进行包围注塑。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述注塑模具具有用于电极载体的所述接触销（1）和所述玻璃座（3）的容纳部。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，为了将电极载体固定在所述注塑模具中，将所述接触销（1）以及所述玻璃座（3）的端侧置入注塑模具的互补的容纳部中，接着用塑料包围注塑。

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