DE102014219124A1

DE102014219124A1 - Durchführungselement mit Massespin in Kontakthülse, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung

Info

Publication number: DE102014219124A1
Application number: DE102014219124.6A
Authority: DE
Inventors: Thomas Pfeiffer; Thomas Fink
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2014-09-23
Filing date: 2014-09-23
Publication date: 2016-03-24
Anticipated expiration: 2034-09-24
Also published as: DE102014219124B4

Abstract

Die Erfindung betrifft Durchführungselemente (1) für eine Zündvorrichtung für Anzünder von Airbags oder Gurtspannern mit einen metallischen Grundkörper (3) und zumindest einer ersten Durchgangsöffnung (4), in der ein Metallstift (5) in einem elektrisch isolierenden Fixiermaterial (10) angeordnet ist, und zumindest einer zweiten Durchgangsöffnung (20), in der ein weiterer Metallstift (6) als Massepin mit Hilfe einer elektrisch leitfähigen Kontakthülse (60) in dieser Durchgangsöffnung (20) fixiert und elektrisch leitfähig mit dem Grundkörper (3) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft Durchführungselemente im Allgemeinen, insbesondere aber solche für Zündvorrichtungen, wie sie zum Zünden einer pyrotechnischen Personenschutzvorrichtung verwendet werden. Insbesondere betrifft die Erfindung die Ausgestaltung des Sockels einer solchen Zündvorrichtung, das Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Anwendungen.
Als pyrotechnische Personenschutzvorrichtungen kommen in Kraftfahrzeugen insbesondere Airbags und Gurtstraffer zum Einsatz. Derartige Sicherheitssysteme können das Verletzungsrisiko erheblich senken. Voraussetzung ist jedoch, dass im Falle eines Zusammenstoßes die jeweiligen Sicherheitssysteme nicht versagen. Besonderes Augenmerk wird dabei insbesondere auch auf die Zünder solcher Pyrotechnischen Einrichtungen gerichtet, welche für die Funktion einer solchen Sicherheitseinrichtung unerlässlich sind. Insbesondere müssen die Zünder auch viele Jahre nach ihrer Herstellung noch einwandfrei funktionieren. Als mittlere Lebensdauer solcher Zünder wird oftmals 15 Jahre angegeben. Um eine dauerhaft einwandfreie Funktion zu gewährleisten, muss dabei sichergestellt sein, dass sich die im Zünder vorhandene Treibladung im Laufe der Zeit nicht verändert. Derartige Veränderungen können beispielsweise durch in den Zünder eindringende Feuchtigkeit verursacht werden. Es ist daher wichtig, die Treibladung des Zünders hermetisch zu verkapseln. Auch muss der Zünder die Gase der gezündeten Treibladung in die richtige Richtung freisetzen, um die Treibladung eines Gasgenerators des Sicherheitssystems zu zünden.
Um dies zu gewährleisten, weisen aus dem Stand der Technik bekannte Zünder eine Kappe oder einen Deckel und einen vergleichsweise massiven Sockel auf, zwischen denen die Treibladung in einem aus diesen Teilen gebildeten Hohlraum eingeschlossen ist. Durch den Sockel wird mittels elektrischer Anschlüsse der Strom zum Zünden der Treibladung geleitet. Daher weist der Sockel in der Regel Durchgangsöffnungen auf, in denen sich Metallstifte befinden, die auf der einen Seite mittels einer Steckverbindung mit elektrischem Strom versorgt werden können und auf der anderen Seite beispielsweise mittels einer Zündbrücke verbunden sind, die beim Stromdurchfluss in Kontakt mit dem Treibmittel die Zündung desselben bewirkt. Der Sockel wird daher auch allgemein Durchführungselement genannt. Bei der Auslegung des Durchführungselements muss sichergestellt werden, dass bei der Zündung der Treibladung auf jeden Fall die Kappe oder der Deckel oder ein Teil davon abreißt und nicht die elektrischen Durchführungen aus dem Sockel getrieben werden.
Im Markt für solche Durchführungselemente haben sich zwei Technologien durchgesetzt. In der ersten besteht der Grundkörper des Sockels aus Metall und die Zündbrücke wird mittels eines angeschweißten Brückendrahtes realisiert. Bei dieser Ausführungsform ist ein Metallstift als Pin in einem elektrisch isolierenden Fixiermaterial in einer Durchgangsöffnung des Grundkörpers fixiert. Als Fixiermaterial wird üblicherweise ein Glasmaterial, insbesondere ein Hartglas oder Glaslot verwendet. Dadurch ist dieser Metallstift zum Außenleiter durch Glas isoliert. Ein zweiter Metallstift als Pin ist mit dem Außenleiter, der durch den Grundkörper oder auch Bodenplatte genannt repräsentiert wird, verschweißt oder verlötet. Auf der Oberseite des Durchführungselements – das ist die Seite, die der Zündkappe der endmontierten Zündvorrichtung zugewandt ist – kommt somit ein Brückendraht (meist aus einer Wolframlegierung) als Zündbrücke in Kontakt mit der Oberfläche des Glasmaterials. Damit der Brückendraht nicht beschädigt wird und das Zündelement im Gebrauch beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eine lange Lebensdauer aufweist, muss die Oberfläche des Glasmaterials geschliffen werden, da Rauhigkeiten der Oberfläche den Brückendraht beschädigen können.
Die Länge des Drahtes beeinflusst den Widerstand und damit die Auslösecharakteristik der Zündvorrichtung. Im Fall der Zündung wirkt der entstehende Explosionsdruck auf eine kleine Glasfläche, daher gilt diese Ausführungsform als sehr robust. Ein weiterer dieser Ausführung zuerkannter Vorteil ist, dass ein Pin direkt mit dem Außenleiter verbunden ist, über diesen Pin erfolgt eine einfache Erdung des Zünders. Dieser Pin wird i.d.R. Masseleiter, Massepin oder Massestift genannt. Diese Art der Anzünder findet dennoch die größte Verbreitung.
Zündvorrichtungen dieser Art sind beispielsweise aus der DE 101 33 223 A1 bekannt. Auch die in US 2003/0192446 A1 beschriebene Ausführung gehört zu dieser Gruppe, auch wenn dort ein Schleifen entfallen kann, da die Ebenenfläche, auf der der Brückendraht zu liegen kommt, durch einen zusätzlichen Keramikkörper hergestellt wird. Dies verursacht allerdings zusätzliche Herstellungskosten. Weiterhin ist der Pin, der die Verbindung zu dem Außenleiter herstellen soll, durch das Glasmaterial abgedeckt. Dies verhindert eine optische Prüfung und ist erschwert daher die erforderliche Qualitätsprüfung bei der Herstellung.
Eine zweite angewandte Technologie zum Herstellen von Zündvorrichtungen beruht auf Grundkörpern aus gepresstem Glas als Sockel, durch die zwei Metallstifte als elektrische Zuführung und Anschlusselemente geführt werden. Dabei wird eine Keramik mit Dickschichtleiter als Zündbrücke auf die Pinenden gelötet. Zwei kurze Pinenden ragen dabei auf der Innenseite über die des Sockels heraus, weisen also einen Überstand gegenüber der Glasfläche aus. Zur Herstellung eines solchen Durchführungselements muss das flüssige Glas aufwendig gepresst werden. Da beide Pins isoliert wären, muss eine Verbindung zum Außenleiter hergestellt werden. Dies erfolgt wie in EP 1061325 A1 beschrieben über ein zusätzliches Bauteil. Die Vorteile dieser Ausführungsform sind die freiere Wahl des Außenleitermaterials und die Toleranzen der Positionierung des Pins in der Durchgangsöffnung gehen nicht in den Widerstand ein, da dieser auf dem Keramiksubstrat oder Chip vordefiniert ist. Nachteilig wirkt sich die große Glasfläche aus, die das Design schwächt sowie die aufwendigere Erdung, sowie höhere Gesamtkosten des Systems. Daher ist diese Art der Zünder weniger verbreitet.
In der EP 1455160 B1 wird vorgeschlagen, als Grundkörper ein einziges Metallstanzteil ausreichender Stabilität zu verwenden. Dabei wird sowohl die äußere Kontur des Grundkörpers als auch die Durchgangsöffnung, in der ein Pin mittels eines Glaslotes fixiert wird, durch einen Stanzvorgang erzeugt. Der Pin, der den Kontakt zum Außenleiter herstellt, wird in dieser Ausführungsform nicht in einer Durchgangsöffnung fixiert, sondern großflächig mit der Unterseite des Grundkörpers verlötet. Das Stanzen der Durchgangsöffnung, in der die Glas-Metall-Fixierung erfolgt, ist deshalb möglich, da an diese geringere Anforderungen bzgl. der Genauigkeit der Durchmesser und des Profils gestellt werden, denn durch die Fixierung des Pins mit dem Glas-Fixiermaterial können bei geeigneter Prozessführung große Lotspalte und damit auch große Toleranzen ausgeglichen werden. Üblicherweise wird die Oberseite der Glasfläche geschliffen, womit diese Ausführungsform zu der erstgenannten Gruppe von Durchführungselementen zählt. Diese Ausführungsform ist ebenfalls mit dem Nachteil behaftet, dass der Grundkörper üblicherweise aus einem Edelstahl besteht, weil ansonsten der Grundkörper aus einem Nicht-Edelmetall beschichtet werden müsste, um Korrosion zu vermeiden. Bei solchen beschichteten Grundkörpern kann dann allerdings die Glasfläche der Glas-Metall-Durchführung nicht mehr geschliffen werden, weil ansonsten die Beschichtung mit angeschliffen würde.
Die DE 10 2009 008 673 B3 beschreibt Zündelemente mit einem metallischen Grundkörper, der von einem Stanzteil gebildet wird und zwei gestanzte Durchgangsöffnungen aufweist. In einer ist ein Pin in einem elektrisch isolierenden Glasmaterial angeordnet, in der anderen der Massepin mittels einem elektrisch leitenden Lotmaterial. Damit die Lotverbindung in der zweiten Durchgangsöffnung überhaupt hergestellt werden kann, darf der Lotspalt zwischen der äußeren Wandung des Massepins und der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung nur sehr schmal sein. Dies hat zur Folge, dass die zweite Durchgangsöffnung mit hoher Genauigkeit gestanzt werden muss.
Es hat sich herausgestellt, dass diese hohe Stanzgenauigkeit in Verbindung mit einem kleinen Lochdurchmesser u.a. von der präzisen Fertigung der Stanzwerkzeuge und aber auch deren Abnutzung während des Produktionsprozesses abhängen. Dadurch werden die gesamten Fertigungskosten und der Herstellungsaufwand im Gesamtprozess erhöht. Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Durchführungselement zur Verfügung zu stellen, das für die Anwendung in pyrotechnischen Personenschutzvorrichtungen geeignet, aber mit einem reduzierten Aufwand herzustellen ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch das Durchführungselement und das Verfahren zu dessen Herstellung gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den davon abhängigen Ansprüchen.
Ein erfindungsgemäßes Durchführungselement umfasst einen metallischen Grundkörper, und zumindest eine erste Durchgangsöffnung, in der ein Metallstift in einem elektrisch isolierenden Fixiermaterial angeordnet ist, und zumindest eine zweite Durchgangsöffnung, in der ein weiterer Metallstift mit Hilfe einer elektrisch leitfähigen Kontakthülse fixiert ist, so dass zumindest die zweite Durchgangsöffnung hermetisch abgedichtet wird. Der zweite Metallstift repräsentiert somit den Massepin, synonym auch Massestift genannt, der elektrisch leitend mit dem Grundkörper verbunden ist.
Die Erfindung sieht somit vor, dass das Durchführungselement neben dem üblichen elektrisch vom Grundkörper isolierten ersten Metallstift in einer ersten Durchgangsöffnung einen zweiten Metallstift aufweist, der den Kontakt zum Außenleiter herstellen kann und somit den Masseleiter repräsentiert, der in einer zweiten Durchgangsöffnung mittels einer Kontakthülse fixiert wird, wobei die Kontakthülse mit verschiedenen geeigneten Verbindungstechniken in der zweiten Durchgangsöffnung angebracht werden kann.
Der Grundkörper ist in der Regel eine Platte mit kreisrunder Außenkontur und zumindest im wesentlichen planparallelen Oberflächen. Die Metallstifte in der Durchgangsöffnung stehen zumindest auf einer Seite über die Oberfläche des Grundkörpers hervor. Die Seite des Grundkörpers, auf welcher die Funktionselemente angebracht werden, die über zumindest einen Metallstift kontaktiert werden, wird im Allgemeinen als Oberseite bezeichnet. Das Funktionselement eines Anzünders kann z.B. die Zündbrücke sein, das Fuktionselement einer Batterie eine Elektrode usw.. Die der Oberseite gegenüber liegende Oberflächen ist die Unterseite oder synonym die Rückseite.
Bei Anzündern von Airbags stehen i.d.R. die Metallstifte über die Rückseite hervor. Es gibt Ausführungsformen, bei denen ein i.d.R. kleinerer Überstand über die Oberseite vorgesehen ist, aber auch Ausführungsformen, bei denen die Oberseite plan ist, d.h. dass die Metallstifte und auch kein Fixiermaterial ober die Ebene der Oberseite hervorsteht. Dies wird üblicherweise durch einen nachgeordneten Bearbeitungsschritt des Planschleifens nach der Montage der Metallstifte an den Grundkörper erreicht.
Der zweite Metallstift, d.h. der Massepin, befindet sich seinerseits in einer Durchgangsöffnung der Kontakthülse. Er ist bevorzugt mit der Kontakthülse verbunden durch löten, einschrumpfen und/oder einschweißen. Somit wird ebenfalls eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Kontakthülse und dem zweiten Metallstift hergestellt.
Üblicherweise ist die Durchgangsöffnung der Kontakthülse koaxial zu dem darin fixierten Metallstift angeordnet. Die äußere Kontur der Kontakthülse folgt in der Aufsicht der Kontur der Durchgangsöffnung, meistens hat sie einen kreisrunden äußeren Umriss in der Ebene senkrecht zur Längsachse des Metallstifts.
Vorteilhaft besteht die Kontakthülse aus Metall und/oder Metalllegierungen und/oder Nichteisenmetallen, z.B. Stahl, Edelstahl, Messing usw..
Bevorzugt weist die Kontakthülse ein lokal aufgeweitetes Profil auf, d.h. sie ändert entlang der Längsachse des Metallstifts ihren äußeren Durchmesser, so dass die Kontakthülse im Bereich einer Oberfläche des Grundkörpers einen kleineren Durchmesser aufweist als im Bereich der gegenüberliegenden Oberfläche. Die lokale Aufweitung kann an der Unterseite und/oder an der Oberseite des Grundkörpers vorgesehen werden.
Besonders geeignete Profilformen der Kontakthülse sind ein zumindest teilweise konisches Profil. Dabei ist das Profil der Kontakthülse zumindest in Teilbereichen konusförmig ausgebildet, so dass sich ihr Durchmesser in diesen Teilbereichen kontinuierlich in Richtung einer Oberfläche des Grundkörpers aufweitet, und/oder das Profil der Kontakthülse ist stufenförmig und der Bereich mit dem größeren Durchmesser steht über eine Oberfläche des Grundkörpers heraus. Insbesondere kann die lokale Aufweitung in Richtung der Unterseite des Grundkörpers vorgesehen sein, da in dieser Weise insbes. bei Anzündern ein Überstand der Kontakthülse über die Ebene der Unterseite des Grundkörpers keine nachteiligen Auswirkungen hat.
Die lokalen Aufweitungen können bestimmte Vorteile bei der Montage des Durchführungselements bewirken. Insbesondere kann die Kontakthülse mit dem zumindest teilweise konischen Profil so in die zweite Durchgangsöffnung des Grundkörpers eingesetzt werden, dass bei dem Einsetzen eine koaxiale Selbstzentrierung der Kontakthülse in der zweiten Durchgangsöffnung erfolgt, und/oder eine lokale Aufweitung außerhalb des Bereichs der Durchgangsöffnung kann als Anschlag bei der Montage der Kontakthülse dienen, der den Überstand des in der Kontakthülse fixierten Metallstifts bestimmen kann. Dazu ist es aus geometrischen Gründen notwendig, dass der Bereich der Kontakthülse mit dem kleineren Durchmesser einen kleineren Außendurchmesser als der Durchmesser der zweiten Durchgangsöffnung aufweist, in welcher die Kontakthülse angeordnet wird. Der über die Oberfläche des Grundkörpers überstehende Bereich der Kontakthülse weist dann einen größeren Durchmesser auf als die zweite Durchgangsöffnung, so da Durchgangsöffnung und/oder ein Anschlag beim Einführen der Kontakthülse in die zweite Durchgangsöffnung erzeugt werden.
Bevorzugte Ausgestaltungen des Profils der Kontakthülse sehen eine Konusform vor, d.h. das Profil der Kontakthülse entspricht zumindest bereichsweise einem Kegelstumpf, so dass in diesem Bereich eine kontinuierliche Abnahme des Durchmessers der Kontakthülse in Richtung zu einer Oberfläche des Grundkörpers vorliegt. Werden die Steigung der Außenumfangswand und der lokale Durchmesser der Kontakthülse wie beschrieben gewählt, kann diese Ausführungsform insbesondere eine sicher koaxiale Zentrierung der Kontakthülse und damit auch des darin angeordneten zweiten Metallstifts in der zweiten Durchgangsöffnung sicher stellen.
Eine geeignete Montagetechnik zum Fixieren der Kontakthülse in der zweiten Durchgangsöffnung ist das Einlöten mittels elektrisch leitfähigen Lotmaterials. Ein entsprechendes erfindungsgemäßes Durchführungselement sieht vor, dass die Kontakthülse in der zweiten Durchgangsöffnung eingelötet ist, so dass eine Lötverbindung zwischen der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung und der äußeren Wandung der Kontakthülse besteht, die von zumindest einem elektrisch leitfähigen Lotmaterial gebildet wird, das einen Lotspalt zwischen inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung und zumindest Bereichen der äußeren Wandung der Kontakthülse zumindest bereichsweise ausfüllt.
Der Lotspalt entsteht durch die unterschiedlichen Durchmesser der äußeren Wandung der Kontakthülse und der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung. Damit das Einlöten der Kontakthülse in die zweite Durchgangsöffnung zuverlässig und v.a. unter hermetischem Abschluss der zweiten Durchgangsöffnung erfolgen kann, darf der Lotspalt eine bestimmte Breite nicht überschreiten. Besonders vorteilhaft wird äußere Kontur des Grundkörpers sowie die erste und die zweite Durchgangsöffnung durch einen Stanzvorgang erzeugt. Alternativ kann die äußere Kontur des Grundkörpers durch Kaltumformen hergestellt werden, wobei besonders vorteilhaft ein Freistellungsbereich vorgesehen wird, in dem die Dicke des Grundkörpers reduziert ist, so dass die Durchgangsöffnungen durch Stanzen eingebracht werden können.
Besonders vorteilhaft ist der Lotspalt an seiner engsten Stelle maximal 0,30 mm breit. Dies sieht eine konzentrische Anordnung der Kontakthülse ebenso vor wie eine exzentrische.
Die Erfinder haben erkannt, dass es möglich ist, auch die zumindest zweite Durchgangsöffnung, in welcher der Metallstift durch die Lötverbindung fixiert ist, mit einem relativ großen Durchmesser zu stanzen und dadurch Abweichungen in der Präzision der Kontur der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung zu tolerieren, so dass z.B. die Breite des Lotspalts lokal um einen Mittelwert schwanken kann, und dass diese Abweichungen durch den Einsatz der Kontakthülse so ausgeglichen werden können, dass die Anwendung verschiedener Verbindungstechniken möglich ist. Insbesondere bei den Kontakthülsen mit den lokal aufgeweiteten Profilen sind diese in der Lage, auch unpräzise Konturen der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung zu verschließen, da diese in den Aufweitungen mit Sicherheit Bereiche aufweisen, welche z.B. Lotspalte bedingen, welche eine ausreichend geringe Breite aufweisen. Aber auch bereits zylindrische Kontakthülsen mit erfüllen bereits diesen Zweck.
Beim Ausstanzen der Durchgangsöffnung wird prinzipiell ein charakteristisches Stanzprofil erzeugt. Wird beispielsweise die Durchgangsöffnung in den Grundkörper gestanzt, weist diese auf der Eindringseite des Stanzwerkzeugs üblicherweise zunächst ein relativ glattes und gleichmäßiges Profil auf, das dann aber typischerweise mit zunehmender Eindringtiefe bzw. Werkstückdicke ausreißt, d.h. dass sich das Profil der Durchgangsöffnung mit zunehmender Werkstückdicke in Richtung zur Austrittseite des Stanzwerkzeugs aufweitet. Unter Profil der Durchgangsöffnung wird in dieser Beschreibung die dreidimensionale Form der Durchgangsöffnung verstanden. Wenn von einem überwiegend zylindrischen Profil gesprochen wird, ist dabei gemeint, dass eine hauptsächlich zylinderförmige Struktur aus dem Bereich der Durchgangsöffnung herausgestanzt wurde. Leichte Abweichungen von dieser idealen Geometrie sind naturbedingt möglich und ebenfalls von der Beschreibung umfasst.
Ein erfindungsgemäßes Durchführungselement kann eine zweite Durchgangsöffnung aufweisen, bei der sich ein im Vergleich zu dem vorgenannten zylindrischen Profil aufgeweiteter Bereich an den Bereich mit dem zylindrischen Profil anschließt. Der aufgeweitete Bereich weist bevorzugt ein konisches Profil auf. Eine solche Konstellation kann sich bei einem Stanzvorgang von einer Seite aus ergeben, aber auch bei einer Folge von Stanzprozessen, bei welchen die Form und damit das Profil der Durchgangsöffnung gebildet wird. In einem zumindest zweistufigen Stanzprozeß ist es beispielsweise möglich, ein stufenförmiges Profil zu erzeugen, insbesondere wenn zuerst das Loch von einer Richtung durch den Grundkörper gestanzt wird, und dann von der entgegengesetzten Richtung die Kontur der Stufe eingeprägt und/oder eingestanzt wird. Solch aufgeweitete Bereiche können sich selbstverständlich auch auf beiden Seiten der Grundkörpers und somit auf beiden Seiten der Durchgangsöffnung befinden.
Die Wahl der Geometrie der Kontakthülse, insbes. die Wahl des Profils der Kontakthülse, ermöglicht es, die Kontur der Kontakthülse der Kontur der inneren Wandung der so erzeugten Durchgangsöffnung anzupassen.
Neben dem Einlöten der Kontakthülse sind weitere Verbindungstechniken als erfindungsgemäße Alternativen möglich. Eine solche Alternative ist das Einpressen der Kontakthülse in die zweite Durchgangsöffnung. Dadurch wird Material der Kontakthülse und/oder des Grundkörpers insbes. im Bereich der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung verformt und, zumindest in Teilbereichen der zweiten Durchgangsöffnung, folgt die Kontur der äußeren Wandung der Kontakthülse der Kontur der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung.
Das Einpressen der Kontakthülse erfolgt i.d.R. durch das Aufbringen von hohen Druck. Das Einpressen und/oder die Verbindung des Materials der Kontakthülse und dem Material des Grundkörpers im Bereich der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung kann durch das Vorhandensein einer Zwischenmetallschicht auf der äußeren Wandung der Kontakthülse und somit zwischen der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung und der äußeren Wandung der Kontakthülse erleichtert werden. Vorteilhaft ist die Zwischenmetallschicht aus einem beim Einpressen fließfähigen Material. So kann es als eine Art Schmiermittel beim Einpressen wirken. Besonders vorteilhaft bildet es zumindest partiell Metallgitterbindungen mit dem Material der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung einerseits und dem Material der Kontakthülse andererseits aus. Als besonders geeignet als Zwischenmetallschicht haben sich Kupfer und andere weiche Materialien wie Zinn o.ä. erwiesen. Auch durch Einpressen kann ein hermetisch dichter und druckfester Verschluss der zweiten Durchgangsöffnung erreicht werden.
Eine weitere Alternative Verbindungstechnik zum Fixieren der Kontakthülse in der zweiten Durchgangsöffnung ist das Einschrumpfen. Dabei wirkt eine mechanische Druckspannung auf die Kontakthülse, so dass diese in der zweiten Durchgangsöffnung sozusagen festgeklemmt wird. Dies kann erreicht werden, wenn der Grundkörper nach Erwärmung abkühlt und sich thermisch kontrahiert, so dass sich der Durchmesser des zweiten Durchgangsöffnung reduziert und so auf die Kontakthülse einschrumpft, oder dass sich die Kontakthülse nach Abkühlung thermisch ausdehnt und so die zweite Durchgangsöffnung des Grundkörpers relativ zur Kontakthülse auf diese einschrumpft. Durch die Krafteinwirkung kann ebenfalls Material von Grundkörper und/oder Kontakthülse verformt werden. Auch bei dieser Verbindungstechnik folgt zumindest in Teilbereichen der zweiten Durchgangsöffnung die Kontur der äußeren Wandung der Kontakthülse der Kontur der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung.
Gängigerweise wird Normalstahl wie St 35 und/oder St 37 und/oder St 38 oder Edelstahl und/oder nichtrostender Stahl als Material für in Grundkörper eingesetzt. 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, X5CrNiMo17-12-2, X6CrNiMoTi17-12-2, X6CrNiTi1810 und X15CrNiSi25-20, X10CrNi1808, X2CrNiMo17-12-2, X6CrNiMoTi17-12-2.
Um eine maximale Kosteneffizienz des erfindungsgemäßen Durchführungselements zu gewährleisten, kann der metallische Grundkörper vorteilhaft aber auch aus keinem Edelstahl bestehen. Vorteilhaft wird der Grundkörper stattdessen aus einem Stahl aus der Gruppe 1.01xx bis 1.07xx (unlegierte Qualitätsstähle) gebildet. Die Angabe der Stahlgruppe erfolgt dabei nach DIN EN 10 027-2, wobei die erste Ziffer die Werkstoff-Hauptgruppe und die Ziffernfolge nach dem ersten Punkt die Stahlgruppen-Nummer angibt.
Um eine möglichst gute Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten, kann der Grundkörper mit Metallen beschichtet sein. Bevorzugt wird eine Nickelbeschichtung verwendet. Dies trifft insbesondere für Grundkörper zu, die aus unlegierten Qualitätsstählen gebildet werden.
Da bei Airbagzündern im Falle der Zündung hohe Explosionsdrücke von üblicherweise über 1000 bar entstehen können, muss der Grundkörper mit einer entsprechend hohen Dicke, d.h. Materialstärke, ausgelegt werden. Die Dicke des Grundkörpers liegt insbes. im Bereich von 1,2 mm bis 4 mm. Vorteilhaft im Bereich von 1,5 und 1,7 bis 3 mm, besonders vorteilhaft von 1,8 bis 2,5 mm. Der Lochdurchmesser der zweiten Durchgangsöffnung, in welcher die Kontakthülse fixiert wird, beträgt üblicherweise 1 mm bis 3 mm.
In einer möglichen Ausführungsform sind die zumindest zwei Metallstifte so in den Durchgangsöffnungen fixiert, dass sie auf beiden Seiten des Grundkörpers gegenüber dessen Flächen einen Überstand aufweisen. Besonders bevorzugt ist der Überstand auf der der Treibladung zugewandten Seite des Grundkörpers erheblich kleiner als auf der dieser Seite gegenüberliegenden Seite, welche die Seite des Anschlusskontaktes bevorzugt an eine Steckverbindung repräsentiert.
Üblicherweise sind die Metallstifte zumindest in Teilbereichen entlang ihrer Achse mit Gold beschichtet. Die Goldbeschichtung bewirkt eine Dauerhafte Unempfindlichkeit gegenüber Korrosion. Häufig sind die Metallstifte an ihren Endbereichen mit Gold beschichtet. Auf diese Weise ist bevorzugt der Bereich des Metallstifts vergoldet, der sich bei der Montage zum Gebrauch der Zündvorrichtung innerhalb der Steckverbindung befindet. Auf diese Weise können die Übergangswiderstände im Steckkontakt reduzier werden. Ferner ist bevorzugt ebenso der Bereich vergoldet, der mit der Zündbrücke verbunden wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind zumindest zwei Metallstifte auf der dem Treibmittel zugewandten Seite des Grundkörpers mittels einer Zündbrücke elektrisch leitend miteinander verbunden. Die Zündbrücke kann durch den bereits beschriebenen Zünddraht gebildet werden, wobei in dann die Metallstifte auf dieser Seite dann üblicherweise keinen Überstand über die auf dieser Seite befindliche Fläche des Grundkörpers aufweisen, aber auch durch ein Trägerelement, das mit dem Metallstiften verbunden wird, wobei in diesem Fall der Überstand der Metallstifte üblicherweise vorhanden ist. Das Trägerelement kann beispielsweise ein elektrisch leitend beschichtetes Keramikplättchen und/oder ein spezieller Mikrochip sein.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines Durchführungselements einer Zündvorrichtung für Anzünder von Airbags oder Gurtspannern umfasst mehrere Verfahrensschritte, deren Reihenfolge nicht der folgenden Beschreibung entsprechen muss. Insbesondere ist es möglich, dass einige Verfahrensschritte parallel erfolgen, insbesondere gleichzeitig. Alle bzgl. des Verfahrens getroffenen Aussagen sind ebenso auf die Merkmale der zuvor beschriebenen Durchführungseinrichtung zu übertragen, auch wenn sie dort nicht explizit genannt wurden.
Die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte umfassen das Bereitstellen eines metallischen Grundkörpers mit vorgegebener Dicke und vorgegebener äußerer Kontur. Wie bereits beschrieben weist der Grundkörper zwei im Wesentlichen gegenüberliegende Oberflächen auf, die insbesondere planparallel zueinander verlaufen. Üblicherweise hat ein solcher Grundkörper einen kreisrunden Umriss. Andere Formen sind jedoch ebenso möglich und von der Erfindung umfasst. In dem Grundkörper werden zumindest zwei Durchgangsöffnungen erzeugt. Dazu ist jedes geeignete Verfahren anwendbar, insbes. Ausstanzen. Es werden zumindest zwei Metallstifte bereit gestellt sowie zumindest eine elektrisch leitfähige Kontakthülse mit einer Durchgangsöffnung zur Aufnahme eines Metallstifts und einer vorgegebenen äußeren Kontur. Die Metallstifte und die Kontakthülse können insbesondere vorgefertigt werden.
Ein erster Metallstift wird in die erste Durchgangsöffnung eingesetzt und dort mittels eines elektrisch isolierenden Fixiermaterials fixiert. Auf diese Weise wird die erste Durchgangsöffnung bei geeigneter Wahl des Fixiermaterials insbesondere hermetisch dicht verschlossen. Insbesondere geeignet ist das Einschmelzen des ersten Metallstifts in einem Glas- und/oder Glaskeramikmaterial und/oder einer Kermaik und/oder Einbetten in ein Hochleistungspolymer.
Ein zweiter Metallstift wird innerhalb der Durchgangsöffnung der Kontakthülse fixiert, so dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen zweitem Metallstift und Kontakthülse hergestellt wird. Besonders geeignet sind Einlöten und/oder Einpressen und/oder Einschrumpfen und/oder Eindehnen und/oder Einschweißen. Die Kontakthülse wird in die zweite Durchgangsöffnung des Grundkörpers eingesetzt und dort fixiert, so dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Kontakthülse und dem Grundkörper hergestellt wird. Insbesondere alle zuvor beschriebenen Verbindungstechniken sind dazu geeignet.
Insbesondere ist es auch möglich, dass die Fixierung des zweiten Metallstifts in der Durchgangsöffnung der Kontakthülse gleichzeitig mit dem Fixieren der Kontakthülse in der zweiten Durchgangsöffnung des Grundkörpers erfolgt.
Ein bevorzugtes Verfahren sieht vor, dass das Fixieren der Kontakthülse in der zweiten Durchgangsöffnung mittels Einlöten oder Einschrumpfen oder Eindehnen oder Einpressen erfolgt. Mehr Details bzgl. dieser Verfahren sind der voranstehenden Beschreibung anlässlich des Durchführungselements zu entnehmen.
Ein besonders geeignetes Verfahren zum Herstellen der äußeren Kontur des metallischen Grundkörpers ist das Ausstanzen aus einem Teil vordefinierter Dicke, wobei die äußere Kontur des Grundkörpers durch den Stanzvorgang erzeugt wird, sowie das Ausstanzen der zumindest zwei Durchgangsöffnungen, wobei das Profil und die Durchmesser der Durchgangsöffnungen durch zumindest einen Stanzvorgang erzeugt werden.
Ein besonders bevorzugtes erfindungsgemäßes Verfahren sieht es vor, dass das Profil der Kontakthülse zumindest in Teilbereichen konusförmig ist, so dass sich ihr Durchmesser in diesen Teilbereichen kontinuierlich aufweitet, und die Kontakthülse mit dem Bereich des kleineren Durchmesser von einer der Oberflächen des Grundkörpers aus in die zweite Durchgangsöffnung eingesetzt wird, so dass sich die Kontakthülse innerhalb der zweiten Durchgangsöffnung selbst zentriert. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn eine zentrierte Anordnung des zweiten Metallstifts in der zweiten Durchgangsöffnung erreicht werden soll. Dann sind i.d.R. auch der zweite Metallstift und die Kontakthülse koaxial in der zweiten Durchgansöffnung angeordnet.
Startdurchmesser und Steigung des Konus bestimmen dann bei gegebenem Durchmesser der zweiten Durchgangsöffnung die Einsetztiefe der Kontakthülse in den Grundkörper und die jeweils lokale Breite des entstehenden Spaltes zwischen der äußeren Wandung der Kontakthülse und der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung. Dieser Spalt kann in einem besonders bevorzugten Verfahren mit einem elektrisch leitfähigen Lotmaterial gefüllt werden, welches die Kontakthülse in der zweiten Durchgangsöffnung als elektrisch leitfähiges Fixiermaterial fixiert. Metallisches Lot ist besonders geeignet. Als Lotmaterialien werden vorteilhaft Silber-, Kupfer-, Nickel- und/oder Aluminium-Basislote eingesetzt, die auch unter dem Begriff Hartlote bekannt sind. Besonders vorteilhaft beinhalten diese Cu, CuAg, CuNi und/oder weitere Metalle und liegen als Multikomponentensysteme vor.
Die Breite des Spalts beträgt bevorzugt an seiner engsten Stelle maximal 0,30 mm. Wird eine zumindest bereichsweise konische Kontakthülse verwendet, hat der Spalt in der Schnittansicht eine insbesondere keilförmige Form, die besonders einfach mit elektrisch leitfähigem Lotmaterial, insbesondere metallischem Lot, zumindest teilweise zu verfüllen ist, da in dem Bereich mit einer Spaltbreite unter 0,30 mm gut eine sichere Lotverbindung herzustellen ist und in dieser geometrischen Form immer ein Bereich zu erzeugen ist, in dem die Spaltbreite unterhalb der 0,30 mm liegt.
Wie bereits beschrieben ist ein alternatives erfindungsgemäßes Verfahren zum Fixieren der Kontakthülse das Einpressen in die zweite Durchgangsöffnung. Eine übliche Voraussetzung dazu ist, dass die Kontakthülse relativ zum Durchmesser der zweiten Durchgangsöffnung ein Übermaß aufweist und die Kontakthülse unter Krafteinwirkung in die zweite Durchgangsöffnung geschoben wird. Dabei wird eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Kontakthülse und Grundkörper erzeugt. Allerdings ist eine kraftschlüssige Verbindung alleine nicht ausreichend, um die zweite Durchgangsöffnung abzudichten. Daher ist es vorgesehen, dass gleichzeitig zumindest in Teilbereichen auch ein Formschluss zwischen der äußeren Wandung der Kontakthülse und der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung geschaffen wird.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren sieht es entsprechend vor, dass der Durchmesser der äußeren Kontur der Kontakthülse zumindest in Teilbereichen größer ist als der innere Durchmesser der zweiten Durchgangsöffnung und die Kontakthülse in die zweite Durchgangsöffnung eingepresst wird, so dass sich Material der Kontakthülse und oder des Grundkörpers innerhalb der zweiten Durchgangsöffnung verformt, so dass zumindest in Teilbereichen der zweiten Durchgangsöffnung die Kontur der äußeren Wandung der Kontakthülse der Kontur der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung folgt. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das Material der Kontakthülse weicher als das Metall des Grundkörpers. Dann erfolgt beim Einpressen eine Verformung des Materials der Kontakthülse, so dass insbesondere die Oberseite des Grundkörpers nicht verformt wird. Das weichere Material kann beim Einpressen insbesondere um die Kontur des Gegenstücks fliessen.
Das Einpressen kann durch das Aufbringen einer Zwischenmetallschicht auf die äußere Wandung der Kontakthülse und/oder die innere Wandung der zweiten Durchgangsöffnung begünstigt werden. Die Zwischenmetallschicht kann insbesondere als Gleitmittel beim Einpressen und oder Haftvermittler dienen. Besonders geeignet sind metallisches Kupfer und/oder Zinn.
Bei ausreichendem Druck und Wahl der Materialien des Grundkörpers können sich auch die Metallgitter des Grundkörpers und der Kontakthülse miteinander verbinden, insbes. im Bereich des Formschlusses. Dadurch können die Auszugskräfte, die benötigt werden, die in der zweiten Durchgangsöffnung fixierte Kontakthülse wieder aus dieser zu entfernen, nochmals erhöht werden. Größtmögliche Auszugskräfte werden angestrebt. Bei Vorhandensein einer Zwischenmetallschicht kann die Ausbildung dieser Verknüpfung gefördert werden, insbes. wenn die Zwischenmetallschicht einerseits eine Metallgitterverknüpfung zu dem Material des Grundkörpers ausbildet und andererseits zu dem Material der Kontakthülse, insbes. wenn diese Materialien unter sich keine Metallgitterverknüpfung ausbilden würden.
Es ist ebenso möglich, dass beim Einpressen der Kontakthülse ebenfalls der Metallstift in der Durchgangsöffnung der Kontakthülse festgeklemmt und/oder eingepresst wird, so dass er im gleichen Verfahrensschritt in der Durchgangsöffnung der Kontakthülse fixiert werden kann.
Wie ebenfalls bereits beschrieben ist eine weitere alternative Verbindungstechnik zum Fixieren der Kontakthülse das Einschrumpfen und/oder Eindehnen. Beim Einschrumpfen schrumpft der Grundkörper durch thermisches Abkühlen auf die Kontakthülse, beim Eindehnen dehnt sich die Kontakthülse durch thermisches Ausdehnen auf den Grundkörper. Ein erfindungsgemäßes Verfahren sieht es demnach vor, dass der der Grundkörper vor dem Einsetzen der Kontakthülse erwärmt wird, so dass er sich thermisch ausdehnt und sich dabei der Durchmesser der zweiten Durchgangsöffnung vergrößert. Die Kontakthülse wird in diese thermisch erweiterte zweite Durchgangsöffnung eingesetzt, wonach der Grundköper abgekühlt wird, so dass er thermisch kontrahiert und die innere Wandung der zweiten Durchgangsöffnung auf die Kontakthülse aufschrumpft. Die Folge ist, dass zumindest in Teilbereichen der zweiten Durchgangsöffnung die Kontur der äußeren Wandung der Kontakthülse der Kontur der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung folgt, was einem Formschluss entspricht, und der Grundkörper eine Druckspannung auf die Kontakthülse ausübt, so dass die Kontakthülse zusätzlich sozusagen in der zweiten Durchgangsöffnung festgeklemmt wird und ein Kraftschluss vorliegt.
Alternativ ist vorgesehen, dass die Kontakthülse abgekühlt wird, so dass sie sich thermisch kontrahiert und sich dabei ihr Durchmesser reduziert, und die thermisch kontrahierte Kontakthülse in die zweite Durchgangsöffnung (20) des Grundkörpers eingesetzt wird. Danach wird die Kontakthülse erwärmt, so dass sie sich thermisch ausdehnt und die äußere Wandung Kontakthülse auf die innere Wandung der zweiten Durchgangsöffnung expandiert, so dass zumindest in Teilbereichen der zweiten Durchgangsöffnung die Kontur der äußeren Wandung der Kontakthülse der Kontur der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung folgt was einem Formschluss entspricht, und der Grundkörper eine Druckspannung auf die Kontakthülse ausübt, so dass die Kontakthülse zusätzlich sozusagen in der zweiten Durchgangsöffnung festgeklemmt wird und ein Kraftschluss vorliegt.
Insbes. beim Einschrumpfen und/oder Eindehnen ist vorteilhaft darauf zu achten, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient des Materials des Grundkörpers geringer ist als derjenige des Materials der Kontakthülse, damit der Grundkörper bei jedem Betriebszustand eine Druckspannung auf die Kontakthülse ausübt.
Es ist ebenso möglich, den zweiten Metallstift mit den gleichen Verfahren in der Durchgangsöffnung der Kontakthülse zu fixieren. Wenn die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien entsprechend aufeinander abgestimmt werden, kann das sogar in einem Arbeitsgang erfolgen.
Zum Herstellen des Grundkörpers ist es besonders vorteilhaft, wenn die äußere Kontur des Grundkörpers durch Ausstanzen aus einem Blechteil, insbesondere einem Blechstreifen erzeugt wird und die Durchgangsöffnungen aus dem Grundkörper ausgestanzt werden.
Vorteilhaft wird als Material für den Grundkörper kein Edelstahl verwendet. Stattdessen können Stähle aus der Gruppe (nach DIN EN 10 027-2) 1.01xx bis 1.07xx verwendet. Die zweite Durchgangsöffnung wird dabei aus einem Teil vordefinierter Dicke ausgestanzt. Insbesondere kann der Grundkörper mitsamt den Durchgangsöffnungen mit Nickel beschichtet werden, wobei die Dicke der Nickelschicht vorteilhaft 1 μm bis 15 μm betragen kann, insbesondere 4 μm bis 10 μm.
Das Teil vordefinierter Dicke definiert bevorzugt die Dicke des Grundkörpers. Daher wird der metallische Grundkörper vorteilhaft aus einem Teil der Dicke 1,50 bis 3,00 mm oder 1,60 bis 3,00 mm oder 1,70 bis 3,00 mm, insbesondere von 1,80 bis 2,50 mm ausgestanzt.
Insbesondere vorteilhaft wird zum Fixieren des ersten Metallstifts in der ersten Durchgangsöffnung ein Glasmaterial als elektrisch isolierendes Fixiermaterial verwendet, das zum Herstellen der Fixierung erwärmt wird. Dieser Arbeitsschritt zum Fixieren dieses ersten Metallstifts kann in einem Arbeitsschritt mit dem Fixieren der Kontakthülse in der zweiten Durchgangsöffnung mittels der Lötverbindung durchgeführt werden. Dadurch ist ein maximaler Durchsatz durch die Produktionsanlage mit gleichzeitig niedrigsten Anlagekosten und damit Herstellungskosten erzielbar. Mit dem Glasmaterial in der ersten Durchgangsöffnung lassen sich insbesondere hermetisch dichte Durchführungen herstellen. Alternativ dazu lassen sich auch Hochleistungspolymere einsetzen, die aber nicht unbedingt hermetisch dicht sind.
Vorteilhaft werden die zumindest zwei Metallstifte so in den Durchgangsöffnungen fixiert, dass sie auf beiden Seiten des Grundkörpers gegenüber dessen Flächen einen Überstand aufweisen. Ebenso vorteilhaft werden die zumindest zwei Metallstifte in Teilbereichen in einem weiteren Arbeitsschritt selektiv mit Gold beschichtet. Dies kann durch galvanische Prozesse erfolgen, die dem Fachmann bekannt sind. Besonders vorteilhaft sind die zumindest zwei Metallstifte in ihren Endbereichen mit Gold beschichtet.
Vorteilhaft werden die zumindest zwei Metallstifte mit einer Zündbrücke elektrisch leitend verbunden. Die Zündbrücke umfasst wie beschrieben alle möglichen Ausgestaltungen von Zündbrücken.
Erfindungsgemäß werden die erfindungsgemäßen Durchführungseinrichtungen bevorzugt in pyrotechnischen Zündvorrichtungen eingesetzt, insbesondere Airbagzündern und/oder Gurtstraffern. Ebenso vorgesehen ist der Einsatz in Sensoren und/oder Aktuatoren und/oder in elektrochemischen Reaktoreinheiten und oder Batterien und/oder Akkumulatoren.
Die Erfindung wird im folgenden Anhand der Figuren näher erläutert. Die Zeichnungen sind nicht Maßstabsgetreu, die dargestellten Ausführungsformen sind schematisch. Die Figuren stellen auch exemplarisch Ausführungsbeispiele dar.
1 zeigt eine bekannte Zündvorrichtung beinhaltend ein Durchführungselement gemäß dem Stand der Technik.
2a zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Durchführungselement parallel zu dessen axialen Mittenachse mit einer eingelöteten zylindrischen Kontakthülse.
2b zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 2a.
3a zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Durchführungselement parallel zu dessen axialen Mittenachse mit einer eingelöteten konischen Kontakthülse.
3b zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 3a.
4a zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Durchführungselement parallel zu dessen axialen Mittenachse mit einer eingelöteten T-förmigen Kontakthülse.
4b zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 4a.
5a zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Durchführungselement parallel zu dessen axialen Mittenachse mit einer eingepressten oder eingeschrumpften zylindrischen Kontakthülse.
5b zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 5a.
6a zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Durchführungselement parallel zu dessen axialen Mittenachse mit einer eingepressten oder eingeschrumpften T-förmigen Kontakthülse.
6b zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 6a.
In 1 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Zündvorrichtung für eine pyrotechnische Schutzvorrichtung gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Dabei zeigt 1 insbesondere eine Schnittansicht des Durchführungselements (1). Das Durchführungselement (1) umfasst ein Metall-Trägerteil mit einem Grundkörper (3), welcher eine scheibenförmige Grundform aufweist. Das Durchführungselement (1) wird häufig auch als Sockelelement oder kurz Sockel bezeichnet. Um Korrosion oder eine Reaktion mit der Treibladung zu vermeiden, wird bei dieser Zündvorrichtung Edelstahl als Material für den Grundkörper (3) verwendet, obwohl dieses Material schwieriger umzuformen ist als viele andere Metalle.
In einer ersten Durchgangsöffnung (4) des Grundkörpers (3) ist außerdem ein Metallstift (5) als Pin angeordnet. Die Durchgangsöffnung (4) wurde dabei aus dem Grundkörper (3) ausgestanzt. Dies gilt ebenso für die äußere Kontur des Grundkörpers (3). In anderen Ausführungsformen wird diese Durchgangsöffnung gebohrt.
Der Metallstift (5) dient zur Kontaktierung einer Zündbrücke (9) mit elektrischem Strom, über die die im fertigen Zünder eingeschlossene Treibladung (8) gezündet wird. Die Stromdurchführung in der Durchgansöffnung (4) ist insbesondere als Glas-Metall-Durchführung ausgeführt, wobei Glas als Fixiermaterial (10) zwischen Metallstift (5) und der Wandung der Durchgangsöffnung (4) im metallischen Grundkörper (3) dient. Eine derartige Stromdurchführung bietet den besonderen Vorteil, dass sie nicht nur elektrisch sehr gut isoliert, sondern auch hermetisch dicht gegenüber Atmosphärenbestandteilen ist, welche mit der Treibladung im Laufe der Zeit reagieren oder sich mit dieser vermischen und diese verschlechtern können. Die Verwendung einer derartigen Stromdurchführung ermöglicht demgemäß auch auf lange Zeit eine sicheres Auslösen des Zünders.
Die Durchgangsöffnung (4) ist bei dem in den 1 gezeigten Beispiel exzentrisch bezüglich der axialen Mittenachse des Grundkörpers (3) angeordnet. Damit wird erreicht, dass auch bei kleinem Radius des Grundkörpers (3) hinreichend viel Platz zur Befestigung eines zweiten Metallstifts (6) zur Verfügung steht. Der zweite Metallstift (6) ist am Grundkörper (3) mittels einer Lötverbindung stumpf verlötet und dient somit als Massepin. Als Lotmaterial (7) werden die beschriebenen Lote verwendet. Um über einen an beiden Metallstiften (5, 6) angelegten Spannungsimpuls die Zündbrücke (9) zum Glühen zu bringen, wird diese dementsprechend bei dieser Ausführungsform außer mit dem Metallstift (5) zusätzlich mit dem Grundkörper (3) oder der Kappe (2) verbunden. Zur Verbesserung der elektrischen Kontaktierung werden üblicherweise Metallstifte (5, 6) verwendet, welche zumindest im Anschlußbereich für einen Stecker eine Vergoldung aufweisen. Diese ist in der 1 durch die gestrichelte Linie im Endbereich der Metallstifte (5, 6) dargestellt.
2a zeigt dahingegen den Schnitt des erfindungsgemäßen Durchführungselements (1) parallel zu dessen axialer Mittenachse und durch diese hindurch. Der scheibenförmige metallische Grundkörper (3) weist zwei insbesondere gestanzte Durchgangsöffnungen (4) und (20) auf, durch welche die Metallstifte (5) und (6) als Pin geführt sind. Die äußere Kontur des Grundkörpers (3) wurde in diesem Beispiel ebenfalls ausgestanzt, so dass der gesamte Grundkörper (3) hier ein Stanzteil repräsentiert. In der Durchgangsöffnung (4) ist der Metallstift (5) mittels eines Glasmaterials (10) elektrisch isoliert von dem Grundkörper (3) als erster Pin fixiert. Der erste Metallstift (5) ist hermetisch dicht in der ersten Durchgangsöffnung (4) des metallischen Grundköpers (3) eingeglast. Das Glasmaterial (10) dieser Glas-Metall-Durchführung ist vollständig vom Material des Grundkörpers (3) umgeben, welcher den Außenleiter repräsentiert. Das Glasmaterial (10) weist isnbesondere einen kleineren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als das Metall des Grundkörpers (3) auf, so dass der Grundkörper (3) beim Erkalten nach dem Einlöten des Metallstifts (5) in das Glasmaterial (10) sozusagen auf dieses und somit die Glas-Metall-Durchführung aufschrumpft und auf diese Weise dauerhaft einen mechanischen Druck auf diese und das Glasmaterial (10) ausübt. Auf diese Weise wird eine besonders dichte und mechanisch stabile Verbindung zwischen Metallstift (5), Glasmaterial (10) und Grundkörper (3) geschaffen. Diese Anordnung wird Druckeinglasung genannt und ist beispielsweise für Airbagzünder zu bevorzugen.
In der zweiten Durchgangsöffnung (20) ist der zweite Metallstift (6) durch eine Kontakthülse (60) geführt, die durch eine Lötverbindung elektrisch leitend mit dem metallischen Grundkörper (3) verbunden und in der Durchgangsöffnung (20) fixiert ist. Die Kontakthülse hat in diesem Ausführungsbeispiel eine zylindrische Form. Als Lotmaterial (7) wurden die bereits beschriebenen Lote verwendet. Zwischen zweitem Metallstift (6) und der Kontakthülse (60) besteht eine elektrisch leitfähige Verbindung, so dass der zweite Metallstift (6) auch hier als Massepin dient. In 2a weisen die Metallstifte (5, 6) einen Überstand über die die Oberseite (31) des Grundkörpers (3) auf, so dass an Sie insbes. eine Zündbrücke in Form eines Chips oder eines keramischen Plättchens angebracht werden kann. Die Oberseite (31) ist somit die Seite, welche dem Zündmittel eines assemblierten Zünders zugewandt ist. Die Unterseite (32) des Grundkörpers (3) ist die gegenüberliegende, d.h. die dem Zündmittel abgewandte Seite. Der Überstand der Metallstifte (5, 6) ist an der Unterseite (32) üblicherweise sehr viel größer als an der Oberseite (31). Im Unterschied zu 1 ist der erste Metallstift (5) nicht gebogen, sondern gerade. Im Sinne der Erfindung sind sowohl gebogene als auch gerade Metallstifte möglich und von dieser umfasst.
Zur Verdeutlichung zeigt 2b eine Vergrößerung der Ansicht von 2a im Bereich der zweiten Durchgangsöffnung (20). Im Unterschied zur 2b weist der zweite Metallstift (6) keinen Überstand über die Oberseite (31) des Grundkörpers (3) auf. Diese Ausführungsform ist insbes. zum Anbringen eines Zünddrahtes geeignet. Bei üblichen Herstellungsprozessen wird dazu nach dem Fixieren der Metallstifte (5, 6) in den Durchgangsöffnungen (4, 20) die Oberseite (31) des Grundkörpers (3) plan geschliffen.
Der zweite Metallstift (6) ist in der Kontakthülse (60) fixiert und diese ist in der zweiten Durchgangsöffnung (20) eingelötet. Das Lotmaterial (7) füllt elektrisch leitend den Lotspalt zwischen der äußeren Wandung der Kontakthülse (60) und der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) und fixiert auf diese Weise die Kontakthülse (60) in der Durchgangsöffnung (20). Damit wird auch der zweite Metallstift (6) elektrisch leitend mit der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) und somit mit dem Grundkörper (3) verbunden und kann so als Massepin genutzt werden.
Als Lotbereich kann derjenige Bereich bezeichnet werden, in dem sich Lotmaterial (7) in der Durchgangsöffnung (20) befindet. In 2b erstreckt er sich vollständig innerhalb der Durchgangsöffnung (20). Die tatsächliche Form der Lötverbindung kann von der idealisierten Form der Zeichnung abweichen, insbes. da sich die tatsächliche Form häufig durch die Adhäsionskräfte des aufgeschmolzenen Lotes an der inneren Wandung der Durchgangsöffnung (20) und dem Metallstift (6) ergibt.
Die zweite Durchgangsöffnung (20) weist in 2a und 2b ein überwiegend zylindrisches Profil auf, ihr Durchmesser hat eine überwiegend runde Geometrie. Die Kontakthülse (60) weist in diesen Figuren ebenfalls ein überwiegend zylindrisches Profil und eine überwiegend runde Geometrie in der Aufsicht auf. Die Kontakthülse (60) befindet sich in diesen Figuren mittig in der Durchgangsöffnung (20) und auch der der Metallstift (6) ist konzentrisch in der Durchgangsöffnung (20) angeordnet. Der Lotspalt weist folglich im wesentlichen überall in der in 2b gezeigten Durchgangsöffnung (20) die gleiche Breite auf, die im tatsächlichen Produkt allerdings durch Abweichungen der Form der Durchgangsöffnung (20) variieren kann. Auch ist es möglich und von der Erfindung umfasst, dass die zylindrische Kontakthülse (60) exzentrisch in der Durchgangsöffnung (20) angeordnet ist, so dass der Lotspalt lokal unterschiedliche Breiten aufweisen kann.
In 3a ist schematisch der Schnitt des erfindungsgemäßen Durchführungselements (1) parallel zu dessen axialer Mittenachse und durch diese hindurch dargestellt. Grundkörper (3), Metallstifte (5, 6) und Durchgangsöffnungen (4, 20) entsprechen denen der 2a und 2b. Im Unterschied dazu weist die Kontakthülse (60) jedoch ein konisches Profil auf, das sich in Richtung der Unterseite (32) des Grundkörpers (3) aufweitet. In 3b ist wieder ein Ausschnitt aus 3a im Bereich der zweiten Durchgangsöffnung (20) vergrößert dargestellt, nur dass auch hier wie in 2b kein Überstand der Metallstifte (5, 6) über die Oberseite (31) des Grundkörpers (3) vorgesehen ist. Der maximale Durchmesser der Kontakthülse (60) ist größer als der Durchmesser der zweiten Durchgangsöffnung (20), so dass ein Bereich der Kontakthülse (60) über die Unterseite (32) des Grundkörpers (3) hervorsteht. Gemäß der 3a und 3b ist die Kontakthülse (60) dementsprechend von der Unterseite (32) des Grundkörpers (3) aus in diesen eingesetzt worden. Der schmalste Teil der Kontakthülse (60) weist einen kleineren Durchmesser als die zweite Durchgangsöffnung (20) auf, so dass ein keilförmiger Lotspalt entsteht, der mit elektrisch leitendem Lotmaterial (7) ausgefüllt ist. Die Geometrie des Lotspaltes ergibt sich insbesondere aus der Geometrie des Profils der Kontakthülse (60), insbes. deren kleinsten Durchmesser, deren Länge und deren größten Durchmesser, sowie dem Profil und dem Durchmesser der zweiten Durchgangsöffnung (20).
Das konische Profil der Kontakthülse (60) hat wie dargestellt den Vorteil, dass sich die Kontakthülse (60) beim Einsetzen in die zweite Durchgangsöffnung selbst zentriert, so dass die Kontakthülse (60) mittig, d.h. koaxial, in der zweiten Durchgangsöffnung (20) angeordnet ist. Ebenso weist die dargestellte konische Kontakthülse (60) einen Tiefenanschlag auf, nämlich an der Stelle an der deren Außendurchmesser dem Durchmesser der zweiten Durchgangsöffnung (20) entspricht. Bei geeigneter Wahl der Geometrie des Profils der Kontakthülse (60) kann darüber der Überstand des Metallstifts (6) über die Ober- und/oder Unterseite (31, 32) des Grundkörpers (3) eingestellt werden.
Wie ebenfalls bereits beschrieben hat der keilförmige Lotspalt den Vorteil, dass er einfach und sicher mit metallischem Lotmaterial gefüllt werden kann. Insbes. ist mit großer Sicherheit ein Lotbereich vorhanden, in denen der Lotspalt kleiner als 0,30 mm ist, weshalb in diesem Bereich eine gut und sicher haftende Lotverbindung zwischen Kontakthülse (60) und Grundkörper (3) erzielt wird.
In 4a ist schematisch der Schnitt des erfindungsgemäßen Durchführungselements (1) parallel zu dessen axialer Mittenachse und durch diese hindurch dargestellt. Grundkörper (3), Metallstifte (5, 6) und Durchgangsöffnungen (4, 20) entsprechen denen der 2a und 2b und/oder 3a und 3b. 4b zeigt wiederum einen vergrößerten Ausschnitt aus 4a im Bereich der zweiten Durchgangsöffnung (20). Im Unterschied zu den vorherigen Figs. weist die Kontakthülse (60) jedoch ein stufenförmig aufgeweitetes Profil auf, das T-förmig ist und über die Unterseite (32) des Grundkörpers (3) übersteht, wobei die Aufweitung im Bereich des Überstands vorliegt. Im aufgeweiteten Bereich weist die Kontakthülse (60) einen größeren Durchmesser als die zweite Durchgangsöffnung (20) auf, so dass diese Aufweitung wiederum als Tiefenanschlag beim Einführen der Kontakthülse (60) in die zweite Durchgangsöffnung (20) fungieren kann. Der nicht aufgeweitete Bereich der Kontakthülse befindet sich gemäß dieser Ausführungsformen innerhalb der zweiten Durchgangsöffnung (20) und weist einen kleineren Durchmesser als diese auf, so dass ein Lotspalt entsteht, der mit elektrisch leitendem Lotmaterial (7) aufgefüllt ist. Diese T-förmige Ausgestaltung des Profils der Kontakthülse (60) stellt einen Tiefenanschlag bereit, allerdings ist eine selbständige Zentrierung in der zweiten Durchgangsöffnung (20) damit nicht möglich. Selbstverständlich sind allerdings auch Mischformen zwischen den gezeigten Profilen sowie jegliche andere Geometrien möglich, für den Fachmann nach Studium dieses Textes ersichtlich und von der Erfindung umfasst.
5a zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Durchführungselement (1) parallel zu dessen axialen Mittenachse. Die Kontakthülse (60) ist in die zweite Durchgangsöffnung (20) eingepresst oder eingeschrumpft. Die erste Durchgangsöffnung (4) sowie die Metallstifte (5, 6) entsprechen denen der vorherigen Ausführungsformen. Die Kontakthülse (60) hat in dieser dargestellten Ausführungsform ein zylindrisches Profil. Da das zylindrische Profil keinen Höhenanschlag beim Einführen in die zweite Durchgangsöffnung (20) bereitstellen kann, ist es unerheblich, ob die Kontakthülse (60) von der Oberseite (31) oder Unterseite (32) des Grundkörpers (3) aus in die zweite Durchgangsöffnung (20) eingeführt wird. Nicht dargestellt ist eine etwaige Verformung, insbes. Verdrängung, von Material des Grundkörpers (3) insbes. im Bereich der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) und/oder der Kontakthülse (60), die insbes. beim Einpressen der Kontakthülse (60) in die zweite Durchgangsöffnung (20) auftreten kann. Der Einpressvorgang erfolgt wie zuvor beschrieben.
Alternativ ist es möglich die Kontakthülse wie ebenfalls zuvor beschrieben in die zweite Durchgangsöffnung (20) einzuschrumpfen, wobei die wobei der Grundkörper (3) vor dem Einsetzen der Kontakthülse (60) erwärmt wird, so dass er sich thermisch ausdehnt und sich dabei der Durchmesser der zweiten Durchgangsöffnung (20) vergrößert, und die Kontakthülse (60) in diese thermisch erweiterte zweite Durchgangsöffnung (20) eingesetzt wird, wonach der Grundköper (3) abgekühlt wird, so dass er thermisch kontrahiert und die innere Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) auf die Kontakthülse (60) aufschrumpft. Dieser Vorgang wird im Sinne der vorliegenden Beschreibung als Einschrumpfen bezeichnet.
Ebenso alternativ ist es wie beschrieben möglich, dass die Kontakthülse (60) abgekühlt wird, so dass sie sich thermisch kontrahiert und sich dabei ihr Durchmesser reduziert, und die thermisch kontrahierte Kontakthülse (60) in die zweite Durchgangsöffnung (20) des Grundkörpers (3) eingesetzt wird, wonach die Kontakthülse (60) erwärmt wird, so dass sie sich thermisch ausdehnt und die äußere Wandung Kontakthülse (60) auf die innere Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) expandiert, so dass zumindest in Teilbereichen der zweiten Durchgangsöffnung (20) die Kontur der äußeren Wandung der Kontakthülse (60) der Kontur der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) folgt und der Grundkörper (3) eine Druckspannung auf die Kontakthülse (60) ausübt. Dieser Vorgang wird im Sinne der vorliegenden Beschreibung als Eindehnen bezeichnet.
Auch diese Alternativen entsprechen der Darstellung der 5a und 5b. In 5b ist wieder ein Ausschnitt aus 5a im Bereich der zweiten Durchgangsöffnung (20) vergrößert dargestellt, nur dass auch hier wie in 4b kein Überstand der Metallstifte (5, 6) über die Oberseite (31) des Grundkörpers (3) vorgesehen ist. Nicht dargestellt ist ebenfalls die optionale Zwischenmetallschicht, welche die Verbindung der Materialien der Kontakthülste (60) und der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) verbessern kann.
6a zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Durchführungselement parallel zu dessen axialen Mittenachse mit einer eingepressten oder eingeschrumpften T-förmigen Kontakthülse. Im Wesentlichen entspricht diese Ausführungsform bzgl. ihrer Herstellung der Ausführungsform in 5a und/oder 5b, nur dass die Kontakthülse (60) ein lokal erweitertes Profil aufweist, welches auf der Unterseite (32) des Grundkörpers (3) einen größeren Durchmesser hat als die zweite Durchgangsöffnung (20). Dadurch kann ein Tiefenanschlag bereitgestellt werden, der die Einschubtiefe der Kontakthülse (60) in die zweite Durchgangsöffnung (20) bestimmt. Entsprechend wurde hier die Kontakthülse von der Unterseite (32) des Grundkörpers (3) aus in die zweite Durchgangsöffnung (20) eingeführt. Soll der Überstand der T-förmigen Kontakthülse (60) jedoch auf der Oberseite (31) des Grundkörpers (3) liegen, ist selbstverständlich auch ein Einführen von der Oberseite (31) aus möglich.
Ebenso möglich sind auch bei dieser Ausführungsform das Einschrumpfen der Kontakthülse (60) durch Erwärmen des Grundkörpers (3) oder das Eindehnen der Kontakthülse (60) in die zweite Durchgangsöffnung (20) durch Abkühlen der Kontakthülse (60) wie zuvor beschrieben.
6b zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 6a im Bereich der zweiten Durchgangsöffnung (20) vergrößert dargestellt, nur dass auch hier wie in 5b kein Überstand der Metallstifte (5, 6) über die Oberseite (31) des Grundkörpers (3) vorgesehen ist. Alle weiteren Erläuterungen zu diesem Ausführungsbeispiel sind analog aus den übrigen Figurenbeschreibungen zu übertragen.
Das erfindungsgemäße Durchführungselement (1) und das Verfahren zu dessen Herstellung ermöglicht eine weniger aufwendige Ausführung insbes. einer Zündvorrichtung als die aus dem Stand der Technik bekannten, v.a. weil durch den Einsatz der Kontakthülse (60) die zweite Durchgangsöffnung (20) mit weniger Anforderung an die Präzision ihres Durchmessers und ihres Profils herstellen lässt, was längere Standzeiten der eingesetzten Stanzwerkzeuge ermöglicht. Dadurch lässt sich der Herstellungsprozess eines erfindungsgemäßen Durchführungselements (1) mit weniger Herstellungsaufwand gestalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10133223 A1 [0006]
US 2003/0192446 A1 [0006]
EP 1061325 A1 [0007]
EP 1455160 B1 [0008]
DE 102009008673 B3 [0009]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 10020 [0033]
DIN EN 10 027-2 [0034]
DIN EN 10 027-2 [0060]

Claims

Durchführungselement (1) für eine Zündvorrichtung für Anzünder von Airbags oder Gurtspannern, umfassend – einen metallischen Grundkörper (3) mit zwei im wesentlichen gegenüberliegenden Oberflächen (31, 32), und – zumindest eine erste Durchgangsöffnung (4), in der ein Metallstift (5) in einem elektrisch isolierenden Fixiermaterial (10) angeordnet ist, und – zumindest eine zweite Durchgangsöffnung (20), in der ein weiterer Metallstift (6) mit Hilfe einer elektrisch leitfähigen Kontakthülse (60) in dieser Durchgangsöffnung (20) fixiert und elektrisch leitfähig mit dem Grundkörper (3) verbunden ist.
Durchführungselement (1) Anspruch 1, wobei die Kontakthülse (60) ein zumindest lokal aufgeweitetes Profil aufweist, so die Kontakthülse (60) im Bereich einer Oberfläche (31, 32) des Grundkörpers (3) einen kleineren Durchmesser aufweist als im Bereich der gegenüberliegenden Oberfläche (31, 32).
Durchführungselement (1) nach mindestens einem Ansprüche 1 bis 2, wobei die Kontakthülse (60) in der zweiten Durchgangsöffnung (20) eingelötet ist, so dass eine Lötverbindung zwischen der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) und der äußeren Wandung der Kontakthülse (60) besteht, die von zumindest einem elektrisch leitfähigen Lotmaterial (7) gebildet wird, das einen Lotspalt (30) zwischen inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) und zumindest Bereichen der äußeren Wandung der Kontakthülse (60) zumindest bereichsweise ausfüllt.
Durchführungselement (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Kontakthülse (60) in die zweiten Durchgangsöffnung (20) eingepresst ist, wobei zumindest in Teilbereichen der zweiten Durchgangsöffnung (20) die Kontur der äußeren Wandung der Kontakthülse (60) der Kontur der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) folgt.
Durchführungselement (1) nach Anspruch 4, wobei das Einpressen mit Hilfe einer Zwischenmetallschicht erfolgt, die sich auf der äußeren Wandung der Kontakthülse (60) befindet; bevorzugt umfasst die Zwischenmetallschicht metallisches Kupfer und/oder Zinn.
Durchführungselement (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Kontakthülse (60) in die zweite Durchgangsöffnung (20) eingeschrumpft oder eingedehnt ist, wobei zumindest in Teilbereichen der zweiten Durchgangsöffnung (20) die Kontur der äußeren Wandung der Kontakthülse (60) der Kontur der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) folgt.
Verfahren zum Herstellen eines Durchführungselements (1) für eine Zündvorrichtung für Anzünder von Airbags oder Gurtspannern, umfassend die Verfahrensschritte – Bereitstellen eines metallischen Grundkörpers (3) mit vorgegebener Dicke und vorgegebener äußerer Kontur, der zwei im wesentlichen gegenüberliegende Oberflächen () aufweist, – Erzeugen zumindest zweier Durchgangsöffnungen (4, 20) in dem Grundkörper (3), – Bereitstellen von zwei Metallstiften (5, 6), – Bereitstellen einer elektrisch leitfähigen Kontakthülse (60) mit einer Durchgangsöffnung zur Aufnahme eines Metallstifts (6) und einer vorgegebenen äußeren Kontur, – Einsetzen und Fixieren eines ersten Metallstifts (5) innerhalb der ersten Durchgangsöffnung (4) mittels eines elektrisch isolierenden Fixiermaterials (10), – Einsetzen und Fixieren eines zweiten Metallstifts (6) innerhalb der Durchgangsöffnung der Kontakthülse (60), so dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen zweitem Metallstift (6) und Kontakthülse (60) hergestellt wird, und – Einsetzen und Fixieren der Kontakthülse (60) innerhalb der zweiten Durchgangsöffnung (20) des Grundkörpers (3), so dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Kontakthülse (60) und dem Grundkörper (3) hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der zweite Metallstift (6) innerhalb der Durchgangsöffnung der Kontakthülse (60) fixiert wird mittels oder Einschrumpfen oder Eindehnen oder Einpressen.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei das Profil der Kontakthülse (60) zumindest in Teilbereichen konusförmig ist, so dass sich ihr Durchmesser in diesen Teilbereichen kontinuierlich aufweitet, und die Kontakthülse (60) mit dem Bereich des kleineren Durchmesser von einer der Oberflächen (31, 32) des Grundkörpers (3) aus in die zweite Durchgangsöffnung (20) eingesetzt wird, so dass sich die Kontakthülse (60) innerhalb der zweiten Durchgangsöffnung (20) selbst zentriert.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Durchmesser der äußeren Kontur der Kontakthülse (60) kleiner ist als der innere Durchmesser der zweiten Durchgangsöffnung (20), so dass beim Einsetzen der Kontakthülse (60) in die zweite Durchgangsöffnung (20) ein Spalt (30) entsteht, der zumindest bereichsweise mit einem elektrisch leitfähigen Lotmaterial (7) gefüllt wird; bevorzugt weist der Spalt (30) an seiner engsten Stelle eine maximale Breite von 0,30 mm auf.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Durchmesser der äußeren Kontur der Kontakthülse (60) zumindest in Teilbereichen größer ist als der innere Durchmesser der zweiten Durchgangsöffnung (20) und die Kontakthülse (60) in die zweite Durchgangsöffnung (20) eingepresst wird, so dass sich Material der Kontakthülse (60) und oder des Grundkörpers (3) innerhalb der zweiten Durchgangsöffnung verformt, so dass zumindest in Teilbereichen der zweiten Durchgangsöffnung (20) die Kontur der äußeren Wandung der Kontakthülse (60) der Kontur der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) folgt; bevorzugt ist das Material der Kontakthülse (60) weicher als das Metall des Grundkörpers (3).
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Grundkörper (3) vor dem Einsetzen der Kontakthülse (60) erwärmt wird, so dass er sich thermisch ausdehnt und sich dabei der Durchmesser der zweiten Durchgangsöffnung (20) vergrößert, und die Kontakthülse (60) in diese thermisch erweiterte zweite Durchgangsöffnung (20) eingesetzt wird, wonach der Grundköper (3) abgekühlt wird, so dass er thermisch kontrahiert und die innere Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) auf die Kontakthülse (60) aufschrumpft, so dass zumindest in Teilbereichen der zweiten Durchgangsöffnung (20) die Kontur der äußeren Wandung der Kontakthülse (60) der Kontur der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) folgt und der Grundkörper (3) eine Druckspannung auf die Kontakthülse (60) ausübt, oder wobei der die Kontakthülse (60) abgekühlt wird, so dass sie sich thermisch kontrahiert und sich dabei ihr Durchmesser reduziert, und die thermisch kontrahierte Kontakthülse (60) in die zweite Durchgangsöffnung (20) des Grundkörpers (3) eingesetzt wird, wonach die Kontakthülse (60) erwärmt wird, so dass sie sich thermisch ausdehnt und die äußere Wandung Kontakthülse (60) auf die innere Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) expandiert, so dass zumindest in Teilbereichen der zweiten Durchgangsöffnung (20) die Kontur der äußeren Wandung der Kontakthülse (60) der Kontur der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) folgt und der Grundkörper (3) eine Druckspannung auf die Kontakthülse (60) ausübt.
Verwendung eines Durchführungselements (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 in pyrotechnischen Zündvorrichtungen und/oder Airbagzündern und/oder Gurtstraffern und/oder in Sensoren und/oder in Aktuatoren und/oder in elektrochemischen Reaktoreinheiten und/oder in Batterien und/oder in Akkumulatoren.