DE102014219125A1

DE102014219125A1 - Feedthrough element with directly connected ground pin, process for its preparation and its use

Info

Publication number: DE102014219125A1
Application number: DE102014219125.4A
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

Abstract

Die Erfindung betrifft Durchführungselemente (1) 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 durch Druckspannung in dieser Durchgangsöffnung (20) fixiert und elektrisch leitfähig mit dem Grundkörper (3) verbunden ist.The invention relates to lead-through elements (1) having a metallic base body (3) and at least one first through-opening (4), in which a metal pin (5) is arranged in an electrically insulating fixing material (10), and at least one second through-hole (20), in which a further metal pin (6) is fixed as a ground pin by compressive stress in this passage opening (20) and is electrically conductively connected to the base body (3).

Description

Die Erfindung betrifft Durchführungselemente im Allgemeinen, insbesondere aber solche für Zündvorrichtungen, wie sie zum Zünden einer pyrotechnischen Personenschutzvorrichtung verwendet werden, und/oder Durchführungen für Sensoren und/oder Großdurchführungen. Insbesondere betrifft die Erfindung die Ausgestaltung des Sockels einer solchen Zündvorrichtung, das Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Anwendungen.The invention relates to feedthrough elements in general, but in particular to igniters used to ignite a pyrotechnic personal protection device and / or feedthroughs for sensors and / or large feedthroughs. In particular, the invention relates to the design of the base of such an ignition device, the method for its production and its applications.

Durchführungen von Sensoren können insbesondere Sensorelemente mit Strom versorgen und/oder deren Signale an Auswerteeinheiten weiterleiten. Großdurchführungen werden im Allgemeinen in Sicherheitsbehältern eingesetzt, zum Beispiel in Flüssiggastanks und/oder Reaktoren. Feedthroughs of sensors can in particular supply sensor elements with current and / or forward their signals to evaluation units. Large feedthroughs are generally used in containment vessels, for example in liquid gas tanks and / or reactors.

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. In particular, airbags and seatbelt pretensioners are used as pyrotechnic personal safety devices in motor vehicles. Such security systems can significantly reduce the risk of injury. However, the prerequisite is that the respective security systems do not fail in the event of a collision. Particular attention is paid in particular to the detonators of such pyrotechnic devices, which are essential for the function of such a safety device. In particular, the detonators still have to function flawlessly for many years after their manufacture. The average life of such detonators is often given as 15 years. In order to ensure a permanently perfect function, it must be ensured that the existing propellant charge in the igniter does not change over time. Such changes may be caused, for example, by moisture entering the igniter. It is therefore important to hermetically encapsulate the propellant charge of the igniter. Also, the igniter must release the gases of the ignited propellant in the right direction to ignite the propellant charge of a gas generator of the safety system.

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.To ensure this, prior art igniters have a cap or lid and a comparatively solid pedestal, between which the propellant is enclosed in a cavity formed from these parts. Through the base of the current is passed to ignite the propellant charge by means of electrical connections. Therefore, the base usually has through holes in which metal pins are located, which can be supplied on one side by means of a plug connection with electric current and on the other side, for example by means of a firing bridge, which in the flow of current in contact with the propellant the ignition of the same causes. The base is therefore also commonly called feedthrough element. When designing the feedthrough element, it is important to ensure that when igniting the propellant, in any case, the cap or the cover or a part thereof breaks off and the electrical feedthroughs are not driven out of the socket.

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. In the market for such implementing elements, two technologies have prevailed. In the first, the main body of the base is made of metal and the ignition bridge is realized by means of a welded bridge wire. In this embodiment, a metal pin is fixed as a pin in an electrically insulating fixing material in a through hole of the base body. The fixing material used is usually a glass material, in particular a hard glass or glass solder. As a result, this metal pin is insulated from the outer conductor by glass. A second metal pin as a pin is welded or soldered to the outer conductor, which is represented by the main body or floor plate called. On the upper side of the lead-through element - this is the side which faces the ignition cap of the end-mounted ignition device - a bridgewire (usually made of a tungsten alloy) thus comes into contact with the surface of the glass material as ignition bridge. Thus, the bridge wire is not damaged and the ignition element has a long life in use, for example in a motor vehicle, the surface of the glass material must be ground, since roughness of the surface can damage the bridge wire.

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.The length of the wire affects the resistance and thus the tripping characteristic of the igniter. In the case of ignition, the resulting explosion pressure acts on a small glass surface, so this embodiment is considered very robust. Another advantage of this design is that a pin is connected directly to the outer conductor, this pin is a simple grounding of the igniter. This pin will be i.d.R. Called ground conductor, ground pin or ground pin. This kind of lighters is nevertheless the most widespread.

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 erschwert daher die erforderliche Qualitätsprüfung bei der Herstellung.Ignition devices of this type are for example from the DE 101 33 223 A1 known. Also in US 2003/0192446 A1 described embodiment belongs to this group, even if there may be no loops, since the plane surface on which the bridge wire comes to rest, is made by an additional ceramic body. However, this causes additional manufacturing costs. Furthermore, the pin that is to make the connection to the outer conductor, covered by the glass material. This prevents a visual inspection and therefore makes the required quality inspection during production difficult.

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. A second technology used to make igniters is based on pressed glass bases as pedestals through which two metal pins are routed as electrical leads and connectors. In this case, a ceramic with a thick-film conductor is soldered as ignition bridge on the pin ends. Two short pinnacles protrude on the inside over the base, so they have a projection over the glass surface. To produce such a feedthrough element, the liquid glass must be pressed consuming. Since both pins are insulated, a connection to the outer conductor must be made. This is done as in EP 1061325 A1 described about an additional component. The advantages of this embodiment are the freer selection of the outer conductor material and the tolerances of the positioning of the pin in the through hole are not included in the resistor, since this is predefined on the ceramic substrate or chip. A disadvantage is the large glass surface, which weakens the design and the more expensive grounding, as well as higher overall costs of the system. Therefore, this type of detonator is less common.

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. In the EP 1455160 B1 It is proposed to use as a basic body a single stamped metal part of sufficient stability. In this case, both the outer contour of the base body and the passage opening, in which a pin is fixed by means of a glass solder, produced by a punching process. The pin that makes contact with the outer conductor is not fixed in a through hole in this embodiment, but soldered over a large area with the underside of the body. The punching of the through hole, in which the glass-metal fixation is done, is therefore possible because of these lower requirements regarding. The accuracy of the diameter and the profile are made, because by fixing the pins with the glass-fixing material can be used in a suitable Process control large solder gaps and thus large tolerances are compensated. Usually, the top of the glass surface is ground, whereby this embodiment counts to the former group of feedthrough elements. This embodiment is also associated with the disadvantage that the base body usually consists of a stainless steel, because otherwise the base body would have to be coated from a non-noble metal in order to avoid corrosion. In such coated bodies, however, then the glass surface of the glass-metal feedthrough can not be ground, otherwise the coating would be sanded with.

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.The DE 10 2009 008 673 B3 describes ignition elements with a metallic base body, which is formed by a stamped part and has two punched through holes. In one, a pin is arranged in an electrically insulating glass material, in the other of the Massepin by means of an electrically conductive solder material. So that the solder connection in the second passage opening can be made at all, the solder gap between the outer wall of the ground pin and the inner wall of the second passage opening may only be very narrow. As a result, the second through hole must be punched with high accuracy.

Es hat sich herausgestellt, dass für Airbagzünder 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. Ausserdem erfordert das Einlöten des Massepins mit den metallischen Loten die Verwendung relativ teurer Materialien und damit einem relativ hohen Fertigungsaufwand. It has been found that for airbag igniter, this high punching accuracy in conjunction with a small hole diameter u.a. depend on the precise production of the punching tools and also their wear during the production process. This increases the total manufacturing costs and the production effort in the overall process. In addition, the soldering of the ground pin with the metallic solders requires the use of relatively expensive materials and thus a relatively high production cost.

Ähnlich verhält es sich bei Großdurchführungen, deren Durchgangsöffnungen gebohrt und/oder gedreht werden. Auch diese können prozessbedingte Artefakte in der Kontur der zweiten Durchgangsöffnung aufweisen, beispielsweise Riefen und/oder Grate an deren innerer Wandung. Das Vermeiden und/oder Beseitigen dieser Artefakte ist üblicherweise zum dichten und sicheren Verschließen der Durchgangsöffnung notwendig, erhöht aber ebenso den Herstellungsaufwand.Similarly, large feedthroughs whose through holes are drilled and / or rotated. These can also have process-related artifacts in the contour of the second passage opening, for example grooves and / or burrs on the inner wall thereof. Avoiding and / or eliminating these artifacts is usually necessary to seal the through-hole tightly and securely, but also increases the manufacturing cost.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Durchführungselement zur Verfügung zu stellen, das einen sicheren und dichten Verschluss der zweiten Durchgangsöffnung ermöglicht, aber mit einem reduzierten Aufwand herzustellen ist.Against this background, it is the object of the present invention to provide a feedthrough element which enables a secure and tight closure of the second through-opening, but which can be produced with reduced effort.

Die Aufgabe wird gelöst durch das Durchführungselement und das Verfahren zu dessen Herstellung gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Ausführungsformen und Anwendungen ergeben sich aus den davon abhängigen Ansprüchen. The object is achieved by the feedthrough element and the method for its production according to the independent claims. Preferred embodiments and applications emerge from the dependent claims.

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 nur mit Hilfe von mechanischer Krafteinwirkung elektrisch leitfähig in der zweiten Durchgangsöffnung fixiert ist, so dass zumindest die zweite Durchgangsöffnung insbesondere hermetisch abgedichtet wird. Erfindungsgemäß ist der zweite Metallstift in der zweiten Durchgangsöffnung eingepresst oder eingeschrumpft oder eingedehnt.A lead-through element according to the invention comprises a metallic base body, and at least one first through-opening, in which a metal pin is arranged in an electrically insulating fixing material, and at least one second through-hole, in which a further metal pin fixes in the second through hole in an electrically conductive manner only with the aid of mechanical force is, so that at least the second passage opening is hermetically sealed in particular. According to the second metal pin is pressed or shrunk or stretched in the second through hole.

Der zweite Metallstift repräsentiert somit den Massepin, synonym auch Massestift genannt, der elektrisch leitend mit dem Grundkörper verbunden ist. The second metal pin thus represents the ground pin, also called synonymous ground pin, which is electrically connected to the main body.

Der Grundkörper ist in der Regel eine Platte mit kreisrunder Außenkontur und zumindest im wesentlichen planparallelen Oberflächen. Die Metallstifte in den Durchgangsöffnungen 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 Oberfläche ist die Unterseite oder synonym die Rückseite.The main body is usually a plate with a circular outer contour and at least substantially plane-parallel surfaces. The metal pins in the passage openings project beyond the surface of the base body at least on one side. The side of the main body on which the functional elements are attached, which are contacted via at least one metal pin, is generally referred to as the top. The functional element of a lighter may e.g. the ignition bridge, the functional element of a battery an electrode, etc .. The surface opposite the top is the bottom or synonymous the back.

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. Bei Großdurchführungen liegt häufig ein Überstand der Metallstifte in über beide Oberflächen des Grundkörpers vor.When igniting airbags i.d.R. the metal pins protrude over the back. There are embodiments in which an i.d.R. smaller projection is provided over the top, but also embodiments in which the top is flat, i. that the metal pins and also no fixing material protrudes above the plane of the top. This is usually achieved by a downstream processing step of surface grinding after mounting the metal pins to the body. With large penetrations, a projection of the metal pins is often present in both surfaces of the base body.

Aufgrund des vorgenannten erfindungsgemäßen Einpressens oder Einschrumpfens oder Eindehnens kann der zweite Metallstift insbesondere direkt in die zweite Durchgangsöffnung eingebracht und in dieser fixiert sein. Üblicherweise ist der zweite Metallstift koaxial in der zweiten Durchgangsöffnung angeordnet.Due to the aforementioned pressing-in or shrink-fitting or grouting according to the invention, the second metal pin can in particular be introduced directly into the second through-opening and fixed therein. Usually, the second metal pin is arranged coaxially in the second passage opening.

Wie beschrieben kann der zweite Metallstift in der zweiten Durchgangsöffnung eingepresst sein. Dabei wird der zweite Metallstift üblicherweise mit hoher Druckkraft in die zweite Durchgangsöffnung gepresst. Dabei dehnt sich das Material des Grundkörpers, wodurch dieses eine Druckspannung auf den zweiten Metallstift ausübt. Üblicherweise wird beim Einpressen auch Material des zweiten Metallstifts und/oder des Grundkörpers insbes. im Bereich zweiten Durchgangsöffnung, insbes. im Bereich der inneren Wandung, verformt. Hier kann eine durch den Grundkörper ausgeübte mechanische Druckspannung auf den zweiten Metallstift vorliegen.As described, the second metal pin may be press-fitted in the second through hole. In this case, the second metal pin is usually pressed with high pressure force in the second through hole. In this case, the material of the body expands, causing it to exert a compressive stress on the second metal pin. Usually also material of the second metal pin and / or the body is esp. In the region of the second passage opening, esp. In the region of the inner wall, deformed during the pressing. Here, a pressure exerted by the body mechanical stress can be present on the second metal pin.

Eine erfindungsgemäße alternative Verbindungstechnik zum Fixieren des zweiten Metallstifts in der zweiten Durchgangsöffnung ist das Einschrumpfen. Dabei wirkt eine mechanische Druckspannung auf den zweiten Metallstift, so dass dieser 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 den zweiten Metallstift aufschrumpft. An alternative connection technique according to the invention for fixing the second metal pin in the second through-opening is the shrinking. In this case, a mechanical compressive stress acts on the second metal pin, so that it is clamped in the second passage opening, so to speak. This can be achieved if the base body cools after being heated and thermally contracts, so that the diameter of the second through-opening is reduced and thus shrink-coated onto the second metal pin.

Ebenso von der Erfindung umfasst ist die Alternative des Eindehnens, wobei sich der zweite Metallstift nach Abkühlung thermisch ausdehnt und in die zweite Durchgangsöffnung eindehnt. Beim Eindehnen übt der zweite Metallstift eine Druckspannung auf den Grundkörper aus, was selbstverständlich bedeutet, dass wegen actio gleich reactio der Grundkörper ebenfalls eine Druckspannung auf den zweiten Metallstift ausübt. Likewise embraced by the invention is the alternative of stretching, wherein the second metal pin thermally expands after cooling and einweitendes in the second passage opening. When inserting the second metal pin exerts a compressive stress on the body, which means, of course, because actio the same reactionio the base body also exerts a compressive stress on the second metal pin.

Auch beim Einschrumpfen und/oder beim Eindehnen können hohe Kräfte auf den Grundkörper einwirken, so dass es im Bereich der zweiten Durchgangsöffnung zu einer lokalen Verformung des Materials des Grundkörpers kommen kann, insbes. im Bereich deren innerer Wandung. Die Verformung kann insbes. elastisch sein, aber auch plastisch.Even when shrinking and / or when expanding high forces can act on the body, so that it may come in the region of the second passage opening to a local deformation of the material of the body, esp. In the region whose inner wall. The deformation can be esp. Elastic, but also plastic.

Bevorzugt weist die zweite Durchgangsöffnung ein lokal aufgeweitetes Profil auf, d.h. sie ändert entlang ihrer Längsachse ihren äußeren Durchmesser, so dass die zweite Durchgangsöffnung 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 zweiten Durchgangsöffnung sind ein zumindest teilweise konisches Profil. Dabei ist das Profil der zweiten Durchgangsöffnung zumindest in Teilbereichen konusförmig ausgebildet, so dass sich ihr Durchmesser in diesen Teilbereichen kontinuierlich in Richtung einer Oberfläche des Grundkörpers aufweitet. Insbesondere kann die lokale Aufweitung in Richtung der Unterseite des Grundkörpers vorgesehen sein, da in dieser Weise das Einführen des zweiten Metallstifts im Herstellungsprozess vereinfacht werden kann.Preferably, the second passage opening has a locally expanded profile, i. it changes along its longitudinal axis its outer diameter, so that the second passage opening in the region of a surface of the base body has a smaller diameter than in the region of the opposite surface. The local expansion can be provided at the bottom and / or at the top of the body. Particularly suitable profile shapes of the second passage opening are an at least partially conical profile. In this case, the profile of the second passage opening is cone-shaped, at least in partial areas, so that its diameter widens continuously in these partial areas in the direction of a surface of the base body. In particular, the local widening can be provided in the direction of the underside of the base body, since in this way the insertion of the second metal pin in the manufacturing process can be simplified.

Beim Ausstanzen der ersten und/oder zweiten 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. When punching out the first and / or second passage opening, a characteristic stamped profile is generated in principle. If, for example, the passage opening is punched into the base body, it usually initially has a relatively smooth and uniform profile on the penetration side of the punching tool, which however typically tears as the penetration depth or workpiece thickness increases, ie the profile of the passage opening widens with increasing workpiece thickness in the direction expands to the exit side of the punch. Under profile of the through hole is understood in this description, the three-dimensional shape of the through hole. If from one is predominantly cylindrical profile, it is meant that a mainly cylindrical structure was punched out of the region of the through hole. Slight deviations from this ideal geometry are naturally possible and also included in the description.

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.An inventive feedthrough element may have a second passage opening, in which a widened in comparison to the aforementioned cylindrical profile area adjoins the region with the cylindrical profile. The widened region preferably has a conical profile. Such a constellation can result in a punching operation from one side, but also in a series of punching processes in which the shape and thus the profile of the passage opening is formed. In an at least two-stage punching process, it is possible, for example, to produce a step-shaped profile, in particular when first the hole is punched from one direction through the body, and then impressed and / or stamped from the opposite direction, the contour of the step. Of course, such widened regions can also be located on both sides of the main body and thus on both sides of the passage opening.

Durch das Einpressen und/oder Einschrumpfen und/oder Eindehnen des zweiten Metallstifts in die zweite Durchgangsöffnung kann es vorteilhaft erreicht werden, dass zumindest in Teilbereichen der zweiten Durchgangsöffnung die Kontur der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung der Kontur der äußeren Wandung des zweiten Metallstifts folgt. Insbes. auf diese Weise kann eine besonders dichte Abdichtung der zweiten Durchgangsöffnung erfolgen, sogar auch eine hermetische Abdichtung. Dies kann insbes. durch die Verformung von Material des zweiten Metallstifts und/oder des Grundkörpers insbes. im Bereich der zweiten Durchgangsöffnung unterstützt werden.By pressing in and / or shrinking and / or expanding the second metal pin in the second through hole, it can be advantageously achieved that follows at least in partial areas of the second through hole, the contour of the inner wall of the second through hole of the contour of the outer wall of the second metal pin. Esp. In this way, a particularly tight seal of the second passage opening can take place, even a hermetic seal. This can esp. Be supported by the deformation of material of the second metal pin and / or the body esp. In the region of the second passage opening.

Das Einpressen und/oder das Einschrumpfen und/oder das Eindehnen des zweiten Metallstifts in das Material des Grundkörpers im Bereich der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung kann durch das Vorhandensein einer Zwischenmetallschicht zwischen der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung und der äußeren Wandung des zweiten Kontaktstifts erleichtert werden. Das Einpressen erfolgt i.d.R. durch das Aufbringen von hohen Druck. Vorteilhaft ist die Zwischenmetallschicht aus einem beim Einpressen fließfähigen Material. So kann es als eine Art Schmiermittel beim Einpressen wirken. The pressing and / or the shrinking and / or the penetration of the second metal pin in the material of the base body in the region of the inner wall of the second passage opening can be facilitated by the presence of an intermediate metal layer between the inner wall of the second passage opening and the outer wall of the second contact pin , The pressing is done i.d.R. by applying high pressure. Advantageously, the intermediate metal layer of a flowable material during pressing. So it can act as a kind of lubricant during pressing.

Besonders vorteilhaft bildet die Zwischenmetallschicht zumindest partiell Metallgitterbindungen mit dem Material der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung einerseits und dem Material des zweiten Metallstifts andererseits aus. Als besonders geeignet als Zwischenmetallschicht haben sich Kupfer und andere weiche Materialien wie Zinn o.ä. erwiesen. Durch die genannten Techniken kann ein hermetisch dichter und druckfester Verschluss der zweiten Durchgangsöffnung erreicht werden.Particularly advantageously, the intermediate metal layer at least partially forms metal lattice bonds with the material of the inner wall of the second through opening on the one hand and the material of the second metal pin on the other hand. Particularly suitable as an intermediate metal layer, copper or other soft materials such as tin or the like have. proved. By the above techniques, a hermetically sealed and pressure-tight closure of the second passage opening can be achieved.

Der zweite Metallstift kann eine lokale Aufweitung aufweisen, die z.B. durch Aufstauchen erzeugt werden kann, und die insbes. einen größeren Durchmesser aufweist als die zweite Durchgangsöffnung. Eine solche lokale Aufweitung kann als Anschlag bei der Montage des zweiten Metallstifts dienen, der den Überstand des zweiten Metallstifts über die Oberfläche des Grundkörpers bestimmten kann. Diese lokale Aufweitung grenzt dann an eine Oberfläche des Grundkörpers, insbes. sozusagen im Mündungsbereich der zweiten Durchgangsöffnung.The second metal pin may have a local expansion, e.g. can be produced by upsetting, and the esp. Has a larger diameter than the second passage opening. Such a local widening can serve as a stop during the assembly of the second metal pin, which can determine the projection of the second metal pin over the surface of the base body. This local widening then adjoins a surface of the main body, esp. In the mouth region of the second passage opening, so to speak.

Die Erfinder haben erkannt, dass es möglich ist, auch die zumindest zweite Durchgangsöffnung, in welcher der Massestift fixiert ist, mit verminderter Genauigkeit zu stanzen und dadurch Abweichungen in der Präzision der Kontur der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung zu tolerieren, so dass deren Durchmesser lokal um einen Mittelwert schwanken kann, und dass diese Abweichungen durch den Einsatz der genannten Verbindungstechniken des Einpressens und/oder des Einschrumpfens und/oder des Eindehnens tolerierbar ist. Dies kann insbes. durch die vorgenannte Verformung des Materials unterstützt werden, besonders vorteilhaft wenn auf diese Weise die Kontur der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung der Kontur der äußeren Wandung des zweiten Metallstifts folgt. The inventors have recognized that it is also possible to punch the at least second through-opening, in which the ground pin is fixed, with reduced accuracy and thereby tolerate deviations in the precision of the contour of the inner wall of the second through-hole, so that their diameter is local can vary by an average, and that these deviations can be tolerated by the use of the said joining techniques of press-fitting and / or shrink-fitting and / or grouting. This can be particularly supported by the aforementioned deformation of the material, particularly advantageous if in this way the contour of the inner wall of the second passage opening follows the contour of the outer wall of the second metal pin.

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.Normally, standard steel such as St 35 and / or St 37 and / or St 38 or stainless steel and / or stainless steel is used as the material for in basic body. Stainless steel after DIN EN 10020 is a designation for alloyed or unalloyed steels whose sulfur and phosphorus content (so-called iron companion) does not exceed 0.035%. Frequently, further heat treatments (eg quenching) are provided thereafter. The stainless steels include, for example, high-purity steels in which components such as aluminum and silicon are eliminated from the melt by a special manufacturing process, as well as high-alloyed tool steels, which are intended for a subsequent heat treatment. Usable are, for example: X12CrMoS17, X5CrNi1810, XCrNiS189, X2CrNi1911, X12CrNi177, X5CrNiMo17-12-2, X6CrNiMoTi17-12-2, X6CrNiTi1810 and 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. In order to ensure maximum cost efficiency of the feedthrough element according to the invention, the metallic base body can be advantageous but also made of no stainless steel. Advantageously, the base body is instead formed of a steel from the group 1.01xx to 1.07xx (unalloyed high quality steels). The specification of the steel group is carried out according to DIN EN 10 027-2 , where the first number indicates the material main group and the number sequence after the first point indicates the steel group number.

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.To ensure the best possible corrosion resistance, the base body may be coated with metals. Preferably, a nickel coating is used. This is especially true for base bodies, which are formed of carbon steel quality steels.

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 beträgt üblicherweise 0,8 mm bis 1,5 mm.Since airbag igniters in the case of ignition high explosion pressures of usually over 1000 bar may arise, the base body with a correspondingly high thickness, i. Material thickness to be interpreted. The thickness of the body is esp. In the range of 1.2 mm to 4 mm. Advantageous in the range of 1.5 and 1.7 to 3 mm, particularly advantageously from 1.8 to 2.5 mm. The hole diameter of the second passage opening is usually 0.8 mm to 1.5 mm.

Bei Durchführungen von Sicherheitsbehältern können die Dicke des Grundkörpers sowie der Durchmesser der zweiten Durchgangsöffnung mehrere Zentimeter betragen.In bushings of security containers, the thickness of the base body and the diameter of the second through hole can be several centimeters.

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.In one possible embodiment, the at least two metal pins are fixed in the passage openings in such a way that they have a projection on both sides of the base body with respect to their surfaces. Particularly preferably, the supernatant on the propellant charge side facing the base body is considerably smaller than on the opposite side of this side, which preferably represents the side of the terminal contact to a connector.

Üblicherweise sind die Metallstifte zumindest in Teilbereichen entlang ihrer Achse mit Gold beschichtet. Die Goldbeschichtung bewirkt eine Dauerhafte Unempfindlichkeit gegenüber Korrosion und einen dauerhaften Kontakt. 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. Usually, the metal pins are coated at least in some areas along its axis with gold. The gold coating provides permanent insensitivity to corrosion and permanent contact. Often the metal pins are coated with gold at their end areas. In this way, preferably, the area of the metal pin is gold, which is located in the assembly for the use of the ignition device within the connector. In this way, the contact resistance in the plug contact can be reduced. Furthermore, the area which is connected to the ignition bridge is preferably also gold-plated.

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.In an advantageous embodiment, at least two metal pins are electrically conductively connected to one another on the side of the main body facing the propellant by means of an ignition bridge. The ignition bridge can be formed by the already described ignition wire, in which then the metal pins on this page then usually have no projection over the surface located on this side of the body, but also by a support member which is connected to the metal pins, wherein in this Case, the projection of the metal pins is usually present. The carrier element can be, for example, an electrically conductive coated ceramic plate and / or a special microchip.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines Durchführungselements einer Zündvorrichtung für Anzünder von Airbags oder Gurtspannern umfasst mehrere Verfahrensschritte, deren Reihenfolge nicht der Reihenfolge in 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. A method according to the invention for producing a lead-through element of an ignition device for igniters of airbags or belt tensioners comprises a plurality of method steps whose order does not have to correspond to the sequence in the following description. In particular, it is possible for some method steps to take place in parallel, in particular simultaneously. All statements made with regard to the method are likewise to be transferred to the features of the execution device described above, even if they were not explicitly mentioned there.

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. The method steps according to the invention include the provision of a metallic base body with a predetermined thickness and a predetermined outer contour. As already described, the main body has two substantially opposite surfaces, which run in particular plane-parallel to one another. Usually, such a basic body has a circular outline. Other forms, however, are equally possible and encompassed by the invention.

In dem Grundkörper werden zumindest zwei Durchgangsöffnungen erzeugt. Dazu ist jedes geeignete Verfahren anwendbar, insbes. Ausstanzen. Es werden zumindest zwei Metallstifte bereit gestellt. Die Metallstifte können insbesondere vorgefertigt werden.At least two passage openings are produced in the base body. For this purpose, any suitable method is applicable, esp. Punching out. At least two metal pins are provided. The metal pins can be prefabricated in particular.

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 Keramik und/oder Einbetten in ein Hochleistungspolymer. A first metal pin is inserted into the first through hole and fixed there by means of an electrically insulating fixing material. In this way, the first passage opening is closed in particular hermetically sealed with a suitable choice of the fixing material. Melting of the first metal pin in a glass and / or glass-ceramic material and / or a ceramic and / or embedding in a high-performance polymer is particularly suitable.

Ein zweiter Metallstift wird in die zweite Durchgangsöffnung eingepresst oder eingeschrumpft und eingedehnt, so dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem zweiten Metallstift und dem Grundkörper hergestellt wird. A second metal pin is pressed or shrunk into the second through opening and stretched, so that an electrically conductive connection between the second metal pin and the main body is produced.

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. A particularly suitable method for producing the outer contour of the metallic base body is the punching of a portion of predefined thickness, wherein the outer contour of the base body is produced by the punching process, as well as the punching of at least two through holes, wherein the profile and the diameter of the through holes at least one punching operation can be generated.

Ein bevorzugtes Verfahren sieht vor, dass der zweite Metallstift in der zweiten Durchgangsöffnung eingepresst wird. Eine übliche Voraussetzung dazu ist, dass der zweite Metallstift relativ zum Durchmesser der zweiten Durchgangsöffnung ein Übermaß aufweist und der zweite Metallstift unter Krafteinwirkung in die zweite Durchgangsöffnung geschoben wird. Dabei wird eine kraftschlüssige Verbindung zwischen zweitem Metallstift und Grundkörper erzeugt, d.h. der Grundkörper übt insbes. eine Druckspannung auf den zweiten Metallstift aus. Durch das Einpressen wird üblicherweise auch Material des Grundkörpers im Bereich der zweiten Durchgangsöffnung und/oder Material des zweiten Metallstifts, insbesondere im Bereich seiner Oberfläche, verformt, so dass zumindest in Teilbereichen der zweiten Durchgangsöffnung die Kontur der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) der Kontur der äußeren Wandung des zweiten Metallstifts (6) folgt. Dies entspricht einem Formschluss, der vorteilhaft dazu beiträgt, die zweite Durchgangsöffnung abzudichten. Die Verformung des Materials des Grundkörpers und/oder des zweiten Metallstifts ist insbesondere eine elastische Verformung, da durch diese die Druckspannung zwischen Grundkörper und zweitem Metallstift besonders vorteilhaft aufgebaut werden kann.A preferred method provides that the second metal pin is pressed in the second through hole. A common requirement for this is that the second metal pin has an excess relative to the diameter of the second through hole and the second metal pin is pushed under the action of force in the second through hole. In this case, a frictional connection between the second metal pin and base body is generated, ie the main body exerts esp. A compressive stress on the second metal pin. By pressing in, the material of the base body in the region of the second passage opening and / or material of the second metal pin is deformed, in particular in the area of its surface, so that the contour of the inner wall of the second passage opening (at least in partial regions of the second passage opening) is deformed. 20 ) the contour of the outer wall of the second metal pin ( 6 ) follows. This corresponds to a positive connection, which advantageously helps to seal the second passage opening. The deformation of the material of the base body and / or the second metal pin is in particular an elastic deformation, since by this, the compressive stress between the base body and the second metal pin can be constructed particularly advantageous.

Ebenso möglich und von der Erfindung umfasst ist, dass die Verformung von Material des Grundkörpers und/oder zweiten Metallstifts auch Anteile einer plastischen Verformung hat.It is also possible and encompassed by the invention that the deformation of material of the base body and / or second metal pin also has parts of a plastic deformation.

Diese Mechanismen der Verformung können ebenso beim Einschrumpfen und/oder Eindehnen des zweiten Metallstifts auftreten und/oder Anwendung finden.These mechanisms of deformation can also occur and / or find application in shrinking and / or expanding the second metal pin.

Das Einpressen und/oder Einschrumpfen und/oder Eindehnen kann durch das Aufbringen einer Zwischenmetallschicht auf die äußere Wandung des zweiten Metallstifts 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 und/oder Silber. Dabei kann vorgesehen werden, dass das Material der Zwischenmetallschicht weicher ist als das Material des Grundkörpers und/oder des zweiten Metallstifts. Das weichere Material kann sich beim Einpressen und/oder Einschrumpfen und/oder Eindehnen auch plastisch verformen und insbesondere um die Kontur des Gegenstücks fließen. Durch den Einsatz von weicherem Material als Zwischenmetallschicht können ebenso Unebenheiten der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung ausgeglichen werden, die insbesondere durch deren Herstellungsprozess verursacht sein können. Beim Stanzen können dies beispielsweise Aufweitungen des Profils und/oder Ausrisse sein, beim Bohren und/oder Drehen beispielsweise Riefen und/oder Grate.The pressing and / or shrinking and / or stretching can be promoted by the application of an intermediate metal layer on the outer wall of the second metal pin and / or the inner wall of the second through hole. The intermediate metal layer can serve in particular as a lubricant during pressing and or adhesion promoter. Particularly suitable are metallic copper and / or tin and / or silver. It can be provided that the material of the intermediate metal layer is softer than the material of the base body and / or the second metal pin. The softer material can also plastically deform during pressing and / or shrinking and / or stretching and in particular flow around the contour of the counterpart. By using softer material as an intermediate metal layer, it is also possible to compensate for unevennesses of the inner wall of the second through-opening, which may be caused in particular by their production process. When punching this can be, for example, widening of the profile and / or tears, while drilling and / or turning, for example, grooves and / or burrs.

Bei ausreichendem Druck und Wahl der Materialien des Grundkörpers können sich auch die Metallgitter des Grundkörpers und des zweiten Metallstifts miteinander verbinden, insbes. im Bereich des Formschlusses. Dadurch können die Auszugskräfte, die benötigt werden, den in der zweiten Durchgangsöffnung fixierten zweiten Metallstift wieder aus dieser zu entfernen, nochmals erhöht werden. Größtmögliche Auszugskräfte werden angestrebt. With sufficient pressure and choice of the materials of the base body and the metal mesh of the main body and the second metal pin can connect, esp. In the field of positive engagement. As a result, the pull-out forces, which are required to remove the second metal pin fixed in the second through-opening, can be increased again. The greatest possible pull-out forces are sought.

Bevorzugt ist beim Einpressen und/oder Einschrumpfen und/oder Eindehnen, wenn die bereits beschriebene Zwischenmetallschicht vor dem Einpressen und/oder Einschrumpfen und/oder Eindehnen auf den zweiten Metallstift und/oder in die zweite Durchgangsöffnung eingebracht wird, zum Beispiel durch galvanische Beschichtung. Ein entsprechendes bevorzugtes Verfahren sieht entsprechend vor, dass zum Einpressen und/oder Einschrumpfen und/oder Eindehnen des zweiten Metallstifts eine Zwischenmetallschicht verwendet wird, welche beim Einpressen die Reibung zwischen äußerer Wandung des zweiten Metallstifts (6) und inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) vermindert. Besonders vorteilhaft wird als Zwischenmetallschicht metallisches Kupfer und/oder Zinn und/oder Silber verwendet. When pressing in and / or shrinking and / or stretching, it is preferred if the already described intermediate metal layer is introduced onto the second metal pin and / or into the second through hole before being pressed in and / or shrinked and / or inserted, for example by electroplating. A corresponding preferred method accordingly provides that an intermediate metal layer is used for pressing in and / or shrinking in and / or expanding the second metal pin, which during pressing in the friction between the outer wall of the second metal pin (FIG. 6 ) and inner wall of the second passage opening ( 20 ) decreased. It is particularly advantageous to use metallic copper and / or tin and / or silver as the intermediate metal layer.

Bei Vorhandensein einer Zwischenmetallschicht kann die Ausbildung dieser Metallgitterverknüpfung gefördert werden, insbes. wenn die Zwischenmetallschicht einerseits eine Metallgitterverknüpfung zu dem Material des Grundkörpers ausbildet und andererseits zu dem Material des zweiten Metallstifts, insbes. wenn diese Materialien unter sich keine Metallgitterverknüpfung ausbilden würden. Bei Anwendung des vorgenannten Verfahrens kann die Zwischenmetallschicht besonders vorteilhaft eine Metallgitterverbindung zwischen der äußeren Wandung des zweiten Metallstifts und inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung ausbilden.In the presence of an intermediate metal layer, the formation of this metal lattice linkage can be promoted, esp. When the intermetal layer on the one hand forms a metal grid connection to the material of the body and on the other hand to the material of the second metal pin, esp. If these materials would form under no metal lattice linkage. When using the aforementioned method, the intermediate metal layer may particularly advantageously form a metal mesh connection between the outer wall of the second metal pin and the inner wall of the second through hole.

Bei der Ausführungsform, in welcher die zweite Durchgangsöffnung ein zumindest bereichsweise aufgeweitetes, insbes. ein konisches Profil aufweist, so dass sich ihr Durchmesser in diesen Teilbereichen kontinuierlich in Richtung einer Oberfläche des Grundkörpers aufweitet, wird der zweite Metallstift in einem vorteilhaften Verfahren von der Seite des Grundkörpers aus in die zweite Durchgangsöffnung eingesetzt wird, in welcher sich das augfeweitete Profil der zweiten Durchgangsöffnung befindet. Der aufgeweitete Bereich der Durchgangsöffnung ist dann sozusagen ein Einführungstrichter für den zweiten Metallstift. Dies kann besonders vorteilhaft beim Einpressen sein, ist aber selbstverständlich ebenfalls beim Einschrumpfen und/oder Eindehnen anwendbar.In the embodiment in which the second passage opening has an at least partially expanded, esp. A conical profile, so that their diameter in these sub-areas continuously widens in the direction of a surface of the body, the second Metal pin is used in an advantageous method from the side of the base body in the second passage opening, in which the augfeweitete profile of the second passage opening is located. The widened region of the passage opening is then, so to speak, an insertion funnel for the second metal pin. This can be particularly advantageous during pressing, but of course also applicable to shrinking and / or stretching.

Wie ebenfalls bereits beschrieben ist eine weitere alternative Verbindungstechnik zum Befestigen des zweiten Metallstifts in der zweiten Durchgangsöffnung das Einschrumpfen und/oder Eindehnen. Beim Einschrumpfen schrumpft der Grundkörper durch thermisches Abkühlen auf den zweiten Metallstift, beim Eindehnen dehnt sich der zweite Metallstift durch thermisches Erwärmen auf den Grundkörper. As also already described, another alternative connection technique for attaching the second metal pin in the second through hole is shrinking and / or stretching. When shrinking, the main body shrinks by thermal cooling on the second metal pin, while expanding the second metal pin expands by thermal heating on the body.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren sieht es demnach vor, dass der Grundkörper vor dem Einsetzen des zweiten Metallstifts erwärmt wird, so dass er sich thermisch ausdehnt und sich dabei der Durchmesser der zweiten Durchgangsöffnung vergrößert, und der zweite Metallstift in diese thermisch erweiterte zweite Durchgangsöffnung eingesetzt wird, wonach der Grundköper abgekühlt wird, so dass er thermisch kontrahiert und die innere Wandung der zweiten Durchgangsöffnung auf die den zweiten Metallstift aufschrumpft. Die Folge ist, dass der Grundkörper dann eine Druckspannung auf den zweiten Metallstift in der zweiten Durchgangsöffnung ausübt, wodurch die zweite Durchgangsöffnung abgedichtet und der zweite Metallstift sicher in der zweiten Durchgangsöffnung fixiert wird.An inventive method therefore provides that the base body is heated prior to insertion of the second metal pin, so that it expands thermally and thereby increases the diameter of the second passage opening, and the second metal pin is inserted into this thermally extended second through hole, after which the base body is cooled so that it contracts thermally and the inner wall of the second passage opening shrinks onto the second metal pin. The result is that the main body then exerts a compressive stress on the second metal pin in the second through hole, whereby the second through hole is sealed and the second metal pin is securely fixed in the second through hole.

Ebenso möglich und von der Erfindung umfasst ist das Eindehnen des zweiten Metallstifts. Ein Erfindungsgemäßes Verfahren sieht diesbzgl. vor, dass der zweite Metallstift abgekühlt wird, so dass er sich thermisch kontrahiert und sich dabei sein Durchmesser reduziert, und der thermisch kontrahierte zweite Metallstift in die zweite Durchgangsöffnung des Grundkörpers eingesetzt wird, wonach der zweite Metallstift erwärmt wird, so dass er sich thermisch ausdehnt und die äußere Wandung des zweiten Metallstifts auf die innere Wandung der zweiten Durchgangsöffnung expandiert, so dass der zweite Metallstift eine Druckspannung auf den Grundkörper ausübt. Dadurch wird auch hier die zweite Durchgangsöffnung abgedichtet und der zweite Metallstift sicher in der zweiten Durchgangsöffnung fixiert.Equally possible and encompassed by the invention is the insertion of the second metal pin. A method according to the invention sees this. in that the second metal pin is cooled so that it contracts thermally and thereby reduces its diameter, and the thermally contracted second metal pin is inserted into the second through hole of the base body, after which the second metal pin is heated so that it thermally expands and the outer wall of the second metal pin expands on the inner wall of the second through hole, so that the second metal pin exerts a compressive stress on the base body. As a result, the second passage opening is also sealed here and the second metal pin is securely fixed in the second passage opening.

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 des zweiten Metallstifts, damit der Grundkörper bei jedem Betriebszustand eine Druckspannung auf den zweiten Metallstift ausübt. Esp. When shrinking and / or stretching is advantageous to ensure that the thermal expansion coefficient of the material of the base body is less than that of the material of the second metal pin, so that the main body exerts a compressive stress on the second metal pin in each operating condition.

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.For producing the base body, it is particularly advantageous if the outer contour of the base body is produced by punching out a sheet metal part, in particular a sheet metal strip, and the through holes are punched out of the base body.

Als Material für den Grundkörper kann Edelstahl verwendet werden. Ebenso möglich, und aus Gesichtspunkten der Verfahrenseffizienz vorteilhafter, sind Stähle aus der Gruppe (nach DIN EN 10 027-2 ) 1.01xx bis 1.07xx. 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.Stainless steel can be used as the material for the base body. Likewise possible, and more advantageous from the point of view of process efficiency, are steels from the group (cf. DIN EN 10 027-2 ) 1.01xx to 1.07xx. The second passage opening is punched out of a part of predefined thickness. In particular, the main body can be coated together with the passage openings with nickel, wherein the thickness of the nickel layer may advantageously be 1 .mu.m to 15 .mu.m, in particular 4 .mu.m to 10 .mu.m.

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.The portion of predefined thickness preferably defines the thickness of the base body. Therefore, the metallic base body is advantageously punched out of a part of the thickness 1.50 to 3.00 mm or 1.60 to 3.00 mm or 1.70 to 3.00 mm, in particular 1.80 to 2.50 mm.

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 des zweiten Metallstifts in der zweiten Durchgangsöffnung mittels Einschrumpfen, d.h. dem dazu benötigten Verfahrensschritt des Erwärmens des Grundkörpers. 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.Particularly advantageous for fixing the first metal pin in the first through hole, a glass material is used as an electrically insulating fixing material, which is heated to produce the fixation. This operation for fixing this first metal pin can be done by shrinking, i.e., fixing, the second metal pin in the second through hole in one operation. the required process step of heating the body. As a result, a maximum throughput through the production plant at the same time lowest investment costs and thus manufacturing costs can be achieved. In particular, hermetically sealed feedthroughs can be produced with the glass material in the first passage opening. Alternatively, high performance polymers can be used, but they are not necessarily hermetically sealed.

Vorteilhaft werden die zumindest zwei Metallstifte so in den jeweiligen 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. Advantageously, the at least two metal pins are fixed in the respective passage openings in such a way that they have a projection on both sides of the base body with respect to their surfaces. Likewise advantageously, the at least two metal pins in subregions are selectively coated with gold in a further step. This can be done by galvanic processes, which are known in the art. Particularly advantageous are the at least two metal pins coated in their end with gold.

Vorteilhaft werden die zumindest zwei Metallstifte mit einer Zündbrücke elektrisch leitend verbunden. Die Zündbrücke umfasst wie beschrieben alle möglichen Ausgestaltungen von Zündbrücken.Advantageously, the at least two metal pins are electrically conductively connected to an ignition bridge. The ignition bridge comprises as described all possible embodiments of ignition bridges.

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. Vorteilhaft und von der Erfindung umfasst ist auch der Einsatz in Durchführungen von Sicherheitsbehältern. Dies können beispielsweise Flüssiggastanks und/oder chemische Reaktoren und/oder Reaktorbehälter und/oder Containments von Reaktoren sein,According to the invention, the feedthrough devices according to the invention are preferably used in pyrotechnic ignition devices, in particular airbag igniters and / or belt tensioners. Also provided is the use in sensors and / or actuators and / or in electrochemical reactor units and or batteries and / or accumulators. Advantageous and encompassed by the invention is also the use in bushings of security containers. These may be, for example, liquefied gas tanks and / or chemical reactors and / or reactor vessels and / or containments of reactors,

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.The invention is explained in more detail below with reference to FIGS. The drawings are not to scale, the illustrated embodiments are schematic. The figures also illustrate exemplary embodiments.

1 zeigt eine bekannte Zündvorrichtung beinhaltend ein Durchführungselement gemäß dem Stand der Technik. 1 shows a known ignition device including a feed-through element according to the prior art.

2a zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Durchführungselement parallel zu dessen axialen Mittenachse. 2a shows a section through an inventive feedthrough element parallel to its axial center axis.

2b zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 2a. 2 B shows an enlarged section 2a ,

3a zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Durchführungselement parallel zu dessen axialen Mittenachse mit einer in einem Teilbereich konischen zweiten Durchgangsöffnung. 3a shows a section through an inventive feedthrough element parallel to its axial center axis with a conical in a partial region through opening.

3b zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 3a. 3b shows an enlarged section 3a ,

4a zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Durchführungselement parallel zu dessen axialen Mittenachse mit einem t-förmig erweiterten Profil des zweiten Metallstifts. 4a shows a section through an inventive feedthrough element parallel to the axial center axis with a t-shaped expanded profile of the second metal pin.

4b zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 4a. 4b shows an enlarged section 4a ,

In 1 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Zündvorrichtung für eine pyrotechnische Schutzvorrichtung 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 1 a known from the prior art ignition device for a pyrotechnic protection device is shown. It shows 1 in particular a sectional view of the lead-through element ( 1 ). The implementing element ( 1 ) comprises a metal carrier part with a basic body ( 3 ), which has a disc-shaped basic shape. The implementing element ( 1 ) is often referred to as a base element or socket briefly. In order to avoid corrosion or a reaction with the propellant, in this igniter stainless steel is used as the material for the main body ( 3 ), although this material is more difficult to reshape than many other metals.

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.In a first passage opening ( 4 ) of the basic body ( 3 ) is also a metal pin ( 5 ) arranged as a pin. The passage opening ( 4 ) was from the main body ( 3 ) punched out. This also applies to the outer contour of the basic body ( 3 ). In other embodiments, this through hole is drilled.

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.The metal pin ( 5 ) is used for contacting an ignition bridge ( 9 ) with electric current through which the propellant contained in the finished igniter ( 8th ) is ignited. The current feedthrough in the through-opening ( 4 ) is in particular designed as a glass-metal feedthrough, glass being used as fixing material ( 10 ) between metal pin ( 5 ) and the wall of the passage opening ( 4 ) in the metallic base body ( 3 ) serves. Such a bushing has the particular advantage that it is not only very well insulated electrically, but also hermetically sealed against atmospheric constituents, which react with the propellant over time or mix with this and can worsen it. The use of such a power feedthrough accordingly allows for a long time a safe triggering of the igniter.

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.The passage opening ( 4 ) is in the in the 1 shown eccentric with respect to the axial center axis of the body ( 3 ) arranged. This ensures that even with a small radius of the body ( 3 ) sufficient space for attaching a second metal pin ( 6 ) is available. The second metal pin ( 6 ) is at the body ( 3 ) butt-soldered by means of a solder joint and thus serves as a ground pin. As a soldering material ( 7 ) the solders described are used. To attach one to both metal pins ( 5 . 6 ) applied voltage pulse the ignition bridge ( 9 ) is annealed accordingly in this embodiment, except with the metal pin ( 5 ) in addition to the basic body ( 3 ) or the cap ( 2 ) connected. To improve the electrical contact usually metal pins ( 5 . 6 ), which have a gold plating at least in the connection area for a plug. This is in the 1 by the dashed line in the end region of the metal pins ( 5 . 6 ).

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 insbesondere 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. 2a shows, however, the section of the lead-through element according to the invention ( 1 ) parallel to and through the axial center axis thereof. The disk-shaped metallic base body ( 3 ) has two in particular punched Through holes ( 4 ) and ( 20 ), through which the metal pins ( 5 ) and ( 6 ) are led as a pin. The outer contour of the basic body ( 3 ) was also punched out in this example so that the entire base body ( 3 ) represents a stamped part here. In the passage opening ( 4 ) is the metal pin ( 5 ) by means of a glass material ( 10 ) electrically isolated from the main body ( 3 ) fixed as the first pin. The first metal pin ( 5 ) is hermetically sealed in the first passage ( 4 ) of the metallic base body ( 3 ). The glass material ( 10 ) this glass-metal feedthrough is completely made of the material of the main body ( 3 ), which represents the outer conductor. The glass material ( 10 ) has in particular a smaller thermal expansion coefficient than the metal of the base body ( 3 ), so that the basic body ( 3 ) when cooling after soldering the metal pin ( 5 ) in the glass material ( 10 ) so to speak, and thus the glass-metal feedthrough shrinks and in this way permanently a mechanical pressure on this and the glass material ( 10 ) exercises. In this way, a particularly dense and mechanically stable connection between metal pin ( 5 ), Glass material ( 10 ) and basic body ( 3 ) created. This arrangement is called Druckeinglasung and is preferable for example for airbag igniter.

In der zweiten Durchgangsöffnung (20) ist der zweite Metallstift (6) in der Durchgangsöffnung (20) fixiert. Dies kann durch die genannten Verfahren erfolgen, d.h. der zweite Metallstift in dieser Figur wie bereits beschrieben in der zweiten Durchgangsöffnung (20) eingepresst oder eingeschrumpft oder eingedehnt. Insbes. übt der Grundkörper (3) eine Druckspannung auf den zweiten Metallstift (6) aus. Die zweite Durchgangsöffnung hat in diesem Ausführungsbeispiel eine zylindrische Form. Zwischen zweitem Metallstift (6) und der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) existiert 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.In the second passage ( 20 ) is the second metal pin ( 6 ) in the passage opening ( 20 ) fixed. This can be done by the mentioned methods, ie the second metal pin in this figure as already described in the second through-hole (FIG. 20 ) pressed or shrunk or stretched. Esp. exercises the basic body ( 3 ) a compressive stress on the second metal pin ( 6 ) out. The second passage opening has a cylindrical shape in this embodiment. Between second metal pin ( 6 ) and the inner wall of the second passage opening ( 20 ) exists an electrically conductive connection, so that the second metal pin ( 6 ) also serves as Massepin here. In 2a have the metal pins ( 5 . 6 ) a supernatant over the top ( 31 ) of the basic body ( 3 ), so that you can esp. An ignition bridge in the form of a chip or a ceramic plate can be attached to you. The top ( 31 ) is thus the side which faces the ignition means of an assembled igniter. The bottom ( 32 ) of the basic body ( 3 ) is the opposite, ie the side facing away from the ignition. The supernatant of the metal pins ( 5 . 6 ) is at the bottom ( 32 ) usually much larger than at the top ( 31 ). In contrast to 1 is the first metal pen ( 5 ) not bent, but straight. For the purposes of the invention, both curved and straight metal pins are possible and encompassed by them.

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. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegt keine Zwischenmetallschicht vor. Der zweite Metallstift (6) ist direkt in der zweiten Durchgangsöffnung (20) fixiert, d.h. es besteht ein direkter Kontakt der äußeren Wandung des zweiten Metallstifts (6) mit der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20). Es kann eine Metallgitterverbindung zwischen der äußeren Wandung des zweiten Metallstifts (6) und der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) vorhanden sein.For clarity shows 2 B an enlargement of the view of 2a in the area of the second passage opening ( 20 ). In contrast to 2 B the second metal pin ( 6 ) no supernatant over the top ( 31 ) of the basic body ( 3 ) on. This embodiment is particularly suitable for attaching a firing wire. In customary manufacturing processes, after fixing the metal pins ( 5 . 6 ) in the passage openings ( 4 . 20 ) the top ( 31 ) of the basic body ( 3 ) ground flat. In the embodiment shown there is no intermediate metal layer. The second metal pin ( 6 ) is directly in the second passage ( 20 ), ie there is a direct contact of the outer wall of the second metal pin ( 6 ) with the inner wall of the second passage opening ( 20 ). There may be a metal mesh connection between the outer wall of the second metal pin ( 6 ) and the inner wall of the second passage opening ( 20 ) to be available.

Die zweite Durchgangsöffnung (20) weist in 2a und 2b ein überwiegend zylindrisches Profil auf, ihr Durchmesser hat eine überwiegend runde Geometrie. Die Metallstifte (5, 6) befinden sich in diesen Figuren mittig in der Durchgangsöffnung (4, 20) und auch der der Metallstift (6) ist konzentrisch in der Durchgangsöffnung (20) angeordnet. Im tatsächlichen Produkt kann allerdings durch Abweichungen der Form der Durchgangsöffnung (20) variieren. Auch ist es möglich und von der Erfindung umfasst, dass die Metallstifte (5, 6) exzentrisch in der oder den Durchgangsöffnungen (4, 20) angeordnet sind, so diese lokal unterschiedliche Durchmesser aufweisen können.The second through-hole ( 20 ) points in 2a and 2 B a predominantly cylindrical profile, their diameter has a predominantly circular geometry. The metal pins ( 5 . 6 ) are in these figures centrally in the passage opening ( 4 . 20 ) and also the metal pin ( 6 ) is concentric in the passage opening ( 20 ) arranged. In the actual product, however, deviations in the shape of the passage opening ( 20 ) vary. It is also possible and encompassed by the invention that the metal pins ( 5 . 6 ) eccentrically in the passage or openings ( 4 . 20 ) are arranged so that they can have locally different diameters.

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 erste Durchgangsöffnung (4) entsprechen denen der 2a und 2b. Im Unterschied dazu weist die zweite Durchgangsöffnung (20) in einem Bereich der Durchgangsöffnung (20) ein konisches und damit lokal aufgeweitetes Profil (21) auf, das sich in Richtung der Unterseite (32) des Grundkörpers (3) aufweitet. Der übrige Bereich der zweiten Durchgangsöffnung (20) besitzt ein im wesentlichen zylindrisches Profil. Entlang dem im wesentlichen zylindrisches folgt die Kontur der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) der Kontur der äußeren Wandung des zweiten Metallstifts (6).In 3a is a schematic section of the feedthrough element according to the invention ( 1 ) parallel to its axial center axis and through it. Basic body ( 3 ), Metal pins ( 5 . 6 ) and first passage opening ( 4 ) correspond to those of 2a and 2 B , In contrast, the second passage opening (FIG. 20 ) in an area of the passage opening ( 20 ) a conical and thus locally expanded profile ( 21 ), which extends in the direction of the underside ( 32 ) of the basic body ( 3 ) expands. The remaining area of the second passage opening ( 20 ) has a substantially cylindrical profile. Along the substantially cylindrical follows the contour of the inner wall of the second passage opening ( 20 ) the contour of the outer wall of the second metal pin ( 6 ).

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. Gemäß der 3a und 3b ist der zweite Metallstift (6) besonders vorteilhaft von der Unterseite (32) des Grundkörpers (3) aus in diesen eingesetzt worden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn der zweite Metallstift (6) in den Grundkörper eingepresst ist. In 3b is again a section of 3a in the area of the second passage opening ( 20 ) shown enlarged, only that here as in 2 B no protrusion of the metal pins ( 5 . 6 ) over the top ( 31 ) of the basic body ( 3 ) is provided. According to the 3a and 3b is the second metal pin ( 6 ) particularly advantageous from the bottom ( 32 ) of the basic body ( 3 ) has been used in this. This is particularly advantageous when the second metal pin ( 6 ) is pressed into the body.

In dem in den 3a und 3b gezeigten Ausführungsbeispiel ist auch eine Zwischenmetallschicht (61) vorhanden, die sich zwischen der inneren Wandung der zweiten Durchgangsöffnung (20) der äußeren Wandung des zweiten Metallstifts (6) befindet. Die Darstellung ist rein schematisch, in dem tatsächlichen Bauteil kann es vorkommen, dass die Zwischenmetallschicht insbes. bei einem eingepressten zweiten Metallstift (6) stark verschmiert ist, d.h. insbes. lokal stark variierende Schichtstärken aufweisen kann. Selbstverständlich kann der zweite Metallstift (6) auch in dieser Ausführungsform eingeschrumpft oder eingedehnt sein.In the in the 3a and 3b also shown is an intermediate metal layer ( 61 ), which extends between the inner wall of the second passage opening ( 20 ) of the outer wall of the second metal pin ( 6 ) is located. The representation is purely schematic, in the actual component it may happen that the intermediate metal layer esp. In a pressed-in second metal pin ( 6 ) is heavily smeared, that is, in particular locally locally varying layer thicknesses may have. Of course, the second metal pin ( 6 ) may also be shrunk or necked in this embodiment.

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. 4b zeigt wiederum einen vergrößerten Ausschnitt aus 4a im Bereich der zweiten Durchgangsöffnung (20). Im Unterschied zu den vorherigen Figs. weist der zweite Metallstift (6) jedoch ein stufenförmig aufgeweitetes Profil (62) 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 (62) weist der zweite Metallstift (6) einen größeren Durchmesser als die zweite Durchgangsöffnung (20) auf, so dass diese Aufweitung wiederum als Tiefenanschlag beim Einführen des zweiten Metallstifts (6) in die zweite Durchgangsöffnung (20) fungieren kann. Ein nicht aufgeweiteter Bereich des zweiten Metallstifts (6) befindet sich gemäß dieser Ausführungsform innerhalb der zweiten Durchgangsöffnung (20) und kann in dieser wie beschrieben fixiert werden. 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.In 4a is a schematic section of the feedthrough element according to the invention ( 1 ) parallel to its axial center axis and through it. Basic body ( 3 ), Metal pins ( 5 . 6 ) and through holes ( 4 . 20 ) correspond to those of 2a and 2 B , 4b again shows an enlarged section 4a in the area of the second passage opening ( 20 ). In contrast to the previous Figs. the second metal pin ( 6 ) but a stepped expanded profile ( 62 ), which is T-shaped and over the underside ( 32 ) of the basic body ( 3 ), wherein the expansion is in the region of the supernatant. In the expanded area ( 62 ), the second metal pin ( 6 ) has a larger diameter than the second passage opening ( 20 ), so that this expansion in turn as a depth stop during insertion of the second metal pin ( 6 ) in the second passage opening ( 20 ) can act. An unexpanded area of the second metal pin ( 6 ) is according to this embodiment within the second passage opening ( 20 ) and can be fixed in this as described. Of course, however, mixed forms between the profiles shown as well as any other geometries are possible, for those skilled in the study of this text and visible from the invention.

Das erfindungsgemäße Durchführungselement (1) und das Verfahren zu dessen Herstellung ermöglichen eine weniger aufwendige Ausführung insbes. einer Zündvorrichtung als die aus dem Stand der Technik bekannten, v.a. weil sich durch den Einsatz der genannten Techniken zum Fixieren des zweiten Metallstifts (6) die zweite Durchgangsöffnung (20) mit weniger Anforderung an die Präzision ihres Durchmessers und ihres Profils herstellen lässt, was längere Standzeiten der eingesetzten Stanzwerkzeuge ermöglicht. Außerdem wird auf den Einsatz von Lotmaterial verzichtet. Dadurch lässt sich der Herstellungsprozess eines erfindungsgemäßen Durchführungselements (1) mit weniger Herstellungsaufwand gestalten.The feedthrough element according to the invention ( 1 ) and the method for its production allow a less expensive execution esp. An igniter than those known from the prior art, especially because through the use of said techniques for fixing the second metal pin ( 6 ) the second passage opening ( 20 ) with less requirement for the precision of its diameter and its profile, which allows longer life of the punching tools used. In addition, the use of solder material is dispensed with. As a result, the production process of a feedthrough element according to the invention ( 1 ) with less manufacturing effort.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10133223 A1 [0007]
US 2003/0192446 A1 [0007]
EP 1061325 A1 [0008]
EP 1455160 B1 [0009]
DE 102009008673 B3 [0010]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

DIN EN 10020 [0032]
DIN EN 10 027-2 [0033]
DIN EN 10 027-2 [0059]

Claims

Implementation element ( 1 ) comprising - a metallic base body ( 3 ) with two substantially opposite surfaces ( 31 . 32 ), and - at least a first passage opening ( 4 ), in which a metal pin ( 5 ) in an electrically insulating fixing material ( 10 ), and - at least one second passage opening ( 20 ), in which a second metal pin is pressed or shrunk or stretched and thus electrically conductive with the main body ( 3 ) connected is.

Implementation element ( 1 ) according to claim 1, wherein the basic body ( 3 ) a compressive stress on the metal pin ( 6 ) in the second passage opening ( 20 ) and / or the metal pin ( 6 ) in the second passage opening ( 20 ) a compressive stress on the base body ( 3 ) exercises.

Implementation element ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, wherein the second through-opening ( 20 ) has an at least locally widened profile, so that its diameter in the region of a surface ( 31 . 32 ) of the basic body ( 3 ) has a smaller diameter than in the region of the opposite surface ( 31 . 32 ).

Implementation element ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, wherein at least in partial regions of the second passage opening ( 20 ) the contour of the inner wall of the second passage opening ( 20 ) the contour of the outer wall of the second metal pin ( 6 ) follows.

Implementation element ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, wherein between the outer wall of the second metal pin ( 6 ) and the inner wall of the second passage opening ( 20 ) is an intermediate metal layer; Preferably, the intermediate metal layer comprises metallic copper and / or tin and / or silver.

Method for producing a lead-through element ( 1 ), comprising the method steps - providing a metallic base body ( 3 ) having a predetermined thickness and predetermined outer contour, the two substantially opposite surfaces ( 31 . 32 ), - generating at least two passage openings ( 4 . 20 ) in the body ( 3 ), - providing at least two metal pins ( 5 . 6 ), - inserting and fixing a first metal pin ( 5 ) within the first passage opening ( 4 ) by means of an electrically insulating fixing material ( 10 ), - Pressing or shrinking or expanding a second metal pin ( 6 ) within the second passage opening ( 20 ), so that an electrically conductive connection between the second metal pin ( 6 ) and the basic body ( 3 ) will be produced.

The method of claim 6, wherein the second metal pin ( 6 ) within the second passage opening ( 20 ) is pressed or shrunk or stretched, wherein material of the base body ( 3 ) in the region of the second passage opening ( 20 ) and / or material of the second metal pin ( 6 ) deformed, so that at least in partial regions of the second passage opening ( 20 ) the contour of the inner wall of the second passage opening ( 20 ) the contour of the outer wall of the second metal pin ( 6 ) follows; Preferably, the material of the basic body deforms ( 3 ) and / or the material of the second metal pin ( 6 ) elastic, so that between basic body ( 3 ) and second metal pin ( 6 ) a compressive stress is present.

Method according to at least one of claims 6 to 7, wherein an intermediate metal layer is used for the pressing or shrinking or clamping, which during pressing in the friction between the outer wall of the second metal pin ( 6 ) and inner wall of the second passage opening ( 20 ) and / or unevennesses of the inner wall of the second passage opening ( 20 ) compensates; Preferably, the intermediate metal layer comprises metallic copper and / or tin and / or silver; Preferably, the intermediate metal layer forms a metal mesh connection between the outer wall of the second metal pin ( 6 ) and inner wall of the second passage opening ( 20 ) and / or equal unevennesses of the inner wall of the second passage opening ( 20 ) out.

Method according to at least one of claims 6 to 8, wherein the second metal pin ( 6 ) in the second passage opening ( 20 ) is shrunk, the base body ( 3 ) before inserting the second metal pin ( 6 ) is heated so that it expands thermally while the diameter of the second passage opening ( 20 ), and the second metal pin ( 6 ) in this thermally extended second passage opening ( 20 ), after which the parent body ( 3 ) is cooled so that it thermally contracts and the inner wall of the second passage opening ( 20 ) on the second metal pin ( 6 ) shrinks, so that the main body ( 3 ) a compressive stress on the second metal pin ( 6 ) in the second passage opening ( 20 ) or wherein the second metal pin ( 6 ) in the second passage opening ( 20 ), wherein the second metal pin ( 6 ) is cooled so that it thermally contracts while reducing its diameter, and the thermally contracted second metal pin ( 6 ) in the second passage opening ( 20 ) of the basic body ( 3 ) is used, after which the second metal pin ( 6 ) is heated so that it expands thermally and the outer wall of the second metal pin ( 6 ) on the inner wall of the second passage opening ( 20 ) expands, leaving the second metal pin ( 6 ) a compressive stress on the base body ( 3 ) exercises.

Use of a feed-through element ( 1 ) according to at least one of claims 1 to 5 in pyrotechnic ignition devices and / or airbag igniters and / or belt tensioners and / or in sensors and / or in actuators and / or in electrochemical reactor units and / or in batteries and / or in accumulators and / or in Bushings of security containers.