EP3870929A1 - Anschlussstift für durchführungen und verfahren zur herstellung - Google Patents

Anschlussstift für durchführungen und verfahren zur herstellung

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Publication number
EP3870929A1
EP3870929A1 EP19791210.8A EP19791210A EP3870929A1 EP 3870929 A1 EP3870929 A1 EP 3870929A1 EP 19791210 A EP19791210 A EP 19791210A EP 3870929 A1 EP3870929 A1 EP 3870929A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pin
rounding
radius
coating
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19791210.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Hartl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schott AG
Original Assignee
Schott AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schott AG filed Critical Schott AG
Publication of EP3870929A1 publication Critical patent/EP3870929A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10—Initiators therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00—Details of fuzes
    • F42C19/06—Electric contact parts specially adapted for use with electric fuzes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10—Initiators therefor
    • F42B3/103—Mounting initiator heads in initiators; Sealing-plugs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10—Initiators therefor
    • F42B3/11—Initiators therefor characterised by the material used, e.g. for initiator case or electric leads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10—Initiators therefor
    • F42B3/195—Manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/55—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/55—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals
    • H01R12/58—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals terminals for insertion into holes

Definitions

  • the invention relates to a connecting pin, in particular a metal pin, preferably for a feedthrough, in particular a metal fixing material feedthrough, preferably for devices which are exposed to high pressures, preferably igniters for airbags or belt tensioners, a feedthrough with such a connection pin and a method for Production of such a pin.
  • connection pins for bushings in particular metal fixing material bushings, are known in various designs from the prior art.
  • Metal fixing material feedthroughs are understood to be vacuum-tight
  • the metals act as electrical conductors.
  • the material used for melting, in particular glass serves as an insulator.
  • Typical metal fixing material feedthroughs are constructed in such a way that metallic inner conductors are melted into a preformed sintered glass part, the sintered glass part or the glass tube being melted into an outer metal part with the so-called base body, which is formed from an annular or plate-shaped element. Ignition devices are, for example, preferred applications of such metal fixing material bushings. These are used, among other things, for airbags or belt tensioners in motor vehicles.
  • the metal fixing material bushings are part of an ignition device.
  • the entire ignition device comprises an ignition bridge, the explosive and a metal cover that covers the
  • Ignition mechanism tightly encloses.
  • either one or two or more than two connecting pins, in particular metallic pins be passed through.
  • the housing is grounded, in a preferred two-pole version on one of the pins.
  • the base body is produced from a strip material with a thickness in the range between 1 mm and 5 mm, preferably 1.5 mm and 3.5 mm, in particular between 1.8 mm and 3.0 mm , very particularly preferably between 2.0 mm to 2.6 mm, the
  • the connecting pin in particular the metal pin in the fixing material, is let in or glazed over the entire thickness of the base body, which lies in the above-mentioned area, in the entry opening punched into the base body.
  • a disadvantage is that when punching from a strip material, for example a sheet metal of the base body, a large proportion of material waste arises.
  • an ignition device for a pyrotechnic protective device which has a jacket for fixing the position of the current feedthrough of the metal pin and means for avoiding a relative movement between the jacket and the metal pin.
  • the base body is punched out of sheet metal, for example a strip material, which results in a large waste of material.
  • the through openings were arranged off-axis.
  • EP 1 491 848 A1 shows a current feedthrough with a centrally arranged through opening for a pin-shaped conductor.
  • the through opening is not described in its production method and extends over the entire thickness of the base body.
  • the lead-through component with the ring-shaped, plate-shaped element comprises two metal pins, whereby no information is given in US Pat. No. 8,978,557 B2 about how the metal pins are manufactured.
  • DE 10 2017 123 278 A1 shows a base body for lead-through elements comprising a metallic base body, at least one through opening for receiving a functional element in a particularly electrically insulating fixing material and at least one conductor which is electrically conductively connected to the base body by a solder connection.
  • the solder connection comprises a metallic solder material, the metallic solder material covering a surface area of the base body and thus forming a solder area on a surface of the base body.
  • the base body has at least in
  • Solder area on a microstructuring which comprises at least depressions in the surface of the base body.
  • DE 10 2012 009 765 A1 shows an igniter for a gas generator of a vehicle safety system with at least two contact pins or
  • Connection pins that are spatially separated by an electrically insulating mass
  • each contact pin with a chlorine-free Gold coating is provided.
  • the gold layer can be applied in a galvanic process, chlorine scavengers being introduced into a cleaning solution used in an upstream cleaning step.
  • the eccentric through opening leads to a weakening of the glazing.
  • the connecting pins in particular the metal pins for bushings, in particular glass-metal bushings, were provided with a rounding, a so-called radius, at least at one end section.
  • the rounding, in particular the radii of the connecting pins was generally created by slide grinding.
  • AI2O3 or silicon carbide (SiC) or other abrasives made from slide grindstones were used as the slide grinding medium.
  • SiC silicon carbide
  • the finishing abrasive was that small particles of the finishing abrasive got into the surface of the pencil. These particles, which settled in the surface after processing, then led to the fact that in one
  • the object of the invention is therefore to avoid the disadvantages of the prior art and a connecting pin, in particular a metallic one
  • connecting pin for bushings in particular metal fixing material bushings, which avoids these disadvantages.
  • a connecting pin in particular a metal pin, for bushings, in particular glass-metal bushings, which has a first, elongated cylindrical section with a diameter D and at least one adjoining the first, elongated section
  • end section wherein the end section has a rounding and / or a rounding section with a radius and the rounding and / or the rounding section has at least the shape of a circular segment with radius R and the radius R according to one, in particular predetermined
  • the avoidance of vibratory grinding particles ensures that imperfections in the surface of the connecting pin are suppressed and / or avoided.
  • the advantage of surfaces without or largely free of defects is that there are no defects in coatings, for example nickel and / or gold coatings applied to the pin. If the surface is largely free of imperfections, it is easier to apply a closed surface coating.
  • the radius R of the rounding and / or the rounding section is in the range 0.4-D to 0.65-D, in particular 0.45-D to 0.55-D, preferably approximately at half the diameter D of the cylindrical area. Then a particularly good contact and a low contact resistance is achieved.
  • the end section has an end surface, the surface of which is arranged essentially perpendicular to the pin axis and which is followed by the rounding section with radius R and the
  • the end face has a diameter F of less than 0.4 mm
  • non-cutting processes include for example upsetting, rolling, embossing, pressing, hammering or else pressing.
  • connection pin has a pin surface.
  • the pin surface which is free or largely free of impurities, in particular Al 2 O 3, SiC, is provided with a coating, in particular a nickel coating.
  • free or largely free of impurities is understood to mean that less than 2%, preferably less than 1.5%, in particular less than 1%, preferably less than 0.5%, very preferably less than 0.1% contamination of the entire pen surface, in particular with a ceramic material such as Al 2 O 3 , SiC, which can lead to defects in the coating. Due to the lack of contamination according to the invention, in particular with
  • the extensive freedom from defects is particularly advantageous when the layer thicknesses of the coatings applied to the metal pin are small.
  • the layer thicknesses of the coating applied to the metal pin are between 0.1 pm to 10 pm. It is particularly preferred if the layer thickness of the Ni layer applied to the metal pin is in the range from 2 to 8 pm, preferably from 4 to 6 pm.
  • the layer thicknesses of the gold layer are preferably in the range 0.5 to 5 pm, preferably 0.8 to 1.5 pm.
  • the total thickness of the coating of Ni and Au layers preferably results in values between 4.5 pm and 7.5 pm. With such thin coatings, one is largely free of defects
  • the specification is such that the radius R corresponds to a hemisphere or a hemispherical body in the end region of the connecting pin.
  • connection pin on a planar area with a width, which is located in particular in the middle of the pin axis, to which the rounding section with the radius R connects.
  • the planar area is essentially one
  • R preferably corresponds to approximately half the diameter D of the cylindrical connecting pin. It is particularly preferred if the radius R is in the range 0.4-D ⁇ R ⁇ 0.65-D, in particular in the range 0.45-D ⁇ R ⁇ 0.55-D.
  • a connecting pin is particularly preferably designed in such a way that, in the case of a pin with a diameter of 1 mm, the rounded section of the end region opens after 0.65 mm into the cylindrical section with a diameter D. In contrast to this, in the case of a connecting pin or pin rounded with slide grinding particles and having a diameter of 1 mm, the cylindrical part with the predetermined diameter D is only reached after more than 0.7 mm.
  • the advantage of rounding or introducing the radius using a non-cutting or non-cutting method according to the invention is that the radii can be produced according to a specified specification, which enable a shortened transition area to the cylindrical area of the connecting pin.
  • the profile of a polished pin always shows a barrel shape, i.e. the transition from the radius to the cylindrical pin has a longer course that goes beyond the radius. That can be a disadvantage for the
  • the shape of the connecting pin is a cylindrical shape with a diameter D of, for example, 1 mm.
  • D diameter of, for example, 1 mm.
  • the connecting pin with the cylindrical shape goes into a rounded area, ideally a hemispherical one Cap with a radius R above.
  • this radius R corresponds to half the diameter of the cylindrical area or lies in the range 0.4-D ⁇ R ⁇ 0.65-D, which according to the invention is only possible with a cutting or non-cutting
  • Processes e.g. can be achieved by deforming.
  • the radii can be specified in a cutting or non-cutting process according to the specification, which is not possible when rounding with vibratory grinding particles.
  • connection pin in particular in the form of a metal pin, the invention also provides a bushing, in particular a metal fixing material bushing, preferably for devices which are exposed to high pressures, with at least one such pin. It is preferred that the feedthrough has an opening through which the connecting pin is passed in a glass or glass ceramic material.
  • the invention also specifies a method for producing such a connecting pin, wherein firstly a connecting pin blank is made available, which can be obtained, for example, from a wire material by cutting, and one
  • Has end section A rounded section with a radius, preferably a radius according to a predetermined specification, is then inserted into the connecting pin blank by means of a non-cutting and / or non-cutting method in the
  • the radius of the rounding or of the rounding section is preferably in the range 0.4-D ⁇ R ⁇ 0.65-D, where D is the diameter of the cylindrical part.
  • Fig. 3 an exemplary implementation with a connector pin
  • FIG. 4a-4b Representation of a connection pin according to the specification (FIG. 4a) and produced with slide grinding particles (FIG. 4b).
  • Figure 1 shows an example of a connector pin according to the invention.
  • connector pin 1 comprises three areas. A first, essentially straight area, which is given the reference number 3. A curved area, which is given the reference number 5, and an end region or end section, which is given the reference number 7. The
  • End sections 10.1, 10.2 of the pin 1 are rounded according to the invention, specifically with the aid of a non-cutting and / or cutting method, the radius R of the rounding being predetermined.
  • the radius R can be, for example, 0.5 mm, the diameter D of the connecting pin 1 mm.
  • connection pins are obtained by cutting from a wire section.
  • the not straight, ie bent section 5 of the pin is 45 ° with respect to the straight area 3 and the end section 7 inclined.
  • the diameter D of the pin is, for example, between 0.5 and 2.5 mm. Pins with a diameter smaller than 0.5 mm are also possible.
  • FIG. 2 shows the end section with rounding.
  • the rounding or the rounding section which in the ideal case is conical but does not have to be, comprises a radius R.
  • the radius is in the range 0.25 mm to 1.0 mm.
  • the rounding section has a side length that is also in the region of the radius, i. H. between 0.25 mm and 1.0 mm.
  • the height of the rounding up to the transition into the cylindrical region can be 0.5 mm.
  • the diameter of the pin is then at about 1.0 mm.
  • a nickel layer is first applied to the connection pin as corrosion protection. After the nickel coating, a gold layer is applied.
  • the thickness of the nickel and gold coating is in the pm range, preferably in the range 0.1 pm to 10 pm.
  • a coating with palladium can also be carried out. Thanks to the coating with nickel and gold, a contact-safe plug connection with low contact resistance becomes
  • the coating for example made of nickel, applied to the connecting pin has no defects, which leads to the fact that the Terminal pin remains largely corrosion-free.
  • free or largely free of impurities is understood to mean that less than 2%, in particular less than 1.5%, preferably less than 1%, very preferably less than 0.5%, particularly preferably less than 0.1% the pen surface are contaminated, e.g. with vibratory abrasive particles.
  • Undesired slide grinding particles are especially particles a ceramic material, such as Al 2 O 3 or SiC.
  • Particles made of other materials are less damaging with regard to defects and are therefore tolerable. This leads to a low contact resistance.
  • the absence of a vibratory abrasive prevents defects, which in turn lead to corrosion and, due to the corrosion, lead to the contact resistance increasing and ultimately a power line being lost over time.
  • FIG. 3 shows the use of a connecting pin according to the invention, in particular a metal pin, in a bushing.
  • FIG. 3 shows a feedthrough 100, in particular a metal fixing material feedthrough for devices which are exposed to high pressures.
  • the bushing 100 comprising an annular element 106 with an opening can be clearly seen. Furthermore, an exemption area 105 is shown.
  • the ring-shaped or plate-shaped element 106 serves as the basis for a metal fixing material feedthrough with a total of two connecting pins 50, 52 according to the invention. While the connection pin, which is preferably a metal pin 50, in a fixing material 60, here a glass material, but also a
  • the second connection pin, in particular metal pin 52 serves as a ground pin.
  • the second metal pin 52 is connected directly to the ring-shaped or plate-shaped body 106.
  • Both the connecting pin, in particular metal pin 50, and the connecting pin, in particular metal pin 52, are designed to be curved. The arc of both metal pins is labeled 54 and 56 and clearly recognizable.
  • the connecting pin in particular metal pin 50, can also be provided with means 62 on the metal pin 50 itself, which engage in the glass plug and thus prevent the metal pin from being pushed out of the glass plug 60, in which the metal pin is glazed, even at high pressures.
  • Fixing material 60 takes place by melting. As soon as the connecting pin, in particular the metal pin, has melted into the fixing material 60, the glass plug is introduced into the through opening 20 together with the metal pin. Then the glass plug together with the ring or plate-shaped element, i.e. the base body, heated so that after cooling the metal of the ring or plate-shaped element on the
  • Fixing material here the glass material, shrinks, as previously in the manufacture of the glass plug, in which the connecting pin, in particular
  • Metal pin is inserted into the glass plug.
  • Terminal pin in particular metal pin 52, is conductively connected to the plate-shaped element, for example by brazing.
  • the solder point is designated 70. All related metal pins are rounded at the end sections 72 according to the invention by cutting and / or non-cutting methods. As a result, there is no contamination of the surface of the
  • connection pins in particular metal pins, so that the connection pins can be provided with a coating without defects.
  • the coated pins have a low contact resistance. Since defects are avoided, subsequent coating with Ni or Au, for example, with a closed surface is largely free of defects. The closed surface in turn ensures that corrosion can be largely ruled out.
  • 4a and 4b show rounded pins produced using the method according to the invention and rounded pins produced with the aid of slide grinding particles.
  • FIG. 4a shows a connector pin produced according to the invention in accordance with a specified specification.
  • the connecting pin produced according to FIG. 4a is a connecting pin in which the cap 110 was produced using cold forming.
  • the section of the rounding section corresponds geometrically to a segment of a circle, the diameter D of the
  • cylindrical part of the pin is 1 mm.
  • the diameter of the end face F is 0.1 mm.
  • the radius R would be identical to half the diameter D of the cylindrical part 120 of the pin 1, ie 0.5 mm.
  • the range 0.4 ⁇ R ⁇ 0.65D for the radius can, however, still be regarded as in accordance with the invention.
  • Another preferred embodiment corresponds to the formula
  • the invention makes it particularly advantageous that the diameter of the end face F can be less than 0.4 mm, in particular less than 0.3 mm.
  • the cold-formed connecting pin shows a rounding of the end section with a predetermined radius R and a cap with round segment-shaped rounding sections, this is not achieved, as shown in FIG. 4b, in the case of a connecting pin in which the rounding is produced by means of slide grinding particles.
  • the rounding section is in particular
  • connection area of the pin is with the reference number 1100 designated.
  • the cylindrical part of the connector pin has one
  • Diameter D 1 mm.
  • the profile of the pin is barrel-shaped, i.e. the transition from the connection area 1100 to the cylindrical part is 0.9 mm in contrast to 0.65 mm according to FIG. As a result, a much higher one
  • the invention thus provides a rounding of a connecting pin that can be produced according to the specification, in particular none
  • Connection area in particular for insertion into a connector system. This results in a low contact resistance and very good long-term contact properties.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Anschlussstift (1), insbesondere Metallstift, für Durchführungen, insbesondere Glas-Metall-Durchführungen (100) mit wenigstens einem ersten, länglichen Abschnitt (3), sowie wenigstens einem anschließenden Endabschnitt (7), wobei der Endabschnitt (7) eine Rundung mit wenigstens Radius R aufweist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kegel und/oder Radius R bevorzugt ein Kegel und/oder Radius gemäß einer Spezifikation ist und mittels einem spanenden Verfahren und/oder einem spanlosen Verfahren erhalten wird.

Description

Anschlussstift für Durchführungen und Verfahren zur Herstellung
Die Erfindung betrifft einen Anschlussstift, insbesondere einen Metallstift, bevorzugt für eine Durchführung, insbesondere eine Metall-Fixiermaterial- Durchführung, bevorzugt für Einrichtungen, die hohen Drücken ausgesetzt sind, bevorzugt Anzünder von Airbags oder Gurtspannern, eine Durchführung mit einem derartigen Anschlussstift sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Anschlussstiftes.
Anschlussstifte für Durchführungen, insbesondere Metall-Fixiermaterial- Durchführungen sind in verschiedenen Ausführungen aus dem Stand der Technik vorbekannt.
Unter Metall-Fixiermaterial-Durchführungen versteht man vakuumdichte
Verschmelzungen von Fixiermaterialien, insbesondere aus Gläsern,
Glaskeramiken oder Kunststoffen in Metallen. Die Metalle fungieren dabei als elektrische Leiter. Stellvertretend wird dabei auf die US-A-5,345,872, US-A- 3,274,937 verwiesen. Derartige Durchführungen sind in der Elektronik und in der Elektrotechnik weit verbreitet. Das zum Einschmelzen verwendete Material, insbesondere Glas, dient hierbei als Isolator. Typische Metall-Fixiermaterial- Durchführungen sind derart aufgebaut, dass metallische Innenleiter in ein vorgeformtes Sinterglasteil eingeschmolzen werden, wobei das Sinterglasteil oder das Glasrohr in ein äußeres Metallteil mit dem sogenannten Grundkörper, der aus einem ring- oder plattenförmigen Element gebildet wird, eingeschmolzen wird. Als bevorzugte Anwendungen derartiger Metall-Fixiermaterial-Durchführungen gelten beispielsweise Zündeinrichtungen. Diese werden unter anderem für Airbags oder Gurtspanner bei Kraftfahrzeugen verwendet. In diesem Fall sind die Metall- Fixiermaterial-Durchführungen Bestandteil einer Zündeinrichtung. Die gesamte Zündeinrichtung umfasst außer der Metall-Fixiermaterial-Durchführung eine Zündbrücke, den Sprengstoff sowie eine Metallabdeckung, die den
Zündmechanismus dicht umschließt. Durch die Durchführung können entweder ein oder zwei oder mehr als zwei Anschlussstifte, insbesondere metallische Stifte, hindurchgeführt werden. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform mit einem metallischen Stift liegt das Gehäuse auf Masse, bei einer bevorzugten zweipoligen Ausführung auf einer der Stifte.
Aus der US 2006/0222881 A1 , der US 2004/0216631 , der EP-A-1 455 160, der US 2007/0187934 A1 sowie der US-A-1 813 906 sind Metall-Fixiermaterial- Durchführungen insbesondere für Anzünder von Airbags oder Gurtspannern bekannt geworden, die sich dadurch auszeichnen, dass die Durchgangsöffnung für die Anschlussstifte, insbesondere die Metallstifte aus dem Grundkörper ausgestanzt ist. Bei der Herstellung der Grundkörper werden gemäß der US 2007/0187934 A1 aus einem Bandmaterial mit einer Dicke im Bereich zwischen 1 mm und 5 mm, bevorzugt 1 ,5 mm und 3,5 mm, insbesondere zwischen 1 ,8 mm bis 3,0 mm, ganz besonders bevorzugt zwischen 2,0 mm bis 2,6 mm, die
Öffnungen durch die gesamte Dicke des Grundkörpers mittels des
Stanzprozesses hindurchgetrieben.
Der Anschlussstift, insbesondere der Metallstift im Fixiermaterial wird über die gesamte Dicke des Grundkörpers, der im oben genannten Bereich liegt in die in den Grundkörper eingestanzte Eingangsöffnung eingelassen bzw. eingeglast.
Des Weiteren ist die Durchgangsöffnung bei den Durchführungen mit mehr als einem Stift gemäß der US 2007/0187934 A1 außermittig angeordnet.
Das Ausstanzen aus einem Blechmaterial gemäß der US 2007/0187934 A1 hat eine Vielzahl von Nachteilen. Ein Nachteil besteht darin, dass bei einem Stanzen aus einem Bandmaterial, beispielsweise einem Blech des Grundkörpers, ein großer Anteil an Materialabfall entsteht.
Aus der DE 10 2006 056077 A1 ist eine Zündvorrichtung für eine pyrotechnische Schutzvorrichtung bekannt geworden, die eine Ummantelung zur Lagefixierung der Stromdurchführung des Metallstiftes aufweist und Mittel zur Vermeidung einer Relativbewegung zwischen Ummantelung und Metallstift. Wie im Falle der US 2007/0187934A1 wird auch bei der DE 10 2006 056 077 A1 der Grundkörper aus einem Blech, beispielsweise einem Bandmaterial ausgestanzt, was einen großen Materialabfall zur Folge hat. Des Weiteren waren wie in der US 2007/0187934A1 die Durchgangsöffnungen außeraxial angeordnet.
Die EP 1 491 848 A1 zeigt eine Stromdurchführung mit einer mittig angeordneten Durchgangsöffnung für einen stiftförmigen Leiter. Die Durchgangsöffnung ist in ihrer Herstellweise nicht beschrieben und erstreckt sich über die gesamte Dicke des Grundkörpers.
Aus der US 8,978,557 B2 ist ein ringförmiges, plattenförmiges Element für einen Gurtspanner und/oder Airbag-Zünder bekannt geworden mit einem
Freistellungsbereich, bei dem die Durchgangsöffnung durch Stanzen eingebracht wird. Das Durchführungsbauteil mit dem ringförmigen, plattenförmigen Element umfasst zwei Metallstifte, wobei in der US 8,978,557 B2 keine Angaben darüber gemacht sind, wie die Metallstifte hergestellt werden.
Die DE 10 2017 123 278 A1 zeigt einen Grundkörper für Durchführungselemente umfassend einen metallischen Grundkörper, zumindest eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme eines Funktionselements in einem insbesondere elektrisch isolierenden Fixiermaterial und zumindest einen Leiter, der elektrisch leitfähig mit dem Grundkörper durch eine Lotverbindung verbunden ist. Die Lotverbindung umfasst ein metallisches Lotmaterial, wobei das metallische Lotmaterial einen Oberflächenbereich des Grundkörpers bedeckt und so einen Lotbereich auf einer Oberfläche des Grundkörpers bildet. Der Grundkörper weist zumindest im
Lotbereich eine Mikrostrukturierung auf, die zumindest Vertiefungen in der Oberfläche des Grundkörpers umfasst.
Die DE 10 2012 009 765 A1 zeigt einen Anzünder für einen Gasgenerator eines Fahrzeugsicherheitssystems mit wenigstens zwei Kontaktpins bzw.
Anschlussstiften, die durch eine elektrisch isolierende Masse räumlich
voneinander getrennt sind, wobei jeder Kontaktpin mit einer chlorfreien Goldbeschichtung versehen ist. Die Goldschicht kann in einem galvanischen Prozess aufgebracht werden, wobei Chlorfänger in eine bei einem vorgelagerten Reinigungsschritt verwendete Reinigungslösung eingebracht werden.
Auch in der DE 10 2017 123 278 A1 und der DE 10 2012 009 765 A1 ist nicht offenbart, wie die Leiter bzw. Kontaktpins hergestellt werden.
Insbesondere bei Metall-Fixiermaterial-Durchführungen mit zwei Anschlussstiften, insbesondere Metallstiften und außermittig angeordneter Durchgangsöffnung führt die außermittige Durchgangsöffnung zu einer Schwächung der Einglasung.
Im Stand der Technik wurden die Anschlussstifte, insbesondere die Metallstifte für Durchführungen, insbesondere Glas-Metall-Durchführungen, wenigstens an einem Endabschnitt mit einer Verrundung, einem sogenannten Radius, versehen. Die Verrundung, insbesondere die Radien der Anschlussstifte, wurden in der Regel durch Gleitschleifen erzeugt. Als Gleitschleif-Medium wurde beispielsweise AI2O3 oder Siliziumcarbid (SiC) oder andere Schleifmittel aus Gleitschleifsteinen eingesetzt. Nachteilig an einer derartigen Methode der Verrundung mit
Gleitschleifmitteln war, dass sich kleine Partikel des Gleitschleifmediums in die Stiftoberfläche eingebracht haben. Diese Partikel, die sich in der Oberfläche nach der Bearbeitung abgesetzt haben, führten dann dazu, dass bei einer
Oberflächenbeschichtung, beispielsweise einer Vernickelung, in der Beschichtung selbst Fehlstellen auftraten. Diese Fehlstellen waren dann wiederrum
Ausgangspunkt für Korrosion, die sich bis in den Bereich des Sockels der
Durchführung, z. B. im Falle von Metall-Fixiermaterial-Durchführungen,
ausbreiteten. Zudem konnte eine vorgegebene Verrundung nicht sicher realisiert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und einen Anschlussstift, insbesondere einen metallischen
Anschlussstift für Durchführungen, insbesondere Metall-Fixiermaterial- Durchführungen, anzugeben, der diese Nachteile vermeidet. Erfindungsgemäß wird dies durch einen Anschlussstift, insbesondere Metallstift, für Durchführungen, insbesondere Glas-Metall-Durchführungen, erreicht, der einen ersten, länglichen zylindrischen Abschnitt mit Durchmesser D sowie wenigstens einen, an den ersten, länglichen Abschnitt anschließenden
Endabschnitt aufweist, wobei der Endabschnitt eine Verrundung und/oder einen Verrundungsabschnitt mit einem Radius hat und die Verrundung und/oder der Verrundungsabschnitt, zumindest die Form eines Kreissegmentes mit Radius R aufweist und der Radius R gemäß einer, insbesondere vorgegebenen
Spezifikation mittels eines spanenden Verfahrens und/oder eines spanlosen Verfahrens ohne Einsatz von Gleitschleifmitteln erhalten wird.
Die Vermeidung von Gleitschleifpartikeln stellt sicher, dass Fehlstellen in der Oberfläche des Anschlussstiftes unterdrückt und/oder vermieden werden. Der Vorteil von Oberflächen ohne bzw. weitgehend frei von Fehlstellen ist, dass keine Fehlstellen in Beschichtungen, beispielsweise auf den Stift aufgebrachte Nickel- und/oder Goldbeschichtungen, auftreten. Ist die Oberfläche weitgehend frei von Fehlstellen, so kann leichter eine geschlossene Oberflächenbeschichtung erfolgen.
Ein Fachmann würde von der Verrundung mit Hilfe von spanendem und/oder spanlosen Verfahren ohne Einsatz von Gleitschleifmitteln abgehalten, weil derartige Verfahren gegenüber dem Abtrag bzw. dem Verrunden mit
Gleitschleifmitteln zu aufwendig und zeitintensiv gewesen sind.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Radius R der Verrundung und/oder des Verrundungsabschnitts im Bereich 0,4-D bis 0,65-D, insbesondere 0,45-D bis 0,55-D, bevorzugt ungefähr beim halben Durchmesser D des zylindrischen Bereiches liegt. Dann wird ein besonders guter Kontakt und ein niedriger Kontaktwiderstand erreicht.
In einer weitergebildeten Ausführungsform weist der Endabschnitt eine Endfläche auf, deren Oberfläche im Wesentlichen senkrecht zur Stiftachse angeordnet ist und an die sich der Verrundungsabschnitt mit Radius R anschließt und den
Übergang zur Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts bildet.
Besonders bevorzugt ist es, wenn
die Endfläche einen Durchmesser F von weniger als 0,4 mm aufweist,
insbesondere weniger als 0,3 mm, insbesondere bei einem Durchmesser D des zylindrischen Teils von 1 ,0 mm ± 0,1 mm.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die spanlosen Verfahren, insbesondere Umformverfahren, beispielsweise ein Stauchen, ein Rollen, ein Prägen, ein Pressen, ein Hämmern oder aber auch Drücken umfassen.
Bei den spanenden Verfahren sind Drehen, Fräsen oder Schleifen mögliche Verfahren.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Anschlussstift eine Stiftoberfläche auf. Nach dem Einbringen der Verrundung mit einem span- und/oder spanlosen Verfahren wird die Stiftoberfläche, die frei oder weitgehend frei von Verunreinigungen, insbesondere AI2O3, SiC ist, mit einer Beschichtung, insbesondere einer Nickelbeschichtung, versehen. Unter frei oder weitgehend frei von Verunreinigungen wird in vorliegender Anmeldung verstanden, dass auf weniger als 2 %, bevorzugt weniger als 1 ,5%, insbesondere weniger als 1 %, bevorzugt weniger als 0,5%, ganz bevorzugt weniger als 0,1 % der gesamten Stiftoberfläche Kontamination, insbesondere mit einem keramischen Material wie AI2O3, SiC vorliegen, die zu Fehlstellen in der Beschichtung führen können. Auf Grund der erfindungsgemäß fehlenden Kontamination, insbesondere mit
Gleitschleifpartikeln, die sich in den Stift einbringen können, ist die auf die
Stiftoberfläche aufgebrachte Beschichtung frei oder weitgehend frei von
Fehlstellen. Korrespondierend zu den Verunreinigungen bedeutet das, dass weniger als 2 %, insbesondere weniger als 1 ,5% , bevorzugt weniger als 1 %, insbesondere bevorzugt weniger als 0,5 % ganz bevorzugt weniger als 0,1 % der gesamten Stiftoberfläche Fehlstellen aufweisen. Gleitschleifsteine die im Stand der Technik bei Bearbeitung von Stiftoberflächen eingesetzt werden hatten einen Gehalt von 45-65% Aluminiumoxid und 25-45% Siliziumoxid, was zu AI2O3 - Verunreinigungen von 3,2% bis 6,5% der gesamten Stiftoberfläche führte. Im erfindungsgemäßen Fall, dass eine Bearbeitung der Oberfläche und damit das Einbringen der Verrundung ohne Gleitschleifpartikel nur durch ein spanendes oder spanloses Verfahren erfolgt, liegt die Kontamination der gesamten Stiftoberfläche bei weniger als 2%, ganz bevorzugt bei weniger als 1 ,5%, insbesondere weniger als 1 %, bevorzugt weniger als 0,5%, ganz bevorzugt weniger als 0,1 %.
Die weitgehende Freiheit von Fehlstellen ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Schichtdicken der auf den Metallstift aufgebrachten Beschichtungen gering ist. Die Schichtdicken der auf den Metallstift aufgebrachten Beschichtung liegen zwischen 0,1 pm bis 10 pm. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Schichtdicke der auf den Metallstift aufgebrachten Ni-Schicht im Bereich 2 bis 8 pm, bevorzugt 4 bis 6 pm, liegt. Die Schichtdicken der Goldschicht liegen bevorzugt im Bereich 0,5 bis 5 pm, bevorzugt 0,8 bis 1 ,5 pm. Als Gesamtdicke der Beschichtung aus Ni- und Au-Schicht ergeben sich bevorzugt Werte zwischen 4,5 pm bis 7,5 pm. Bei derartig dünnen Beschichtungen ist eine weitgehend von Fehlstellen freie
Oberfläche, wie sie die Erfindung zur Verfügung stellt, essentiell für eine
Beschichtung, in der Fehlstellen unterdrückt werden.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Verrundung und/oder der
Verrundungsabschnitt mit dem Radius R, der mit Hilfe des span- oder eines spanlosen Verfahrens in den Endabschnitt eingebracht werden soll, insbesondere durch eine Spezifikation vorgegeben ist. Üblicherweise werden die beschriebenen Anschlussstifte in Steckersysteme eingeführt. Um eine möglichst geringen
Übergangswiderstand, insbesondere in einem Steckersystem, zur Verfügung zu stellen und einen sicheren Kontakt zu gewährleisten, ist es ganz besonders bevorzugt, wenn die Spezifikation so ist, dass der Radius R einer Halbkugel bzw. einem halbkugelförmigen Körper im Endbereich des Anschlussstiftes entspricht. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Endbereich des
Anschlusstiftes einen Planarbereich mit einer Breite auf, der sich insbesondere in der Mitte der Stiftachse befindet, an den sich der Verrundungsabschnitt mit dem Radius R anschließt. Der Planarbereich ist im Wesentlichen durch einen
Durchmesser F seiner Endfläche charakterisiert.
Bevorzugt entspricht R in etwa dem halben Durchmesser D des zylindrischen Anschlussstiftes. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Radius R im Bereich 0,4-D < R < 0,65-D insbesondere im Bereich 0,45-D < R < 0,55-D liegt. Insbesondere bevorzugt wird ein Anschlussstift so ausgestaltet, dass bei einem Stift mit 1 mm Durchmesser der verrundete Abschnitt des Endbereiches nach 0,65 mm, in den zylindrischen Abschnitt mit Durchmesser D mündet. Im Gegensatz hierzu wird bei einem mit Gleitschleifpartikeln verrundeten Anschlußstift bzw. Pin mit einem Durchmesser von 1 mm erst nach mehr als 0,7 mm der zylindrische Teil mit dem vorgegebenen Durchmesser D erreicht. Der Vorteil der Verrundung bzw. des Einbringen des Radius mit einem span- oder spanlosen Verfahren gemäß der Erfindung ist, dass die Radien nach einer vorgegebenen Spezifikation hergestellt werden können, welche einen verkürzten Übergangsbereich zum zylindrischen Bereich des Anschlusstifts ermöglichen. Dies ist möglich, da durch das span- bzw. spanlose Verfahren der Radius eingestellt werden kann, was gemäß dem Stand der Technik nicht möglich gewesen ist, da durch Gleitschleifen die Form der Verrundung, insbesondere der Radius, nicht beeinflusst werden kann. So zeigt das Profil eines glattgeschliffenen Stiftes immer einen tonnenförmigen Verlauf, d.h. der Übergang vom Radius auf den zylindrischen Stift hat einen längeren Verlauf, der über den Radius hinausgeht. Das kann Nachteile für die
Kontaktierungszuverlässigkeit des Anschlusstifts haben, insbesondere, wenn dieser in ein Steckersystem geschoben wird.
Die Form des Anschlussstiftes ist eine zylindrische Form mit einem Durchmesser D von beispielsweise 1 mm. Am Ende des Anschlussstiftes mit der zylindrischen Form geht dieser in einen verrundeten Bereich, im Idealfall eine halbkugelförmige Kappe mit einem Radius R über. Idealerweise entspricht dieser Radius R dem halben Durchmesser des zylindrischen Bereiches, bzw. liegt im Bereich 0,4-D < R < 0,65-D, was erfindungsgemäß nur mit einem spanenden bzw. spanlosen
Verfahren, z.B. durch Verformen erreicht werden kann. Die Radien können bei einem spanenden bzw. spanlosen Verfahren gemäß Spezifikation vorgegeben werden, was bei einer Verrundung mit Gleitschleifpartikel nicht möglich ist.
Auf Grund der nicht in die Oberfläche des Anschlussstiftes einmassierten
Gleitschleifpartikeln ist es möglich, nach der Herstellung des Radius eine geschlossene Oberflächenbeschichtung herzustellen, die weitgehend frei von Fehlstellen ist und daher die Korrosionsgefahr an oberflächenbeschichteten Stiften erheblich vermindert wird.
Neben dem erfindungsgemäßen Anschlussstift, insbesondere in Form eines Metallstiftes, stellt die Erfindung auch eine Durchführung, insbesondere eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung, bevorzugt für Einrichtungen, die hohen Drücken ausgesetzt sind, mit wenigstens einem derartigen Anschlussstift zur Verfügung. Bevorzugt ist es so, dass die Durchführung eine Öffnung aufweist, durch die der Anschlussstift in einem Glas- oder Glaskeramikmaterial hindurch geführt wird.
Neben dem Anschlussstift und der Durchführung gibt die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Anschlussstiftes an, wobei zunächst ein Anschlussstift-Rohling zur Verfügung gestellt wird, der beispielsweise aus einem Drahtmaterial durch Abschneiden erhalten werden kann und einen
Endabschnitt aufweist. In den Anschlussstift-Rohling wird dann ein verrundeter Abschnitt mit einem Radius, bevorzugt einem Radius gemäß einer vorgegebenen Spezifikation, mittels eines span- und/oder spanlosen Verfahrens in den
Endabschnitt eingebracht. Bevorzugt liegt der Radius der Verrundung bzw. des Verrundungsabschnittes im Bereich 0,4-D < R < 0,65-D, wobei D der Durchmesser des zylindrischen Teiles ist. Nach dem Verrunden bzw. Einbringen des Radius in den Stift mit Hilfe des span- oder spanlosen Verfahrens kann vorgesehen sein, den Anschlussstift mit einer Beschichtung, bevorzugt einer Nickelbeschichtung und/oder Goldbeschichtung, zu versehen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen näher dargestellt werden ohne Beschränkung hierauf.
Es zeigen:
Fig. 1 : einen erfindungsgemäßen Anschlussstift
Fig. 2: den Endabschnitt eines erfindungsgemäßen Anschlussstiftes mit
Verrundung
Fig. 3: eine beispielhafte Durchführung mit einem Anschlussstift
Fig. 4a-4b: Darstellung eines Anschlussstiftes gemäß Spezifikation (Figur 4a) und hergestellt mit Gleitschleifpartikeln (Figur 4b).
Figur 1 zeigt beispielhaft einen Anschlussstift gemäß der Erfindung. Der
Anschlussstift 1 umfasst in der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform drei Bereiche. Einen ersten, im wesentlichen geraden Bereich, der mit Bezugsziffer 3 belegt ist. Einen gebogenen Bereich, der mit Bezugsziffer 5 belegt sowie einen Endbereich bzw. Endabschnitt, der mit Bezugsziffer 7 belegt ist. Die
Endabschnitte 10.1 , 10.2 des Stiftes 1 sind erfindungsgemäß verrundet und zwar mit Hilfe eines spanlosen und/oder spanenden Verfahrens, wobei der Radius R der Verrundung vorgegeben ist. Der Radius R kann beispielsweise 0,5 mm sein, der Durchmesser D des Anschlussstiftes 1 mm. Mit H ilfe des spanenden und/oder spanlosen Verfahrens ist es dann möglich, den vorgegebenen Radius der bevorzugt die Hälfte des Durchmessers des zylindrischen Teiles des
Anschlussstiftes ist, einzustellen. Die Anschlussstifte werden durch Abschneiden aus einem Drahtabschnitt erhalten. Der nicht gerade, d. h. gebogene Abschnitt 5 des Stiftes ist um 45° gegenüber dem geraden Bereich 3 und dem Endabschnitt 7 geneigt. Der Durchmesser D des Stiftes beträgt z.B. zwischen 0,5 bis 2,5 mm. Auch Stifte mit kleinerem Durchmesser als 0,5 mm sind möglich.
In Figur 2 dargestellt ist der Endabschnitt mit Verrundung. Die Verrundung bzw. der Verrundungsabschnitt, der im Idealfall kegelförmig ist, aber nicht sein muss, umfasst einen Radius R . Der Radius liegt im Bereich 0,25 mm bis 1 ,0 mm. Der Verrundungsabschnitt weist eine Seitenlange auf, die ebenfalls im Bereich des Radius, d. h. zwischen 0,25 mm und 1 ,0 mm, liegt. Beispielsweise kann die Höhe der Verrundung bis zum Übergang in den zylindrischen Bereich 0,5 mm betragen. Der Durchmesser des Stiftes liegt gleichzeitig dann bei ca. 1 ,0 mm.
Nachdem die Verrundung mit Hilfe eines spanlosen und/oder spanenden
Verfahrens gemäß Vorgabe, d. h. Radien, Durchmesser, Höhe des Bereichs, in den wenigstens einen Endabschnitt mit der vorgegebenen Verrundung
eingebracht ist, kann der Anschlussstift mit einer Beschichtung auf der
Stiftoberfläche versehen werden. In der Regel wird als Korrosionsschutz zunächst eine Nickelschicht auf den Anschlussstift aufgebracht. Anschließend an die Nickelbeschichtung wird eine Goldschicht aufgebracht. Die Dicke der Nickel- und der Goldbeschichtung liegt im pm-Bereich, bevorzugt im Bereich 0,1 pm bis 10 pm. Anstelle einer Goldbeschichtung kann auch eine Beschichtung mit Palladium vorgenommen werden. Durch die Beschichtung mit Nickel und Gold wird eine kontaktsichere Steckverbindung mit geringem Übergangswiderstand zur
Verfügung gestellt. Da mit dem erfindungsgemäßen span- und/oder spanlosen Verfahren zum Einbringen des Radius die Stiftoberfläche weitgehend frei von Verunreinigungen, beispielsweise Gleitschleifmittel, gehalten wird, weist die auf den Anschlussstift aufgebrachte Beschichtung, beispielsweise aus Nickel, keine Fehlstellen auf, was dazu führt, dass der Anschlussstift weitgehend korrosionsfrei bleibt. Unter frei bzw. weitgehend frei von Verunreinigungen wird in dieser Anmeldung verstanden, dass weniger als 2 %, insbesondere weniger als 1 ,5 %, bevorzugt weniger als 1 %, ganz bevorzugt weniger als 0,5 % insbesondere bevorzugt weniger als 0,1 % der Stiftoberfläche kontaminiert sind, z.B. mit Gleitschleifpartikel. Unerwünschte Gleitschleifpartikel sind insbesondere Partikel eines keramischen Materials, wie beispielsweise AI2O3 oder SiC. Weniger schädigend in Bezug auf Fehlstellen und damit tolerabel sind Partikel aus anderen Materialien, wie beispielsweise Eisenpartikel. Dies führt somit zu einem geringen Kontaktübergangswiderstand. Insbesondere werden durch den Verzicht auf ein Gleitschleifmittel Fehlstellen vermieden, die wiederum zur Korrosion führen und aufgrund der Korrosion dazu führen, das der Kontaktwiderstand wächst und schlussendlich eine Stromleitung mit der Zeit verloren geht.
In Figur 3 ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Anschlussstiftes, insbesondere Metallstiftes, in einer Durchführung dargestellt. Figur 3 zeigt eine Durchführung 100, insbesondere eine Metall-Fixiermaterial-Durchführung für Einrichtungen, die hohen Drücken ausgesetzt sind.
Deutlich zu erkennen ist die Durchführung 100 umfassend ein ringförmiges Element 106 mit Öffnung. Des Weiteren gezeigt ist ein Freistellungsbereich 105. Aus dem Restmaterial des ringförmigen Elementes 106 wird mit der Dicke DR eine Durchgangsöffnung 20 ausgestanzt, die vorliegend einen konischem Verlauf 200 aufweist. Während in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Konizität über die gesamte Länge der Durchgangsöffnung eingebracht ist, kann in einer alternativen Ausführungsform sich die Konizität nur über einen Teil der Länge der Durchgangsöffnung erstrecken, d.h. die Durchgangsöffnung weist dann zwei Abschnitte auf, einen konischen und daran anschließend einen nicht konischen. Der konische Abschnitt kann dann z. B. durch Umformen bzw. Formen hergestellt werden und der nicht konische durch Stanzen.
Das ring- oder plattenförmige Element 106 dient als Basis für eine Metall- Fixiermaterial-Durchführung mit insgesamt zwei Anschlussstiften 50, 52 gemäß der Erfindung. Während der Anschlussstift, der bevorzugt ein Metallstift 50 ist, in einem Fixiermaterial 60, hier einem Glasmaterial, das aber auch ein
Glaskeramikmaterial oder ein Keramikmaterial sein kann, isoliert zum ring- oder plattenförmigen Grundkörper 106 von der Vorder- zur Rückseite hindurchgeführt wird, dient der zweite Anschlussstift, insbesondere Metallstift 52 als Massestift. Hierzu wird der zweite Metallstift 52 direkt mit dem ring- oder plattenförmigen Körper 106 verbunden. Sowohl der Anschlussstift, insbesondere Metallstift 50 wie der Anschlussstift, insbesondere Metallstift 52 sind gebogen ausgeführt. Der Bogen beider Metallstifte ist mit 54 bzw. 56 bezeichnet und deutlich erkennbar.
Der Anschlussstift, insbesondere Metallstift 50, kann zudem mit Mitteln 62 am Metallstift 50 selbst versehen sein, die in den Glaspfropfen eingreifen und so ein Herausdrücken des Metallstiftes aus dem Glaspfropfen 60, in der der Metallstift eingeglast ist, auch bei hohen Drücken verhindert.
Das Einglasen des Anschlussstifts, insbesondere Metallstiftes 50 in das
Fixiermaterial 60 erfolgt durch Einschmelzen. Sobald der Anschlussstift, insbesondere Metallstift in das Fixiermaterial 60 eingeschmolzen ist, wird der Glaspfropfen zusammen mit dem Metallstift in die Durchgangsöffnung 20 eingebracht. Anschließend wird der Glaspfropfen zusammen mit dem ring- oder plattenförmigen Element, d.h. dem Grundkörper, erwärmt, so dass nach dem Abkühlen das Metall des ring- oder plattenförmigen Elements auf das
Fixiermaterial, hier das Glasmaterial, aufschrumpft, wie schon zuvor bei der Herstellung des Glaspfropfens, bei dem der Anschlussstift, insbesondere
Metallstift in den Glaspfropfen eingebracht wird. Der als Erde dienende
Anschlussstift, insbesondere Metallstift 52 wird mit dem plattenförmigen Element leitend, beispielsweise durch Hartlöten, verbunden. Die Lotstelle ist mit 70 bezeichnet. Sämtliche verwandten Metallstifte sind an den Endabschnitten 72 gemäß der Erfindung durch spanende und/oder spanlose Verfahren verrundet. Hierdurch kommt es zu keinen Verunreinigungen der Oberfläche der
Anschlussstifte, insbesondere Metallstifte, so dass die Anschlussstifte ohne Fehlstellen mit einer Beschichtung versehen werden können. Die beschichteten Anschlussstifte weisen einen niedrigen Kontaktwiderstand auf. Da Fehlstellen vermieden werden, ist eine nachfolgende Beschichtung beispielsweise mit Ni oder Au mit einer geschlossenen Oberfläche weitgehend frei von Fehlstellen möglich. Die geschlossene Oberfläche wiederrum sorgt dafür, dass eine Korrosion weitgehend ausgeschlossen werden kann. In Fig. 4a und 4b sind nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verrundete Stifte und mit Hilfe von Gleitschleifpartikeln hergestellt verrundete Stifte dargestellt.
Figur 4a zeigt einen erfindungsgemäß hergestellten Anschlussstift gemäß einer vorgegebenen Spezifikation. Der gemäß Figur 4a hergestellte Anschlussstift ist ein Anschlussstift, bei dem die Kappe 110 mit Kaltumformen hergestellt wurde. Bei der Kappe handelt es sich um eine Kappe mit einer Endfläche F, deren Oberfläche senkrecht auf der Stiftachse A steht, und an die sich ein Verrundungsabschnitt mit einem Radius von R = 0,65 mm anschließt. Der Schnitt des Verrundungsabschnitt entspricht geometrisch einem Kreissegments, der Durchmesser D des
zylindrischen Teils des Stiftes beträgt 1 mm. In dem gezeigten
Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser der Endfläche F 0,1 mm.
Idealerweise wäre der Radius R identisch zum halben Durchmesser D des zylindrischen Teiles 120 des Stiftes 1 , also 0,5 mm. Der Bereich 0,4 < R < 0,65D für den Radius ist aber noch als erfindungsgemäß anzusehen. Eine andere bevorzuge Ausführungsvorschrift entspricht der Formel
R = D / 2 - (Durchmesser von F) / 2, wobei F der Durchmesser der Endfläche ist. Ist der Durchmesser D des
zylindrischen Bereiches 1 mm und des Durchmessers F 0,1 mm wie in Fig. 4a, so beträgt im dargestellten Beispiel R damit bevorzugt 0,45 mm. Die Erfindung ermöglicht es besonders vorteilhaft, dass der Durchmesser der Endfläche F weniger als 0,4 mm betragen kann, insbesondere weniger als 0,3 mm.
Während der kaltumgeformte Anschlussstift eine Verrundung des Endabschnittes mit einem vorgegebenen Radius R und einer Kappe mit kreissegmentförmigen Verrundungsabschnitten zeigt, wird dies wie in Figur 4b dargestellt bei einem Anschlussstift, bei dem die Verrundung mittels Gleitschleifpartikeln hergestellt wird, nicht erreicht. Der Verrundungsabschnitt ist dabei insbesondere
hyperbolisch. Wieder ist der Anschlussbereich des Stiftes mit der Bezugsziffer 1100 bezeichnet. Der zylindrische Teil des Anschlussstiftes weist einen
Durchmesser D = 1 mm auf . Wie in Figur 4b deutlich zu erkennen, ist der Verlauf des Profiles des Stiftes tonnenförmig, d.h. der Übergang vom Anschlussbereich 1100 auf den zylindrischen Teil beträgt im Gegensatz zu 0,65 mm gemäß Figur 4a bei einem derart hergestellten Anschlussstift 0,9 mm und ist somit wesentlich länger im Verlauf. Dies hat zur Folge, dass ein weitaus höherer
Übergangswiderstand vorliegt wie im Falle der Ausgestaltung gemäß Figur 4a. Ebenso zu beobachten ist, dass die Endfläche einen relativ großen Durchmesser aufweist. Dies hat einen harten Übergang zum Verrundungsabschnitt zur Folge, auf dem Beschichtungen schlecht haften oder leicht abgeschabt werden.
Mit der Erfindung wird somit eine gemäß Spezifikation herstellbare Verrundung eines Anschlussstiftes zur Verfügung gestellt, die insbesondere keine
Kontamination der Oberfläche aufweist und einen geometrisch definierten
Anschlussbereich, insbesondere zum Einführen in ein Steckersystem, aufweist. Dadurch werden ein niedriger Übergangswiderstand und sehr gute Langzeit- Kontakteigenschaften erreicht.

Claims

Patentansprüche
1. Anschlussstift (1 ), insbesondere Metallstift, für Durchführungen,
insbesondere Glas-Metall-Durchführungen (100) mit wenigstens einem ersten, länglichen, zylindrischen Abschnitt (3) mit Durchmesser D, sowie wenigstens einem anschließenden Endabschnitt (7), wobei der
Endabschnitt (7) eine Verrundung und/oder einen Verrundungsabschnitt mit einem Radius hat und die Verrundung und/oder der
Verrundungsabschnitt zumindest die Form eines Kreissegments mit Radius R aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Radius R bevorzugt ein Radius gemäß einer Spezifikation, insbesondere einer vorgegebenen Spezifikation ist und mittels einem spanenden Verfahren und/oder einem spanlosen Verfahren erhalten wird.
2. Anschlussstift nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Radius R der Verrundung und/oder des Verrundungsabschnitts im Bereich 0,4-D bis 0,65-D, insbesondere 0,45-D bis 0,55-D, bevorzugt ungefähr beim halben Durchmesser D des zylindrischen Bereiches liegt.
3. Anschlussstift (1 ), nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Endabschnitt eine Endfläche F aufweist, deren Oberfläche im
Wesentlichen senkrecht zur Stiftachse A angeordnet ist, und an die sich der Verrundungsabschnitt mit dem Radius R anschließt und den
Übergang zur Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitt (3) bildet.
4. Anschlussstift (1 ) nach Anspruch 3
dadurch gekennzeichnet, dass die Endfläche (F) einen Durchmesser von weniger als 0,4 mm aufweist, insbesondere weniger als 0,3 mm, insbesondere bei einem
Durchmesser D von 1 ,0 mm ± 0,1 mm.
5. Anschlussstift, nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das spanlose Verfahren Umformverfahren, insbesondere Stauchen, Rollen, Prägen, Pressen, Drücken, Hämmern umfasst.
6. Anschlussstift nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das spanende Verfahren Drehen, Fräsen Schleifen umfasst.
7. Anschlussstift nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Anschlussstift (1 ) eine Stiftoberfläche aufweist und nach dem Einbringen der Verrundung und/oder des Verrundungsabschnittes mit Radius R mit einem spanenden und/oder spanlosen Verfahren die Stiftoberfläche im zylindrischen Abschnitt, insbesondere die gesamte Stiftoberfläche, weitgehend frei oder weitestgehend frei oder frei von Verunreinigungen, insbesondere Verunreinigungen bestehend aus Gleitschleifpartikeln, bevorzugt aus AI2O3, SiC ist.
8. Anschlussstift nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
weniger als 2 %, insbesondere weniger als 1 ,5% bevorzugt weniger als 1 %, insbesondere weniger als 0,5 %, bevorzugt weniger als 0,1 % der gesamten Stiftoberfläche Verunreinigungen, insbesondere
Gleitschleifpartikel, bevorzugt aus AI2O3, SiC aufweisen.
9. Anschlussstift nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Stiftoberfläche eine Beschichtung, insbesondere eine
Nickelbeschichtung und/oder eine Goldbeschichtung bevorzugt mit einer Schichtdicke im Bereich 0,1 miti bis 10 miti, umfasst.
10. Anschlussstift nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Beschichtung eine Nickelbeschichtung ist und die Schichtdicke der Nickelbeschichtung im Bereich 2 bis 8 miti, bevorzugt 4 bis 6miti, liegt und/oder
die Beschichtung eine Goldbeschichtung ist und die Schichtdicke der Goldbeschichtung im Bereich 0,5 bis 5 miti, bevorzugt 0,8 bis 1 ,5 miti, liegt.
11. Anschlussstift nach einem der Ansprüche 9 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Beschichtung weitgehend frei von Fehlstellen ist.
12. Anschlussstift, nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Radius R im Bereich von 0,25 mm bis 1 ,0 mm
und/oder
der Durchmesser D im Bereich 0,5 mm bis 2,0 mm liegt.
13. Durchführung (100), insbesondere Metall-Fixiermaterial- Durchführungen, bevorzugt für Einrichtungen, die hohen Drücken ausgesetzt sind, mit wenigstens einem Anschlussstift,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Anschlussstift ein Anschlussstift nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ist.
14. Durchführung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung (100) eine Öffnung (20) umfasst, wobei der Anschlussstift bevorzugt in einem Glas- oder Glasmaterial (60) durch die Öffnung (20) hindurch geführt wird.
15. Verfahren zur Herstellung eines Anschlussstifts, bevorzugt eines Metallstifts, für eine Durchführung, insbesondere Glas-Metall- Durchführung, mit folgenden Schritten:
- Bereitstellen eines Anschlussstift-Rohlings aus einem
Drahtmaterial mit wenigstens einem Endabschnitt
- Einbringen eine Verrundung und/oder Verrundungsabschnittes mit Radius R, gemäß einer Spezifikation mittels eines span- und/oder spanlosen Verfahrens in den Endabschnitt des Drahtmaterials ergebend den verrundeten Endabschnitt des Anschlussstiftes.
16. Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Anschlussstift mit einer Beschichtung, bevorzugt einer Nickel- und/oder Goldbeschichtung , versehen ist.
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