具有低的易于出错性的金属固定材料馈通件

摘要

一种用于气囊和/或安全带张紧器的点火器的金属固定材料馈通件，其具有至少有一个金属销，该金属销熔合入在玻璃或玻璃陶瓷的固定材料中的基体的穿通开口中，并且金属处于后加热状态，该金属固定材料馈通件具有固定材料和金属销之间的边界面及固定材料和基体的穿通开口的内面之间的另一边界面，其特征在于，至少一个金属销至少在其芯部区域中包括不锈钢、优选含铬的不锈钢，其中该不锈钢具有热膨胀系数α金属销。

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属固定材料馈通件，其尤其用于可承受高压的装置，优选个人保护装置、例如气囊或安全带张紧器的点火器，具有至少有一个金属销，该金属销熔合入固定材料中、优选融入玻璃材料或玻璃陶瓷材料中。

背景技术

金属固定材料馈通件从现有技术中以各种实施方案被公知。

金属固定材料馈通件包括固定材料、尤其玻璃、玻璃陶瓷或塑料与金属的真空密封的融合。金属在此起电导体的作用。

在此，代表性地参考US 5,345,872 A或US 3,274,937A。这种馈通件广泛用于电子器件和电气工程中。用于熔化的材料、尤其玻璃在此用作绝缘体。典型的金属固定材料馈通件构造成使得将金属的内导体引入玻璃材料中，其中玻璃材料被熔合入外部金属件中，即由环形或板形元件形成的所谓的基体。

作为这种金属固定材料馈通件的优选应用适合的是例如点火装置。该点火装置尤其用于交通工具中的气囊或安全带张紧器。在这种情况下，金属固定材料馈通件是点火装置的组成部分。除了金属固定材料馈通件外，整个点火装置包括点火桥、炸药以及紧密地包围点火机构的金属覆盖件。一个或两个或多于两个的金属销能够被引导穿过该馈通件。在具有金属销的特别优选的实施方式中，壳体接地，在优选两极的实施方案中，接地位于在销之一上。

从US 2006/0222881 A1、US 2004/0216631 A、EP 1 455 160 A、US 2007/0187934A1和US 1 813 906 A中已知尤其用于气囊或皮带张紧器的点火器的金属固定材料馈通件，其特色是，将用于金属销的穿通开口从基体中冲出。根据US 2007/0187934 A1，在制造基体时，借助于冲压工艺从厚度在1mm至5mm之间、优选在1.5mm至3.5mm之间、特别是在1.8mm至3.0mm之间、更尤其优选在2.0mm至2.6mm之间、特别是优选在2.0mm至2.6mm之间的范围内的带材料中穿通出穿过基体的整个厚度D的开口。

基体通常也称为头座(Header)。

在从WO 2012/110 242 A1中已知的馈通件中，在其中玻璃包嵌(eingeglast)导体的基体通过熔焊、钎焊、压入、弯边或收缩包嵌气密密封地被引入壳体中。在WO 2012/110242 A1中，壳体部件和/或基体、优选基本上环形的基体包括金属作为材料，尤其轻金属，例如钛、钛合金、镁、镁合金、铝合金、铝、AlSiC、但是还有钢、抗锈的钢(rostfreier Stahl)或不锈钢(Edelstahl)。

在固定材料中的金属销在位于上述区域中的基体的整个厚度D之上被装入、尤其被玻璃包嵌入在基体中冲入的穿通开口中。通过如下方式进行玻璃包嵌：即首先将金属销熔合入固定材料、例如玻璃液滴中。然后，将金属销与玻璃材料装入穿通开口中并且加热金属销、玻璃材料和基体，使得在冷却之后金属、优选基体的金属在固定材料、例如玻璃液滴上热装(aufschrumpft)。

因为基体的膨胀系数大于固定材料的膨胀系数，所以在冷却之后存在压力玻璃包嵌，尤其气密密封的压力玻璃包嵌。

在本申请中，气密密封理解为氦气泄漏速率小于1·10

为了制造即使在冷却和随后的热循环之后也能在运行状态下持久密封的持久的压力玻璃包嵌，在现有技术中并且尤其是在人身保护装置、例如气囊和/或安全带拉紧器的点火器中意图：所涉及材料的热膨胀系数彼此之间必须具有特定的关系。因为在压力玻璃包嵌中基体应当在玻璃材料(也称作玻璃体)上热装，所以基体的热膨胀系数必须大于玻璃材料的热膨胀系数。同样，在玻璃包嵌的金属销冷却时也不应从玻璃材料剥离，因而金属销又在已知的解决方案中具有比玻璃材料更小的热膨胀系数。如果在个人保护装置的点火器中将不锈钢用作基体的材料，则因此通常将由镍铁或镍铁合金构成的金属销在玻璃材料中玻璃包嵌。

此外，在根据US 2007/0187934 A1的具有多于一个销的馈通件中，穿通开口偏心地布置。

根据US 2007/0187934 A1的从金属片中冲压出基体具有缺点。缺点在于在从带材料、例如基体的金属板中冲压时，产生一定份额的材料废料。

因此，DE 10 2010 045 624 A1提出：通过冷成型方法由金属丝材料制造基体，并对基体设有免除区域，使得也穿通开口可以从通过冷成型工艺制造的基体中被冲出。

DE 10 2006 056 077 A1示出了一种具有在基体中的穿通开口的烟火保护设备，尤其用于气囊或安全带张紧器，其中基体中的该穿通开口通过冲压引入。

金属固定材料馈通件的其他文献例如为EP 1 491 848 A1、EP 1 455 160 A1、EP1 813 906 A1、EP 2 431 703 A1或DE 10 2006 004036 A1。

尤其在具有两个金属销的金属固定材料馈通件中，将穿通开口引入至少一个金属销中，在大多数情况下偏心地布置。偏心的穿通开口在高效的批量生产中可能会有缺点。

从所有涉及上述申请的金属固定材料馈通件中都没有公开如下销材料，该销材料尤其在将金属销玻璃包嵌在玻璃材料中之后实现可靠的后加工，例如组装。在WO 2012/110245 A1中公开的销材料，尤其NiFe，在自动化的生产设施中的高效的批量生产中和/或在金属固定材料馈通件进一步加工、例如进一步加工成例如点火器时和/或在最终产品的安装时倾向于例如在将其推到插头上时弯曲，并且在极端情况下甚至断裂，使得由此例如会产生不期望的废品。

发明内容

因此，本发明的目的是避免现有技术的缺点并提供一种具有导体的金属固定材料馈通件，该金属固定材料馈通件的特征在于，它可以以较低的废品率在高效的批量生产中制造和/或其能被更可靠地组装，例如在将最终产品推入插头中或其上时。

根据本发明，该目的通过如下方式实现：在具有至少一个金属销的金属固定材料馈通件中，至少一个金属销至少在其芯部区域中由符合EN 10020的不锈钢构成，其中该金属销的特征在于：该金属销具有换算为金属销直径为1.00±0.03mm且金属销长度为11.68±0.02mm的标准尺寸时具有小于0.13mm、优选小于0.15mm、优选小于0.18mm，特别小于0.20mm、更尤其优选小于0.21mm的最大弹性弯曲。更优选地，最大弹性弯曲处于0.01至0.26mm的范围中。

就本发明而言，弹性弯曲被理解为金属销的弯曲，在该弯曲下，当机械负载被取消时，金属销至少基本上再次返回其原始形状。在此，至少基本上没有发生塑性变形，换句话说，金属销的材料在上述负荷范围中处于弹性变形的区域中。

金属销长度表示金属销从玻璃包嵌的下侧起测量的超出部，并且因此与玻璃包嵌的长度和/或头座厚度无关。

因为根据本发明将金属销熔合入玻璃或玻璃陶瓷材料中的基体的穿通开口中，所以金属销在玻璃包嵌时被加热，通常加热到600℃或更高特别是650℃或更高的温度。然后，将其再次冷却。由此，金属销的不锈钢在玻璃包嵌后处于加热后的冷却状态；在此，通常称为退火状态或英文为“annealed”。退火的不锈钢的材料特性与原始状态(即处于非退火状态)的材料特性有很大不同。

金属销可以作为固体材料存在或作为具有覆层的固体材料存在。如果其是具有覆层的金属销，则金属销的芯部区域示为固体材料，即由覆层包围的不锈钢材料。

本发明的优点在于：不锈钢销的特征在于低的可弯曲性，特别是在退火状态下。这意味着，与至今为止使用的镍铁销相比，为了使其发生塑性变形需要更大的机械负荷。或者换句话说，在低于塑性变形的给定机械负荷的情况下，不锈钢销保持可弹性变形。此外，这有利于制造工艺，因为不锈钢销在生产线中变形的概率降低。同样地，在后加工时、例如在覆层时、或在端部的磨削时能够进行例如工具的更精确的定位。同样更简单的是，将未弯曲的、即与理论量没有偏差的金属销推移到插头等上。

尤其优选的是，不锈钢选择成使得金属销在3N到4N范围内的标准负荷测试中显示出最高0.21mm的拐弯，即拐弯小于0.21mm。在如此小的拐弯中，仅发生金属销的弹性形变或变形，使得金属销再次返回其初始状态。

标准负荷测试设计为对具有1.00±0.03mm尺寸且11.68±0.02mm金属销长度的金属销垂直于销轴线加载所提出的机械负荷，并且测量拐弯，尤其加载直至极限值W

特别优选的是，根据本发明的金属销选择成使得至少一个金属销的0.25％的机械负荷(应变，strain)对应于大于450MPa、优选大于480MPa或大于500MP、特别优选从450MPa至700MPa的应力。该范围是尤其有利的，因为高的应力尽管可弯曲性低，也就是说具有塑性变形的更高的范围，但是具有高应力的材料会被更差地再加工，尤其会被更差地磨削。该范围对于由不锈钢构成的退火的金属销而言比对于由如从现有技术中已知的镍-铁构成的退火的金属销更高。

令人惊讶的是，在使用不锈钢作为销材料时发现，不锈钢金属销从穿通开口的玻璃材料中的拔出力大于250N、特别是250N至400N、优选300N至380N。推测这会归因于：玻璃包嵌且以此退火的不锈钢金属销坚硬，使得其更好地承受压力玻璃包嵌的压力。换言之并且简化地表达是当基体如之前描述的那样在冷却时在穿通开口中的玻璃体上热装时，压力继续穿过玻璃体并压到金属销上。如果所述金属销软，则其会屈服于该压力，使得玻璃体中的夹紧作用显得弱于在较硬的金属销中的情况。夹紧作用在此对于拔出力是一个重要方面。

在一个优选的实施方式中，不锈钢金属销在基体中玻璃包嵌，其中基体同样能够由金属构成，特别是钢、抗锈的钢、不锈钢、钛、钛合金、镁、镁合金、铝合金、铝或AlSIC。

尤其有利地将对于金属销、特别是设置在固定材料中的金属销、即不锈钢和不锈钢基体或钛金属销和钛或钛合金基体的材料相同的材料种类用作为基体的材料，并且反之亦然，等等。发明人已经认识到，选择相同的材料种类能够抑制可能的电化学腐蚀，这对于生产工艺、尤其在清洁和/或电镀覆层时会是有利的，但也能够有助于最终产品、例如点火器的长期稳定性。

特别优选的是至少一个金属销(5)的不锈钢是符合EN 10020的合金化的不锈钢，特别优选地是含铬的不锈钢。

不锈钢优选选自以下：

-铁素体不锈钢；

-沉淀硬化不锈钢。

同样必要时能够考虑马氏体不锈钢。

借助由不锈钢构成的玻璃包嵌的金属销可以实现持久稳定的馈通件是令人惊讶的，因为不锈钢不具有前述的热膨胀系数的比例。通常，不锈钢的热膨胀系数因此大于用于玻璃包嵌的固定材料的热膨胀系数，特别是玻璃和/或玻璃陶瓷材料的热膨胀系数。因此，能够实现比借助原本落入该比例中的镍铁所能实现的拔出力更高的拔出力是发明人的功劳并且是事先不可预见的。

在此还存在尤其有利的范围。因此优选的是，不锈钢选择成使得在650℃的温度下的热膨胀系数α

在优选的实施方式中，玻璃或玻璃陶瓷的固定材料具有在直至固定材料、尤其玻璃材料和/或玻璃陶瓷材料的Tg的温度下的4·10

还有利的是基体具有热膨胀系数α

用于金属销的不锈钢可以有利地选自铁素体不锈钢、马氏体不锈钢或沉淀硬化不锈钢。特别优选的是铁素体不锈钢，因为它可以特别高效地生产和/或可以特别高效地供应给制造装置。

在优选的实施方式中，至少一个金属销具有至少一个拐点。金属销优选地被拐弯成使得存在金属销在穿通开口中的区域和处于该金属销的相对置的端部中的连接区域的轴向偏移S。由此，可以以特别有利的方式实现在基体中居中设置的穿通开口。

此外，被拐弯的金属销、特别是S形拐弯的金属销具有如下优点，即其在根据本发明的不锈钢中能够作为金属销的材料在安装到插头上时提供一种弹性功能，该弹性功能在推移到插头上时减小插头系统损坏的概率，例如将金属套从塑料固持件中压出。此外，机械负荷峰值远离馈通件的玻璃材料。

与至今为止使用的NiFe钢相比，借助根据本发明的不锈钢更难于制造拐弯的金属销，因为在退火之后发生弯曲并且退火的不锈钢如根据所描述的强度值可见的那样，仅能够以更大的力耗费塑性变形。

优选地，金属固定材料馈通件具有至少一个另外的金属销，该另外的金属销尤其借助于钎焊连接或熔焊连接与基体导电地连接。由此建立基体与第二金属销的直接电接触，使得能够弃用基体中的第二穿通开口。

在优选的实施方式中，与基体导电地连接的金属销至少在其芯部区域中由非不锈钢、特别是NiFe构成，并且借助于熔焊与基体连接。在此，有利地，该金属销有利地处于非退火状态，至少远离在焊接时被加热的熔焊连接的区域。该材料选择具有的优点是非不锈钢在原始状态下如所描述的那样比退火的不锈钢更能够经受机械负荷。因此，该实施方式具有最佳的机械强度值。但是，与将第二金属销钎焊到基体上相比更耗费的是建立熔焊连接。

在有利的实施方式中，另外的金属销同样具有至少一个拐点。另外的金属销优选地拐弯成使得存在金属销与基体连接的区域和处于金属销的相对置的端部中的连接区域的轴向偏移。

为了促进由不锈钢构成的金属销与金属焊料的钎焊，至少一个在穿通开口中玻璃包嵌的金属销和/或与基体导电连接的金属销有利地具有镍覆层。镍覆层优选至少存在于玻璃包嵌的区域中和/或金属销在玻璃包嵌中的头部面的区域中和/或与基体的导电连接的区域中。除了或替选于镍层之外，还能够设有金层。

金层特别有利地至少局部地位于镍层上。

因此，镍覆层尤其可以：

-处在如下区域中的玻璃包嵌的金属销处，该区域至少在镍层的区域上设有金层，尤其在金属销的端部处的连接区域中，

和/或

-处在如下区域中的玻璃包嵌的金属销，该区域与固定材料接触，

和/或

-处在如下区域中的与基体导电连接的金属销，该区域至少在镍层的区域上设有金层，尤其在金属销的端部处的连接区域中，

和/或

-处在如下区域中的与基体导电连接的金属销，在该区域处金属销借助于金属的焊料与基体连接。

为了确保安全的电连接，在穿通开口中玻璃包嵌的至少一个金属销和/或与基体导电连接的金属销优选至少局部地用金覆层。优选地，金层至少处于连接区域中和/或与基体导电连接的金属销中。连接区域尤其是如下区域，在该区域中金属销移入例如插头系统中和/或金属销与插头系统的触点在该区域处接触。

为了提供能够尽可能简单加工或组装的具有金属销的金属固定材料馈通件，在这种金属固定材料馈通件中将金属销设计为使得其在退火状态下在具有11.68mm金属销长度L的测试系统中在端部点L处垂直加载的情况下在力F

如果实际的金属销具有不同于测试系统所提到的尺寸，则将其类似于测试系统的尺寸制造和/或将其测量结果换算成，使得其对应于测试系统的尺寸。

由不锈钢构成的根据本发明的金属销在玻璃包嵌并加热到600℃或650℃之后具有比NiFe销明显更高的刚性。这能够归因于：NiFe因高温而软化，而不锈钢与之相反并不会。因此，例如与NiFe的情况相比，在不锈钢的情况下，在熔合之后销的高50％的负荷是可行的。

具有由不锈钢构成的金属销的金属固定材料馈通件的特征在于金属销的极高的机械稳定性。高的机械稳定性防止金属销在安装和再加工时弯曲，尤其是持久弯曲或塑性弯曲。使用不锈钢作为销材料确保机械稳定性相对于例如由NiFe材料构成的销强烈提高。

此外，在用于气囊和安全带张紧器的点火器的金属固定材料馈通件中的根据本发明的金属销的特征在于其以非预期的方式具有大于250N、特别是250N至400N、优选300N至380N的非常高的拔出力。这对于本领域技术人员而言是令人惊讶的，因为在650℃时由不锈钢构成的销的热膨胀系数在11·10

在另一改进的实施方式中，至少一个金属销的不锈钢选自如下不锈钢的组，其在退火状态下在弹性和塑性变形之间的转变点比在原始状态下在弹性和塑性变形之间的转变点低50％以下。

通过这样的选择确保：金属销在引入固定材料中、尤其玻璃材料中并且装入金属固定材料馈通件的基体的开口中之后在随后将基体加热到至少600℃或650℃时不软化，使得金属销在有时出现的机械负荷的情况下可塑性变形。退火的金属销从弹性变形到塑性变形的转变点的过大降低会引起金属销的刚性以及进而机械稳定性显著降低。

在铁素体不锈钢处于原始状态下时从弹性到塑性行为的转变点处于600MPa的应力中并且通过加热到600℃在应力-应变图中下降到500MPa，而NiFe的情况下，700MPa的转变点通过加热到600℃在应力应变图中下降到300MPa。这意味着NiFe钢在未退火状态下肯定比根据本发明的不锈钢在机械上更稳定。然而，在退火状态下，不锈钢可承受更高的机械负荷，尤其直至更高的负荷都能够弹性变形。

因为不锈钢在退火状态下与NiFe相比不那么强地软化，所以与NiFe相比，不锈钢的机械继续加工更加困难。尤其当例如应该产生金属销的S形的拐弯时，这表现为更困难的拐弯行为，以及表现为关于一个或多个金属销的端部的成形方面的更困难的加工，例如半径的磨削或压印。主要的是，热膨胀系数的不匹配的情况和困难的可再加工性已经阻止本领域技术人员使用不锈钢作为代替NiFe的金属销材料。

与诸如NiFe的常规材料相比，不锈钢作为销材料的优点在于在与由不锈钢构成的基体组合中，在所连接的桥接线或在使用导电膜进行布设时，实际上没有出现电镀腐蚀。这能够追溯于不锈钢基体与不锈钢金属销之间的电化学势的差小。寻求金属销、特别是玻璃包嵌的金属销和基体之间的电化学势之差的绝对值为最高0.3V。也就是说，金属销、特别是玻璃包嵌的金属销和基体的电化学势之差的绝对值有利地处于0至0.3V的范围中。由此能够实现实际上没有出现电镀腐蚀。相反，如果使用NiFe销，则电子从NiFe销迁移至基体的材料，例如由奥氏体不锈钢构成并且出现电镀腐蚀。在使用例如铁素体不锈钢作为金属销的材料时，金属销和由奥氏体不锈钢构成的基体的电势实际上相同大，并且与NiFe销相比不出现电镀腐蚀。

同样地，通过本发明还可以指出，可以有利地根据相对于海水的电化学势来选择用于基体和/或金属销的材料。这种对海水的电势是对于评估相对于电化学腐蚀的抗性的好的度量，因为在运行状态下，尤其是在长时间的仓储或运行期间，馈通件表面上形成的膜会类似于海水一样具有腐蚀性。

根据本发明的构思，对于基体和/或至少一个金属销、特别是位于固定材料中的金属销的选择而言如下材料是有利的，该材料相对于海水的电化学势的绝对值为最高0.36V，即相应地处于0至0.36V的范围内。

通过作为基体材料的不锈钢相对于作为基体材料的不锈钢具有最高小的电化学势差，能够提供用于气囊和/或安全带张紧器的点火器的具有至少一个金属销的金属固定材料馈通件，该金属销熔合入在玻璃或玻璃陶瓷的固定材料中的基体的穿通开口中，其中至少一个金属销和基体由相容性的材料组合构成，使得在安装点火桥时抑制基体的上侧上的阳极和/或阴极反应，其中将馈通件的上侧限定为待安置的点火桥的侧部并且将下侧限定为电接口的侧部，即金属固定材料馈通件的侧部，金属销从该侧部中伸出。

特别优选的是至少一个金属销和基体基本上具有相同的电化学势，使得在安装点火桥时，在水表面上吸附的水膜之上不经由点火桥实现电子流。优选地，基体和不锈钢销的电化学势之差的绝对值优选在0.3V至0.0V之间，即基体具有例如0.07V的电势，金属销0.02V，使得差值为0.05V，进而几乎没有经由点火桥从金属销到基体和/或经由导电膜的电子流。

尤其优选的是不锈钢中的Cr份额在10重量％至30重量％的范围中、优选15重量％至25重量％的范围中。因此例如在铬的份额为20重量％的情况下在0至40℃时，达到大约10·10

为了实现焊接由不锈钢构成的金属销，设置，金属销如所描述的那样至少局部地设置Ni层和/或金层。在此，镍层也可以设置在金层以下。在没有镍中间层的情况下，直接对不锈钢镀金也是可行的。

令人惊讶地发现，在使用不锈钢作为金属销的材料时，提供金属销从玻璃材料中处于250N至400N、优选地300N至380N的范围内的拔出力。该拔出力出乎意料地比如NiFe金属销的情况下大大约50％。

如果金属销设计成，使得其在具有11.68mm金属销长度L的测试系统中在端部点L处垂直加载的情况下在力F

到目前为止，本领域技术人员避免在压力玻璃馈通件中使用不锈钢，例如用以在气囊点火器中使用，因为这些钢在650℃时的热膨胀系数为11·10

当由基体作为外导体向玻璃施加足够的压预应力时，提供高的接合压力。于是，在熔合之后馈通件冷却时，产生在玻璃和内导体之间的因此得出的接合压力。如果该接合压力显著为正，即大于30MPa或大于50MPa、特别是大于100MPa，则尽管金属销的膨胀系数大于玻璃的膨胀系数，而玻璃和金属之间的过渡(即从玻璃到金属销的过渡部)保持闭合进而是密封的。

接合压力直接与玻璃与围绕的金属之间的膨胀差相关。此外，也可以考虑对几何形状的相关性。特别有利的是，基体在穿通开口外部的面积必须大于穿通开口本身的面积。接合压力是面压力。接合压力表示：第一主体以每单位面积多大的力压倒第二主体上。

为了施加必要的接合压力，基体的膨胀系数与玻璃的膨胀系数之间的差至少为2ppm/K，优选为至少4ppm/K，其中膨胀系数α

为了基体对玻璃材料施加必要的压力并保证密封性，设置，基体由无镍、无锈、耐化学腐蚀的钢(不锈钢)构成。

有利的是，也可以是外导体的基体涉及奥氏体不锈钢，其出色于良好的可焊接性。

除了笔直的金属销之外，还可以设置，金属固定材料馈通件的金属销构造成不是笔直的而是拐弯的。

金属固定材料馈通件的固定材料是玻璃或玻璃陶瓷材料。所使用的玻璃材料的膨胀系数α

金属销被玻璃包嵌于其中的金属固定材料馈通件的基体包括例如在EP 1 813906 A1、EP 1 455 160 A1或EP 2 431 703 A1中描述的开口，该开口可以以不同的方式和方法获得。一种可能性是如EP 2 431 703 A1中所述的冷成型方法，其中该开口通过冲压引入基体中。

在如气囊和安全带张紧器的点火器中所使用的压力玻璃馈通件中，基体的材料选择成使得膨胀系数α

本发明的另一方面在于提供一种尤其用于气囊和/或安全带张紧器的点火器的金属固定材料馈通件，其中仅在小的范围内出现电镀腐蚀。该方面通过如下方式实现，即至少一个金属销和基体由相容性的材料组合构成，使得在安装点火桥时和/或在用导电膜布设上侧时在基体的上侧上不出现或仅以小程度出现阳极和/或阴极反应。

特别优选的是，至少一个金属销和基体具有电化学势，并且金属销和基体的电化学势之差的绝对值为最高0.3V。金属销和基体的电化学势优选基本相同。特别地，金属销的电化学电势与基体之间的差的绝对值在0.1V至0.0V的范围内、优选地在0.05V至0.0V的范围内。金属销和/或基体相对于海水的电化学电势的差的绝对值优选为最高0.36V并且特别是在0.36V至0.0V的范围内。

至少一个金属销(5)尤其至少在其芯部区域中以及基体至少在其上侧处由符合EN10020的不锈钢构成。

在一改进的实施方式中，金属销和基体的不锈钢选择成，使得金属销的不锈钢和基体构成在其表面上的钝化膜，优选地相对于吸收的水膜。

特别地，至少一个金属销至少在其芯部区域中由符合EN 10020的不锈钢构成，该不锈钢的热膨胀系数为α

玻璃或玻璃陶瓷的固定材料优选地具有在直至固定材料的Tg的温度下的4·10

特别优选的是，基体具有比玻璃的热膨胀系数α

至少一个金属销(5)的不锈钢尤其涉及符合EN 10020的合金化的不锈钢、特别优选地含铬的不锈钢，特别优选地、该不锈钢选自铁素体不锈钢和/或沉淀硬化不锈钢。金属销从穿通开口(11)的玻璃材料中的拔出力有利地大于250N、特别是250N至400N、优选300N至380N。

特别地，基体由金属、特别是钢、抗锈的钢、不锈钢、钛、钛合金、镁、镁合金、铝合金构成，或主要包括上述材料。更尤其优选地，基体至少基本上由316、317、302、304、321、317、430、410和/或416型的不锈钢构成。

特别地，将金属销换算为金属销直径为1.00±0.03mm且金属销长度为11.68±0.2mm的标准尺寸时具有小于0.13mm、优选小于0.15mm、特别优选小于0.18mm或小于0.20mm、更尤其优选小于0.24mm，特别是在0.01至0.26mm范围中的最大弹性弯曲W

与基体导电地连接的金属销尤其至少在其芯部区域中由非不锈钢构成，尤其是由NiFe构成，并且其中金属销借助于熔焊连接与基体连接。

在本发明的改进方案中可以设置，在穿通开口中玻璃包嵌的至少一个金属销(5)和/或与基体导电连接的金属销(6)用镍涂覆。优选地，镍层处于金属销的区域中，该镍层选自包括以下及其组合的组：

-处在如下区域的玻璃包嵌的金属销，该区域至少在镍层的区域上设有金层，尤其在金属销的端部处的连接区域中，

-处在如下区域的玻璃包嵌的金属销，该区域与固定材料接触，

-处在如下区域的与基体导电连接的金属销处，该区域至少在镍层的区域上设有金层，尤其在金属销的端部处的连接区域中，

-处在如下区域的与基体导电连接的金属销，在该区域处金属销借助于金属的焊料与基体连接。

替选地或附加地可以设置，在穿通开口中玻璃包嵌的至少一个金属销和/或与基体导电连接的金属销用金涂覆。优选地，金层至少处于金属销和/或与基体导电连接的金属销的连接区域中，该连接区域与相应的金属销的处于基体中和/或基体处的端部相对置。

附图说明

下面根据附图和实施例详细描述本发明，但本发明不限于此。

附图示出：

图1a示出了根据本发明的装入气囊点火器中的馈通件；

图1b示出了例如根据EP 2 270 417 A1的、具有根据本发明的金属销的金属固定材料馈通件；

图2示出了用于求出抗弯刚性的实验构造；

图3a示出了根据现有技术的金属固定材料馈通件中的玻璃、基体和金属销的膨胀系数；

图3b示出了根据本发明的金属固定材料馈通件中的玻璃、基体和金属销的膨胀系数；

图4示出了加热和未加热的NiFe和不锈钢(AISI 430)的应力/应变曲线；

图5示出了具有开口和在开口中玻璃包嵌的金属销的壳体构件的俯视图；

图6示出了由NiFe/不锈钢构成的金属销的拔出力；

图7示出了不锈钢的膨胀系数与Cr份额的相关性；

图8示出了不锈钢中的铬和镍当量；

图9示出了具有桥接线的金属固定材料馈通件的头部；

图10a-10b示出了在现有技术中和根据本发明的由于不同的电化学势而引起的化学反应；以及

图11示出了多种材料的选集的电化学势。

具体实施方式

图1a基于轴向截面说明金属固定材料馈通件1的示例性的实施方案，其优选地用于气囊的点火器或点火设备或诸如安全带张紧器的例如在EP 2 270 417 A1中所述的其他个人保护装置中的使用。金属固定材料馈通件包括但不限于两个金属销5、6，该金属销构成为根据本发明的金属销，并且包括不锈钢作为金属销的材料。金属固定材料馈通件具有基体1，在该实施例中，两个彼此平行的金属销5和6之一与该基体电连接。在所示的实施方式中，两个金属销5和6彼此平行地布置。在此，其中一个作为导体，而第二个则接地。在所示的情况下，第一金属销5作为导体，并且金属销6作为接地销。接地销6例如通过借助于焊料的钎焊连接7与基体1导电连接。两个金属销的宽度通常在0.98至1.05mm的范围内，有利地为1.0mm。

金属销中的至少一个、特别是用作导体的金属销5被引导穿过基体1。为此，金属销5在其长度的一部分上熔合入固定材料10中，特别是由玻璃熔体冷却下来的玻璃塞中。金属销5至少在一侧上突出于玻璃塞10的端侧，通常在基体的下侧上突出，并且在所示的实施方式中，在制造完成之后，与玻璃塞6的第二端侧齐平地接合，该第二端侧与基体1的表面11处于一个平面内。为此，金属销5可以在熔合期间设置在穿通开口4中，使得其首先突出于基体1。在熔合或浇铸后，可以进行金属销5和必要时突出的冷却的固定材料10的磨削，使得该金属销和/或该固定材料与玻璃塞10的端侧和基体1的表面11齐平。也可以考虑其他的变型形式。根据所使用的玻璃材料，将金属销熔合入玻璃材料中和将玻璃材料熔合入基体中通常在600℃或650℃或更高的温度下进行。由于基体材料的为18.3·10

在所示的情况下，接地销6例如借助于焊料7直接固定在基体1的后侧。通常其是金属的焊料。根据本发明，接地销6如玻璃包嵌的金属销5那样也可以由不锈钢构成，优选地由包含Cr的不锈钢构成。

在一个实施方式中，基体1可以实施为冲压件。当至少穿通开口4、优选还有基体1的最终几何形状通过冲压产生时，得到冲压件。根据一个实施方式，描述外轮廓的几何形状、特别是基体1的外周的几何形状也可以通过切割、优选冲压来产生。冲压件可以以如其在冲压过程之后得到的几何形状继续使用，但是或者在优选直接连接的另一工序中改形，例如被压制或深冲。特性地，也可行的是，整个基体通过如EP 2 431 703 A1中所描述的冷成型方法来获得。

用于借助于玻璃塞10容纳和固定金属销5的穿通开口10通过孔形式的冲压过程产生。随后，将金属芯5在金属固定材料的基体1的后侧11处连同玻璃塞10一起引入穿通开口4中，并且将包含玻璃塞10和金属销5的金属体加热到大约600℃，使得在冷却过程之后，金属收缩，进而构造成带有金属销5的玻璃塞10与基体1之间的力配合的连接，也称为压力玻璃包嵌。由于基体1和玻璃塞10的玻璃材料的热膨胀系数的差异，可以提供这种压力玻璃包嵌。

还可以考虑的是，在替代设计方案中，将处于熔融或能流动状态的固定材料10、特别是玻璃熔体从前侧引入穿通开口中。随后，在冷却期间，在金属销5的外周和穿通开口4的内周之间形成形状和材料配合的连接。基体1可以设计成，使得基体1的厚度和穿通开口4的与穿通开口4的轴向方向垂直的最大应变之比在0.5至2.5之间的范围内。

需要强调的是，本发明还可以借助穿通开口4中的不基于玻璃材料的绝缘材料来建立。

在图1a中示出了在点火器构件、例如气囊点火器中的金属固定材料馈通件的构建。除了金属销5玻璃包嵌于其中的金属固定材料馈通件之外，点火器构件包括点火器帽2，该点火器帽2容纳用于点火器构件、即气囊点火器的炸药25。炸药25通过桥接线9的电脉冲触发。桥接线9将玻璃包嵌的金属销5与接地的基体1连接。通常，桥接线9与所示意地且用于说明而示出桥接线9的附图相对地位于基体1和/或固定材料10的表面上。

在图1a中还明显可见玻璃包嵌的金属销的拐点50，该拐点引起在穿通开口中玻璃包嵌的金属销5的区域和金属芯的连接区域的轴向偏移S。将该偏移选择成，使得金属固定材料馈通件的金属销能够引入例如插头系统中。通常，将两个金属销5、6布置和/或拐弯成，使得在整体视图中存在相对于基体1居中布置的两个金属销5、6。

在图1b中示出装入点火器帽2中的、包括基体1与金属芯5、6的金属固定材料馈通件的截面图。与图1a相同的构成设有相同的附图标记。与图1a所示的实施方式相反，在根据图1b的设计方案中，接地销6也具有拐点60，使得存在金属销与基体1连接的区域和处于相对置的端部处的连接区域的轴向偏移。在图1b中清楚可见基体1和金属销5之间的桥接线9。与图1a中的冲压的基体相反，根据图1a的基体为具有免除区域17的根据EP 2431703 A1的冷成型的基体。在如EP 2431703 A1那样引入免除区域17之后，也从冷成型的基体中冲出开口10。

图2示出用于确定金属销的抗弯强度的测量装置或测试系统。在图2示出具有L＝11.68mm的长度和1.0mm的直径的夹紧的金属销300，用110表示的力F(以牛顿(N)为单位)作用于所述金属削上。

在如图2中示出的测试系统或测量装置中，附图标记400表示壁，在该壁中销被夹紧，300表示长度为L的销，以及301表示处于未负荷状态下的金属销的端点。被拐弯的、即加载的销以附图标记310表示，并且被拐弯的销的端点以附图标记302表示。端点301和302的差表示最大的偏转W

加载6.380N的力导致在NiFe金属销处于原始状态下0.345mm的挠曲。在更大的力和更高的挠曲的情况下，弹性变形转变为不可逆的塑性变形。在大于6.380N的力和/或大于0.345mm的弯曲的情况下，该销也能够折断。

如果将NiFe销加例如热到650℃的玻璃包嵌温度，则在金属销冷却(退火)之后仅还将1.933N的力作用于金属销上的情况下挠曲为0.105mm。在力大于1.933N且挠曲大于0.105mm的情况下，在退火状态下如之前关于原始状态所描述的那样，弹性变形转变为塑性变形。对加载力的这种考虑表明，NiFe销通过加热而强烈损失机械稳定性。

与此相反，在使用不锈钢、例如铁素体不锈钢、特别是AISI 430时，塑性变形在原始状态下在力大于4.976N且拐弯W

在这些示例中，所说明的W

在实践中这表示，通过例如在650℃的温度时的玻璃包嵌工艺，与非常强烈地软化的NiFe 47销相比，不锈钢销显著更抗弯。因此，借助不锈钢提供如下材料，该材料允许将金属销设计成使得其在后加热、即退火的状态下在具有11.68mm金属销长度的测试系统中在端点处垂直加载的情况下在力F

这同样表示：在所提出的测试系统中，最大弹性拐弯能力和/或偏向W

由此，金属销在后处理时在机械负荷的情况的损坏、特别是在组装中加载拐弯力的情况下损坏的概率通过本发明显著地降低。

在图3a和3b中示出在常规馈通件中和根据本发明的馈通件中的膨胀系数的差异。

图3a示出常规金属固定材料馈通件中的膨胀系数。在此，CTE(H)表示膨胀系数α

图3b示出根据本发明的具有由不锈钢构成的金属销的馈通件中的膨胀系数。如从图3b中可得出，尽管金属销的膨胀系数(CTE(P))低于基体的膨胀系数(CTE(H))，但高于固定材料的膨胀系数CTE(G)。不锈钢具有11.0到13.5*10

在图4中示出根据本发明的不锈钢销的应力(Stress)-应变(Strain)曲线(Spannung-Dehnung-Kurve)，并且与此相比示出NiFe销(NiFe 47)。从图4可明显得出，在加热到例如对于玻璃包嵌所需的650℃之后，相对于不锈钢销(AISI430)、特别是由铁素体不锈钢构成的不锈钢销，NiFe销强烈损失稳定性并且变弱。因此，在铁素体不锈钢AISI 430的情况下，在仅从对于原始材料大约600MPa的应力到对于退火的材料500MPa的应力的大约0.25的应变的情况下保留从弹性变形到塑性变形的转变点如此被推移，即转变点处的应变仅下降大约20％。相反于此，在NiFe金属销的情况下在加热时在从700MPa到200MPa的应力的大约0.25％的应变的情况下从弹性变形到塑性变形的转变点如此被推移，即原始材料的转变点比退火的材料的高3.5倍。这表明不锈钢材料相对于NiFe作为用于如下系统的销材料的优越性，在该系统中金属销处于经热处理的、尤其退火的状态中。更值得注意的，由于NiFe金属销的强度在未处理的、即未热处理的状态下肯定高于不锈钢销的强度，使得应当认定至今为止非不锈钢销除了所描述的更匹配的热膨胀之外，也出于该理由而显得是更适合的。

图5以俯视图示出了壳体构件，其中壳体构件包括开口1000，在该开口0中销1020在玻璃材料1010中玻璃包嵌。同样地在图5中绘出，在金属销1020上的玻璃材料接合压力P1和在玻璃材料上的基体或壳体构件接合压力P2。根据本发明，对于金属销的膨胀系数大于玻璃材料的膨胀系数的情况下，为了充分的密封性，必须将基体或壳体构件的足够的压力预应力作用于玻璃上。这尤其在遵守之前描述的几何规定时实现。

从图6中得出，令人惊讶的是，相对于由含镍的铁材料(NiFe 47)构成的至今为止使用的金属销，在不锈钢销的情况下通过使用不锈钢材料能够实现大直至50％的拔出力。如图6所示，对于未涂覆的材料，NiFe 47的拔出力仅为207.7N，而对于用镍涂覆的NiFe 47销，拔出力为225.2N。

令人惊讶的是，借助由不锈钢材料、尤其铁素体不锈钢构成的根据本发明的金属销能够实现显著更高的拔出力。这是尤其令人惊讶的，因为如所描述的那样不锈钢的热膨胀系数的状况是相当不利。对于铁素体不锈钢材料AISI 446，在没有镍覆层的情况下达到331.2N的拔出力，在具有镍覆层的情况下达到358.1N的拔出力。在不锈钢AISI 430的情况下拔出力略低。在那里，没有镍覆层的拔出力为317.5N，并且具有镍覆层的拔出力为327.3N。这表明：相对于常规的NiFe销，由不锈钢构成的金属销不仅出色于更高的机械强度，而且在于更高的拔出力。可以推测，由不锈钢构成的金属销的改进的拔出力因此基于金属销的材料与NiFe销相比在加热后仍保持更坚硬，使得不锈钢能够以更大的力对抗头座经由玻璃传递到金属销上的接合压力并且可以说被更少地压入。

一个或多个金属销上的镍覆层或金覆层或镍覆层上的金覆层除了提供高的拔出力之外用于使金属销能够容易被接触。

图7示出不锈钢的铬份额对金属销中使用的不锈钢的热膨胀系数α或CTE(P)的影响。对于0-60的重量百分比的铬份额，指出的是以ppm/℃即*10

如后详述，具有该铬份额或铬当量份额的材料在电化学势方面也具有优点。

在图8中示出马氏体和奥氏体不锈钢的铬及镍当量。

除了铬也还考虑钼以及硅和铌的份额的铬当量不仅针对马氏体不锈钢而且针对铁素体不锈钢指出。铬当量处于10至30重量％、尤其是12重量％至28重量％的范围中。就本发明而言尤其有利的范围在图8中通过断线标记。

通常可以说，根据本发明的不锈钢包括铬合金化的钢或具有铬当量，其中铬当量为％Cr+％Mo+1.5*％Si+0.5*％Nb。根据舍弗勒和德隆的经验公式，铬当量通常说明奥氏体不锈钢合金的形成铁素体元素的总量的量度。铬当量的特别优选的范围是图8中围起的区域。

图9示出了根据本发明的金属固定材料馈通件的头部件，而图10a至图10b示出了现有技术中和根据本发明的由于不同的电化学势引起的在金属固定材料馈通件的区域中的电化学反应的示意图。

图9首先示出如图1a和1b中示出的根据本发明的玻璃-金属固定材料馈通件的头部件。与图1a和1b相同的构件设有相同的附图标记。如从图9得出，可以在基体1的表面上构造导电膜、例如水膜200，使得在基体和金属销的电化学势不同时，产生从金属销流到接地、在此为基体1的电子流，由此能够引起金属销和/或基体和/或甚至固定材料、例如玻璃材料的氧化。从金属销到基体的电子流经由桥接线9进行。导电膜200尤其可以存在于这种馈通件的长期运行中并且在馈通件的长期稳定性和腐蚀侵袭中起作用。电子从金属销500的头部经由接线桥9流动到基体501或必要时根据电势差在不同方向上流动。基体和金属销之间的绝缘材料通常是不导电的固定材料，优选玻璃材料或玻璃陶瓷材料。金属导体在其中玻璃包嵌的玻璃材料或玻璃陶瓷材料用10表示。引导穿过开口的金属销的以附图标记5表示，借助钎焊材料7焊接在基体处的金属销以附图标记6表示。

在图10a中示出了由于不同的电化学势的从金属销到基体的电子流。这对应于现有技术。因此，由非不锈钢、特别是NiFe构成的金属销与现有技术中的基体的电化学电势的差大于0.3V。由于电化学势中的该差异在金属销和基体上存在导电层的情况下、例如在存在水膜200的情况下，能够引起铁反应成Fe

因此尽管在现有技术中能够腐蚀金属销，而这根据本发明不再可能或者至少被强烈抑制，因为金属销在区域500中基本上具有附图标记为501的基体相同的电化学势。如在图10b中示出，即使在基体和金属销设有导电膜200、尤其水膜，也不发生从金属销到基体的电子流。基体和尤其金属销的表面5110是在不锈钢上形成的钝化层，该钝化层能够包含氧，但是不会继续被氧化。同样地，尤其不出现变得愈发碱性的水膜。

在AISI 430作为玻璃包嵌的金属销的材料并且AISI 304作为基体的材料的情况下，电化学势差的绝对值为0.02V。在此，至少非常强烈地抑电化学腐蚀侵蚀。

与先前附图中相同的构件设有相同的附图标记。在根据本发明的构件中，基体和不锈钢销的电化学势中的差的绝对值优选是仅0.3V至0.0V、有利地0.1V至0.0V、特别有利地0.05V至0.0V。

图11示出了可能的材料、尤其用于一个或多个金属销和/或但是还用于基体的不锈钢的选集的电化学势的状况。如所描述的那样，为了实现良好的抗腐蚀性，基体和金属销在固定材料中的相应的材料组合是重要的。在选择时寻求得到尽可能小的电势差。基体的材料当然必须也满足其他要求。特别地，材料必须能够与金属帽2焊接，尤其通过激光焊接。同样地，尤其当基体被冲压或冷成型时，基体的制造方法是一个方面。在基体冷成型的情况下，铜份额会是有利的。

在选择金属销5、6、特别是布置在固定材料中的金属销5时并且还有对于选择基体的材料而言，在图11中作为不锈钢(stainless steel)列举的材料是尤其有利的。其是不锈钢型(AISI)316、317、302、304、321、317、430、410和/或416。它们均出色于它们具有相对于海水低的电化学势差，尤其是小于0.4V、有利地小于0.36V的绝对值，这如所描述的那样是用于评估相对于整个馈通件的电镀腐蚀侵袭的抗性的良好度量。

因此，借助本发明首次指出一种金属固定材料馈通件，该金属固定材料馈通件一方面出色于尤其在金属销弯曲时具有较高的机械稳定性和/或金属销的较高的拔出力，并且有利地也出色于较小的易腐蚀性、尤其在不利的应用条件中的较小的易腐蚀性。

由于改进的机械稳定性能够减少组装错误，这体现在改进的可靠性和/或更少的废品率中。改进的耐腐蚀性有助于装置的长期稳定性和安全性，在该装置中装入根据本发明的馈通件。总的来说，因此包含根据本发明的馈通件的物件的制造的效率以及其安全性可以得到提高。