EP4673011A1 - Gurtzunge, verfahren zur herstellung und sicherheitsgurtsystem - Google Patents

Gurtzunge, verfahren zur herstellung und sicherheitsgurtsystem

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Publication number
EP4673011A1
EP4673011A1 EP24707733.2A EP24707733A EP4673011A1 EP 4673011 A1 EP4673011 A1 EP 4673011A1 EP 24707733 A EP24707733 A EP 24707733A EP 4673011 A1 EP4673011 A1 EP 4673011A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
belt
base body
belt tongue
enamel coating
tongue
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
EP24707733.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roald Lingbeek
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.)
Autoliv Development AB
Original Assignee
Autoliv Development AB
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 Autoliv Development AB filed Critical Autoliv Development AB
Publication of EP4673011A1 publication Critical patent/EP4673011A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/18—Anchoring devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A44—HABERDASHERY; JEWELLERY
    • A44B—BUTTONS, PINS, BUCKLES, SLIDE FASTENERS, OR THE LIKE
    • A44B11/00—Buckles; Similar fasteners for interconnecting straps or the like, e.g. for safety belts
    • A44B11/25—Buckles; Similar fasteners for interconnecting straps or the like, e.g. for safety belts with two or more separable parts
    • A44B11/2503—Safety buckles
    • A44B11/2546—Details
    • A44B11/2561—Tongue elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/18—Anchoring devices
    • B60R2022/1806—Anchoring devices for buckles

Definitions

  • the present invention relates to a belt tongue for a safety belt in a vehicle according to the preamble of claim 1, a method for producing a belt tongue according to the preamble of claim 9 and a safety belt system according to the preamble of claim 15.
  • the belt tongues of seat belts are subjected to many insertion and removal processes during operation, so that the surface of the insertion section of the belt tongue, which is inserted and removed from the associated belt buckle, is subject to great stress. Therefore, high demands are placed on the protection of the surfaces of the belt tongues or base bodies, in particular the insertion sections, against scratches and abrasion. Accordingly, belt tongues in the state of the art are usually provided with a nickel-chromium coating.
  • nickel-chrome coatings are very energy-intensive and uses chemicals that are difficult to handle properly. Furthermore, recycling used belt tongues with nickel-chrome coatings is complex.
  • the base bodies of the belt tongue are usually made of hardenable steel, for example C60, in order to achieve, among other things, the required crash resistance and sufficient wear resistance.
  • the object of the present invention is to provide a belt tongue and a safety belt system that are free of chrome-nickel coatings and have sufficient durability at low cost. Furthermore, the object is to provide a method for producing such a belt tongue.
  • a belt tongue for a safety belt wherein the belt tongue has a base body made of metal, in particular steel, wherein the base body has an insertion section and a belt fastening section. It is proposed that the base body has an enamel coating at least in the insertion section.
  • An enamel coating also known as vitreous enamel, is a glass-like coating that makes the surface wear and abrasion resistant.
  • the usual firing process for an enamel coating is carried out at temperatures at which steel is usually annealed, so that the application of an enamel coating to steel parts subject to high loads is avoided in the prior art.
  • an enamel coating typically does not achieve the surface hardness of nickel-chromium coatings, so that enamel coatings are not considered for surfaces such as the insertion area of a belt tongue, which have very high requirements.
  • the enamel coating can provide good corrosion protection for the base body of the belt tongue.
  • the entire surface of the base body of the belt tongue has an enamel coating. With the enamel coating, a nickel-chrome coating on the belt tongue can be avoided, so that the belt tongue has a significantly higher environmental compatibility during production and recycling.
  • the enamel coating allows the belt tongue to be colored in a way that is not possible with a nickel-chrome coating.
  • the belt tongue, in particular the insertion area can therefore be any color, for example black, blue, white, orange. It is also possible for the belt tongue, in particular the insertion area, to have a color with a shimmer or glass effect.
  • the insertion section of a belt tongue is basically the part of a belt tongue which is intended to be inserted into a slot of a belt buckle and locked there.
  • the belt fastening section is located outside the corresponding belt buckle when the belt tongue is inserted.
  • a safety belt can be connected to the belt tongue, which in a typical design can be achieved by an eyelet for the safety belt.
  • the base body has rounded edges at least in the insertion section.
  • the rounded edges preferably have a radius of at least 0.2 mm. This can prevent unwanted flaking of the enamel coating at the edges during operation. Furthermore, this can achieve a more uniform thickness of the enamel coating.
  • the enamel coating is prestressed, preferably thermally, with residual stresses.
  • the enamel coating is therefore preferably prestressed in a similar way to safety glass, so that increased compressive residual stresses are present in the enamel coating.
  • the prestressed enamel coating can thus achieve increased wear resistance, so that the disadvantages in terms of hardness compared to a typical nickel-chromium coating can be largely compensated.
  • the base body is made of hardened steel.
  • the hardenable steel is preferably tempered steel, e.g. C60. This makes it possible to achieve the required breaking load characteristics for the belt tongue.
  • the strength of the hardened steel of the base body is not reduced by the enamel coating, so that the belt tongue achieves the required breaking load characteristics even with the applied enamel coating.
  • a coating of high-carbon steel is unusual because the formation of carbon dioxide from silicon dioxide in the enamel coating or the enamel slip or the enamel paste and the carbon in the steel can lead to undesirable blistering in the enamel coating.
  • the base body has a bainite structure at least on the surface below the enamel coating. This allows residual stresses in the base body, in particular on the surface below the enamel coating, to be coating. This allows greater toughness to be achieved.
  • Bainite microstructure is also known as intermediate microstructure.
  • the enamel coating has a thickness of less than 100 ⁇ m, more preferably less than 50 ⁇ m, for example 25 ⁇ m.
  • the enamel coating contains friction-reducing additives. This can further increase the wear resistance of the enamel coating.
  • the belt fastening section of the base body is overmolded with a plastic body.
  • an enamel coating is arranged between the plastic body and the insertion section.
  • a method for producing a belt tongue with an enamel coating on a base body or one of claims 1 to 8 is proposed: a) providing a base body of the belt tongue b) applying enamel paste to the base body c) heating the base body and the enamel paste d) forming an enamel coating on the base body e) quenching the base body with the enamel coating formed.
  • the base body is preferably punched out of a sheet metal and then deburred.
  • the deburring is preferably carried out in such a way that the base body has rounded edges. It is also possible for the edges of the base body to be machined to round the edges.
  • the base body of the belt tongue is preferably made of hardenable steel and is further preferably provided in the unhardened state in step a).
  • the enamel paste which is for example a suspension with glass particles, is applied at least to the insertion section of the base body. Enamel paste can also be applied to the belt fastening section.
  • the enamel paste on the base body is preferably dried. Drying can take place before and/or during heating in step c).
  • the heating in step c) can be carried out in an oven, for example.
  • the base body with the enamel paste is heated inductively, which allows very fast and efficient heating to be achieved.
  • the heating in step c) takes place to more than 800°C, preferably 850°C. Furthermore, preferably, the heating in step c) takes place to a temperature above the melting point of the enamel (glass) and above the austenitizing temperature of the steel.
  • the enamel coating is formed from the enamel paste in step d).
  • the steel of the belt tongue is austenitized at the same time. This means that the necessary step for hardening the base body can take place at the same time as the enamel coating is formed on the base body.
  • One heating process can therefore be used for two different processes.
  • the belt tongue with the enamel coating is quenched in step e), so that the base body is preferably hardened.
  • the formation of the enamel coating and the hardening of the base body can take place in one operation, whereby the belt tongue can be manufactured in a particularly environmentally friendly and economical manner.
  • the quenching in step e) takes place in a bath with a temperature between 250°C and 400°C.
  • the quenching in step e) takes place in a salt bath. Quenching to this temperature range enables the base body of the belt tongue to harden, while at the same time preventing the enamel coating from flaking off the base body.
  • the enamel coating is preferably thermally prestressed by quenching to this temperature range to such an extent that the surface of the belt tongues is more resistant to wear, at least in the insertion area. The thermal prestress increases the resistance of the enamel coating to cracks, so that the longevity of the belt tongue is increased.
  • an advantageous bainite structure can be achieved in the base body made of hardenable steel, e.g. C60.
  • the base body is preferably hardened and, furthermore, a thermal prestress is preferably brought about in the enamel coating.
  • Quenching the enamel coating formed from more than 800°C, preferably 850°C, to 250°C to 400°C, preferably in a salt bath not only brings about a thermal prestress of the enamel coating with the associated residual compressive stresses, but also a particularly good adhesion to the base body.
  • the heating in step c) takes place under a protective gas atmosphere.
  • This can prevent the formation of carbon dioxide on the base body, in particular a base body made of a high-carbon, hardenable steel, which further suppresses the formation of bubbles in the enamel coating during its production.
  • This allows the enamel coating to be applied to a belt tongue with a high carbon content, which is avoided due to the formation of carbon dioxide and possible bubbles in the enamel coating.
  • a safety belt system with a belt tongue according to one of claims 1 to 8 and a belt buckle is proposed.
  • the belt buckle has, at least in part, a wear layer with zinc particles in a plastic matrix with a thickness of at least 10 pm in the contact area for the insertion section of a belt tongue. This can further increase the longevity and closure strength of the safety belt system and the surface of the belt tongue insertion area.
  • the wear layer with zinc particles in a plastic matrix in the belt buckle is softer than the enamel coating on the belt tongue and wears away when it comes into contact with the belt tongue. This can reduce wear on the belt tongue that is visible to a user.
  • the increased layer thickness of the wear layer of zinc particles, preferably zinc flakes, in a plastic matrix, preferably epoxy matrix, makes it possible to increase the number of possible cycles until the wear layer wears out. This further compensates for the disadvantages of the enamel coating compared to a conventional nickel-chromium coating in terms of its lower hardness. The contact of the enamel coating with the metal parts in the contact area of the belt buckle can therefore be delayed for significantly longer.
  • Fig. 1 Belt tongue with an enamel coating
  • Fig. 2 Belt tongue with an enamel coating and an overmolded belt fastening section
  • FIG. 3 schematic representation of the process steps for the production of a belt tongue with enamel coating
  • Fig. 4 Safety belt system with an enamel coated belt tongue and a belt buckle.
  • FIG. 1 shows an advantageous embodiment of a belt tongue 10 with a base body 11 made of steel.
  • the base body 11 in this advantageous embodiment consists of hardenable steel.
  • the base body 11 can be punched out of a sheet metal, for example.
  • the base body 11 can be divided into two sections. Firstly, an insertion section 12, which is intended to be inserted into a belt buckle 21 in order to to lock the belt tongue 11 in the belt buckle 21.
  • Adjacent to the insertion section 12 is a belt fastening section 13, which is intended for fastening or guiding a safety belt and is not covered by a belt buckle 21 when inserted.
  • the edges 15 of the base body 11 are deburred and preferably rounded. This particularly applies to the insertion section 12, which is subject to high levels of wear due to the insertion process in a belt buckle 21.
  • This advantageous belt tongue 10 has an enamel coating 14 in the insertion section 12 and in the belt fastening section 13, whereby the surface of the belt tongue 10 in the insertion section 12 is wear-resistant.
  • a nickel-chromium coating can therefore be dispensed with.
  • the enamel coating 14 can also be applied only to the insertion section 12.
  • the enamel coating 14 is preferably less than 50 pm thick, for example 25 pm thick.
  • the enamel coating 14 in this embodiment is black, but other colors of the enamel coating 14 are also possible.
  • the base body 11 of the belt tongue 10 is further preferably made of hardened steel, so that the belt tongue 10 meets the requirements for the breaking load and the surface of the base body has a high hardness as a substrate for the enamel coating 14.
  • the base body 11 made of hardenable steel, for example C60 has a bainite structure, which is particularly advantageous for the wear resistance during the insertion and removal processes and for the toughness and strength in a retention case.
  • the enamel coating 14 has friction-reducing additives, whereby the wear resistance of the belt tongue 10 can be further increased.
  • Figure 2 shows the embodiment of the belt tongue 10 provided with an enamel coating 14, wherein the insertion section 12 is molded with a plastic body 16. The enamel coating 14 from the belt fastening section 13 is covered by the plastic body 16 in this embodiment.
  • FIG. 3 schematically shows the process sequence for producing a belt tongue 10.
  • the base body 11 of the belt tongue 10 is made of steel, preferably of a hardenable steel, for example C60.
  • the material of the base body 11 in process step 30 is unhardened in this advantageous embodiment.
  • the edges 15 of the belt tongue 10 are deburred, in particular in the insertion section 12, and rounded in advantageous embodiments.
  • the enamel paste or the enamel slip is applied to the base body 11.
  • the enamel paste is applied at least to the insertion section 12 of the belt tongue 10, but it can also be applied additionally to the belt fastening section 13.
  • the enamel paste is dried; for this purpose, the base body 11 is heated with the enamel paste.
  • the heating takes place to a temperature of 850°C and is preferably carried out under a protective gas atmosphere.
  • the process step 32 goes into the process step 33, whereby an enamel coating 14 forms on the base body 11 of the belt tongue 10 due to the temperature influence of the enamel paste.
  • the steel of the base body 11 takes on an austenitic structure in the process step 33.
  • the base body 11 with the enamel coating 14 is quenched in a salt bath to a temperature between 250°C and 400°C. This results in thermal prestressing of the enamel coating 14 and hardening of the steel of the base body 11. Furthermore, the formation of a bainitic structure in the base body 11 can be achieved by quenching the belt tongue 10 to this temperature. can be achieved, which can also be referred to as intermediate hardening. The surface treatment of the belt tongue 10 is thus completed, so that the production of the enamel coating 14 and the hardening of the base body 11 can be carried out in one operation. Any process steps for coating with a nickel-chromium coating, such as low-hydrogen annealing, can therefore be dispensed with.
  • FIG 4 shows a schematic of an embodiment of a safety belt system 20, which comprises a belt tongue 10 and an associated belt buckle 21.
  • the belt buckle 21 has a wear layer 23 with zinc particles in a plastic matrix in the contact area 22 for the insertion section 12 of the belt tongue 10, which prevents direct contact between the enameled belt tongue 10 and the steel parts of the belt buckle 21, so that this wear layer 23 serves as wear protection for the insertion section 21 of the belt tongue 10.
  • the wear layer 23 has a lower hardness than the enamel coating 14 and therefore wears faster when the two come into contact.
  • the wear layer 23 is made particularly thick, so that the durability of the wear layer 23 is significantly increased.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Buckles (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gurtzunge (10) für einen Sicherheitsgurt, wobei die Gurtzunge (10) einen Grundkörper (11) aus Metall aufweist, wobei der Grundkörper (11) einen Einsteckabschnitt (12) und einen Gurtbefestigungsabschnitt (13) aufweist. Der Grundkörper (11) weist zumindest im Einsteckabschnitt (12) eine Email-Beschichtung (14) auf. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Gurtzunge (10) sowie ein korrespondierendes Sicherheitsgurtsystem (20) mit einem Gurtschloss (21).

Description

Gurtzunge, Verfahren zur Herstellung und Sicherheitsgurtsystem
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gurtzunge für einen Sicherheitsgurt in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Verfahren zur Herstellung einer Gurtzunge nach dem Oberbegriff von Anspruch 9 sowie ein Sicherheitsgurtsystem nach dem Oberbegriff von Anspruch 15.
Die Gurtzungen von Sicherheitsgurten sind im Betrieb vielen Ein- und Aussteckvorgängen ausgesetzt, so dass die Oberfläche des Einsteckabschnitts der Gurtzunge, die in das zugehörige Gurtschloss ein- und ausgesteckt wird, stark beansprucht wird. Daher werden hohe Anforderungen an den Schutz der Oberflächen der Gurtzungen bzw. Grundkörpern, insbesondere der Einsteckabschnitte, vor Kratzern und Abrieb gestellt. Dementsprechend sind Gurtzungen im Stand der Technik üblicherweise mit einer Nickel-Chrom-Beschichtung versehen.
Das Aufbringen von Nickel-Chrom-Beschichtungen ist jedoch sehr energieintensiv und verwendet Chemikalien, deren ordnungsgemäße Handhabung aufwendig ist. Weiterhin ist das Recycling von gebrauchten Gurtzungen mit Nickel-Chrom-Beschichtungen aufwendig.
Weiterhin bestehen die Grundkörper der Gurtzunge in der Regel aus härtbarem Stahl, beispielsweise C60, um unter anderem die erforderliche Crashfestigkeit und eine ausreichende Verschleißfestigkeit zu erreichen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gurtzunge und ein Sicherheitsgurtsystem anzugeben, die frei von Chrom-Nickel Beschichtungen sind, und eine ausreichende Langlebigkeit bei geringen Kosten aufweisen. Weiterhin ist es die Aufgabe ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Gurtzunge anzugeben.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere bevorzugte Weiterentwicklungen sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen. Zur Lösung der Aufgabe wird eine Gurtzunge für einen Sicherheitsgurt vorgeschlagen, wobei die Gurtzunge einen Grundkörper aus Metall, insbesondere Stahl, aufweist, wobei der Grundkörper einen Einsteckabschnitt und einen Gurtbefestigungsabschnitt aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass der Grundkörper zumindest im Einsteckabschnitt eine Email- Beschichtung aufweist.
Eine Email-Beschichtung, welche auch als Emaille oder vitreous enamel bekannt ist, ist eine glasartige Beschichtung, die eine Verschleißfestigkeit und Abriebfestigkeit der Oberfläche ermöglicht. Der übliche Brennvorgang einer Email-Beschichtung wird bei Temperaturen durchgeführt, bei denen Stahl in der Regel weichgeglüht wird, so dass das Aufbringen einer Email-Beschichtung auf hochbelastete Stahlteile im Stand der Technik vermieden wird. Zudem erreicht eine Email-Beschichtung typischerweise nicht die Oberflächenhärte von Nickel- Chrom-Beschichtungen, so dass bei Oberflächen wie der Einsteckbereich einer Gurtzunge, an die sehr hohe Anforderungen gestellt werden, Email-Beschichtungen nicht in Betracht gezogen werden. Weiterhin kann durch die Email-Beschichtung ein guter Korrosionsschutz des Grundkörpers der Gurtzunge erreicht werden. In vorteilhaften Ausführungsformen weist die gesamte Oberfläche des Grundkörpers der Gurtzunge eine Email-Beschichtung auf. Mit der Email-Beschichtung kann eine Nickel-Chrom-Beschichtungen der Gurtzunge vermieden werden, so dass die Gurtzunge bei der Herstellung und bei dem Recycling eine deutlich höhere Umweltverträglichkeit aufweist.
Daneben ermöglicht die Email-Beschichtung eine Farbgebung der Gurtzunge, welche mit einer Nickel-Chrom-Beschichtung nicht möglich ist. Die Gurtzunge, insbesondere der Einsteckbereich, kann daher eine beliebige Farbe aufweisen, beispielsweise schwarz, blau, weiß, orange. Es ist hierdurch weiterhin möglich, dass die Gurtzunge, insbesondere der Einsteckbereich, eine Farbe mit einem Schimmer- oder Glaseffekt aufweist.
Der Einsteckabschnitt einer Gurtzunge ist grundsätzlich der Teil einer Gurtzunge, welcher dafür vorgesehen ist, in einen Einsteckschlitz eines Gurtschlosses eingesteckt und dort verriegelt zu werden. Der Gurtbefestigungsabschnitt befindet sich im eingesteckten Zustand der Gurtzunge außerhalb des entsprechenden Gurtschlosses. An dem Gurtbefestigungsabschnitt ist ein Sicherheitsgurt mit der Gurtzunge verbindbar, was beispielsweise in einer typischen Bauform durch eine Öse für den Sicherheitsgurt erreicht werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Grundkörper zumindest im Einsteckabschnitt verrundete Kanten auf. Vorzugsweise weisen die verrundeten Kanten einen Radius von mindestens 0,2 mm auf. Hierdurch kann ein unerwünschtes Abplatzen der Email- Beschichtung im Betrieb an den Kanten verhindert werden. Weiterhin kann hierdurch eine gleichmäßigere Dicke der Email-Beschichtung erreicht werden.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass die Email-Beschichtung, vorzugsweise thermisch, mit Eigenspannungen vorgespannt ist. Die Email-Beschichtung ist daher vorzugsweise ähnlich wie Sicherheitsglas vorgespannt, so dass in der Email-Beschichtung erhöhte Druckeigenspannungen vorliegen. Die vorgespannte Email-Beschichtung kann hierdurch eine erhöhte Verschleißfestigkeit erreichen, so dass die Nachteile in Bezug auf die Härte im Vergleich zu einer typischen Nickel-Chrom-Beschichtung weitgehend ausgeglichen werden können.
In vorteilhaften Ausführungsformen ist der Grundkörper aus gehärtetem Stahl gebildet. Der härtbare Stahl ist vorzugsweise Vergütungsstahl, z.B. C60. Dies ermöglicht das Erreichen der geforderten Bruchlastkennwerte für die Gurtzunge. In bevorzugten Ausführungsformen wird die Festigkeit des gehärteten Stahls des Grundkörpers nicht durch die Email-Beschichtung herabgesetzt, dass die Gurtzunge auch mit der aufgebrachten Email-Beschichtung die geforderten Bruchlastkennwerte erreicht. Eine Beschichtung von kohlenstoffreichem Stahl ist unüblich, da die Bildung von Kohlenstoffdioxid aus Siliziumdioxid der Email-Beschichtung bzw. des Email-Schlickers oder der Email-Paste und dem Kohlenstoff des Stahls zur unerwünschten Blasenbildung in der Email-Beschichtung führen kann.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass der Grundkörper zumindest an der Oberfläche unterhalb der Email-Beschichtung ein Bainitgefüge aufweist. Es können somit Eigenspannungen im Grundkörper, insbesondere an der Oberfläche unterhalb der Email- Beschichtung, verringert werden. Hierdurch kann eine höhere Zähigkeit erreicht werden.
Bainitgefüge ist auch als Zwischenstufengefüge bekannt.
Vorzugsweise weist die Email-Beschichtung eine Dicke von weniger als 100 um, weiter vorzugsweise weniger als 50 um, beispielsweise 25 pm auf.
In weiteren möglichen Ausführungsformen weist die Email-Beschichtung reibungsmindernde Zusatzstoffe auf. Hierdurch kann die Verschleißbeständigkeit der Email-Beschichtung weiter erhöht werden.
In vorteilhaften Ausführungsformen ist der Gurtbefestigungsabschnitt des Grundkörpers mit einem Kunststoff körper umspritzt. Zwischen dem Kunststoff körper und dem Einsteckabschnitt ist in möglichen Ausführungsformen eine Email-Beschichtung angeordnet. In alternativen Ausführungsformen liegt zwischen dem Kunststoffkörper und dem Einsteckabschnitt keine Email-Beschichtung vor.
Weiterhin wird zur Lösung der Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Gurtzunge mit einer Emailbeschichtung auf einem Grundkörper oder einem der Ansprüche 1 bis 8 vorgeschlagen: a) Bereitstellen eines Grundkörpers der Gurtzunge b) Aufbringen von Email-Paste auf den Grundkörper c) Aufheizen des Grundkörpers und der Email-Paste d) Bilden einer Email-Beschichtung auf dem Grundkörper e) Abschrecken des Grundkörpers mit der gebildeten Email-Beschichtung.
Vor dem Schritt a) wird der Grundkörper vorzugsweise aus einem Blech ausgestanzt und anschließend entgratet. Das Entgraten wird vorzugsweise derart ausgeführt, dass der Grundkörper abgerundete Kanten aufweist. Weiterhin ist es möglich, dass die Kanten des Grundkörpers zur Verrundung der Kanten spanend bearbeitet werden. Der Grundkörper der Gurtzunge ist vorzugsweise aus härtbarem Stahl und wird weiter vorzugsweise im ungehärteten Zustand im Schritt a) bereitgestellt. Das Aufbringen der Email-Paste, welche beispielsweise eine Suspension mit Glasteilchen ist, erfolgt zumindest auf den Einsteckabschnitt des Grundkörpers. Weiterhin kann auch auf den Gurtbefestigungsabschnitt Email-Paste aufgebracht werden.
Die Email-Paste auf dem Grundkörper wird vorzugsweise getrocknet. Die Trocknung kann vor und/oder bei dem Aufheizen in Schritt c) erfolgen.
Das Aufheizen in Schritt c) kann beispielsweise in einem Ofen erfolgen. In einem vorteilhaften Verfahren erfolgt das Aufheizen des Grundkörpers mit der Email-Paste induktiv, wodurch eine sehr schnelle und effiziente Erwärmung erreicht werden kann.
Vorzugsweise erfolgt das Aufheizen im Schritt c) bis auf mehr als 800°C, vorzugsweise 850°C. Weiterhin vorzugsweise erfolgt das Aufheizen im Schritt c) bis zur Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Emails (glas) und oberhalb der Austenitisierungstemperatur des Stahls.
Durch den Temperatureinfluss im Schritt c) erfolgt im Schritt d) die Bildung der Email- Beschichtung aus der Email-Paste. Vorzugsweise erfolgt gleichzeitig eine Austenitisierung des Stahls der Gurtzunge. Hierdurch kann der notwendige Schritt für die Härtung des Grundkörpers gleichzeitig mit einer Bildung der Email-Beschichtung auf dem Grundkörper erfolgen. Es kann somit ein Heizvorgang für zwei unterschiedliche Prozesse genutzt werden.
Weiterhin erfolgt das Abschrecken der Gurtzunge mit der Email-Beschichtung im Schritt e), so dass vorzugsweise der Grundkörper gehärtet wird. In vorteilhaften Ausführungsformen kann die Bildung der Email-Beschichtung und die Härtung des Grundkörpers in einem Arbeitsgang erfolgen, wodurch die Herstellung der Gurtzunge besonders umweltschonend und wirtschaftlich durchgeführt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass das Abschrecken im Schritt e) in einem Bad mit einer Temperatur zwischen 250°C und 400°C. Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass das Abschrecken im Schritt e) in einem Salzbad erfolgt. Die Abschreckung auf diesen Temperaturbereich ermöglicht eine Härtung des Grundkörpers der Gurtzunge, wobei gleichzeitig ein Abplatzen der Email-Beschichtung von dem Grundkörper verhindert wird. Vorzugsweise wird die Email-Beschichtung durch das Abschrecken auf diesen Temperaturbereich soweit thermisch vorgespannt, dass eine erhöhte Verschleißfestigkeit der Oberfläche der Gurtzungen zumindest im Einsteckbereich erreicht wird. Die thermische Vorspannung erhöht die Beständigkeit der Email-Beschichtung gegen Risse, so dass die Langlebigkeit der Gurtzunge erhöht wird. Gleichzeitig kann in dem Grundkörper aus härtbarem Stahl, z.B. C60, ein vorteilhaftes Bainitgefüge erreicht werden.
Dementsprechend erfolgt beim Abschrecken im Schritt e) vorzugsweise eine Härtung des Grundkörpers, und es wird weiter vorzugsweise eine thermische Vorspannung in der Email- Beschichtung bewirkt. Das Abschrecken der gebildeten Email-Beschichtung von mehr als 800°C, vorzugsweise 850°C, auf 250°C bis 400°C, vorzugsweise in einem Salzbad, bewirkt neben einer thermischen Vorspannung der Email-Beschichtung mit den einhergehenden Druckeigenspannungen auch eine besonders gute Haftung an dem Grundkörper.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass das Aufheizen im Schritt c) unter einer Schutzgasatmosphäre erfolgt. Hierdurch kann die Bildung von Kohlenstoffdioxid an dem Grundkörper, insbesondere einem Grundkörper aus einem kohlenstoffreichen, härtbarem Stahl verhindert werden, was die Blasenbildung in der Email-Beschichtung bei deren Herstellung weiter unterdrückt. Hierdurch kann die Email-Beschichtung auf eine Gurtzunge mit einem hohen Kohlenstoffgehalt aufgebracht werden, was aufgrund der Bildung von Kohlenstoffdioxid und möglichen Bläschen in der Email-Beschichtung vermieden wird.
Weiterhin wird zur Lösung der Aufgabe der Erfindung ein Sicherheitsgurtsystem mit einer Gurtzunge nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einem Gurtschloss vorgeschlagen. Das Gurtschloss weist im Kontaktbereich für den Einsteckabschnitt einer Gurtzunge zumindest teilweise eine Verschleißschicht mit Zinkpartikeln in einer Kunststoffmatrix mit einer Dicke von mindestens 10 pm auf. Hierdurch kann die Langlebigkeit und Verschließfestigkeit des Sichergurtsystems und der Oberfläche des Einsteckbereichs der Gurtzunge weiter erhöht werden. Die Verschleißschicht mit Zinkpartikeln in einer Kunststoffmatrix im Gurtschloss ist weicher als die Email- Beschichtung der Gurtzunge und verschleißt bei Kontakt zur Gurtzunge. Dadurch kann der Verschleiß an der für einen Benutzer sichtbaren Gurtzunge verringert werden. Die erhöhte Schichtdicke der Verschleißschicht der Zinkpartikel, vorzugsweise Zinkflakes, in einer Kunststoffmatrix, vorzugsweise Epoxidmatrix, ermöglicht die Anzahl der möglichen Zyklen bis zum Verschleiß der Verschleißschicht zu erhöhen. Hierdurch werden die Nachteile der Email- Beschichtung gegenüber einer üblichen Nickel-Chrombeschichtung in Bezug auf die geringere Härte weiter ausgeglichen. Der Kontakt der Email-Beschichtung mit den metallischen Teilen im Kontaktbereich des Gurtschloss kann daher deutlich länger hinausgezögert werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 Gurtzunge mit einer Email-Beschichtung;
Fig. 2 Gurtzunge mit einer Email-Beschichtung und einem umspritzten Gurtbefestigungsabschnitt;
Fig. 3 schematische Darstellung der Verfahrensschritte für die Herstellung einer Gurtzunge mit Email-Beschichtung; und
Fig. 4 Sicherheitsgurtsystem mit einer Gurtzunge mit Email-Beschichtung und einem Gurtschloss.
Figur 1 zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer Gurtzunge 10 mit einem Grundkörper 11 aus Stahl. Der Grundkörper 11 besteht in diesem vorteilhaften Ausführungsbeispiel aus härtbarem Stahl. Der Grundkörper 11 kann beispielsweise aus einem Blech ausgestanzt sein. Der Grundkörper 11 lässt sich in zwei Abschnitte untergliedern. Zunächst ein Einsteckabschnitt 12, welcher dafür vorgesehen ist in ein Gurtschloss 21 eingesteckt zu werden, um die Gurtzunge 11 in dem Gurtschloss 21 zu verriegeln. An den Einsteckabschnitt 12 grenzt ein Gurtbefestigungsabschnitt 13, welche zur Befestigung oder Führung eines Sicherheitsgurts vorgesehen ist und nicht von einem Gurtschloss 21 im eingesteckten Zustand verdeckt wird. Die Kanten 15 des Grundkörpers 11 sind entgratet und weiterhin vorzugsweise abgerundet. Dies betrifft insbesondere den Einsteckabschnitt 12, welcher aufgrund des Einsteckvorgangs in ein Gurtschloss 21 einem hohen Verschleiß ausgesetzt ist.
Diese vorteilhafte Gurtzunge 10 weist im Einsteckabschnitt 12 und im Gurtbefestigungsabschnitt 13 eine Email-Beschichtung 14, oder Emaille-Beschichtung, auf, wodurch die Oberfläche der Gurtzunge 10 im Einsteckabschnitt 12 verschleißresistent ist. Bei der vorteilhaften Gurtzunge 10 kann daher auf eine Nickel-Chrom-Beschichtung verzichtet werden. In alternativen Ausführungsbeispielen kann die Email-Beschichtung 14 auch nur auf dem Einsteckabschnitte 12 aufgebracht sein. Die Email-Beschichtung 14 ist vorzugsweise weniger als 50 pm dick, beispielsweise 25 pm dick. Weiterhin ist die Email-Beschichtung 14 in diesem Ausführungsbeispiel schwarz, es sind jedoch auch andere Farben der Email-Beschichtung 14 möglich.
Der Grundkörper 11 der Gurtzunge 10 besteht weiterhin vorzugsweise aus gehärtetem Stahl, so dass die Gurtzunge 10 die Anforderungen an die Bruchlast erfüllt und die Oberfläche des Grundkörper eine hohe Härte als Untergrund für die Email-Beschichtung 14 aufweist.
In einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist der Grundkörper 11 aus härtbarem Stahl, beispielsweise C60, ein Bainitgefüge auf, was besonders vorteilhaft für die Ve- schleißfestigkeit gegenüber den Ein- und Aussteckvorgänge und für die Zähigkeit und Festigkeit in einem Rückhaltefall ist.
In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist die Email-Beschichtung 14 reibungsmindernde Zusatzstoffe auf, wodurch die Verschleißfestigkeit der Gurtzunge 10 weiter gesteigert werden kann. Figur 2 zeigt das Ausführungsbeispiel der mit einer Email-Beschichtung 14 versehenen Gurtzunge 10, wobei der Einsteckabschnitt 12 mit einem Kunststoffkörper 16 umspritzt ist. Die Email-Beschichtung 14 aus dem Gurtbefestigungsabschnitt 13 ist in diesem Ausführungsbeispiel von dem Kunststoffkörper 16 überdeckt.
Figur 3 stellt den Verfahrensablauf der Herstellung einer Gurtzunge 10 schematisch dar. In einem ersten Verfahrensschritt 30 wird der Grundkörper 11 der Gurtzunge 10 aus Stahl, vorzugsweise aus einem härtbarem Stahl, beispielsweise C60, bereitgestellt. Das Material des Grundkörpers 11 im Verfahrensschritt 30 ist in diesem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ungehärtet. Die Kanten 15 der Gurtzunge 10 sind insbesondere im Einsteckabschnitt 12 entgratet und in vorteilhaften Ausführungsbeispielen abgerundet.
Im folgenden Verfahrensschritt 31 wird die Email-Paste oder auch der Email-Schlicker auf den Grundkörper 11 aufgetragen. Die Email-paste wird wenigstens auf den Einsteckabschnitt 12 der Gurtzunge 10 aufgetragen, es kann aber auch zusätzlich auf den Gurtbefestigungsabschnitt 13 aufgetragen werden.
Im folgenden Verfahrensschritt 32 wird die Email-Paste getrocknet, hierfür wird der Grundkörper 11 mit der Email-Paste aufgeheizt. Das Aufheizen erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel auf eine Temperatur von 850°C und wird bevorzugt unter einer Schutzgasatmosphäre durchgeführt. Der Verfahrensschritt 32 geht in den Verfahrensschritt 33 über, wobei sich aufgrund des Temperatureinflusses aus der Email-Paste eine Email-Beschichtung 14 auf dem Grundkörper 11 der Gurtzunge 10 bildet. Weiterhin nimmt der Stahl des Grundkörpers 11 im Verfahrensschritt 33 in diesem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ein austenitisches Gefüge an.
Im anschließenden Verfahrensschritt 34 wird der Grundkörper 11 mit dem Email- Beschichtung 14 in einem Salzbad auf eine Temperatur zwischen 250°C und 400°C abgeschreckt. Hierdurch erfolgt eine thermische Vorspannung der Email-Beschichtung 14 sowie eine Härtung des Stahls des Grundkörpers 11. Weiterhin kann die Bildung eines bainitischen Gefüges im Grundkörper 11 durch die Abschreckung der Gurtzunge 10 auf diese Temperatur erreicht werden, was auch als Zwischenstufenhärten bezeichnet werden kann. Die Oberflächenbehandlung der Gurtzunge 10 ist somit abgeschlossen, so dass die Herstellung der Email-Beschichtung 14 und die Härtung des Grundkörpers 11 in einem Arbeitsgang erledigt werden können. Auf etwaige Prozessschritte der Beschichtung mit einer Nickel-Chrom- Beschichtung, wie beispielsweise Wasserstoffarmglühen, kann daher verzichtet werden.
Figur 4 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Sicherheitsgurtsystems 20, welches eine Gurtzunge 10 und ein zugehöriges Gurtschloss 21 umfasst. Das Gurtschloss 21 weist im im Kontaktbereich 22 für den Einsteckabschnitt 12 der Gurtzunge 10 eine Verschleißschicht 23 mit Zinkpartikeln in einer Kunststoffmatrix auf, welcher den unmittelbaren Kontakt der emaillierten Gurtzunge 10 mit den Stahlteilen des Gurtschlosses 21 verhindern, so dass diese Verschleißschicht 23 als Verschleißschutz für den Einsteckabschnitt 21 der Gurtzunge 10 dient. Die Verschleißschicht 23 weist eine geringere Härte als die Email-Beschichtung 14 auf und verschleißt daher im Kontakt beider schneller. Zur Anpassung an die Email-Beschichtung 14 der Gurtzunge 10, welche prinzipiell eine geringere Härte als übliche Nickel-Chrom- Beschichtungen aufweist, ist die Verschleißschicht 23 besonders dick ausgeführt, so dass die Haltbarkeit der Verschleißschicht 23 deutlich erhöht ist.

Claims

Ansprüche:
1. Gurtzunge (10) für einen Sicherheitsgurt, wobei die Gurtzunge (10) einen Grundkörper (11) aus Metall, insbesondere Stahl, aufweist, wobei der Grundkörper (11) einen Einsteckabschnitt (12) und einen Gurtbefestigungsabschnitt (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (11) zumindest im Einsteckabschnitt (12) eine Email-Beschichtung (14) aufweist.
2. Gurtzunge (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Grundkörper (11) zumindest im Einsteckabschnitt (12) verrundete Kanten (15) aufweist.
3. Gurtzunge (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Email-Beschichtung (14) mit Eigenspannungen vorgespannt ist.
4. Gurtzunge (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Grundkörper (11) aus gehärtetem Stahl gebildet ist.
5. Gurtzunge (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Grundkörper (11) zumindest an der Oberfläche unterhalb der Email- Beschichtung (14) ein Bainitgefüge aufweist.
6. Gurtzunge (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Email-Beschichtung (14) eine Dicke von weniger als 50 pm aufweist.
7. Gurtzunge (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Email-Beschichtung (14) reibungsmindernde Zusatzstoffe aufweist
8. Gurtzunge (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtbefestigungsabschnitt (13) des Grundkörpers (11) mit einem Kunststoffkörper (16) umspritzt ist.
9. Verfahren zur Herstellung einer Gurtzunge (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte: a) Bereitstellen eines Grundkörpers (11) der Gurtzunge (10); b) Aufbringen von Email-Paste auf den Grundkörper (11); c) Aufheizen des Grundkörpers (11) und der Email-Paste; d) Bilden einer Email-Beschichtung (14) auf dem Grundkörper (11); e) Abschrecken des Grundkörpers (11) mit der gebildeten Email-Beschichtung (14).
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufheizen im Schritt c) unter einer Schutzgasatmosphäre erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufheizen im Schritt c) bis auf mehr als 800°C, vorzugsweise auf 850°C, erfolgt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschrecken im Schritt e) in einem Bad mit einer Temperatur zwischen 250°C und 400°C erfolgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschrecken im Schritt e) in einem Salzbad erfolgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abschrecken im Schritt e) eine Härtung des Grundkörpers (11) erfolgt, und eine thermische Vorspannung in der Email-Beschichtung (14) bewirkt wird.
15. Sicherheitsgurtsystem (20) mit einer Gurtzunge (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einem Gurtschloss (21), dadurch gekennzeichnet, dass das Gurtschloss (21) im Kontaktbereich (22) für den Einsteckabschnitt (12) einer Gurtzunge (10) zumindest teilweise eine Verschleißschicht (23) mit Zinkpartikeln in einer Kunststoffmatrix mit einer Dicke von mindestens 10 pm aufweist.
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