DE102005041678B3

DE102005041678B3 - Straffereinheit und Verfahren für die Herstellung eines Strafferrohres

Info

Publication number: DE102005041678B3
Application number: DE200510041678
Authority: DE
Inventors: Knut Janzen; Patrick Tuscher; Hans-Jörg LANGHOFF
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2005-09-01
Filing date: 2005-09-01
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2025-09-02

Abstract

Eine Straffereinheit für ein Sicherheitsgurtsystem weist ein aus Metall bestehendes Strafferrohr (10), wenigstens ein im Strafferrohr angeordnetes Masseelement und einen mit dem Strafferrohr verbundenen Gasgenerator (20) auf. Zur Erzielung der gewünschten Gleiteigenschaften sind zumindest in die Oberflächenschicht der inneren Oberfläche (10a) des Strafferrohrs (10) zumindest abschnittsweise Stickstoffpartikel eingelagert (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Straffereinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Strafferrohres nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

In der Automobiltechnik sind Straffereinheiten bekannt, die dazu dienen, das Gurtband eines Sicherheitgurtsystems im Falle eines Unfalles zu straften. Die Straffereinheit kann hierbei auf die Gurtspule des Aufrollers, auf das Gurtschloss oder den Endbeschlag des Gurtes wirken.

Die meisten Straffereinheiten arbeiten pyrotechnisch und weisen einen Gasgenerator auf, welcher bei Betätigung Gas in ein Strafferrohr ablässt, wodurch sich ein Überdruck im Strafferrohr aufbaut. Im Strafferrohr ist wenigstens ein Masseelement angeordnet, welches durch den Überdruck angetrieben wird und – in der Regel indirekt – auf das Gurtband wirkt. Im Falle einer Straffereinheit, welche auf die Gurtspule eines Aufrollers wirkt, ist es beispielsweise bekannt, eine Mehrzahl von Kugeln im Strafferrohr anzuordnen, welche im Betätigungsfall auf die Gurtspule wirken.

Beispielsweise aus der EP 1 283 138 A1 oder der DE 197 20 206 A1 ist eine Straffereinheit bekannt, die auf ein Gurtschloss wirkt. Hierbei ist im Strafferrohr ein Kolben angeordnet, von dem sich ein Zugseil bis zum Gurtschloss erstreckt. Wird der ebenfalls im Strafferrohr angeordnete Gasgenerator gezündet, wird der Kolben angetrieben und überträgt diese Bewegung mittels des Zugseils auf das Gurtschloss.

Aufgrund der großen auftretenden Drücke und Kräfte muss das Strafferrohr aus Metall – zumeist aus Stahl – bestehen. Die im Strafferrohr angeordneten Massekörper, beispielsweise die genannten Kugeln oder der genannten Kolben, bestehen in der Regel ebenfalls aus Metall, so dass es zur Erzielung der gewünschten Gleiteigenschaften in der Regel notwendig ist, die innere Oberfläche des Strafferrohrs zu beschichten. Hierzu wird derzeit zumeist eine sogenannte KTL-Beschichtung in einem Tauchbad aufgebracht. Dies ist auch unproblematisch, solange das Strafferrohr durchgehend einen relativ großen Innendurchmesser und eine einfache Geometrie aufweist. Bei Geometrien, die diese Voraussetzung nicht erfüllen, kann es jedoch zu Problemen kommen, und es ist nicht immer sichergestellt, ob jedes produzierte Strafferrohr vollständig beschichtet ist, wodurch eine hohe Ausschussrate entstehen kann.

Ein weiterer Nachteil der genannten KTL-Beschichtung ist ihre fehlende elektrische Leitfähigkeit, was unter dem Gesichtspunkt elektrostatischer Aufladung zu Problemen führen kann.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Straffereinheit dahingehend weiterzubilden, dass die eben genannten Probleme vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Straffereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein Herstellungsverfahren für eine solche Straffereinheit ist in Anspruch 10 angegeben.

Erfindungsgemäß ist die Oberflächenschicht der Innenseite des Strafferrohres zumindest abschnittsweise so behandelt, dass in die Oberflächenschicht Stickstoffpartikel eingelagert sind. Vorzugsweise sind weiterhin Kohlenstoffpartikel eingelagert. Mit anderen Worten: Erfindungsgemäß ist die innere Oberfläche des Strafferrohres zumindest abschnittsweise nitriert oder nitrocarburiert. Da eine selektive Oberflächenbehandlung in der Regel nur einen unnötigen Mehraufwand darstellt, ist vorzugsweise das gesamte Strafferrohr, das in der Regel aus Stahl besteht, nitriert oder nitrocarburiert.

Das Nitrieren oder Nitrocarburieren hat den Vorteil, dass eine entsprechende Oberflächenschicht mit sehr genau definierter Dicke – nämlich in der Regel zwischen 1 und 30 Mikrometer – erzeugt wird. Es wird also keine Beschichtung aufgetragen, so dass auch kleine Durchmesser oder verwinkelte Geometrien kein Problem darstellen. Ein weiterer Vorteil ist die elektrische Leitfähigkeit der so erzeugten Oberflächenschicht, so dass einer elektrostatischen Aufladung entgegen gewirkt wird.

Das Nitrieren und Nitrocarburieren geschieht vorzugsweise in einem Salzbad, einem Ammoniak-Gasbad, oder einem Plasma.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
1 eine Baugruppe bestehend aus einem Gurtschloss und einer Straffereinheit in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht und
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Straffereinheit.
1 zeigt eine Baugruppe bestehend aus einer Straffereinheit und einem Gurtschloss. Die Straffereinheit ist wie folgt aufgebaut: Im ersten geraden Abschnitt 12 des Strafferrohres 10 ist der Kolben 18 angeordnet. Von diesem erstreckt sich das Zugseil 19 durch die Durchtrittsöffnung 16 im Strafferrohr 10 zum Gurtschloss 25. An den ersten Abschnitt 12 des Strafferrohrs 10 schließt sich der zweite Abschnitt 13 an, der vom ersten Abschnitt 12 abknickt. Am Ende des zweiten Abschnitts 13 ist innerhalb des Strafferrohrs 10 der Gasgenerator 20 angeordnet.
Im Übergangsbereich zwischen erstem Abschnitt 12 und zweitem Abschnitt 13 ist das Strafferrohr 10 verengt, so dass sich eine Art Düse 15 ergibt. Hier durch wird bei Betätigung des Generators 20 ein gleichmäßiger Druckaufbau vor dem Kolben 18 erreicht.
Das Strafferrohr 10 weist eine innere Oberfläche 10a und eine äußere Oberfläche 10b auf. Zumindest die Oberflächenschicht der inneren Oberfläche 10a des ersten Abschnitts 12 muss so beschaffen sein, dass der Kolben 18 gut im Strafferrohr gleiten kann. Dies wird dadurch sichergestellt, dass in diese Oberflächenschicht Stickstoffpartikel oder Stickstoffpartikel und Kohlenstoffpartikel eingelagert sind. Dies wird durch Nitrieren oder Nitrocarburieren erreicht. Vorzugsweise wird der Metallrohling des gesamten Strafferrohres 10 nitriert oder nitrocarburiert, so dass die gesamte Oberflächenschicht einheitlich ist. Die grundlegende Vorgehensweise der Nitrierung oder Nitrocarborierung ist beispielsweise. aus "Ralf Biehl, Vortrag: Grundlagen des Nitrierens und des Nitrocarborierens in verschiedenen Medien (Salzbad, Gas, Plasma)" bekannt (siehe hierzu bspw. unter www.gruppeheat.de).
Beim Ausführungsbeispiel wird ein Metallrohling aus E 235 verwendet, der mittels Nitrieren oder mittels Nitrocarburieren in der Oberflächenschicht (in einem Bereich bis 30 Mikrometer) mit Stickstoff beim Nitrieren, bzw. mit Stickstoff und Kohlenstoff beim Nitrocarborieren angereichert wird. Die Behandlungsdauer beträgt ca. 45–90 Minuten bei ca. 600 Grad Celsius.
Neben guten Gleiteigenschaften hat die so erzeugte Oberflächenschicht den Vorteil der elektrischen Leitfähigkeit, so dass durch die Bewegung des Kolbens 18 im Strafferrohr 10 keine elektrostatischen Aufladungseffekte auftreten können. Da auch die äußere Oberfläche 10b bei entsprechender Beschichtung leitend ist, ist bei Verbindung des Strafferrohr 10 mit einem leitendem Karosseriebauteil die gesamte Straffereinheit immer zuverlässig geerdet.
2 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Straffereinheit. Hier wird das Zugteil 19 bereits im ersten Abschnitt 12 des Strafferrohres umgelenkt.
Der Gasgenerator ist, wie im ersten Ausführungsbeispiel auch, im zweiten Abschnitt 13 untergebracht. Zwischen erstem Abschnitt 12 und zweitem Abschnitt 13 befindet sich der dritte Abschnitt 14, welcher ein relativ geringen Durchmesser aufweist, so dass der bereits oben erwähnte erwünschte Düseneffekt eintritt. Im dritten Abschnitt 14 ist auch die Durchtrittsöffnung 16 für das Zugseil 19 angeordnet. Es ergibt sich somit eine relativ komplizierte Geometrie mit teilweise sehr kleinen Innendurchmessern, bei der eine "klassische" Beschichtung nur schwer zuverlässig durchführbar ist. Ein Nitrieren oder Nitrocarburieren der Oberflächenschichten, auch der inneren, ist jedoch problemlos möglich.

10: Strafferrohr
10a: innere Oberfläche
10b: äußere Oberfläche
12: erster Abschnitt
13: zweiter Abschnitt
14: dritter Abschnitt
15: Düse
16: Durchtrittsöffnung
18: Kolben
19: Zugseil
20: Gasgenerator
25: Gurtschloss

Claims

Straffereinheit für ein Sicherheitsgurtsystem mit einem aus Metall bestehenden Strafferrohr (10), wenigstens einem im Strafferrohr angeordneten Masseelement und einem mit dem Strafferrohr verbundenen Gasgenerator (20), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in die Oberflächenschicht der inneren Oberfläche (10a) des Strafferrohrs (10) zumindest abschnittsweise Stickstoffpartikel eingelagert sind.
Straffereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die gesamte Oberflächenschicht der inneren Oberfläche (10a) des Strafferrohrs Stickstoffpartikel eingelagert sind.
Straffereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die gesamte Oberflächenschicht des Strafferrohrs Stickstoffpartikel eingelagert sind.
Straffereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Oberflächenbereiche, in die Stickstoffpartikel eingelagert sind, zusätzlich Kohlenstoffpartikel eingelagert sind.
Straffereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Oberflächenschicht bis zu 30 μm beträgt.
Straffereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Masseelement ein Kolben (18) ist.
Straffereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben mit einem Zugseil (19) verbunden ist.
Straffereinheit nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Strafferrohr (10) zwischen Gasgenerator (20) und Kolben (18) eine Biegung aufweist.
Straffereinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Strafferrohr (10) zwischen Gasgenerator (20) und Kolben (18) eine Querschnittsverengung aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines aus Metall bestehenden Strafferrohres, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallrohling des Strafferrohres in einem Salzbad, einem Ammoniak-Gasbad oder einem Plasma nitriert oder nitrocarburiert wird.