專(zhuān)利名稱(chēng)：定制強(qiáng)度的座椅結(jié)構(gòu)部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車(chē)輛內(nèi)部的部件。具體地,本發(fā)明涉及座椅結(jié)構(gòu)的一部分。本發(fā)明還涉及制造車(chē)輛內(nèi)部的部件的方法。
背景技術(shù)：
車(chē)輛內(nèi)部的零件，尤其是車(chē)輛座椅及其結(jié)構(gòu)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。這樣的車(chē)輛座椅包括椅座(seat base)和椅背(seat back)。在大多數(shù)情況下，借助于傾角調(diào)節(jié)器(recliner)而將椅背附接到椅座。椅背以及椅座各自包括一個(gè)結(jié)構(gòu)(例如框架)，該結(jié)構(gòu)在大多數(shù)情況下被墊子覆蓋，而該墊子被椅套包圍。所述內(nèi)部零件，尤其是座椅結(jié)構(gòu)的零件，常常是具有復(fù)雜形狀的模壓部件，必須具有非常高的強(qiáng)度，尤其是為了承受碰撞負(fù)載。因此會(huì)期望這些部件由高強(qiáng)度材料制造。然而，高強(qiáng)度材料難以模壓，因?yàn)樗谀褐袑㈤_(kāi)裂或破裂，導(dǎo)致該部件不適合使用。因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種具有復(fù)雜形狀和高強(qiáng)度的車(chē)輛內(nèi)部部件。本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供一種制造具有復(fù)雜形狀和高強(qiáng)度的車(chē)輛內(nèi)部部件的方法。

發(fā)明內(nèi)容
所述問(wèn)題通過(guò)如下方式來(lái)解決提供一種由金屬制成的車(chē)輛內(nèi)部部件,該車(chē)輛內(nèi)部部件首先被成型，然后被整體和/或局部處理以更改它的材料強(qiáng)度。所述問(wèn)題還通過(guò)如下方式來(lái)解決一種用于處理由金屬制成的車(chē)輛內(nèi)部部件的方法，其中該車(chē)輛內(nèi)部部件首先被成型，然后被處理以整體和/或局部更改它的材料強(qiáng)度。下面的公開(kāi)內(nèi)容應(yīng)用于本發(fā)明的部件，而且應(yīng)用于本發(fā)明的方法。本發(fā)明涉及一種位于車(chē)輛內(nèi)部的部件。該部件可以是任何車(chē)輛內(nèi)部零件。優(yōu)選地，該部件是車(chē)輛座椅結(jié)構(gòu)的一部分，即，椅座結(jié)構(gòu)和/或椅背結(jié)構(gòu)的一部分，并且在此優(yōu)選地是框架或框架的一部分。更優(yōu)選地，該部件是側(cè)構(gòu)件和/或連接元件，其中兩個(gè)側(cè)構(gòu)件和兩個(gè)連接元件構(gòu)成所述椅座或椅背的框架。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，該部件是座椅調(diào)節(jié)器的一部分，尤其是用于向前/向后調(diào)節(jié)座椅的兩個(gè)軌道中的至少一個(gè)。根據(jù)本發(fā)明的車(chē)輛座椅可以是車(chē)輛內(nèi)的任何座椅，其為一個(gè)或多個(gè)車(chē)輛乘員提供就坐空間，即，根據(jù)本發(fā)明的座椅也可以是長(zhǎng)條座椅(bench)。該部件由金屬制成，優(yōu)選地由鋼(例如硼處理的鋼)制成，更優(yōu)選地由優(yōu)選軋制鋼板(rolled steel-plate)制成。優(yōu)選地，選擇具有低強(qiáng)度或中等強(qiáng)度的鋼，例如在00. 2-0. 07應(yīng)變下具有400-600MPa應(yīng)力的硼鋼(DB 200)。該部件首先被成型，優(yōu)選地成型為三維形狀。該部件的材料通過(guò)冷成型(cold-forming)成為該部件的期望形狀，尤其例如通過(guò)“軋制”形成鋼板。該冷成型可以通過(guò)模壓(stamping)來(lái)執(zhí)行。由于所使用的材料具有低強(qiáng)度或中等強(qiáng)度，所以該材料能成為期望形狀，尤其是復(fù)雜形狀。在成型之前、成型期間或成型之后，可以在該部件的材料中插入孔。這可以例如通過(guò)鉆孔或沖孔來(lái)實(shí)現(xiàn)。該部件(如果由金屬制成)的優(yōu)選期望厚度是O. 8-1. 5mm。在成型之后，該部件被處理以局部或整體改變材料強(qiáng)度。優(yōu)選地，材料強(qiáng)度被局部增大。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，整個(gè)部件的材料強(qiáng)度被增大。在又一個(gè)實(shí)施方案中，該部件的強(qiáng)度被局部或整體增大，然后再被局部減小。已處理區(qū)域的目標(biāo)材料特性優(yōu)選地是對(duì)于 Rp 為 1000-1200MPa，而對(duì)于 Rni 為 1300_1500MPa。為了增大局部強(qiáng)度的該處理可以，例如，通過(guò)下列方法實(shí)現(xiàn)退火(annealing)、奧氏體回火(austempering)、碳氮共滲(carbonitriding)、滲碳(carburizing)、表面硬化(casehardening)、常規(guī)硬化(例如淬火(quench)和回火(temper))、均質(zhì)化(homogenizing)、熱等靜壓(hot isostatic pressing)、馬氏體回火(martempering)、正火(normalizing)、時(shí)效(aging)、噴丸 / 噴砂(shot peening/blasting)、溶液處理(solutiontreating)、穩(wěn)定化(stabilizing),和/或應(yīng)力消除(stress relieving)。處理本發(fā)明的部 件的有用設(shè)施是爐，優(yōu)選是具有保護(hù)性氣氛的爐；鹽浴和/或真空，以及火焰/噴燈；激光器；和/或電子束。感應(yīng)加熱(induction heating)是(尤其是局部地)處理本發(fā)明的部件的另一種替代方法。局部或整體熱處理該車(chē)輛內(nèi)部部件的一個(gè)優(yōu)選方法是感應(yīng)硬化(inductionhardening)ο在感應(yīng)硬化中，使用電磁場(chǎng)來(lái)在工作件中感生潤(rùn)電流(eddy currents),潤(rùn)電流使得出現(xiàn)阻性加熱效應(yīng)(resistive heating effect)?？梢酝ㄟ^(guò)適當(dāng)?shù)母袘?yīng)線圈設(shè)計(jì)來(lái)使加熱局部化，從而控制所述加熱。與其他加熱方法相比，該加熱的速率非常高。當(dāng)所述鋼已經(jīng)被加熱到足夠的溫度時(shí)，該感應(yīng)被暫停。優(yōu)選地,在加熱之后，以快到足以支持該鋼的微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成馬氏體(martensite)和/或貝氏體(bainite)的速率冷卻該部件，其中強(qiáng)度水平與未處理材料相比大大增強(qiáng)。使用感應(yīng)加熱的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，可以非常嚴(yán)密地(尤其是局部地)控制加熱圖案。這允許在相對(duì)鄰近的區(qū)域中，已熱處理的部件的區(qū)段保持在非熱處理?xiàng)l件中。因而，在所要求的部位可將部件強(qiáng)度定制為有高強(qiáng)度，而在其他區(qū)域有低強(qiáng)度和高延展性。較低強(qiáng)度的區(qū)域具有如下優(yōu)勢(shì)它們因形變而吸收能量，例如在碰撞期間。座椅下部側(cè)構(gòu)件是如下一種部件，該部件可以受益于該部件整個(gè)的高強(qiáng)度。然而，優(yōu)選的是該部件整個(gè)具有不同的強(qiáng)度。需要最高強(qiáng)度的區(qū)域是圍繞傾角調(diào)節(jié)器附接件區(qū)域的區(qū)域。由于該材料初始的低強(qiáng)度或中等強(qiáng)度，該部件可以成型具有深段(de印section)。在成型之后，該傾角調(diào)節(jié)器附接件周?chē)膮^(qū)域被強(qiáng)化，例如通過(guò)加熱，尤其是感應(yīng)加熱，并且優(yōu)選地隨后被淬火。可要求較高強(qiáng)度的另一區(qū)域是側(cè)構(gòu)件部件的前段(front section)。由于該材料初始的低強(qiáng)度或中等強(qiáng)度，該部件可以成型具有深段(de印section)。在成型之后，該傾角調(diào)節(jié)器附接件周?chē)膮^(qū)域被強(qiáng)化，例如通過(guò)加熱，尤其是感應(yīng)加熱，并且優(yōu)選地隨后被淬火。優(yōu)選地，該側(cè)構(gòu)件的中央段被保持在軟的和有延展性的狀態(tài)。這可以有益于管理該部件的強(qiáng)度，但也有益于管理在碰撞事件中給予該結(jié)構(gòu)的能量。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，車(chē)輛內(nèi)部部件是用于座椅的縱向調(diào)節(jié)的兩個(gè)軌道中的至少一個(gè)。在這些軌道之間一般提供滾動(dòng)元件以減小摩擦。優(yōu)選地，這些軌道中的至少一個(gè)被至少局部硬化，尤其是在與所述滾動(dòng)元件接觸的區(qū)域，以例如改善耐久性和/或平滑性。用于硬化的另一優(yōu)選區(qū)域是這兩個(gè)軌道出現(xiàn)閂鎖的軌道區(qū)域。在此，局部強(qiáng)度優(yōu)選地被增大?，F(xiàn)在根據(jù)圖I-圖6更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。這些解釋不限制保護(hù)范圍。


圖I是具有包括根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方案的本發(fā)明部件的座椅的車(chē)輛的立體圖。圖2是具有根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方案的本發(fā)明部件的車(chē)輛座椅結(jié)構(gòu)的立體圖。圖3示出了具有根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方案的本發(fā)明部件的車(chē)輛座椅的靠背的框 架。圖4a_圖4h示出了本發(fā)明部件的不同示例性實(shí)施方案，以及它是如何制造的。圖5a-圖5b示出了一個(gè)座椅調(diào)節(jié)器的上軌道。圖6a_圖6b示出了所述座椅調(diào)節(jié)器的下軌道。
具體實(shí)施例方式總體參看附圖，尤其參看圖1，根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方案示出了一個(gè)車(chē)輛。該車(chē)輛包括為該車(chē)輛的乘員提供的一個(gè)或多個(gè)車(chē)輛座椅。圖2示出了車(chē)輛座椅結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例性實(shí)施方案。盡管所示出的車(chē)輛是一個(gè)4門(mén)轎車(chē)，但應(yīng)理解，該座椅可以用在小型貨車(chē)、運(yùn)動(dòng)用車(chē)或任何其他借助于其或在其內(nèi)搭載人員或給任何市場(chǎng)運(yùn)載貨物的裝置中，或者用在包括從辦公室座位和運(yùn)輸至飛機(jī)和空間旅行以及之間所有的任何應(yīng)用中。所示出的車(chē)輛座椅包括椅背、椅座以及聯(lián)接至該椅背和該椅座的連接構(gòu)件或傾角調(diào)節(jié)器(recliner)。該車(chē)輛座椅還包括頭枕和底座部分(base portion) 0該頭枕從該椅背向上延伸，并且被配置為限制乘員的頭部。該底座部分(例如導(dǎo)軌(track)組件)將該座椅聯(lián)接至車(chē)身，并且可以被配置為允許該座椅相對(duì)于車(chē)身選擇性定位(手動(dòng)或馬達(dá)驅(qū)動(dòng))。圖3示出了一個(gè)車(chē)輛座椅的框架。該框架包括椅背的框架I。該車(chē)輛座椅是通過(guò)軌道9、10縱向可調(diào)節(jié)的?？蚣躀包括兩個(gè)側(cè)構(gòu)件2，它們被上連接構(gòu)件和下連接構(gòu)件3連接以形成一個(gè)框架。該框架在其下部包括一個(gè)側(cè)碰撞管(side impact tube)4和兩個(gè)傾角調(diào)節(jié)器5，它們將椅背與椅座連接。該椅座還包括側(cè)構(gòu)件6，它們被與連接構(gòu)件連接。根據(jù)本發(fā)明，側(cè)構(gòu)件2、6以及側(cè)碰撞管4，現(xiàn)在被局部處理以局部增大強(qiáng)度。所述側(cè)構(gòu)件例如在區(qū)域7 (在此該傾角調(diào)節(jié)器被附接至所述側(cè)構(gòu)件)被處理。側(cè)碰撞構(gòu)件4在區(qū)域8被處理，以使其抗彎阻力(buckling resistance)增大到需要的強(qiáng)度。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解,如果需要?jiǎng)t可以增大整個(gè)側(cè)構(gòu)件2、6和整個(gè)側(cè)碰撞構(gòu)件4的強(qiáng)度。然而，優(yōu)選的是局部增大強(qiáng)度。在本例中，該強(qiáng)度增大已經(jīng)通過(guò)局部熱處理被執(zhí)行。由于該處理，斷裂強(qiáng)度(fracturestrength)Rm和屈服強(qiáng)度(yield strength)Rp0. 2已經(jīng)增大了至少100%,優(yōu)選地150%,更優(yōu)選地200%。圖4a_圖4h示出了該椅座的側(cè)構(gòu)件6。兩個(gè)側(cè)構(gòu)件6位于該椅座的左邊和右邊，并且是其結(jié)構(gòu)的一部分，尤其是作為其框架的一部分。在大多數(shù)情況下，該框架被連接至上導(dǎo)軌(track) 9，上導(dǎo)軌沿著連接至該轎車(chē)車(chē)身的下導(dǎo)軌10可移動(dòng)，以縱向調(diào)節(jié)該座椅的位置。調(diào)節(jié)該車(chē)輛座椅的高度的裝置也可以附接至該椅座的側(cè)構(gòu)件。該側(cè)構(gòu)件在其區(qū)域A中具有用于該傾角調(diào)節(jié)器的連接裝置。在如圖4a的陰影區(qū)域所示是這個(gè)受限的區(qū)域中，該側(cè)構(gòu)件材料的強(qiáng)度已經(jīng)被增大，例如通過(guò)對(duì)該區(qū)域加熱(尤其是感應(yīng)加熱)并且隨后淬火。這個(gè)區(qū)域是該部件中需要最高強(qiáng)度的區(qū)域，因?yàn)樗窃搩A角調(diào)節(jié)器被連接至該側(cè)構(gòu)件的區(qū)域。如前面已經(jīng)強(qiáng)調(diào)的，具有增大的強(qiáng)度的區(qū)域的形狀可以被仔細(xì)地控制。與圖4a相t匕，根據(jù)圖4b的實(shí)施方案中增大了已處理區(qū)域。該區(qū)域是例如通過(guò)感應(yīng)加熱被處理的。根據(jù)圖4c的部件已經(jīng)在兩個(gè)區(qū)域Al和A2被處理，其中側(cè)構(gòu)件6的機(jī)械強(qiáng)度已經(jīng)增大。在這些區(qū)域中，所有機(jī)械負(fù)載都被轉(zhuǎn)移到該側(cè)構(gòu)件內(nèi)，使得需要高機(jī)械強(qiáng)度。兩個(gè)區(qū)域Al和A2都被熱處理。在這兩個(gè)區(qū)域Al和A2之間是一個(gè)具有相對(duì)低的機(jī)械強(qiáng)度的區(qū)域(該相對(duì)低的機(jī)械強(qiáng)度可以是制作該側(cè)構(gòu)件的材料的原始強(qiáng)度)，或者可以是一個(gè)機(jī)械強(qiáng)度的增大小于區(qū)域Al和A2的區(qū)域。區(qū)域Al和A2之間的“軟”區(qū)域可以尤其有益于碰撞中的能量吸收。
圖4d描繪了如何制造根據(jù)圖4c的側(cè)構(gòu)件的一個(gè)實(shí)施例。該側(cè)構(gòu)件首先被整體熱處理以增大其強(qiáng)度，然后再在區(qū)域B被軟化以減小材料強(qiáng)度。在中央段的強(qiáng)度減小可以通過(guò)選擇性地退火(諸如通過(guò)氣體火焰加熱)以降低強(qiáng)度來(lái)達(dá)到。根據(jù)圖4e的實(shí)施方案是對(duì)根據(jù)圖4b的實(shí)施方案的一個(gè)替代，其中兩個(gè)端部段被熱處理，但是被熱處理到不同的強(qiáng)度水平。在根據(jù)圖4e的實(shí)施方案中，區(qū)域A’和A"都已經(jīng)被處理(在此是熱處理)以增大它們的機(jī)械強(qiáng)度。然而，改變處理參數(shù)導(dǎo)致在區(qū)域A’中有較高的增強(qiáng)，而在區(qū)域A"中有較低的增強(qiáng)。在根據(jù)圖4f的實(shí)施方案中，選擇了桁架(truss)形狀的熱處理圖案，以促進(jìn)適當(dāng)?shù)呢?fù)載流經(jīng)過(guò)該部分。在根據(jù)圖4g的實(shí)施方案中，已經(jīng)執(zhí)行了受限區(qū)域A的以及法蘭區(qū)域(flangesarea) Af在其受限長(zhǎng)度(示出)和/或全部長(zhǎng)度(未示出)上的處理(在此是熱處理)。在根據(jù)圖4h的實(shí)施方案中，部分6的周界，尤其是不僅所述法蘭，已經(jīng)被熱處理。圖5a示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的上軌道9的三個(gè)視圖，上軌道9被連接至椅座。圖5b示出了根據(jù)本發(fā)明修改后的圖5a中示出的軌道。滾珠座圈(ball races)的區(qū)域A已經(jīng)被熱處理以改善其材料特性，尤其是其耐久性和/或平滑性。閂鎖區(qū)域也可以被局部處理以改善材料特性。圖6a示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的下軌道10的三個(gè)視圖，下軌道10被連接至椅座。圖6b示出了根據(jù)本發(fā)明修改后的圖6a中示出的軌道。滾珠座圈的區(qū)域A已經(jīng)被熱處理以改善其材料特性，尤其是耐久性和/或平滑性。閂鎖區(qū)域也可以被局部處理以改善材料特性。附圖標(biāo)記I椅背的框架2椅背的側(cè)構(gòu)件3連接構(gòu)件4側(cè)碰撞管5傾角調(diào)節(jié)器
6椅座的側(cè)構(gòu)件7材料強(qiáng)度增大的區(qū)域8材料強(qiáng)度增大的區(qū)域9上軌道
10下軌道A高強(qiáng)度區(qū)域Al高強(qiáng)度區(qū)域A2高強(qiáng)度區(qū)域A’高強(qiáng)度區(qū)域A〃高強(qiáng)度區(qū)域Af高強(qiáng)度區(qū)域B軟化區(qū)域
權(quán)利要求
1.由金屬制成的車(chē)輛內(nèi)部部件(I,2，3，4，6)，所述車(chē)輛內(nèi)部部件被成型,然后被整體和/或局部處理以更改它的材料強(qiáng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車(chē)輛內(nèi)部部件(1，2，3，4，6)，其特征在于，所述材料強(qiáng)度是增大的，優(yōu)選地是局部增大的。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的車(chē)輛內(nèi)部部件(1，2，3，4，6)，其特征在于，所述車(chē)輛內(nèi)部部件由硼鋼制成。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的車(chē)輛內(nèi)部部件(1，2，3，4，6)，其特征在于，已處理區(qū)域的增大的材料強(qiáng)度優(yōu)選地是對(duì)于Rp為1000-1200MPa，和/或?qū)τ赗m為1300_1500MPa。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的車(chē)輛內(nèi)部部件(1，2，3，4，6)，其特征在于，未處理區(qū)域的材料強(qiáng)度優(yōu)選地是對(duì)于Rp為600-800MPa，和/或?qū)τ赗ni為900_1100MPa。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的車(chē)輛內(nèi)部部件(1，2，3，4，6)，其特征在于，所述車(chē)輛內(nèi)部部件是車(chē)輛座椅的一部分，尤其是側(cè)構(gòu)件和/或連接構(gòu)件。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的車(chē)輛內(nèi)部部件(1，2，3，4，6)，其特征在于，所述車(chē)輛內(nèi)部部件是車(chē)輛座椅的縱向調(diào)節(jié)的軌道(9，IO )。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車(chē)輛內(nèi)部部件(1，2，3，4，6)，其特征在于，滾珠座圈和/或閂鎖區(qū)域的材料強(qiáng)度被更改。
9.用于處理由金屬制成的車(chē)輛內(nèi)部部件(1，2，3，4，6)的方法，其特征在于，所述車(chē)輛內(nèi)部部件首先被成型，然后被處理以整體和/或局部更改它的材料強(qiáng)度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述處理是退火、奧氏體回火、碳氮共滲、滲碳、表面硬化、均質(zhì)化、熱等靜壓、馬氏體回火、正火、時(shí)效、噴丸/噴砂、溶液處理、穩(wěn)定化、和/或應(yīng)力消除。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，處理設(shè)備是爐，優(yōu)選地是具有保護(hù)性氣氛的爐；鹽浴和/或真空，以及火焰/噴燈；激光器；和/或電子束。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，用感應(yīng)加熱對(duì)所述部件進(jìn)行熱處理，尤其是用感應(yīng)加熱對(duì)所述部件進(jìn)行局部熱處理。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，使用電磁場(chǎng)在所述部件中感生渦電流，使得出現(xiàn)阻性加熱效應(yīng)。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，以快到足以支持鋼的微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成馬氏體和/或貝氏體的速率冷卻所述部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及車(chē)輛內(nèi)部的部件(1，2，3，4，6)。具體地，本發(fā)明涉及座椅結(jié)構(gòu)的一部分。本發(fā)明還涉及制造車(chē)輛內(nèi)部的部件(1，2，3，4，6)的方法。
文檔編號(hào)C21D9/00GK102906284SQ201080059836
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者D·J·薩金南, O·澤卡維卡, R·G·拜德羅, F·T·溫特斯, N·L·佩托霍夫, A·M·凱斯蒂安 申請(qǐng)人:江森自控科技公司