专利名称：用于机动车的结构元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求I的前序部分的结构元件。
背景技术：
机动车的这种结构元件大体上是已知的。例如，这种类型的结构元件通过以下措施被制造，即将第一部件与第二部件在重叠区内以互锁方式彼此相连，其中例如通过压接(press-joining)的方式在重叠区内将各部件彼此相连。然而，这些方法的不足之处是各部件必须非常精确地被调整，因而造成了非常高的复杂度。另外，这些方法必须相对大的重叠区，从而例如确保所需的连接強度。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于机动车的没有现有技术不足的结构元件。该目的通过根据本发明的结构元件、根据本发明的部件、根据本发明的方法以及根据本发明的装置实现。根据本发明的结构元件、根据本发明的部件、根据本发明的方法以及根据本发明的装置根据权利要求书具有超越现有技术的优点，各部件能够在重叠区内无需复杂调整地彼此相连。此外，有利地仅仅需要相对小的重叠区但可以获得稳定的连接。连接有利地非常精确地实现。这些优点通过根据本发明的结构元件实现，其中所述结构元件具有第一部件和第二部件，所述第一部件和所述第二部件在重叠区内互锁或者互锁与摩擦连接，其中，所述重叠区内的连接能够通过电磁脉冲成形方法实现，所述第一部件具有至少ー个位于所述重叠区内的互锁成型部，所述第二部件能够被模制成型到所述至少一个互锁成型部内。在电磁脉冲成形方法中，脉冲的磁场的动态作用被用于使得导电材料加速并随后变形。因为磁场穿透不导电材料，所以涂覆有不导电材料的导电材料也可以有利地被加工。变形有利地以在表面中没有形成裂缝的方式完成。脉冲的磁场通过电流脉冲流经的线圈产生。磁场在导电材料中感生出涡电流并且短暂地施加非常大的力，从而只要所产生的力超过材料的屈服点，则导电材料就塑性变形。该方法可以有利地没有接触地并以相对短的时间完成。变形过程有利地在相对短的时间内进行，并且非常精确地完成，这是因为非常迅速的变形过程导致仅仅最小化的回弹。这使得可以无接触地将不同的材料相结合并且产生固定的连接。该方法的优点是材料不受热量影响，并且无需重新对正。有利地不会像热学焊接方法的情况那样具有热影响区，并且因此在连接区并在重叠区内没有强度损失。此外，该方法确保了相对高的重复精度。各部件可以由任何材料制成，第二部件由导电材料、优选由铝材料、镁材料或钢材料制成；或者第二部件由这样ー种材料制成，其中这种材料由不同材料以材料-材料结合 连接的方式组成。各部件优选由金属材料制成，进ー步优选地，钢材料或铝材料或镁材料可以被采用。此外，可以为第一部件采用纤维加强的塑料、优选碳纤维加强的塑料(CFRP)或玻璃纤维加强的塑料(GFRP)。例如，可以仅仅在承受特别大负载的区域内采用高强度钢，并且在暴露于较小负载的区域内仅仅采用相对轻的材料。此外，不同的材料可以彼此结合，例如，第一部件由高强度钢制成，并且第二部件由减重的铝制成。各部件可以包括具有任意横截面的型材。横截面优选是封闭的形状、优选圆形或多边形、优选六边形或八边形的形状。有利地采用具有纵边的管或型材。然而，其它横截面的型材例如U型材、T型材或I型材也是可行的。有利地采用平坦的型材。此外，各部件可以具有相对小的壁厚，并且因此可以借助于小壁厚有利地减重。此外，利用根据本发明的结构元件有利地可以使得例如设置具有小半径并由高强度钢制成的筒形框架。
在有利的实施例中，第一部件具有至少ー个压凹槽和/或压凹条。第二部件借助于电磁脉冲成形方法被模制成型到所述压凹槽和/或压凹条中。第一部件优选具有多个彼此相互以均匀的距离布置的压凹槽和/或压凹条。根据优选的改型，第一部件的至少ー个互锁成型部在重叠区内设置为压凹条，其中优选地所述压凹条的深度沿所述压凹条的纵向改变。这有利地以简单的方式实现了特别固定的连接，该连接例如抵抗拉力、压力、扭转、完全以及它们的组合。根据优选的改型，第一部件的至少ー个互锁成型部在所述重叠区内设置为压凹条，其中所述压凹条相对于所述第一部件的主延伸方向平行地或垂直地设置。作为选择，压凹条相对于第一部件的主延伸方向成一角度地设置，该角度是在30°与60°之间、优选是在40°与50°之间、并进一歩优选是在44°与46°之间。第一部件优选地在重叠区内具有所述互锁成型部以及至少ー个附加的互锁成型部，所述互锁成型部与所述附加的互锁成型部被设置为分别具有纵向的压凹条，所述压凹条的纵向彼此平行地设置。此外，优选地，第一部件在重叠区内具有至少两个或至少三个互锁成型部，所述互锁成型部沿周向彼此相互均匀隔开角度地设置。根据进ー步优选的实施例，第二部件能够借助于导电驱动元件被模制成型到互锁成型部上。因而，即使第二部件由不导电的或仅仅稍微导电的材料例如不锈钢制成，也有利地可以将第二部件模制成型到第一部件的互锁成型部中。本发明的另ー技术主题在于ー种用作为根据本发明的结构元件的第一部件的部件，其中所述部件具有至少ー个位于重叠区内的互锁成型部。所述至少一个互锁成型部优选借助于电磁脉冲成形方法产生。因此，互锁成型部与由第一和第二部件组成的结构元件有利地可以在用于实现电磁脉冲成形方法的同一装置中被制造，无需附加的机器例如液压机。本发明的另ー技术主题在于ー种结构元件的制造方法，其中，在第一步骤中，第二部件在所述重叠区内布置在第一部件与线圈之间；在第二步骤中，在重叠区内借助于线圈产生磁场；并且，在第三步骤中，第二部件在重叠区内被模制成型到第一部件的互锁成型部中。本发明的另ー技术主题在于ー种结构元件的制造装置，制造装置包括用于在重叠区内产生磁场的线圈；第一部件，其中所述第一部件具有至少ー个位于所述重叠区内的互锁成型部；以及第二部件，其中所述第二部件用于模制成型到所述第一部件的互锁成型部上，其中，所述第二部件在所述重叠区内布置在所述第一部件与线圈之间。
作为另ー技术主题，本发明涉及ー种用于车辆座椅、尤其用于机动车的车座结构(以下也称为组合结构元件)。这种类型的结构元件例如在专利文献WO 2009/056294A1中公开，该专利文献结合在此引作參考。在该专利文献中提出的部件与方法可以组装结构元件例如车辆靠背或座椅框架，从而用大致同样的部件进行组装。此外，记载了不同的框架材料彼此相连，“组合构
Ι ο本发明的目的还在于以钢/钢或钢/轻质构造材料结构的方式进ー步标准化所关注的类型的座椅结构，从而降低储存与组装成本，并且该座椅结构具有低重量但坚固。该目的根据本发明通过例如以下參照附图所述的针对分开式后座靠背的结构化构造实现。然而，该实例不将限制说明书并且还可以应用于任何座椅类型的机动车座椅。该实例正好限于应用靠背部件。由权利要求书并由參照附图的说明可以清楚本发明的有利改型与实例。
本发明的示意性实施例在附图中示出并且在以下说明中更加详细地解释。在附图中图I至5示出了根据本发明的结构元件的示意性实施例的示意图；图6示出了根据本发明的示意性实施例的部件的示意图；图7示出了根据本发明的示意性实施例的装置的示意图；并且图8至12示出了根据本发明的其它实施例。
具体实施例方式在不同的附图中，相同的部件总是设有相同的附图标记，并且因此大体上指代或提及仅仅一次。图I示意性示出了根据本发明的结构元件的第一实施例。结构元件100在机动车中被使用，并且例如用作为机动车座的靠背和/或座垫的框架结构。结构元件100具有第一部件101和第二部件102。所述每个部件设计为U弓形件。第一部件101优选由高强度材料、例如钢材或纤维加强的塑料制成。第二部件102由导电材料制成，并且优选地采用诸如铝或镁的轻金属以及合金钢或由不同材料以材料-材料粘合连接的方式组成的材料制成。为了将第一部件与第二部件相连，各部件借助于电磁脉冲成形方法在重叠区103、103'内以互锁或者互锁与摩擦的方式彼此相连。由金属片材与铝型材组成的组合结构的采用使得重量明显减小，因而有利地还实现ニ氧化碳排放降低。作为管形框架，结构元件100可以包括不同的管型材，其中所述管型材具有不同的壁厚、不同的直径与不同的材料(钢/铝)以及不同的材料特性。管形框架被构造成满足要求，并且例如高强度钢型材仅仅在出现极大力的区域内采用。相反地，相应要求较低的其它区域可以例如由铝型材构造。因此，可以在重量、碰撞性能与成本之间获得相对好的平衡。此外，有利地可以在角部区域内实现特定的半径而没有裂缝出现。借助于合适的材料的有针对性的方案以及与之相关的特性，管形框架在生产性、误差敏感性、弾性回复行为等方面的品质可以显著受到影响并得到改进。借助于电磁脉冲成形方法可以实现这些所述的管形框架要求以及特性。该方法使得可以可靠地在两个不同所使用的材料(铝/钢)之间产生互锁或者摩擦与互锁连接。图2示意性示出了根据本发明的结构元件100的第二实施例。第一部件101、10Γ被设计为纵向管段，但是还可以设计为例如具有角度的管/角管，并且第二部件102、102'被设计为U弓形件。在四个重叠区103、103'、103"、103'"处，第二部件102、102'分别借助于电磁脉冲成形方法被模制成型到第一部件101、101'上。其它情况參看附图I。图3示意性示出了根据本发明的结构元件100的第三实施例。结构元件100具有四个纵向管段(所述管道然而还可以被设计为具有角度的管)作为由轻金属制成的第一部件101以及四个由高强度钢制成的角部连接件102作为第二部件102。第一部件101借助于电磁脉冲成形方法被模制成型到角部连接件102上。有利地可以利用标准化角部连接件 制造不同的几何形状。此外，多个连接可以同时产生，因而有利地使得结构元件的制造周期显著减小。其它情况參看附图I。作为选择，纵向管段还可以由高强度钢或由纤维加强的材料制成，并且例如由轻金属制造的角部连接件可以借助于电磁脉冲成形方法被模制成型到纵向管段上。图4示意性示出了根据本发明的结构元件100的第四实施例。结构元件100具有例如由铝制成的冲压/鋳造件102，其借助于电磁脉冲成形方法在重叠区103被模制成型到高強度第一部件101上。其它情况參看附图I。作为选择，下和/或上交叉部件还可以由高強度材料组成，并且由诸如铝的轻金属制成的侧部件可以借助于电磁脉冲成形方法被模制成型到交叉部件上。图5示意性示出了根据本发明的结构元件100的第五实施例。结构元件100具有造型件，例如角部连接件或支架102、102"、102' "、102""，它们借助于电磁脉冲成形方法在重叠区103内被模制成型到纵管101上，其中所述纵管还可以例如设计为角管。造型件102、102"、102' "、102""例如由钢或铝制成。其它情况參看附图I。作为选择，纵管还可以借助于电磁脉冲成形方法在重叠区内被模制成型到角部连接件上。为此目的，角部连接件可以由所有导电和/或不导电材料组成，并且纵管可以由任何导电材料组成。图6示意性示出了根据本发明示意性实施例的部件的重叠区103，所述部件在本发明的上下文中用作为第一部件101。第一部件101具有位于重叠区103内的互锁成型部600和附加的互锁成型部700。互锁成型部600、700被设计为压凹槽(impression)或压凹条(bead)，其中所述压凹槽或压凹条具有细长的结构并且在第一部件101的壁内彼此相互平行地延伸。该实施例仅仅示例性示出，并且其它结构的互锁造型部600、700或否则不同数量的互锁造型部也是可行的，例如所述互锁造型部相对于第一部件101的主延伸方向垂直或平行。图7示意性示出了用于制造根据本发明的结构元件100的根据本发明的装置的示意性实施例。在重叠区103内，第二部件102重叠第一部件101并且尤其重叠第一部件101的互锁造型部600与附加的互锁造型部700。线圈800沿径向布置在第一部件101与第二部件102外侧，并且因此，第二部件102在第一部件101与线圈800之间布置，其中仅仅示意性示出了线圈800的多个绕组。在实施电磁脉冲成形方法的过程中，第二部件102通过径向向内作用的力被压到(由虚线示出)到互锁造型部600、700中，其中所述径向向内作用的力借助于经过线圈800的电流以电磁的方式产生，因而在第一部件101与第二部件102之间产生互锁或者互锁与摩擦连接。作为选择，线圈也可以在第二部件的内部中布置，并且因此，电磁力径向向外地作用，并且第二部件被压入到第一部件的互锁造型部内，其中所述第一部件径向在所述第二部件外侧布置 。另ー示意性实施例(图8)示出了分开式后座靠背1，该分开式后座靠背例如划分比为60%比40%。框架结构的构造參照较大的靠背部分2说明。靠背框架4包括两个靠背侧部件5和6、上横贯件7以及下横贯件8。附加的靠背中央部件9可以进一歩加强靠背框架4。如图所示，该附加的靠背中央部件可以从较小的靠背部分3中省略。所有外框架结构部件5、6、7和8由轻质构造材料(例如铝)制成为ー挤出型材的形式，所述挤出型材的強化肋相对于框架结构部件的纵向轴线横向地/垂直地指向。在这种情况中，強化肋可以相对于框架结构部件的主延伸平面成任何角度地布置。相反地，靠背中央部件9由轻质材料(例如铝或镁)制成为ー挤出型材的形式，其中所述挤出型材的壁与框架结构部件的纵向轴线平行地指向。在该示意性实施例中，后壳10由高強度钢组成。作为选择，该后壳还可以由塑料、优选由纤维强化的塑料(CFRP或GFRP)制成。CFRP/GFRP形式还可以是基于热塑性基体的板材形半成品(板)。加强部是由玻璃、碳、芳纶或混合形式制成的纺织或镶嵌(laid)结构(无接头纤维(endless fiber):纤维长度对应于部件的尺寸)。后壳10与靠背框架4还有框架结构部件5、6、7、8和9优选以附着性结合的方式、尤其优选通过借助于一个或两个部件与胶带粘合连接的方式彼此相连。图9示出了另ー示意性实施例。靠背侧部件5和6包括钢管型材，其中所述钢管型材与分别以挤出型材的形式由轻质构造材料制成的上横贯件7和下横贯件8相结合地组成靠背框架4。所述靠背框架可以被设计成以能够省略靠背中央部件9的方式被加强。像前述那样，粘结适合作为材料配对的附着性结合连接方法，但是例如还可以采用冷金属过渡焊接(cold metal transfer welding) (CMT焊接)，其使得招部件连接至镀锌的钢部件。在根据图10的示意性实施例中示出了类似的构造。所述构造与前述实施例的不同之处在于为靠背侧部件5和6采用高強度矩形钢管型材。图11示出了靠背框架结构的另一、非常优选的结构化构造。在这种情况中，靠背框架4由矩形钢管型材制成的背侧部件5和6与例如铝深拉拔或挤压型材制成的交叉件7和8组成。在三维造型的铝横贯件内已经一体形成用于矩形钢管型材的容座。所有示意性实施例的共同的特点是，还可以想到上述不同的材料組合。靠背侧部件5和6因而可以由轻质构造材料(例如铝或镁)、钢(例如高强度钢)或塑料制成。同样的情况应用于横贯件7和8。这些材料还可以设置用于后壳10。相应地，适合要求的不同的连接技术还可以被采用。除了已经提到的方法以外，可选地或结合地还可以采用粘性结合、互锁和/或摩擦连接技术、例如焊接(例如MIG)、CMT焊接(冷金属过渡——在铝钢结合的情况中)、插塞/螺纹连接、接头元件连接(例如铸铝接头)、铆接、压接(Tox铆钳)、冷滚压成形或挤压连接。根据另ー实施例，各部件可选地可以在粘性结合处理之后借助于专门的高强度跟踪式夹具(tracker clip)彼此相连,其中所述跟踪式夹具优选由不锈钢制成。进ー步优选地，各部件唯一地通过采用夹具相连。作为选择或可选地，在施涂胶水之后，进ー步优选地各部件可以通过带型连接而彼此相连，以便至少用于进ー步运输。这些连接有利地允许各部件彼此相互附加的固定。所采用的固定措施优选可以是粘性结合、互锁和/或摩擦连接技术、例如焊接(例如MIG)、CMT焊接(冷金属过渡——在铝钢结合的情况中)、插塞/螺纹连接、接头元件连接(例如铸铝接头)、铆接、压接(Tox铆钳)、冷滚压成形或挤压连接。如图12所述，所有可想到的和/或必要的部件能够以简单的方式被集成到靠背框架结构中。例如，示出了用于靠背倾斜功能、贯通装载选择与儿童座椅安全(ISOfix、T0pTether)的部件或者座椅安全带轮、头部保护装置与扶手。附图标记列表I分开式后座靠背2较大的靠背部分3较小的靠背部分4靠背框架5、6靠背侧部件7上横贯件8下横贯件9靠背中央部件10后壳100结构元件101、101'第一部件102、102'、102"、102' "、102""第二部件103、103'、103"、103'"重叠区600互锁成型部 700附加的互锁成型部800线圈
权利要求
1.一种用于机动车的、尤其用于机动车座椅的结构元件(100)，所述结构元件(100)具有第一部件(101)和第二部件(102)，所述第一部件(101)和所述第二部件(102)在重叠区(103)内互锁连接或者互锁且摩擦连接，其特征在于，所述重叠区内的连接(600)能够通过电磁脉冲成形方法实现，所述第一部件(102)具有至少一个位于所述重叠区(103)内的互锁成型部￠00)，所述第二部件(102)能够被模制成型到所述至少一个互锁成型部(600)内。
2.根据权利要求I所述的结构元件(100)，其特征在于，所述第二部件(102)由导电材料、优选钢材料、铝材料或镁材料制成；或者所述第二部件由这样一种材料制成，其中这种材料由不同材料以材料-材料结合连接的方式组成。
3.根据前述权利要求任一所述的结构元件(100)，其特征在于，所述第一部件(101)的至少一个互锁成型部(600)在所述重叠区(103)内设置为压凹条，其中优选地所述压凹条的深度沿所述压凹条的纵向改变。
4.根据前述权利要求任一所述的结构元件(100)，其特征在于，所述第一部件(101)的至少一个互锁成型部(600)在所述重叠区(103)内设置为压凹条，其中所述压凹条相对于所述第一部件(101)的主延伸方向平行地或垂直地设置。
5.根据权利要求I至3任一所述的结构元件(100)，其特征在于，所述第一部件(101)的至少一个互锁成型部(600)在所述重叠区(103)内设置为压凹条，其中所述压凹条相对于所述第一部件(101)的主延伸方向成一角度地设置，该角度是在30°与60°之间、优选是在40°与50°之间、并进一步优选是在44°与46°之间。
6.根据前述权利要求任一所述的结构元件(100)，其特征在于，所述第一部件(101)至少在所述重叠区(103)内具有封闭的横截面、优选圆形横截面或多边形、优选六边形或八边形横截面。
7.根据前述权利要求任一所述的结构元件(100)，其特征在于，所述第一部件(101)在所述重叠区(103)内具有所述互锁成型部(600)以及至少一个附加的互锁成型部(700)，所述互锁成型部￠00)与所述附加的互锁成型部(700)被设置为分别具有纵向的压凹条，所述压凹条的纵向彼此平行地设置。
8.根据前述权利要求任一所述的结构元件(100)，其特征在于，所述第一部件(101)在所述重叠区(103)内具有至少两个或至少三个互锁成型部出00、700)，所述互锁成型部(600,700)沿周向彼此相互均匀隔开角度地设置。
9.根据前述权利要求任一所述的结构元件(100)，其特征在于，所述第二部件(102)能够借助于导电驱动元件被模制成型到所述互锁成型部上。
10.一种用作为根据前述权利要求任一所述的结构元件(100)的第一部件(101)的部件，其中所述部件具有至少一个位于重叠区(103)内的互锁成型部￠00)。
11.一种根据权利要求I至7任一所述的结构元件(100)的制造方法，其中，在第一步骤中，所述第二部件(102)在所述重叠区(103)内布置在所述第一部件(101)与线圈(800)之间；在第二步骤中，在所述重叠区(103)内借助于所述线圈(800)产生电磁场；并且，在第三步骤中，所述第二部件(102)在所述重叠区(103)内被模制成型到所述第一部件的互锁成型部(600)中。
12.一种根据权利要求I至8任一所述的结构元件(100)的制造装置，所述制造装置包括用于在重叠区(103)内产生电磁场的线圈(800);第一部件(101)，其中所述第一部件具有至少一个位于所述重叠区(103)内的互锁成型部￠00);以及第二部件(102)，其中所述第二部件用于模制成型到所述第一部件(101)的互锁成型部(600)中，其中，所述第二部件(102)在所述重叠区(103)内布置在所述第一部件(101)与线圈(800)之间。
13.一种机动车的、尤其机动车座椅的组合结构元件(1、2、3)，所述结构元件(1、2、3)具有第一结构部件(5、6、7、8、9)以及第二结构部件(10)，所述第一结构部件(5、6、7、8、9)连接至所述第二结构部件(10),其特征在于,所述第一结构部件(5、6、7、8、9)由轻质构造材料制成，并且所述第二结构部件(10)由钢材料制成。
14.根据权利要求13所述的组合结构元件(1、2、3)，其特征在于，所述第一结构部件(5、6、7、8、9)以附着性结合的方式、优选通过粘接剂结合而连接至所述第二结构部件(10);进一步优选地，所述各结构部件借助于固定器具彼此相连；特别优选地，所述固定器具包括夹具和/或带。
15.根据权利要求13或14所述的组合结构元件(1、2、3)，其特征在于，所述第二结构部件(10)由轻金属或纤维加强的材料制成，所述纤维加强的材料优选由碳纤维和/或玻璃纤维加强。
全文摘要
本发明涉及机动车的、尤其机动车座椅的结构元件(100)，其中所述结构元件(100)包括第一部件(101)和第二部件(102)。在重叠区(103)内，第一部件(101)和第二部件(102)形状封闭连接或者形状封闭与力封闭连接，重叠区(103)内的连接可以通过电磁脉冲成形方法实现，第一部件包括至少一个形状封闭的成型部(600)，所述第二部件能够模制成型到所述至少一个形状封闭的成型部(600)中。
文档编号B23K20/06GK102666197SQ201080041290
公开日2012年9月12日 申请日期2010年9月15日 优先权日2009年9月16日
发明者A·丹海西希, B·格罗斯, C·许布施, D·埃肯罗特, D·安格曼, H-G·韦纳, J·黑斯特贝格, M·齐恩达, P·科帕德, R·恩达吉吉马纳, S·丰克, V·乌杨, V·瓦亚尔, W·佩伦茨, Y·奥伦 申请人:约翰逊控股公司