专利名称：定制强度的座椅结构部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆内部的部件。具体地,本发明涉及座椅结构的一部分。本发明还涉及制造车辆内部的部件的方法。
背景技术：
车辆内部的零件，尤其是车辆座椅及其结构，是本领域技术人员公知的。这样的车辆座椅包括椅座(seat base)和椅背(seat back)。在大多数情况下，借助于倾角调节器(recliner)而将椅背附接到椅座。椅背以及椅座各自包括一个结构(例如框架)，该结构在大多数情况下被垫子覆盖，而该垫子被椅套包围。所述内部零件，尤其是座椅结构的零件，常常是具有复杂形状的模压部件，必须具有非常高的强度，尤其是为了承受碰撞负载。因此会期望这些部件由高强度材料制造。然而，高强度材料难以模压，因为它在模压中将开裂或破裂，导致该部件不适合使用。因此，本发明的目标是提供一种具有复杂形状和高强度的车辆内部部件。本发明的另一目标是提供一种制造具有复杂形状和高强度的车辆内部部件的方法。
发明内容
所述问题通过如下方式来解决提供一种由金属制成的车辆内部部件,该车辆内部部件首先被成型，然后被整体和/或局部处理以更改它的材料强度。所述问题还通过如下方式来解决一种用于处理由金属制成的车辆内部部件的方法，其中该车辆内部部件首先被成型，然后被处理以整体和/或局部更改它的材料强度。下面的公开内容应用于本发明的部件，而且应用于本发明的方法。本发明涉及一种位于车辆内部的部件。该部件可以是任何车辆内部零件。优选地，该部件是车辆座椅结构的一部分，即，椅座结构和/或椅背结构的一部分，并且在此优选地是框架或框架的一部分。更优选地，该部件是侧构件和/或连接元件，其中两个侧构件和两个连接元件构成所述椅座或椅背的框架。在另一个优选实施方案中，该部件是座椅调节器的一部分，尤其是用于向前/向后调节座椅的两个轨道中的至少一个。根据本发明的车辆座椅可以是车辆内的任何座椅，其为一个或多个车辆乘员提供就坐空间，即，根据本发明的座椅也可以是长条座椅(bench)。该部件由金属制成，优选地由钢(例如硼处理的钢)制成，更优选地由优选轧制钢板(rolled steel-plate)制成。优选地，选择具有低强度或中等强度的钢，例如在00. 2-0. 07应变下具有400-600MPa应力的硼钢(DB 200)。该部件首先被成型，优选地成型为三维形状。该部件的材料通过冷成型(cold-forming)成为该部件的期望形状，尤其例如通过“轧制”形成钢板。该冷成型可以通过模压(stamping)来执行。由于所使用的材料具有低强度或中等强度，所以该材料能成为期望形状，尤其是复杂形状。在成型之前、成型期间或成型之后，可以在该部件的材料中插入孔。这可以例如通过钻孔或冲孔来实现。该部件(如果由金属制成)的优选期望厚度是O. 8-1. 5mm。在成型之后，该部件被处理以局部或整体改变材料强度。优选地，材料强度被局部增大。在另一个优选实施方案中，整个部件的材料强度被增大。在又一个实施方案中，该部件的强度被局部或整体增大，然后再被局部减小。已处理区域的目标材料特性优选地是对于 Rp 为 1000-1200MPa，而对于 Rni 为 1300_1500MPa。为了增大局部强度的该处理可以，例如，通过下列方法实现退火(annealing)、奥氏体回火(austempering)、碳氮共渗(carbonitriding)、渗碳(carburizing)、表面硬化(casehardening)、常规硬化(例如淬火(quench)和回火(temper))、均质化(homogenizing)、热等静压(hot isostatic pressing)、马氏体回火(martempering)、正火(normalizing)、时效(aging)、喷丸 / 喷砂(shot peening/blasting)、溶液处理(solutiontreating)、稳定化(stabilizing),和/或应力消除(stress relieving)。处理本发明的部 件的有用设施是炉，优选是具有保护性气氛的炉；盐浴和/或真空，以及火焰/喷灯；激光器；和/或电子束。感应加热(induction heating)是(尤其是局部地)处理本发明的部件的另一种替代方法。局部或整体热处理该车辆内部部件的一个优选方法是感应硬化(inductionhardening)ο在感应硬化中，使用电磁场来在工作件中感生润电流(eddy currents),润电流使得出现阻性加热效应(resistive heating effect)。可以通过适当的感应线圈设计来使加热局部化，从而控制所述加热。与其他加热方法相比，该加热的速率非常高。当所述钢已经被加热到足够的温度时，该感应被暂停。优选地,在加热之后，以快到足以支持该钢的微结构转变成马氏体(martensite)和/或贝氏体(bainite)的速率冷却该部件，其中强度水平与未处理材料相比大大增强。使用感应加热的一个优势是，可以非常严密地(尤其是局部地)控制加热图案。这允许在相对邻近的区域中，已热处理的部件的区段保持在非热处理条件中。因而，在所要求的部位可将部件强度定制为有高强度，而在其他区域有低强度和高延展性。较低强度的区域具有如下优势它们因形变而吸收能量，例如在碰撞期间。座椅下部侧构件是如下一种部件，该部件可以受益于该部件整个的高强度。然而，优选的是该部件整个具有不同的强度。需要最高强度的区域是围绕倾角调节器附接件区域的区域。由于该材料初始的低强度或中等强度，该部件可以成型具有深段(de印section)。在成型之后，该倾角调节器附接件周围的区域被强化，例如通过加热，尤其是感应加热，并且优选地随后被淬火。可要求较高强度的另一区域是侧构件部件的前段(front section)。由于该材料初始的低强度或中等强度，该部件可以成型具有深段(de印section)。在成型之后，该倾角调节器附接件周围的区域被强化，例如通过加热，尤其是感应加热，并且优选地随后被淬火。优选地，该侧构件的中央段被保持在软的和有延展性的状态。这可以有益于管理该部件的强度，但也有益于管理在碰撞事件中给予该结构的能量。
在一个优选的实施方案中，车辆内部部件是用于座椅的纵向调节的两个轨道中的至少一个。在这些轨道之间一般提供滚动元件以减小摩擦。优选地，这些轨道中的至少一个被至少局部硬化，尤其是在与所述滚动元件接触的区域，以例如改善耐久性和/或平滑性。用于硬化的另一优选区域是这两个轨道出现闩锁的轨道区域。在此，局部强度优选地被增大。现在根据图I-图6更详细地解释本发明。这些解释不限制保护范围。
图I是具有包括根据一个示例性实施方案的本发明部件的座椅的车辆的立体图。图2是具有根据一个示例性实施方案的本发明部件的车辆座椅结构的立体图。图3示出了具有根据一个示例性实施方案的本发明部件的车辆座椅的靠背的框 架。图4a_图4h示出了本发明部件的不同示例性实施方案，以及它是如何制造的。图5a-图5b示出了一个座椅调节器的上轨道。图6a_图6b示出了所述座椅调节器的下轨道。
具体实施例方式总体参看附图，尤其参看图1，根据一个示例性实施方案示出了一个车辆。该车辆包括为该车辆的乘员提供的一个或多个车辆座椅。图2示出了车辆座椅结构的一个示例性实施方案。尽管所示出的车辆是一个4门轿车，但应理解，该座椅可以用在小型货车、运动用车或任何其他借助于其或在其内搭载人员或给任何市场运载货物的装置中，或者用在包括从办公室座位和运输至飞机和空间旅行以及之间所有的任何应用中。所示出的车辆座椅包括椅背、椅座以及联接至该椅背和该椅座的连接构件或倾角调节器(recliner)。该车辆座椅还包括头枕和底座部分(base portion) 0该头枕从该椅背向上延伸，并且被配置为限制乘员的头部。该底座部分(例如导轨(track)组件)将该座椅联接至车身，并且可以被配置为允许该座椅相对于车身选择性定位(手动或马达驱动)。图3示出了一个车辆座椅的框架。该框架包括椅背的框架I。该车辆座椅是通过轨道9、10纵向可调节的。框架I包括两个侧构件2，它们被上连接构件和下连接构件3连接以形成一个框架。该框架在其下部包括一个侧碰撞管(side impact tube)4和两个倾角调节器5，它们将椅背与椅座连接。该椅座还包括侧构件6，它们被与连接构件连接。根据本发明，侧构件2、6以及侧碰撞管4，现在被局部处理以局部增大强度。所述侧构件例如在区域7 (在此该倾角调节器被附接至所述侧构件)被处理。侧碰撞构件4在区域8被处理，以使其抗弯阻力(buckling resistance)增大到需要的强度。本领域技术人员理解,如果需要则可以增大整个侧构件2、6和整个侧碰撞构件4的强度。然而，优选的是局部增大强度。在本例中，该强度增大已经通过局部热处理被执行。由于该处理，断裂强度(fracturestrength)Rm和屈服强度(yield strength)Rp0. 2已经增大了至少100%,优选地150%,更优选地200%。图4a_图4h示出了该椅座的侧构件6。两个侧构件6位于该椅座的左边和右边，并且是其结构的一部分，尤其是作为其框架的一部分。在大多数情况下，该框架被连接至上导轨(track) 9，上导轨沿着连接至该轿车车身的下导轨10可移动，以纵向调节该座椅的位置。调节该车辆座椅的高度的装置也可以附接至该椅座的侧构件。该侧构件在其区域A中具有用于该倾角调节器的连接装置。在如图4a的阴影区域所示是这个受限的区域中，该侧构件材料的强度已经被增大，例如通过对该区域加热(尤其是感应加热)并且随后淬火。这个区域是该部件中需要最高强度的区域，因为它是该倾角调节器被连接至该侧构件的区域。如前面已经强调的，具有增大的强度的区域的形状可以被仔细地控制。与图4a相t匕，根据图4b的实施方案中增大了已处理区域。该区域是例如通过感应加热被处理的。根据图4c的部件已经在两个区域Al和A2被处理，其中侧构件6的机械强度已经增大。在这些区域中，所有机械负载都被转移到该侧构件内，使得需要高机械强度。两个区域Al和A2都被热处理。在这两个区域Al和A2之间是一个具有相对低的机械强度的区域(该相对低的机械强度可以是制作该侧构件的材料的原始强度)，或者可以是一个机械强度的增大小于区域Al和A2的区域。区域Al和A2之间的“软”区域可以尤其有益于碰撞中的能量吸收。
图4d描绘了如何制造根据图4c的侧构件的一个实施例。该侧构件首先被整体热处理以增大其强度，然后再在区域B被软化以减小材料强度。在中央段的强度减小可以通过选择性地退火(诸如通过气体火焰加热)以降低强度来达到。根据图4e的实施方案是对根据图4b的实施方案的一个替代，其中两个端部段被热处理，但是被热处理到不同的强度水平。在根据图4e的实施方案中，区域A’和A"都已经被处理(在此是热处理)以增大它们的机械强度。然而，改变处理参数导致在区域A’中有较高的增强，而在区域A"中有较低的增强。在根据图4f的实施方案中，选择了桁架(truss)形状的热处理图案，以促进适当的负载流经过该部分。在根据图4g的实施方案中，已经执行了受限区域A的以及法兰区域(flangesarea) Af在其受限长度(示出)和/或全部长度(未示出)上的处理(在此是热处理)。在根据图4h的实施方案中，部分6的周界，尤其是不仅所述法兰，已经被热处理。图5a示出了根据现有技术的上轨道9的三个视图，上轨道9被连接至椅座。图5b示出了根据本发明修改后的图5a中示出的轨道。滚珠座圈(ball races)的区域A已经被热处理以改善其材料特性，尤其是其耐久性和/或平滑性。闩锁区域也可以被局部处理以改善材料特性。图6a示出了根据现有技术的下轨道10的三个视图，下轨道10被连接至椅座。图6b示出了根据本发明修改后的图6a中示出的轨道。滚珠座圈的区域A已经被热处理以改善其材料特性，尤其是耐久性和/或平滑性。闩锁区域也可以被局部处理以改善材料特性。附图标记I椅背的框架2椅背的侧构件3连接构件4侧碰撞管5倾角调节器
6椅座的侧构件7材料强度增大的区域8材料强度增大的区域9上轨道
10下轨道A高强度区域Al高强度区域A2高强度区域A’高强度区域A〃高强度区域Af高强度区域B软化区域
权利要求
1.由金属制成的车辆内部部件(I,2，3，4，6)，所述车辆内部部件被成型,然后被整体和/或局部处理以更改它的材料强度。
2.根据权利要求I所述的车辆内部部件(1，2，3，4，6)，其特征在于，所述材料强度是增大的，优选地是局部增大的。
3.根据前述权利要求之一所述的车辆内部部件(1，2，3，4，6)，其特征在于，所述车辆内部部件由硼钢制成。
4.根据前述权利要求之一所述的车辆内部部件(1，2，3，4，6)，其特征在于，已处理区域的增大的材料强度优选地是对于Rp为1000-1200MPa，和/或对于Rm为1300_1500MPa。
5.根据前述权利要求之一所述的车辆内部部件(1，2，3，4，6)，其特征在于，未处理区域的材料强度优选地是对于Rp为600-800MPa，和/或对于Rni为900_1100MPa。
6.根据前述权利要求之一所述的车辆内部部件(1，2，3，4，6)，其特征在于，所述车辆内部部件是车辆座椅的一部分，尤其是侧构件和/或连接构件。
7.根据前述权利要求之一所述的车辆内部部件(1，2，3，4，6)，其特征在于，所述车辆内部部件是车辆座椅的纵向调节的轨道(9，IO )。
8.根据权利要求7所述的车辆内部部件(1，2，3，4，6)，其特征在于，滚珠座圈和/或闩锁区域的材料强度被更改。
9.用于处理由金属制成的车辆内部部件(1，2，3，4，6)的方法，其特征在于，所述车辆内部部件首先被成型，然后被处理以整体和/或局部更改它的材料强度。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述处理是退火、奥氏体回火、碳氮共渗、渗碳、表面硬化、均质化、热等静压、马氏体回火、正火、时效、喷丸/喷砂、溶液处理、稳定化、和/或应力消除。
11.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，处理设备是炉，优选地是具有保护性气氛的炉；盐浴和/或真空，以及火焰/喷灯；激光器；和/或电子束。
12.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，用感应加热对所述部件进行热处理，尤其是用感应加热对所述部件进行局部热处理。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，使用电磁场在所述部件中感生涡电流，使得出现阻性加热效应。
14.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，以快到足以支持钢的微结构转变成马氏体和/或贝氏体的速率冷却所述部件。
全文摘要
本发明涉及车辆内部的部件(1，2，3，4，6)。具体地，本发明涉及座椅结构的一部分。本发明还涉及制造车辆内部的部件(1，2，3，4，6)的方法。
文档编号C21D9/00GK102906284SQ201080059836
公开日2013年1月30日 申请日期2010年11月4日 优先权日2009年11月6日
发明者D·J·萨金南, O·泽卡维卡, R·G·拜德罗, F·T·温特斯, N·L·佩托霍夫, A·M·凯斯蒂安 申请人:江森自控科技公司