EP2988906A1 - Verfahren zur erzeugung einer laserschweissnaht und fahrzeugsitz - Google Patents

Verfahren zur erzeugung einer laserschweissnaht und fahrzeugsitz

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Publication number
EP2988906A1
EP2988906A1 EP14715626.9A EP14715626A EP2988906A1 EP 2988906 A1 EP2988906 A1 EP 2988906A1 EP 14715626 A EP14715626 A EP 14715626A EP 2988906 A1 EP2988906 A1 EP 2988906A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pendulum
region
laser
laser weld
laser beam
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14715626.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Koenig
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Adient Luxembourg Holding SARL
Original Assignee
Johnson Controls Components GmbH and Co KG
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 Johnson Controls Components GmbH and Co KG filed Critical Johnson Controls Components GmbH and Co KG
Publication of EP2988906A1 publication Critical patent/EP2988906A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/68Seat frames
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    • B23K26/24Seam welding
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60N2/686Panel like structures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04Steel or steel alloys

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a laser weld with the features of the preamble of claim 1 and a vehicle seat with the features of claim 15.
  • the energy of a laser beam penetrates through a planar component into another component, whereby a local heating of the two components takes place at the contact point of the two components and the components are welded together.
  • Weld seam known, which comprises a rectilinear area and an adjoining round or teardrop-shaped area.
  • DE 10 2005 001 606 A1 discloses a method for connecting a plurality of flat sheets by means of pendulum welding seams.
  • DE 10 2007 063 456 A1 also discloses a method for connecting a plurality of flat sheets by means of pendulum welding seams.
  • the object of the invention is to provide an alternative method for
  • the invention is further based on the object to provide a vehicle seat, which has a laser weld with correspondingly increased strength.
  • the substantially flat objects are first in Contact with each other and then connected together in a welding process, wherein the energy of the laser beam penetrates through the one flat object into the other flat object.
  • the laser weld seam at least one pendulum region, in which the laser beam is guided in the form of a pendulum motion about a welding axis, and at least one central region, in which the laser beam at least approximately rectilinearly along the
  • Welding axis is guided comprises.
  • the inventive method produces a laser weld, which has a relatively high strength on the one hand in the pendulum region, and on the other hand in the central region in relatively short
  • Process time can be generated.
  • the laser weld seam is preferably arranged and oriented such that the pendulum region is located at a region of the highest expected load.
  • process time is meant a period of time required to produce the laser weld by means of the laser beam.
  • exactly two pendulum areas are provided, namely a
  • the central region is arranged between the initial region and the end region.
  • the inventive method is particularly advantageous in the manufacture of a backrest of a vehicle seat applicable, wherein the
  • substantially flat objects are a back frame and a backrest plate of a backrest.
  • the laser beam crosses several times during the pendulum movement in the pendulum area
  • the amplitude of the pendulum motion is changed.
  • a larger amplitude can be selected, whereby the strength is increased.
  • a smaller amplitude can be selected, whereby the process time decreases.
  • the amplitude of the pendulum movement preferably has a maximum value at a starting point and / or end point of the pendulum region, and thus also the laser weld seam, facing away from the central region.
  • the amplitude of the pendulum motion is preferably approximately equal to or equal to zero.
  • the laser weld seam has a length factor, which corresponds to the ratio of extended length to linear length, of approximately 1.2 to 1.3, preferably approximately 1.25.
  • the stretched length of the laser weld corresponds to the path that the laser beam in generating the
  • the linear length of the laser weld seam is the distance between the starting point facing away from the central region and the end point of the laser weld seam facing away from the central region.
  • Length factor of 1, 2 to 1, 3, preferably about 1, 25, ensures a relatively high strength of the laser weld at the same time
  • the at least one pendulum region for example the starting region or the end region, preferably has a length factor which corresponds to the ratio of extended length to linear length of approximately 1.8 to 2.0.
  • the stretched length of the pendulum area corresponds to the path that the Laser beam in the generation of the pendulum area sets back.
  • the linear length of the pendulum area is the distance between the center area
  • the ratio of the linear length of the at least one pendulum region to the linear length of the middle region advantageously corresponds approximately to a value of 0.2 to 0.25.
  • the linear length of the central region is the extent of the central region along the welding axis.
  • the laser weld seam preferably has an extent perpendicular to the weld axis of about 0.6 mm to 0.8 mm, preferably about 0.7 mm.
  • the task is also supported by a vehicle seat with the characteristics of
  • Claim 15 which comprises at least one laser weld produced by the method according to the invention.
  • FIGURES AND EMBODIMENTS OF THE INVENTION In the following, the invention is explained in more detail with reference to an advantageous embodiment shown in the figures. However, the invention is not limited to this embodiment. Show it:
  • 1 is a schematic view of a vehicle seat
  • Fig. 3 a laser weld, which is created by the method according to the invention.
  • a vehicle seat 1 for a motor vehicle in the present case a rear seat, has a seat part 3 and a tilt-adjustable backrest 4 attached thereto.
  • the vehicle seat could also be a front seat.
  • the backrest 4 could be rigidly connected to the structure of the vehicle.
  • the vehicle seat 1 comprises a largely metal seat structure 10, which is upholstered with foam parts.
  • Foam parts are covered with a cover, which consists for example of leather or fabric.
  • the foam parts and the cover significantly increase the seating comfort for an occupant of the vehicle seat. 1
  • a direction oriented perpendicular to the ground is hereinafter referred to as vertical direction and a direction perpendicular to the vertical direction and perpendicular to the direction of travel is hereinafter referred to as vertical direction and a direction perpendicular to the vertical direction and perpendicular to the direction of travel is hereinafter referred to as vertical direction and a direction perpendicular to the vertical direction and perpendicular to the direction of travel is hereinafter referred to as
  • the vertical direction also includes an angular range relative to the direction perpendicular to the ground in which the seat back 4 is in an ordinary position of use.
  • the backrest 4 is tilt-adjustable, that is, the angle between the seat part 3 and the backrest 4 is adjustable.
  • an electric drive is conceivable.
  • Tilt adjustment pivots the backrest 4 about a pivot axis 12 extending in the transverse direction.
  • the backrest 4 is in its use position and thus extends in the vertical direction.
  • a height-adjustable and tilt-adjustable headrest 18 is attached at the vertically upper end of the backrest 4, which faces away from the seat part 3, a height-adjustable and tilt-adjustable headrest 18 is attached.
  • the backrest 4 comprises inter alia a back frame 20 and a backrest plate 30, which is designed as a flat object.
  • the backrest panel 30 may include stiffening ribs or beads and is still considered to be flat.
  • the back frame 20 is designed here as a partially encircling profile.
  • Said profile has an approximately U-shaped cross-section with two parallel legs and a base connecting the legs. At the end remote from the base of the legs is in each case a flange 21st
  • the base and the base are provided, which extends parallel to the base.
  • Flanges 21 are each formed flat and extend at right angles to the two legs.
  • the backrest plate 30 and the back frame 20 are presently made of metal, in particular steel, and are connected to each other by means of several laser welds 40. In Fig. 2, two such laser welds 40 are shown, but there are usually more than two laser welds 40 available.
  • the backrest plate 30 and the back frame 20 are connected to each other by means of laser welding.
  • the backrest panel 30 and the backrest frame 20 are positioned relative to one another and in a device provided for this purpose
  • the said flanges 21 and the base thus run parallel to the backrest panel 30 and the legs of the profile of the backrest frame 20 are perpendicular to the backrest panel 30th Subsequently, the flanges 21 and the backrest panel 30 are connected to each other by means of laser welding, wherein the energy of a laser beam through the backrest panel 30 through into the flanges 21 of the
  • the laser beam is on the
  • Backrest sheet 30 directed and produces a visible there
  • the backrest panel 30 is connected to the back frame 20 by laser welding.
  • the laser beam is first directed to a starting point 42. From there, the laser beam is guided over the surface of the backrest panel 30 up to an end point 44 and thus generates the laser weld seam 40 on its way there
  • Laser weld seam 40 thus extends between the starting point 42 and the end point 44.
  • the laser beam moves predominantly in a welding direction S.
  • the laser beam first additionally performs a pendulum motion perpendicular to the welding direction S.
  • an initial region 46 of the laser weld 40 which begins at the starting point 42 along the welding direction S in the direction of the
  • End point 44 extends, a pendulum seam.
  • the laser beam After passing through the initial region 46, the laser beam moves only in a straight line in the welding direction S and thus generates in one
  • Middle area 50 a straight seam.
  • the laser beam moves further in the welding direction S and additionally performs a pendulum motion perpendicular to the welding direction S.
  • a pendulum motion perpendicular to the welding direction S.
  • the laser weld 40 thus includes an initial region 46, a
  • Central region 50 has a straight seam and the starting region 46 and the end region 48 each have a pendulum seam.
  • the initial region 46 and the end region 48 are also referred to as pendulum regions.
  • the starting point 42 and the end point 44 of the laser weld 40 are in each case at the
  • the amplitude of the oscillating movement of the laser beam changes in the starting region 46 and in the end region 48.
  • the amplitude of the oscillating motion in the starting region 46 and / or in the end region 48 remains constant.
  • the amplitude of the pendulum motion has a maximum value and decreases along the starting area 46.
  • the amplitude of the pendulum motion has a maximum value and decreases along the starting area 46.
  • the laser beam intersects a welding axis A several times.
  • the welding axis A is a straight line which extends in the direction of the welding direction S and centrally through the central region 50.
  • Welding axis A It is also conceivable that the starting point 42 and / or the end point 44 are laterally offset from the welding axis A.
  • the laser weld seam 40 shown in FIG. 3 has a linear length of about 20 mm in the present case.
  • the linear length of the laser weld 40 is the distance between the starting point 42 and the end point 44.
  • the stretched length of the laser weld 40 which corresponds to the distance traveled by the laser beam path, is presently about 25 mm.
  • the linear length of the starting region 46 which corresponds to the distance between the starting point 42 and the beginning of the central region 50, is presently about 3 mm. Also, the linear length of the end portion 48, which corresponds to the distance between the end point 44 and the end of the central region 50, is presently about 3 mm. The length of the central region 50 is presently about 14 mm.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Laserschweißnaht (40) mittels eines Laserstrahls zur Verbindung zweier im Wesentlichen flächiger Gegenstände (20, 30), wobei die im Wesentlichen flächigen Gegenstände (20, 30) zunächst in Kontakt miteinander gebracht werden und dann in einem Schweißvorgang miteinander verbunden werdenwobei die Energie des Laserstrahls durch den einen flächigen Gegenstand (30) hindurch in den anderen flächigen Gegenstand (20) eindringt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Laserschweißnaht (40) mindestens einen Pendelbereich (46, 48), in welchem der Laserstrahl in Form einer Pendelbewegung um eine Schweißachse (A) geführt wird, und mindestens einen Mittelbereich (50), in welchem der Laserstrahl zumindest annähernd geradlinig entlang der Schweißachse (A) geführt wird, umfasst. Die Erfindung betrifft auch einen Fahrzeugsitz (1), welcher mindestens eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugte Laserschweißnaht (40) umfasst.

Description

KEIPER GmbH & Co. KG, 67657 Kaiserslautern
VERFAHREN ZUR ERZEUGUNG EINER LASERSCHWEISSNAHT UND
FAHRZEUGSITZ
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Laserschweißnaht mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie einen Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Stand der Technik
Komponenten und Strukturen von Kraftfahrzeugsitzen, beispielsweise
Langseinsteller, Unterbauten sowie Rückenlehnen werden häufig aus mehreren einzelnen Bauteilen zusammengesetzt, welche mittels Laserschweißens miteinander verbunden werden.
Dabei dringt die Energie eines Laserstrahls durch ein flächiges Bauteil hindurch in ein anderes Bauteil ein, wodurch an der Kontaktstelle der beiden Bauteile eine lokale Erhitzung der beiden Bauteile stattfindet und die Bauteile miteinander verschweißt werden.
Aus der DE 196 27 913 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Erzeugung einer Laserschweißnaht bekannt. Dabei entstehende Laserschweißnähte an Karosseriebauteilen weisen einen geradlinig verlaufenden mittleren Bereich auf und sind in den Endbereichen verstärkt ausgeführt, insbesondere verdickt, aufgeweitet, verriegelt oder abgebogen. Dadurch ist die Festigkeit einer derart entstandenen Laserschweißnaht gegenüber einer vollständig geradl verlaufenden Laserschweißnaht erhöht.
Aus der DE 10 2009 052 220 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen einer
Schweißnaht bekannt, welche einen geradlinigen Bereich und einen daran anschließenden runden oder tropfenförmigen Bereich umfasst.
In der DE 10 2005 001 606 A1 ist ein Verfahren zum Verbinden mehrerer flacher Bleche mittels Pendelschweißnähten offenbart.
Auch in der DE 10 2007 063 456 A1 ist ein Verfahren zum Verbinden mehrerer flacher Bleche mittels Pendelschweißnähten offenbart.
Aufgabe Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein alternatives Verfahren zur
Erzeugung einer Laserschweißnaht der eingangs genannten Art anzugeben, wobei die entstehenden Laserschweißnähte gegenüber einer vollständig geradlinig verlaufenden Laserschweißnaht eine erhöhte Festigkeit aufweisen. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, einen Fahrzeugsitz anzugeben, welcher eine Laserschweißnaht mit entsprechend erhöhter Festigkeit aufweist.
Lösung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Erzeugung einer Laserschweißnaht mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung einer Laserschweißnaht mittels eines Laserstrahls zur Verbindung zweier im Wesentlichen flächiger Gegenstände werden die im Wesentlichen flächigen Gegenstände zunächst in Kontakt miteinander gebracht und dann in einem Schweißvorgang miteinander verbunden, wobei die Energie des Laserstrahls durch den einen flächigen Gegenstand hindurch in den anderen flächigen Gegenstand eindringt. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Laserschweißnaht mindestens einen Pendelbereich, in welchem der Laserstrahl in Form einer Pendelbewegung um eine Schweißachse geführt wird, und mindestens einen Mittelbereich, in welchem der Laserstrahl zumindest annähernd geradlinig entlang der
Schweißachse geführt wird, umfasst.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren entsteht eine Laserschweißnaht, welche einerseits in dem Pendelbereich eine verhältnismäßig hohe Festigkeit aufweist, und welche andererseits in dem Mittelbereich in verhältnismäßig kurzer
Prozesszeit erzeugbar ist. Vorzugsweise wird die Laserschweißnaht dabei derart angeordnet und orientiert, dass der Pendelbereich sich an einem Bereich der höchsten zu erwartenden Belastung befindet. Als Prozesszeit ist eine Zeitspanne gemeint, welche zur Erzeugung der Laserschweißnaht mittels des Laserstrahls benötigt wird. Vorzugsweise sind genau zwei Pendelbereiche vorgesehen, nämlich ein
Anfangsbereich und ein Endbereich.
Vorzugsweise ist der Mittelbereich zwischen dem Anfangsbereich und dem Endbereich angeordnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft bei der Herstellung einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes anwendbar, wobei die zu
verschweißenden, im Wesentlichen flächigen Gegenstände ein Lehnenrahmen und ein Rückenlehnenblech einer Rückenlehne sind. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kreuzt der Laserstrahl während der Pendelbewegung in dem Pendelbereich mehrfach die
Schweißachse. Vorteilhaft wird die Amplitude der Pendelbewegung dabei verändert. Dadurch kann in einem Bereich, in welchem eine erhöhte Belastung zu erwarten ist, eine größere Amplitude gewählt werden, wodurch die Festigkeit erhöht wird. In einem Bereich, in welchem eine geringere Belastung zu erwarten ist, kann eine kleinere Amplitude gewählt werden, wodurch die Prozesszeit sinkt.
Vorzugsweise hat die Amplitude der Pendelbewegung an einem dem Mittelbereich abgewandten Anfangspunkt und/oder Endpunkt des Pendelbereiches, und damit auch der Laserschweißnaht, einen maximalen Wert. An dem Übergang von dem Pendelbereich zu dem Mittelbereich ist die Amplitude der Pendelbewegung vorzugsweise annähernd oder gleich null.
Besonders vorteilhaft weist die Laserschweißnaht einen Längenfaktor, welcher dem Verhältnis aus gestreckter Länge zu linearer Länge entspricht, von etwa 1 ,2 bis 1 ,3, vorzugsweise etwa 1 ,25 auf. Die gestreckte Länge der Laserschweißnaht entspricht dabei dem Weg, den der Laserstrahl bei der Erzeugung der
Laserschweißnaht zurück legt. Die lineare Länge der Laserschweißnaht ist der Abstand zwischen dem dem Mittelbereich abgewandten Anfangspunkt und dem dem Mittelbereich abgewandten Endpunkt der Laserschweißnaht. Ein
Längenfaktor von 1 ,2 bis 1 ,3, vorzugsweise etwa 1 ,25, gewährleistet eine verhältnismäßig hohe Festigkeit der Laserschweißnaht bei gleichzeitig
verhältnismäßig kurzer Prozesszeit.
Der mindestens eine Pendelbereich, beispielsweise der Anfangsbereich oder der Endbereich, weist vorzugsweise einen Längenfaktor, welcher dem Verhältnis aus gestreckter Länge zu linearer Länge entspricht, von etwa 1 ,8 bis 2,0 auf. Die gestreckte Länge des Pendelbereichs entspricht dabei dem Weg, den der Laserstrahl bei der Erzeugung des Pendelbereichs zurück legt. Die lineare Länge des Pendelbereichs ist der Abstand zwischen dem dem Mittelbereich
abgewandten Anfangspunkt oder Endpunkt des Pendelbereichs und dem
Übergang von dem Mittelbereich zu dem Pendelbereich.
Das Verhältnis der linearen Länge des mindestens einen Pendelbereichs zu der linearen Länge des Mittelbereichs entspricht vorteilhaft etwa einem Wert von 0,2 bis 0,25. Die lineare Länge des Mittelbereichs ist dabei die Ausdehnung des Mittelbereichs entlang der Schweißachse.
In dem Mittelbereich weist die Laserschweißnaht vorzugsweise eine Ausdehnung senkrecht zu der Schweißachse von etwa 0,6 mm bis 0,8 mm, vorzugsweise etwa 0,7 mm auf. Die Aufgabe wird auch durch einen Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des
Anspruchs 15 gelöst, welcher mindestens eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugte Laserschweißnaht umfasst.
Figuren und Ausführungsformen der Erfindung Im Folgenden ist die Erfindung anhand von einem in den Figuren dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Es zeigen:
Fig. 1 : eine schematische Ansicht eines Fahrzeugsitzes,
Fig. 2: eine perspektivische Darstellung einer Sitzstruktur eines
Fahrzeugsitzes und
Fig. 3: eine Laserschweißnaht, die durch das erfindungsgemäße Verfahren entstanden ist. Ein Fahrzeugsitz 1 für ein Kraftfahrzeug, vorliegend ein Fondsitz, weist ein Sitzteil 3 und eine daran angebrachte, neigungseinstellbare Rückenlehne 4 auf. Bei dem Fahrzeugsitz könnte es sich aber auch um einen Vordersitz handeln. Auch könnte die Rückenlehne 4 starr mit der Struktur des Fahrzeugs verbunden sein.
Der Fahrzeugsitz 1 umfasst eine weitgehend aus Metall bestehende Sitzstruktur 10, welche mit Schaumteilen gepolstert ist. Die Sitzstruktur 10 und die
Schaumteile sind mit einem Bezug überzogen, welcher beispielsweise aus Leder oder Stoff besteht. Die Schaumteile sowie der Bezug erhöhen maßgeblich den Sitzkomfort für einen Insassen des Fahrzeugsitzes 1 .
Die Anordnung des Fahrzeugsitzes 1 innerhalb des Fahrzeugs und dessen gewöhnliche Fahrtrichtung definieren die im Folgenden verwendeten
Richtungsangaben. Dabei wird eine senkrecht zum Erdboden orientierte Richtung im Folgenden als Vertikalrichtung bezeichnet und eine Richtung senkrecht zur Vertikalrichtung und senkrecht zur Fahrtrichtung wird im Folgenden als
Querrichtung bezeichnet. Die Vertikalrichtung schließt auch einen Winkelbereich relativ zu der senkrecht zum Erdboden orientierten Richtung ein, in welchem sich die Rückenlehne 4 in gewöhnlicher Gebrauchsposition befindet.
Mittels eines seitlich angeordneten, manuell zu bedienenden
Lehneneinstellbeschlags 19 ist die Rückenlehne 4 neigungseinstellbar, das bedeutet, der Winkel zwischen dem Sitzteil 3 und der Rückenlehne 4 ist einstellbar. Alternativ ist auch ein elektrischer Antrieb denkbar. Bei einer
Neigungseinstellung schwenkt die Rückenlehne 4 um eine in Querrichtung verlaufende Schwenkachse 12.
In den Darstellungen nach Fig. 1 und Fig. 2 befindet sich die Rückenlehne 4 in ihrer Gebrauchsposition und erstreckt sich somit in Vertikalrichtung. An dem in Vertikalrichtung oberen Ende der Rückenlehne 4, welches dem Sitzteil 3 abgewandt ist, ist eine höheneinstellbare und neigungseinstellbare Kopfstütze 18 angebracht. Die Rückenlehne 4 umfasst unter anderem einen Lehnenrahmen 20 sowie ein Rückenlehnenblech 30, welches als flächiger Gegenstand ausgebildet ist. Das Rückenlehnenblech 30 kann Versteifungsrippen oder Sicken enthalten und ist trotzdem als flächig anzusehen.
Der Lehnenrahmen 20 ist vorliegend als teilweise umlaufendes Profil ausgestaltet. Besagtes Profil weist einen annähend U-förmigen Querschnitt mit zwei parallel verlaufenden Schenkeln und einer die Schenkel verbindenden Basis auf. An den der Basis abgewandten Enden der Schenkel ist jeweils ein Flansch 21
vorgesehen, welcher sich parallel zu der Basis erstreckt. Die Basis und die
Flansche 21 sind jeweils flächig ausgebildet und erstrecken sich rechtwinklig zu den beiden Schenkeln. Das Rückenlehnenblech 30 und der Lehnenrahmen 20 bestehen vorliegend aus Metall, insbesondere aus Stahl, und sind mittels mehrerer Laserschweißnähte 40 miteinander verbunden. In Fig. 2 sind zwei solche Laserschweißnähte 40 dargestellt, es sind jedoch in der Regel mehr als zwei Laserschweißnähte 40 vorhanden.
Bei der Fertigung der Rückenlehne 4 der Sitzstruktur 10 des Fahrzeugsitzes 1 werden unter anderem das Rückenlehnenblech 30 und der Lehnenrahmen 20 mittels Laserschweißens miteinander verbunden. Dazu werden das Rückenlehnenblech 30 und der Lehnenrahmen 20 relativ zueinander positioniert und in einer dafür vorgesehenen Vorrichtung
gegeneinander gepresst. Danach liegen die Flansche 21 , welche von den
Schenkeln des Profils des Lehnenrahmens 20 abstehen, flächig auf dem
Rückenlehnenblech 30 auf. Die besagten Flansche 21 und die Basis verlaufen somit parallel zu dem Rückenlehnenblech 30 und die Schenkel des Profils des Lehnenrahmens 20 verlaufen senkrecht zu dem Rückenlehnenblech 30. Anschließend werden die Flansche 21 und das Rückenlehnenblech 30 mittels Laserschweißens miteinander verbunden, wobei die Energie eines Laserstrahls durch das Rückenlehnenblech 30 hindurch in die Flansche 21 des
Lehnenrahmens 20 eindringt. Dabei wird der Laserstrahl auf das
Rückenlehnenblech 30 gerichtet und erzeugt eine dort sichtbare
Laserschweißnaht 40. Nachdem mehrere Laserschweißnähte 40 auf dem
Rückenlehnenblech 30 erzeugt wurden ist das Rückenlehnenblech 30 mit dem Lehnenrahmen 20 mittels Laserschweißens verbunden. Zum Erzeugen einer solchen Laserschweißnaht 40 wird der Laserstrahl zunächst auf einen Anfangspunkt 42 gerichtet. Von dort wird der Laserstrahl über die Oberfläche des Rückenlehnenblechs 30 bis hin zu einem Endpunkt 44 geführt und erzeugt damit auf seinem Weg dorthin die Laserschweißnaht 40. Die
Laserschweißnaht 40 erstreckt sich also zwischen dem Anfangspunkt 42 und dem Endpunkt 44.
Der Laserstrahl bewegt sich beim Erzeugen der Laserschweißnaht 40 vorwiegend in eine Schweißrichtung S. Beginnend an dem Anfangspunkt 42 führt der Laserstrahl zunächst zusätzlich eine Pendelbewegung senkrecht zu der Schweißrichtung S aus. Somit entsteht in einem Anfangsbereich 46 der Laserschweißnaht 40, welcher sich beginnend an dem Anfangspunkt 42 entlang der Schweißrichtung S in Richtung auf den
Endpunkt 44 hin erstreckt, eine Pendelnaht.
Nach Durchlaufen des Anfangsbereichs 46 bewegt sich der Laserstrahl ausschließlich geradlinig in Schweißrichtung S und erzeugt somit in einem
Mittelbereich 50 eine gerade Naht. Nach Durchlaufen des Mittelbereichs 50 bewegt sich der Laserstrahl weiter in Schweißrichtung S und führt zusätzlich eine Pendelbewegung senkrecht zu der Schweißrichtung S aus. Somit entsteht in einem Endbereich 48 der Laserschweißnaht 40, welcher sich entlang der Schweißrichtung S bis hin zu dem Endpunkt 44 hin erstreckt, eine weitere Pendelnaht.
Die Laserschweißnaht 40 umfasst somit einen Anfangsbereich 46, einen
Endbereich 48 und einen dazwischen liegenden Mittelbereich 50, wobei der
Mittelbereich 50 eine gerade Naht aufweist und der Anfangsbereich 46 sowie der Endbereich 48 je eine Pendelnaht. Der Anfangsbereich 46 und der Endbereich 48 werden auch als Pendelbereiche bezeichnet. Der Anfangspunkt 42 und der Endpunkt 44 der Laserschweißnaht 40 liegen dabei jeweils an dem dem
Mittelbereich 50 abgewandten Rand der Laserschweißnaht 40.
Vorliegend ändert sich die Amplitude der Pendelbewegung des Laserstrahls in dem Anfangsbereich 46 und in dem Endbereich 48. Es ist aber auch denkbar, dass die Amplitude der Pendelbewegung in dem Anfangsbereich 46 und/oder in dem Endbereich 48 konstant bleibt.
Beginnend an dem Anfangspunkt 42 hat die Amplitude der Pendelbewegung einen maximalen Wert und verkleinert sich entlang des Anfangsbereichs 46. An dem Übergang von dem Anfangsbereich 46 zu dem Mittelbereich 50 ist die
Amplitude der Pendelbewegung dann gleich null, die Pendelbewegung ist also beendet.
An dem Übergang von dem Mittelbereich 50 zu dem Endbereich 48 ist die
Amplitude der Pendelbewegung immer noch gleich null . Beginnend an dem
Übergang von dem Mittelbereich 50 zu dem Endbereich 48 beginnt die
Pendelbewegung wieder und die Amplitude der Pendelbewegung vergrößert sich dabei. Bei Erreichen des Endpunkts 44 hat die Amplitude der Pendelbewegung wieder einen maximalen Wert. Während der Pendelbewegung in dem Anfangsbereich 46 und in dem Endbereich 48 kreuzt der Laserstrahl mehrfach eine Schweißachse A. Die Schweißachse A ist eine Gerade, welche in Richtung der Schweißrichtung S und mittig durch den Mittelbereich 50 verläuft.
Vorliegend liegen der Anfangspunkt 42 und auch der Endpunkt 44 auf der
Schweißachse A. Es ist aber auch denkbar, dass der Anfangspunkt 42 und/oder der Endpunkt 44 seitlich versetzt zu der Schweißachse A liegen.
Die in Fig. 3 dargestellte Laserschweißnaht 40 hat vorliegend eine lineare Länge von etwa 20 mm. Die lineare Länge der Laserschweißnaht 40 ist der Abstand zwischen dem Anfangspunkt 42 und dem Endpunkt 44. Die gestreckte Länge der Laserschweißnaht 40, welche dem von dem Laserstrahl zurück gelegten Weg entspricht, beträgt vorliegend etwa 25 mm.
Damit ergibt sich vorliegend ein Längenfaktor, welcher dem Verhältnis aus gestreckter Länge zu linearer Länge entspricht, von etwa 1 ,25. Die gestreckte Länge der Laserschweißnaht 40 ist somit um etwa 25% größer als die lineare Länge.
Die lineare Länge des Anfangsbereichs 46, welche dem Abstand zwischen dem Anfangspunkt 42 und dem Beginn des Mittelbereichs 50 entspricht, beträgt vorliegend etwa 3 mm. Auch die lineare Länge des Endbereichs 48, welche dem Abstand zwischen dem Endpunkt 44 und dem Ende des Mittelbereichs 50 entspricht, beträgt vorliegend etwa 3 mm. Die Länge des Mittelbereichs 50 beträgt vorliegend etwa 14 mm.
Auch andere Abmessungen der linearen Längen der Laserschweißnaht 40 sowie des Anfangsbereichs 46 und des Endbereichs 48 sind, ebenso wie andere
Abmessungen der getreckten Länge der Laserschweißnaht 40 sowie der Länge des Mittelbereichs 50, denkbar.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
Bezugszeichenliste
Fahrzeugsitz
Sitzteil
Rückenlehne
Sitzstruktur
Schwenkachse
Kopfstütze
Lehneneinstellbeschlag
Lehnenrahmen
Flansch
Rückenlehnenblech
Laserschweißnaht
Anfangspunkt
Endpunkt
Anfangsbereich
Endbereich
Mittelbereich
Schweißachse
Schweißrichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Erzeugung einer Laserschweißnaht (40) mittels eines
Laserstrahls
zur Verbindung zweier im Wesentlichen flächiger Gegenstände (20, 30), wobei die im Wesentlichen flächigen Gegenstände (20, 30) zunächst in Kontakt miteinander gebracht werden
und dann in einem Schweißvorgang miteinander verbunden werden, wobei die Energie des Laserstrahls durch den einen flächigen Gegenstand (30) hindurch in den anderen flächigen Gegenstand (20) eindringt, dadurch gekennzeichnet, dass
die Laserschweißnaht (40) mindestens einen Pendelbereich (46, 48), in welchem der Laserstrahl in Form einer Pendelbewegung um eine
Schweißachse (A) geführt wird, und mindestens einen Mittelbereich (50), in welchem der Laserstrahl zumindest annähernd geradlinig entlang der Schweißachse (A) geführt wird, umfasst.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Pendelbereiche (46, 48) vorgesehen sind, nämlich ein Anfangsbereich (46) und ein Endbereich (48).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelbereich (50) zwischen dem Anfangsbereich (46) und dem Endbereich (48) angeordnet ist.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen flächigen Gegenstände (20, 30) ein Lehnenrahmen (20) und ein Rückenlehnenblech (30) einer Rückenlehne (4) eines Fahrzeugsitzes (1 ) sind.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl während der Pendelbewegung in dem Pendelbereich (46, 48) mehrfach die Schweißachse (A) kreuzt.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Amplitude der Pendelbewegung verändert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude der Pendelbewegung an einem dem Mittelbereich (50) abgewandten
Anfangspunkt (42) des Pendelbereiches (46, 48) einen maximalen Wert hat.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude der Pendelbewegung an einem dem Mittelbereich (50) abgewandten
Endpunkt (44) des Pendelbereiches (46, 48) einen maximalen Wert hat.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Übergang von dem Pendelbereich (46, 48) zu dem Mittelbereich (50) die Amplitude der Pendelbewegung gleich null ist.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Laserschweißnaht (40) einen Längenfaktor, welcher dem Verhältnis aus gestreckter Länge zu linearer Länge entspricht, von etwa 1 ,2 bis 1 ,3 aufweist.
1 1 . Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Laserschweißnaht (40) einen Längenfaktor, welcher dem Verhältnis aus gestreckter Länge zu linearer Länge entspricht, von etwa 1 ,25 aufweist.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Pendelbereich (46, 48) einen Längenfaktor, welcher dem Verhältnis aus gestreckter Länge zu linearer Länge entspricht, von etwa 1 ,8 bis 2,0 aufweist.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Verhältnis der linearen Länge des mindestens einen Pendelbereichs (46, 48) zu der linearen Länge des Mittelbereichs (50) etwa einem Wert von 0,2 bis 0,25 entspricht.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Laserschweißnaht (40) in dem Mittelbereich (50) eine Ausdehnung senkrecht zu der Schweißachse (A) von etwa 0,6 mm bis 0,8 mm, vorzugsweise etwa 0,7 mm aufweist.
15. Fahrzeugsitz (1 ), umfassend mindestens eine nach dem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche erzeugte Laserschweißnaht (40).
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