CN101372026A - 利用部件公差补偿来压凹接合部件组件的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利用部件公差补偿来压凹接合部件组件的系统和方法，用以实现不会受到用来形成部件的材料的原料变化的影响而得到具有至少一个期望的部件间的间隙的压凹接合后的设备。对在压凹接合压力机中所使用的成对压凹接合模具中的至少一个制作变体，并且每次更换一批部件时选择具有适当压凹接合间隙的变体。在第二实施方式中，设备首先在传统的压凹接合压力机中进行压凹接合，然后装载到间隙调整压力机中，间隙调整压力机使压凹接合后的设备的至少一部分变形以获得期望的间隙。通过仔细地限制执行变形的力，能够在对制造过程中的部件批次没有要求的情况下获得期望的间隙。

Description

利用部件公差补偿来压凹接合部件组件的系统和方法

技术领域

本发明涉及用于压凹接合机械设备中的部件组件的系统和方法。更具体地，本发明涉及将机械设备中的一个或多个部件压凹接合至该设备中的另一部件的系统和方法，由此能够不受到装配材料的公差的影响而减少所得装配设备中的部件的松动。

背景技术

已知通过将部件压凹接合在一起的方式来将不要求拆卸的机械部件组件制成设备。总体上，一个或多个机械部件包括至少一个如下部分(“压凹接合材料”)，该部分在压凹接合过程期间发生永久变形以将部件固定(即“压凹接合”)在一起。压凹接合过程的挤压力经由成对的适当成形的模具施加至机械部件组件以使压凹接合材料弯曲、卷曲、轧扁抑或永久变形，从而将部件紧固在一起以形成设备。

压凹接合提供了超过诸如螺栓紧固或焊接的其它装配技术的若干优点，即：压凹接合相对便宜，需要很小的组件内体积(不同于螺栓和螺钉，它们需要组件中的用以容纳螺栓或螺钉的螺纹部分的体积)并且使得组件永久地连接到设备中。

然而，压凹接合也具有缺点。在设备通过压凹接合进行装配时，即使设备壳体被压凹接合，压凹接合后的设备中的部件公差会导致设备中的部件的某些松动，使得会发生一个或多个部件相对于其它部件的移动。在受到机械振动时，松动的部件能够移动，导致在设备中产生不期望的噪声。特别地，在汽车工业中，这些噪声一般称为嗡嗡声(Buzz)、吱吱声(Squeak)和嘎嘎声(Rattle)(“BSR”)，而且这些噪声是非常不受欢迎的。

之前，通过紧缩原材料的公差来减小不期望的松动的尝试已经导致了无法接受的制造成本的增加。其它用来减轻不期望的松动的征兆——诸如BSR——的尝试包括对压凹接合后的设备加入弹性材料，但是这些材料同样增加了制造成本并且其在设备内具有无法接受的较短寿命。

期望具有一种用于压凹接合机械设备中部件组件的方法，该方法能够避免压凹接合后的设备中的部件的不期望的松动。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于压凹接合机械设备中部件组件的新的系统和方法，该方法消除或减轻了现有技术中的至少一个缺点。

根据本发明的第一方面，提供一种用于压凹接合机械设备中部件组件的方法，该方法包括步骤：(i)利用压力机中的成对的压凹接合模具形成至少一个样品设备；(ii)检查所述至少一个样品设备以确定是否已经正确地获得设备中的部件之间的间隙；(iii)如果没有正确地获得所述间隙，则更换压力机中的所述成对的压凹接合模具中的至少一个，并且自步骤(i)重新开始该方法；(iv)如果已经正确地获得所述间隙，则利用所述成对的压凹接合模具来生产设备；以及(v)如果在设备中进行压凹接合的任何部件发生批次更换，则自步骤(i)重新开始该方法，其中更换部件的尺寸改变会影响到所述间隙。

优选地，步骤(iii)包括确定所述至少一个样品设备的间隙是否太大或太小以及，如果太小，则更换成对的模具中的至少一个以增大模具的间隙，或者如果太大，则更换成对的模具中的至少一个以减少模具的间隙。

根据本发明的另一方面，提供一种用于压凹接合机械设备中的部件组件的方法，其中所得设备的两个或多个部件之间具有预先选定的间隙，包括步骤：(i)将部件装载到压凹接合压力机中并且对所述部件进行压凹接合以形成压凹接合后的设备；(ii)将压凹接合后的设备装载到间隙调整压力机中，所述间隙调整压力机包括：设备放置于其上的支撑件以及附连至冲头的挤压模具，挤压模具以可操作方式与压凹接合后的设备的一部分接合以使该设备的所述部分变形从而调整至预先选定的间隙；以及(iii)移动冲头用以使挤压模具以预先选定的力与设备的所述部分相接触，以使所述部分变形从而调整至预先选定的间隙。

本发明提供一种用于压凹接合机械设备中的部件的新的方法，以实现不会受到用来形成部件的材料的原料变化的影响而得到具有至少一个期望的部件间的间隙的压凹接合后的设备。对在压凹接合压力机中所使用的成对的压凹接合模具中的至少一个制作变体，并且每次更换一批部件时选择具有适当压凹接合间隙的变体。这样，在用来形成部件的大量原材料之间的变化将不会导致压凹接合后的设备遭受横向松动或其它不符合设备规格的压凹接合结果。在第二实施方式中，设备首先在传统的压凹接合压力机中进行压凹接合，并且然后装载到间隙调整压力机中，间隙调整压力机使压凹接合后的设备的至少一部分变形以获得期望的间隙。通过仔细地限制执行变形的力，能够在对制造过程中的部件批次没有要求的情况下获得期望的间隙。

附图说明

现在将参照附图仅通过示例来描述本发明的优选实施方式，其中：

图1示出了能够根据本发明来制造的用于汽车座椅靠背的盘形后靠的分解图；

图2示出了经过压凹接合的图1中的盘形后靠的局部截面图；

图3示出了根据本发明的方法的压凹接合压力机的一部分的横截面图，其中压力机打开并装载有图1中的盘形后靠的部件组件；

图4示出了类似于图3的横截面图，其中压力机闭合以将设备的上部部件和下部部件压凹接合在一起；

图5示出了在图2中的压力机中使用的上模具的侧视横截面图；

图6示出了图5中的模具的立体图；以及

图7示出了图2中的压力机能够采用的三个上模具的部分侧视横截面图。

具体实施方式

虽然本发明的系统和方法的以下讨论参照了具体设备的压凹接合，具体地为已知的盘形后靠——其作为能够利用本发明的系统和方法有利地制造的设备的示例，但是本发明并不限于用来制造这种盘形后靠或任何其它具体设备。而是，能够有利地采用本发明来制造本领域的技术人员能够想到的多种设备。

如上所述，在图1中，已知的盘形后靠总体上以20指出。例如盘形后靠20的设备通常被用来提供汽车座椅靠背相对于座椅底座的定位。

如图所示，盘形后靠20包括：能够附连至座椅底座的导向板24以及能够附连至座椅靠背的齿板28。一组棘爪32位于导向板24内并由弹簧36偏压，棘爪32通过与一组位于齿板28的内周边唇缘附近的齿接合而锁定齿板28相对于导向板24的角位置。轴40包括位于成组的棘爪32内的凸轮44。最后，挡圈48与导向板24压凹接合并包围盘形后靠20的其它部件，完成盘形后靠20的装配。

当期望改变齿板28相对于导向板24的角位置，从而改变座椅靠背相对于座椅底座的位置时，移动附连至轴40的杆(未示出)，使轴40旋转并将凸轮44的凸轮表面带入到与成组的棘爪32相接触。

凸轮44抵抗弹簧36的偏压力使棘爪32移动并脱离与齿板28的齿的接触，这允许了齿板28和导向板24之间的相对角运动。

当座椅靠背按照期望定位时，将杆松开并且凸轮44允许成组的棘爪32在弹簧36的偏压力的作用下重新与齿板28的齿接合，因此将齿板28相对于导向板24以及座椅靠背相对于座椅底座的角位置再次固定。

如图2所示，当挡圈48与导向板24压凹接合时，在齿板28和挡圈48的径向上表面64之间必须提供间隙60，以便当成组的棘爪32从齿板28脱离时允许齿板28相对于导向板24和挡圈48旋转。

虽然间隙60必须足够于允许齿板28的旋转，但是如果间隙60过大，则齿板28会在盘形后靠20内过度运动并且因此会产生不期望的BSR噪声。因此，控制间隙60对于避免不期望的BSR噪声同时仍允许盘形后靠20的正确操作来说是重要的。

如上所述，本发明并不限于盘形后靠20等的制造，部件之间具有间隙的许多其它压凹接合设备也存在着类似的问题，而且能够有利地采用本发明来制造这些设备。

图3示出了在根据本发明的方法中使用的压凹接合压力机100。压力机100可以是一般常规的并且优选地包括底座部分104，下模具108固定至所述底座部分，并且所述底座部分优选地还包括辅助装载并使将要由压力机100压凹接合的部件对准的定位器112。

在图示的实施方式中，由压力机100压凹接合的盘形后靠20以及如上所述的多种其它设备都能够根据本发明进行压凹接合。

压力机100还包括冲头116，上模具120——其示例在图5和6中最好地示出——安装至所述冲头。上模具120包括具有适当的形状和体积的腔124，以便在压力机100的一个循环中当上模具120被带入到与下模具108相接触时用以容纳盘形后靠设备20的上部部分。

在图示的实施方式中，非常类似于常规的压凹接合操作，盘形后靠设备20的导向板24放置在下模具108上，而盘形后靠20的其余部件放置在导向板24顶上。然后如图2和4所示，压力机100以将挡圈48容纳在腔124中的方式闭合，并且挡圈48的下边缘与下模具108接合，下模具108将所述下边缘折叠并折到导向板24的下侧边缘上，以便将盘形后靠设备20压凹接合在一起。

然而，与已知的压凹接合压力机和方法不同，上模具120还包括第一挤压表面136以及在压力机100闭合时与挡圈48的径向上表面64接合的第二挤压表面132，从而将径向上表面64向下挤压以减少间隙60。

上模具120还包括邻接表面136，其与下模具108的相应邻接表面邻接，当上模具120和下模具108完全闭合时用以终止压力机100的闭合，并且因此用以防止对挡圈48的径向上表面64的过度挤压。

第一挤压表面136和第二挤压表面132在上模具120中以规定的距离垂直地隔开，所述距离选择为使得径向上表面64的变形将产生期望的间隙60。如本领域的技术人员已知，这个垂直间隔的确定是通过：上模具120的设计，第一挤压表面136和第二挤压表面132之间的相对距离，形成挡圈48的材料的厚度以及装载到压力机100中以进行压凹接合的盘形后靠设备20的部件的垂直高度。

一旦确定正确的垂直间隔并且制作出上模具120，则盘形后靠设备20的部件厚度的改变，例如冲压或其它方式成型的挡圈48、齿板28或导向板24所用的原材料的改变，就会导致间隙60太小——造成盘形后靠设备20的故障，或者太大——造成BSR噪声。

因此，在本发明的方法中，制作一组上模具120，每个模具是不同的以便适应设备20的原材料的变化。在本优选实施方式中，制作如图7所示的一组三个上模具120a、120b和120c。

上模具120制作为：第一挤压表面136和第二挤压表面132之间的间隔140为如上所述进行确定的名义上的正确间隔。

上模具120b制造为：第一挤压表面136和第二挤压表面132之间的间隔144选定为小于间隔140的量。

上模具120c制造为：第一挤压表面136和第二挤压表面132之间的间隔148选定为大于间隔140的量。

根据本发明的方法，将成套上模具中的一个——例如上模具120a——安装在压力机100中，然后将用于装配盘形后靠设备20或其它设备的部件装载到压力机100中，并且压力机100循环以生产样品设备20。虽然仅需要生产单个的样品设备20，但是目前优选地生产三个或更多个样品设备20以确保压力机100在其常规操作条件之下进行操作。

依次从压力机100取下每个样品设备20并由压力机操作人员或其他个人或系统进行检查，以确定是否已经正确地获得对于间隙60的期望值。

如果对于样品设备20已经获得间隙60的期望值，那么能够继续设备20的生产直到会影响到设备20间隙60的设备20的任何部件的批次发生更换。

具体地，设备20的每个相关部件是成批进行筹备，每一批是由用于该部件的单批原材料形成。因此，例如，如果设备20的导向板24是通过冲压钢原料而形成，当该批次的原料用尽时，那些冲压完的导向板24构成一批，而由新批次的钢原料冲压的导向板24将构成一新的批次。

在本发明的方法中，只要设备20的任何相关的一批部件发生更换，便制作一个或多个样品设备20并进行检查。对于本领域的技术人员而言显而易见，设备20的相关部件是那些尺寸公差的改变会影响所得到的间隙60的尺寸的部件。

如果当检查样品设备20时，确定样品设备20的间隙60太大，则将上模具120(在该示例中为120a)从压力机100取下，并且用相对于取下的上模具120而言在第一挤压表面136和第二挤压表面132之间具有减小的间隔的上模具120(在该示例中为120b)来取代。

然后，在具有替换的上模具120的压力机100中形成一个或多个另外的样品设备20，并且然后检查这些另外的样品设备120以确定间隙60是否在期望的范围之内。如果间隙60是可接受的，便能够继续进行设备20的生产直到再次出现设备20的任何相关部件的批次更换。

如果间隙60高于期望的范围，则于是将上模具120从压力机100取下并且用相对于取下的上模具而言在第一挤压表面136和第二挤压表面132之间具有减少的间隔的另一上模具来取代，并且再次制作一个或多个样品设备20并进行检查。

可替代地，如果检查样品设备20并确定间隙60低于期望的范围，则于是将压力机100的上模具120取下并且用相对于取下的上模具120而言在第一挤压表面136和第二挤压表面132之间具有增大的间隔的上模具120(例如上模具120c)来取代。然后，利用替换的上模具来制作一个或多个样品设备20并进行检查。如果现在，样品设备具有期望的范围内的间隙60，则继续进行设备20的生产直到下次的批次更换。相反，如果样品设备没有在规格内压凹接合，则于是利用适当的可选上模具120——在间隙60低于期望的范围的情况下具有增大的间隔的上模具，或者在间隙60大于期望的范围的情况下具有减少的间隔的上模具——来调换该上模具120。

对于本领域的技术人员而言显而易见，本发明不限于所使用的变体上模具的任何具体数目，并且变体模具的适当数目将取决于预期的原材料的变化。在本发明的方法的目前使用中，已经发现三个变体上模具120是足够的，但是设想在其它情况下更多或更少的变体可能是适当的。

在本发明的第二实施方式中，设备20的部件的压凹接合以及为了调整间隙60而对表面64进行的挤压和/或变形已经分开为独立的制造步骤。在本实施方式中，设备20在传统的压凹接合压力机中压凹接合。然后将压凹接合后的设备20装载到间隙调整压力机中，所述间隙调整压力机包括：与设备20的下表面具有互补形状并对设备20的下表面进行支撑的下支座，以及安装有挤压模具的冲头。挤压模具成形为当冲头朝着下支座移动时与表面64接合并且适当地使表面64变形。

为了调整间隙60，间隙调整压力机的冲头朝着下支座上的设备20移动，将挤压模具带入到与表面64接触。例如微型控制器的控制系统对冲头经由挤压模具施加至表面64的力进行监测，并且控制冲头使得在表面64上施加预先选定的力，之后缩回冲头。

预先选定的力能够以多种方式进行确定，包括通过经验性测试，并且预先选定的力是足以使表面64变形以获得处于期望的间隙范围内的间隙60的力。

在一个目前的优选实施方式中，预先选定的力选择为使得表面64(或表面64上的特征，例如凹痕等)被带入到与齿板28相接触并且间隙60是通过当冲头和挤压模具缩回时表面64的回弹而形成。

对于本领域的技术人员而言显而易见，预先选定的力以及表面64的回弹基本上不依赖于设备20的部件中的预期的公差改变，因此在本发明的该实施方式中，设备20的制造不需要成批次的进行安排并且制造能够执行为连续的过程。

本发明提供了一种用于压凹接合机械设备中的部件的新的方法，用以实现不会受到用来形成部件的材料的原料变化的影响而得到具有至少一个期望的部件间的间隙的压凹接合后的设备。变体是针对在压凹接合压力机中所使用的成对压凹接合模具中的至少一个进行制作，并且每次当一批部件改变时选择具有适当的压凹接合间隙的变体。这样，用来形成部件的大量原材料之间的变化将不会导致压凹接合后的设备遭受横向松动或其它不符合设备规格的压凹接合结果。在第二实施方式中，设备首先在传统的压凹接合压力机中进行压凹接合，并且然后装载到间隙调整压力机中，所述间隙调整压力机使压凹接合后的设备的至少一部分变形以获得期望的间隙。通过仔细地限制执行变形的力，能够在对制造过程中的部件批次没有要求的情况下获得期望的间隙。

上述实施方式仅是作为本发明的示例，而且在不背离仅由所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下本领域的技术人员可以实现对本发明的替代和改型。

Claims (3)

1.一种用于压凹接合机械设备中的部件组件的方法，包括步骤：

(i)利用压力机中的成对的压凹接合模具形成至少一个样品设备；

(ii)检查所述至少一个样品设备以确定是否已经正确地获得所述设备中的部件之间的间隙；

(iii)如果没有正确地获得所述间隙，则更换所述压力机中的所述成对的压凹接合模具中的至少一个，并且自步骤(i)重新开始该方法；

(iv)如果已经正确地获得所述间隙，则利用所述成对的压凹接合模具来生产设备；以及

(v)如果在所述设备中进行压凹接合的任何部件发生批次更换，则自步骤(i)重新开始该方法，其中更换部件的尺寸改变会影响到所述间隙。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(iii)包括确定所述至少一个样品设备的所述间隙是否太大或太小以及，如果太小，则更换所述成对的模具中的至少一个以增大所述模具的间隙，或者如果太大，则更换所述成对的模具中的至少一个以减少所述模具的间隙。

3.一种用于压凹接合机械设备中的部件组件的方法，其中所得到的设备的两个或多个部件之间具有预先选定的间隙，包括步骤：

(i)将所述部件装载到压凹接合压力机中并且对所述部件进行压凹接合以形成压凹接合后的设备；

(ii)将所述压凹接合后的设备装载到间隙调整压力机中，所述间隙调整压力机包括：所述设备放置于其上的支撑件以及附连至冲头的挤压模具，所述挤压模具以可操作方式与所述压凹接合后的设备的一部分接合以使所述设备的所述部分变形从而调整至所述预先选定的间隙；以及

(iii)移动所述冲头用以使所述挤压模具以预先选定的力与所述设备的所述部分相接触，以使所述部分变形从而调整至所述预先选定的间隙。

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