用于制造车辆悬架的顶部安装件的系统的制作方法

本公开涉及用于车辆悬架的顶部安装件(topmount，上支撑)，并且更具体地涉及用于组装顶部安装件的系统和方法。

背景技术：

顶部安装件将车辆悬架支柱耦接到车辆的支撑结构，并且改进弹簧悬挂和行驶以及颠簸和回弹控制。常规的上支柱安装件包括至少一个弹性轴颈，弹性轴颈通常由具有金属芯的橡胶体形成。轴颈隔离并减少道路向车体的输入的传递。

传统地，顶部安装件的组装需要多个工位，以便进行组装操作。在第一工位中，将螺柱附接到安装板。然后将不完整的顶部安装件组件从第一工位移除并输送到第二工位，在第二工位中，将轴颈设置在顶部安装件本体内。这种多工位工艺是低效的，因为它需要额外的机械用于顶部安装件的运输和组装两者。该工艺还需要额外的人力，因为在制造过程中必须保持两个分开的工位。

存在对在单个工位处组装顶部安装件的系统和方法的持续需要。理想地，组装顶部安装件的所述系统和方法是有效的，并且允许单独的操作者快速地制造顶部安装件。

技术实现要素：

根据本公开，已经惊奇地发现一种用于在单个工位中制造顶部安装件的系统和方法，该系统和方法是有效的并且允许单独的操作者快速地制造顶部安装件。

在一个实施例中，一种用于制造车辆悬架的顶部安装件的系统包括被配置成接收顶部安装件本体的浮动模具顶部。顶部安装件本体具有轴颈开口和多个螺柱孔。多个滚花螺柱可移除地设置在螺柱孔中。浮动模具顶部具有穿过浮动模具顶部形成的主开口和多个辅助开口。主开口被配置成接收并对准与顶部安装件本体的轴颈开口相邻的轴颈。该系统进一步包括具有多个压接块的固定模具基座。压接块设置在浮动模具顶部的辅助开口中。浮动模具顶部可滑动地设置在压接块上方。压接块中的每个被配置成接收滚花螺柱中的一个。推杆头组件被配置成选择性地往返于静止位置和压接位置移动。当处于压接位置中时，推杆头组件接触顶部安装件本体以将滚花螺柱压入顶部安装件本体中，并使固定模具基座的压接块压接与所述滚花螺柱相邻的顶部安装件本体。滚花螺柱由此附接到顶部安装件本体。推杆轴被配置成穿过固定模具基座选择性地往返于缩回位置和插入位置移动。当处于插入位置中时，推杆轴接触轴颈并且使轴颈前进到顶部安装件本体的轴颈开口中。轴颈由此附接到顶部安装件本体。

在另一实施例中，推杆头组件耦接到推杆头组件致动器，推杆头组件致动器被配置成使推杆头组件选择性地往返于静止位置和压接位置移动。推杆轴耦接到推杆轴致动器，推杆轴致动器被配置成使推杆轴往返于缩回位置和插入位置移动。浮动模具顶部致动器耦接到浮模具顶部。浮动模具顶部致动器被配置成在推杆头组件在压接操作之后朝向静止位置移动时，使浮动模具顶部与推杆头组件协同移动一预定距离。

系统可进一步包括控制器，控制器被配置成选择性地移动推杆头组件、推杆轴和浮动模具顶部。包括力传感器和位置传感器中的至少一个的多个传感器与控制器通信，并且提供关于由推杆头组件施加的力和浮动模具顶部与推杆轴中的至少一个的位置中的至少一个的反馈。注油器组件与浮动模具顶部相邻设置，并且被配置成接收顶部安装件本体并使用润滑剂润滑顶部安装件本体的轴颈开口。浮动模具顶部、固定模具基座、推杆头组件、推杆轴、控制器、传感器和注油器组件安装在整体式框架组件中。

在本公开的又一实施例中，公开了一种用于制造车辆悬架的顶部安装件的方法。该方法包括提供具有轴颈开口和多个螺柱孔、多个滚花螺柱和轴颈的顶部安装件本体。然后，将滚花螺柱插入顶部安装件本体的螺柱孔中。基本上同时向顶部安装件本体施加压力以将滚花螺柱压接在顶部安装件本体的螺柱孔中并且向轴颈施加单独的压力以将轴颈插入到顶部安装件本体的轴颈开口中。

附图说明

从下面的详细描述，特别是当根据下面描述的附图考虑时，本公开的以上以及其他优点对于本领域技术人员而言将变得显而易见。

图1a是根据本公开的一个实施例的顶部安装件的分解的前立体图；

图1b是图1a的顶部安装件的部分分解的前立体图，其中滚花螺柱设置在顶部安装件本体的螺柱孔中；

图1c是图1a的组装的顶部安装件的前立体图，所示轴颈设置在顶部安装件本体的轴颈开口中；

图2a是根据本公开的一个实施例的用于组装顶部安装件的系统的前左立体图，其中所示系统处于装载步骤，在装载步骤中，轴颈、顶部安装件本体和滚花螺柱设置在系统中；

图2b是根据本公开的一个实施例的用于组装顶部安装件的系统的前左立体图，其中所示系统处于组装步骤，在组装步骤中，滚花螺柱通过压接固定到顶部安装件本体，并且轴颈前进通过顶部安装件本体的轴颈开口；

图2c是根据本公开的一个实施例的用于组装顶部安装件的系统的前左立体图，其中所示系统处于剥离步骤(strippingstep)，在剥离步骤中，推杆头组件与浮动模具顶部协同移动；

图2d是根据本公开的一个实施例的用于组装顶部安装件的系统的前左立体图，其中系统处于排出步骤，其中组装的顶部安装件呈现在方便的位置中以从系统移除；

图3a是图2a的系统的模具组件的分解的前立体图；

图3b是沿图2a中的剖面线3b-3b截取的注油器组件的截面立体图；

图4a是沿图2a中的剖面线4a-4a截取的系统的截面侧正视图；

图4b是沿图2b中的剖面线4b-4b截取的系统的截面侧正视图；

图4c是沿图2c中的剖面线4c-4c截取的系统的截面侧正视图；

图4d是沿图2d中的剖面线4d-4d截取的系统的截面侧正视图；

图5是通过图2a至图2d中所描绘的系统的下模具组件的中心轴线所截取的截面侧正视图；

图6是示出图2a至图2d中所描绘的系统的下模具组件的浮动模具顶部气缸的截面侧正视图；以及

图7是说明根据本公开的一个实施例的用于组装顶部安装件的方法的流程图。

具体实施方式

以下详细描述和附图描述和说明了本发明的各种实施例。该描述和附图用于使本领域技术人员能够制造和使用本发明，而并非旨在以任何方式限制本发明的范围。关于所公开的方法，所呈现的步骤本质上是示例性的，并且因此步骤的顺序不是必需的或关键的。

图1a至图1c说明处于渐进的组装状态的顶部安装件2。在图1a中，示出在组装之前的顶部安装件2的组成部分的分解图。顶部安装件2的组成部分包括顶部安装件本体4、多个滚花螺柱6和轴颈8。所说明的顶部安装件本体4为环形形状，并且进一步包括轴颈开口10。轴颈开口10具有半圆环内部轮廓。环形安装凸缘12从轴颈开口10径向向外延伸。多个螺柱孔14穿过安装凸缘12设置。

虽然在上文中描述了具有大致环形形状，但是应当理解，顶部安装件本体4可以是多种不同形状中的任何一种，诸如例如三椭圆形(tri-ovular，三角椭圆形)、椭圆形或多边形。安装凸缘12还可以包括设置在其中的对准特征16，用于在组装顶部安装件2期间保持螺柱孔14的对准。

轴颈8是具有通常由聚合材料形成的轴颈体18的弹性构件。轴颈8基本上为柱形，其具有柱形内孔和半圆环外部轮廓，柱形刚性套筒20被接收在该内孔中，半圆环外部轮廓基本上对应于轴颈开口10的内部轮廓。在特定实施例中，刚性套筒20可以由金属(诸如铝)形成。本领域的普通技术人员可以根据需要为轴颈体18和刚性套筒20选择合适的材料。

滚花螺柱6包括头部22、从头部22延伸的螺纹柄24以及设置在头部22与螺纹柄24之间的滚花肩部26。滚花肩部26的外径大于相应螺柱孔14的内径，并且包括从滚花肩部径向向外延伸的多个突起。

图1b示出了处于部分组装状态的顶部安装件2，其中滚花螺柱6已可拆卸地插入到螺柱孔14中。滚花肩部26被压入相应的螺柱孔14中，如图所示，从而在滚花肩部26的突起与螺柱孔14的内径之间形成摩擦干涉，使得滚花螺柱6固定在螺柱孔14内。除滚花肩部26与螺柱孔14的内径之间的摩擦干涉之外，通过螺柱孔14围绕滚花螺柱6形成压接，以进一步将滚花螺柱6紧固在螺柱孔14内。

在图1c中，示出了完全组装的顶部安装件2，其中轴颈8已经插入穿过顶部安装件本体4中的轴颈开口10中，使得轴颈8的外部轮廓受到轴颈开口10的内部轮廓约束。因此，轴颈8在轴颈开口10内的进一步运动受到该约束抑制。

图2a至图6示出了根据本公开的系统的一个实施例。如图所示，该系统是压机组件(pressassembly，压力机)28，压机组件包括压机框架30、模具组件32、多个传感器34、控制器36和注油器组件38。压机框架30包括上压机框架40和压机床42，它们均设置在一对立柱44之间。

模具组件32包括下模具组件46和上模具组件48，下模具组件由压机框架30的压机床42支撑，上模具组件从上压机框架40悬垂。

如图3a和图5所示，下模具组件46包括固定模具基座50。示例性固定模具基座50为立方体形状并且包括相对的顶面52和底面54。主孔56和多个辅助孔58从顶面52到底面54横贯固定模具基座50的厚度。主孔56为柱形，具有足以将轴颈8接收在其中的内径，并且主孔竖直地延伸穿过固定模具基座50。辅助孔58围绕主孔56隔开。在所示出的实施例中，存在围绕主孔56等距隔开的三个辅助孔58，但是其他数量和间距对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。

多个压接块60从固定模具基座50的顶面52突出，并且压接块中包括用于接收滚花螺柱6的螺纹柄24的固定孔62。在示例性实施例中，压接块60为柱形并且摩擦地接收到形成于固定模具基座50中的对应孔中。然而，压接块60可以是其他几何形状，并且作为非限制性示例可以使用螺旋螺纹、粘合或焊接联结到固定模具基座50。根据需要，压接块60和固定模具基座50也可以由单个整体式本体形成。

在下模具组件46中进一步包括浮动模具顶部64。浮动模具顶部64与固定模具基座50的顶面52相邻设置。浮动模具顶部64包括主开口66和围绕主开口66隔开的多个辅助开口68。主开口66与主孔56轴向对准，并且辅助开口68与固定模具基座50的压接块60轴向对准。浮动模具顶部64的辅助孔58中的每个的尺寸适当地设定成可滑动地接收从中穿过的相应压接块60，其中当浮动模具顶部64抵接固定模具基座50的顶面52时，压接块60延伸穿过浮动模具顶部64并从浮动模具顶部突出。在浮动模具顶部64上可包括对准销70，用于接合顶部安装件本体4的对准特征16。

具有相对的第一端74和第二端76的推杆轴72被设置成穿过固定模具基座50的主孔56。推杆轴72可选择性地定位在缩回位置和插入位置中。在缩回位置中，推杆轴72的第二端76基本上设置在固定模具基座50的主孔56内。在插入位置中，推杆轴72的第二端76延伸超过主孔56。在说明性实施例中，推杆轴72的第一端74连接到固定模具基座50下方的推杆轴致动器78。推杆轴致动器78可以为能够提供推杆轴72穿过固定模具基座50的主孔56的线性平移的任何类型的致动器72，诸如例如气动致动器、液压致动器或机械致动器。在说明性实施例中，推杆轴致动器78为气动致动器，诸如气动冲程气缸。推杆轴致动器78能够提供足以将轴颈8插入到顶部安装件本体4的轴颈开口10中的力。

中心柱80与推杆轴72的第二端76相邻设置并从该第二端延伸。中心柱80包括安装柄82、心轴84和衬圈86。中心柱80的安装柄82附接到推杆轴72的第二端76，使得中心柱80的延伸部从推杆轴72的第二端76是可调节的。在图5的所说明的实施例中，例如，中心柱80具有外部螺旋螺纹，用于接合推杆轴72的第二端76中的孔的内部螺旋螺纹(helicalthread，螺旋线螺纹)。通过使中心柱80关于推杆轴72旋转来调节中心柱80的延伸部。衬圈86设置在安装柄82的端部处，在安装柄82与心轴84之间。心轴84可以为柱形，并且从在安装柄82对面的衬圈86延伸。

重新参考图3a，至少一个浮动模具顶部气缸88包括在下模具组件46中，并且该浮动模具顶部气缸包括附接到固定模具基座50的气缸体90和气缸杆92。气缸杆92延伸穿过固定模具基座50的辅助孔58并且经由耦接件93耦接到浮动模具顶部64。气缸杆92可选择性地定位在第一缩回位置和第二延伸位置之间。当气缸杆92处于缩回位置时，浮动模具顶部64抵接固定模具基座50。当气缸杆92移动到延伸位置时，浮动模具顶部64与固定模具基座50分离。在说明性实施例中，在下模具组件46中包括三个浮动模具顶部气缸88。应当理解，在本公开的范围内可以使用任何数量的气缸。

上模具组件48包括推杆头组件94，如图3a所示。推杆头组件94被配置成选择性地往返于如图2a和图2d所示的静止位置以及如图2b所示的压接位置。

推杆头组件94包括具有相对的第一端98和第二端100的推杆头96、附接到推杆头96的第二端100的推杆头环102和死止件(deadstop)104。说明性实施例的推杆头环102为环形，并且与顶部安装件本体4的环形安装凸缘12对应。然而，应当理解，当使用具有不同形状的顶部安装件本体4时，推杆头环102将具有不同的对应形状。例如，对于三椭圆形顶部安装件本体4，对应的推杆头环102的形状将为三椭圆形。

推杆头组件94的死止件104可调节地连接到推杆头96的第二端100并与其隔开。可选择性地调节死止件104与推杆头96之间的间隔，以适应轴颈8和顶部安装件本体4的尺寸变化。例如，在一个实施例中，死止件104可以被调节成延伸超过推杆头环102，并且在另一实施例中，死止件104可以被调节成设置在推杆头环102内。在说明性实施例中，死止件104与环形环同心，使得当推杆头组件94移动到压接位置时，死止件104与顶部安装件本体4的轴颈开口10的中心轴线轴向对准。

如图3a进一步所示，推杆头组件致动器106耦接到推杆头96的第一端98。推杆头组件致动器106使推杆头组件94选择性地往返于静止位置和压接位置移动。在说明性实施例中，推杆头组件致动器106为液压致动器，诸如液压冲程气缸；然而，作为非限制性示例，在本公开的范围内，包括机电致动器和气动致动器的其他类型的致动器也可以用作推杆头组件致动器106。

更具体地，当推杆头组件94选择性地移动到压接位置时，推杆头组件致动器106能够在推杆头组件94上施加50吨的向下力。已经惊奇地发现，50吨的向下的力足以将滚花螺柱6压接在顶部安装件本体4的螺柱孔14内，而不会不利地使顶部安装件本体4的其余部分变形。然而，本领域的普通技术人员也可以根据需要选择由推杆头组件致动器106施加的其他向下力。

多个传感器34与控制器36通信，并且包括至少一个位置传感器和一个力传感器，所述传感器可以在适当的位置设置在系统内。力传感器提供关于由推杆头组件94施加的力的反馈。另一力传感器可以提供关于由推杆轴72施加的力的反馈。位置传感器可以提供关于浮动模具顶部64的位置的反馈。另一位置传感器可以提供关于推杆轴72的位置的反馈。附加的接近传感器(proximitysensor)设置在下模具组件46上，以提供顶部安装件2的组成部分存在于模具组件32中的反馈。另一传感器34可以提供关于来自系统操作者的接收到的输入的反馈，表示系统准备好操作，例如，顶部安装件本体4和滚花螺柱6处于适当位置并且准备好进行处理。技术人员可以根据需要选择与控制器36通信的其他合适类型和合适数量的传感器。

控制器36与模具组件和多个传感器34通信。如图所说明，控制器36附接到压机框架30；然而，在某些实施例中，控制器36可以独立于压机框架30定位。控制器36可以包括具有显示器和输入装置的用户界面，其中用户可以调节从控制器36传送到模具组件的输出，诸如将由上模具组件和下模具组件施加的力。

在图3b中以截面示出的注油器组件38与下模具组件46相邻定位在压床42上。注油器组件38被配置成接收顶部安装件本体4，并且将润滑剂施加到限定轴颈开口10的顶部安装件本体的内表面。注油器组件38包括油基座108，油基座具有与润滑剂源112流体连通的输油管道110。排油通道114形成于油基座108的上表面中。毡油芯116设置在油基座108的顶部并且与输油管道110流体连通。毡油芯116被配置成接触轴颈开口10的内部轮廓以在其上施加润滑剂。

在图3b的说明性实施例中，毡油芯116为截头锥形并且邻接润滑剂分配排液盖118，润滑剂分配排液盖具有多个端口并且与输油管道110流体连通。排油通道114包括与润滑油源112流体连通的出口120。多余的油返回到润滑剂源112，以通过注油器组件38进行连续循环。

本发明进一步包括用于利用本文描述的压机组件28制造顶部安装件2的方法300，如图2a至图7所示。

参考图7，方法300包括装载步骤302、组装步骤304、剥离步骤306和排出步骤308。首先，在装载步骤302中，放置模具组件32，如图2a和图4a所示。然后，操作者提供顶部安装件2的部件，包括顶部安装件本体4、多个螺柱6和轴颈8。轴颈8首先被接收在浮动模具顶部64的主开口66中并在浮动模具顶部的主开口内对准，其中轴颈8的刚性套筒20接收中心柱80的心轴84，以保持轴颈8在主开口66内的轴向对准，并且轴颈8搁置在中心柱80的衬圈86的顶部。

接下来，操作者将顶部安装件本体4的轴颈开口10施加到注油器组件38的毡油芯116上，以向轴颈孔10提供润滑剂涂层。随后，将润滑的顶部安装件本体4放置在顶部安装件本体4的顶部。将顶部安装件本体4的螺柱孔14与压接块60的固定孔62对准。然后，将多个滚花螺柱6插入穿过顶部安装件本体4的螺柱孔14，其中每个滚花螺柱6的螺纹柄24接收在压接块60的相应的固定孔62中。滚花螺柱6的滚花肩部26抵接顶部安装件本体4的凸缘的上表面，与螺柱孔14中的每个相邻。

通过完成部件的提供，多个传感器34向控制器36提供系统准备好开始组装步骤304的反馈，组装步骤包括压接操作和轴颈插入操作。在组装步骤304中，如图2b和图4b所示，滚花螺柱6和轴颈8基本上同时固定到顶部安装件本体4。在组装步骤304期间，推杆头组件94首先从如图2a所示的静止位置移动到如图2b所示的压接位置，其中通过推杆头组件致动器106向推杆头组件94施加向下的力。在压接位置中，推杆头环102接触滚花螺柱6的头部22。推杆头组件致动器106向滚花螺柱6的头部22施加例如大约50吨的预定向下力，将滚花肩部26按压穿过螺柱孔14，以在滚花肩部26的突出与螺柱孔14的内径之间形成过盈配合。一旦滚花肩部26已被按压穿过螺柱孔14，预定的向下力就通过滚花螺柱6传递到顶部安装件本体4，并且使压接块60围绕滚花螺柱6压接螺柱孔14，进一步在压接操作中紧固滚花螺柱6。

一旦控制器36从力传感器34接收到已经施加并保持预定向下力的反馈，然后推杆轴72就从如图2a所示的缩回位置移动到如图2b所示的插入位置，其中中心柱80的衬圈86向轴颈8施加向上的力，该向上的力足以在轴颈插入操作中将轴颈8插入轴颈开口10中。推杆头组件94的死止件104存在于轴颈开口10的相对端中，以防止轴颈8过度插入超过轴颈开口10。

随着组装步骤304完成，模具组件32进行到剥离步骤306。在剥离步骤306中，浮动模具顶部64远离固定模具基座50前进预定距离。当浮动模具顶部64远离固定模基座50前进时，顶部安装件2的滚花螺柱6从压接块60的固定孔62中退出。预定距离为足以使滚花螺柱的螺纹柄从压接块60退出的任何距离并且取决于螺纹柄24的长度。在剥离步骤306期间，推杆头组件94也与浮动模具顶部64协同移动到中间位置，如图2c和图4c所示，从而将顶部安装件本体4夹在其间。

在剥离步骤306之后，压机组件28进行到如图2d和图4d所示的排出步骤308。在排出步骤308中，其中顶部安装件2被呈现给操作者用于从压机组件28移除。在滚花螺柱6大部分从压接块60移除的情况下，推杆头组件94完全缩回到静止位置，并且浮动模具顶部64返回至抵接固定模具基座50的顶面52。当浮动模具顶部64缩回时，滚花螺柱6的下部与压接块60的过盈配合使顶部安装件2被压接块60以方便呈现的方式支撑，用于从压机组件28中移除。然后，操作者可以返回到装载步骤302，并且可以重复方法300以制造进一步的顶部安装件2。

有利地，用于制造本公开的顶部安装件2的系统和方法涉及单个工位或压机组件28。同样地，该系统和方法是有效的，并允许通过单独的操作者快速地制造顶部安装件2，迄今为止，这对于传统的顶部安装件制造系统来说是不可能的。

从上述描述，本领域的普通技术人员可以容易地确定本发明的基本特征，并且在不脱离其精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种改变和修改以使其适应各种用途和条件。