活塞外侧板模具和构造活塞及其形成活塞的底切冷却油腔的方法

摘要

本发明提供一种外侧板模具和构造活塞及其形成活塞的底切冷却油腔的方法。该外侧板模具有效地可连接至传统的活塞模具机器。该外侧板模具具有一对轴头芯构件和一对轴头导引块。该轴头芯构件可彼此相对地和相背地沿着基本垂直于活塞的纵向中心轴的一轴移动。每个该轴头导引块具有开口，该开口中容置单独的该轴头芯构件。响应于该轴头导引块的移动，一对外侧板可在该对轴头导引块之间移动至闭合位置以形成该活塞的底切冷却油腔，且可移动至打开位置以允许该活塞垂直地沿着纵向中心轴被取出。

说明书

技术领域

本发明大体涉及活塞及其构造方法，更具体地涉及活塞模具及其构 造方法。

背景技术

构造带有环形冷却油腔的活塞是已知的，该活塞具有直接位于活塞 环带的径向向内的底切。该底切提供环带的外悬部分，导致在铸造活塞时带 来问题。为了避免必须在铸造后加工该底切，该模具腔必须包括具有该所需 的底切配置的阴性形状的凸起或侧板。但是，为了从该模具腔中取出或者移 除该铸造活塞，该侧板必须完全从该底切和该模具腔中移除。因为该悬垂的 环带从该底切径向向外形成，该侧板并不能简单地以纯粹水平的方向从该底 切径向向外移动。对于更为复杂的结构，在模塑工艺中形成的销壳从该环带 悬垂以横向地彼此间隔开的方式并且相对于活塞的中心轴横向地向外分散， 该销壳阻止该底切形成侧板以纯粹垂直的方向向下移动。因此，为了解决这 个问题，很多已知的模具组件包括必须从该模具腔中转出来的侧板。但是， 该板的绕轴旋转运动限制了可能的底切的尺寸，该尺寸可能根据模具腔的包 装尺寸形成。

发明内容

提供一种活塞外侧板模具，该活塞外侧板模具有效地可连接至传统 的活塞模具机器。该外侧板模具具有一对轴头芯构件和一对轴头导引块。在 配合位置和分离位置之间，该轴头芯构件可彼此相对地和相背地沿着基本垂 直于活塞纵向中心轴的线性路径移动。每个该轴头导引块具有开口，该开口 中容置单独的该轴头芯构件于此内可滑动。该外侧板模具进一步包括在该对 轴头导引块之间可移动至闭合位置的一对外侧板以形成该活塞的底切冷却油 腔。该外侧板可移动至打开位置以允许该活塞垂直地沿着纵向中心轴被取出。 响应于该轴头导引块的移动，该外侧板可移动。

根据提供该活塞外侧板模具的另一个方面，该外侧板可彼此相对地 沿着合拢的线性路径朝着该闭合位置移动，并且可彼此相背地沿着发散的线 性路径移动至该打开位置。

根据本发明的另一个方面，提供一种形成活塞的底切冷却油腔的方 法。该方法包括：通过各自的轴头导引块，一对轴头芯构件彼此相对地沿着 共同的轴头销轴移动至配合位置。进一步，当该轴头芯构件朝向它们的配合 位置移动时，沿着该轴头销轴彼此相对地驱动该轴头导引块。进一步，响应 于该轴头导引块的移动，将一对外侧板驱动至闭合位置。然后，围绕着该外 侧板的上部模塑液态的活塞材料以形成该底切冷却油腔。然后，沿着该轴头 销轴彼此相背地移动该轴头芯构件至分离位置。进一步，响应于该轴头芯构 件的移动，沿着该轴头销轴朝向它们的分离位置彼此相背地驱动该轴头导引 块彼此远离。进一步，响应于该轴头导引块的移动，驱动该外侧板至打开位 置。

根据本发明的另一个方面，形成活塞的底切冷却油腔的方法可进一 步包括：沿着相对于该轴头销轴倾斜的合拢的线性路径，朝着该闭合位置移 动该外侧板，沿着相对于该轴头销轴倾斜的发散的线性路径，朝着该打开位 置彼此相背地移动该外侧板。

根据本发明的另一个方面，提供一种构造活塞的方法。该方法包括 提供传统的模具机器，并将外侧板模具连接至该模具机器。该外侧板模具包 括一对轴头芯构件，一对轴头导引块和一对外侧板。该方法进一步包括：通 过各自的轴头导引块，沿着共同的轴头销轴彼此相对地移动该对轴头芯构件 至配合位置。进一步，该方法包括，当该轴头芯构件朝向它们的配合位置移 动时，沿着该轴头销轴彼此相对地驱动该轴头导引块。进一步，该方法包括： 响应于该轴头导引块的移动，驱动该对外侧板至闭合位置。然后，在模具腔 中模塑液态的活塞材料以形成活塞本体，并围绕该外侧板的上部在该活塞本 体内形成该底切冷却油腔。该方法然后包括：沿着该轴头销轴彼此相背地移 动该轴头芯构件至分离位置。进一步，响应于该轴头芯构件的移动，沿着该 轴头销轴朝向它们的分离位置彼此相背地驱动该轴头导引块。进一步，响应 于该轴头导引块的移动，驱动该外侧板至打开位置。然后，从该模具腔中移 除该活塞本体。

根据该构造活塞的方法的另一个方面，该方法可进一步包括：沿着 相对于该轴头销轴倾斜的合拢的线性路径，朝着该闭合位置移动该外侧板， 沿着相对于该轴头销轴倾斜的发散的线性路径，朝着该打开位置移动该外侧 板。

附图说明

结合以下对当前优选的实施例和最佳模式的详细说明、所附权利要 求和附图，本发明的这些和其他方面，特征和优点将更易于理解，其中：

图1是根据本发明的一个当前优选的实施例的具有外侧板模具的 模具机器的剖视图；

图2是图1的外侧板模具的立体图，该外侧板模具处于打开位置；

图3与图2类似，外侧板模具处于中间位置；

图4与图2类似，外侧板模具处于闭合位置；

图5是穿过外侧板模具的驱动构件的拆分剖视图，外侧板模具的左 边处于闭合位置而右边处于打开位置；

图6是穿过外侧板模具的导引构件的拆分剖视图，外侧板模具的左 边处于闭合位置而右边处于打开位置；以及

图6A是根据本发明的另一个方面构造的外侧板模具的与图6类似 的视图。

具体实施方式

更具体地参考附图，图1给出根据本发明的一个方面构造的模具机 器10，诸如惯用机器或标准模具机器，其具有顶芯12(也被称为头芯)、主 芯14和外侧板模具16，其中顶芯12用于形成活塞的上冠部；主芯14用于形 成活塞的内表面；外侧板模具16具有直径上对置的一对外侧板18，20。该外 侧板模具16能够轻易地将传统的模具机器10转化为可以模塑延伸至活塞头 的下方的复杂的底切冷却油腔的模具机器，从而提供一种快速和经济的方式 以根据需要形成具有复杂形状的外冷却油腔的活塞。该底切冷却油腔可具有 多种复杂的形式和造型，这些复杂的形式和造型通过标准的活塞模具机器是 无法获得的。例如，借助于接下来讨论的外侧板18，20的机制，该底切冷却 油腔可径向向上并径向向内延伸至活塞的销壳的外面，从而形成彼此相对合 拢的直径上对置的外冷却油腔，而不需要考虑引入复杂的绕轴旋转机制，诸 如上面的背景技术部分所讨论的那样，而且也不需要使用针对单一活塞配置 设计的复杂的专用的活塞模具机器。因此，该外侧板模具16提供一种快速和 经济的装置和方式，通过该装置和方法，传统的活塞模具机器可被轻易地转 化以模塑具有复杂的外冷却油腔的活塞，该外冷却油腔至少部分延伸至销壳 的直径上对置的外面，其朝着销壳的自由端分开或者分散，同时允许传统的 模具机器轻易地适用于模塑传统的活塞，不需要花费过分的费用。

该顶芯12和主芯14可以是标准的模具机器10的标准的组件，以 根据需要模塑活塞的上冠和内部特征。正如已知的那样，该顶芯12和主芯14 在分离位置和配合位置之间沿着中心纵轴22(对应于模塑的活塞的中心轴) 垂直移动。当移动到它们各自的分离位置时，该模塑的活塞可以沿着纯粹的 垂直向上的方向从模具腔24中移出，而不需要考虑模具组件的干涉。这很大 程度上归因于从它们的各自的冷却油腔向外移动外侧板模具16的侧板18，20 的能力，根据此后讨论的外侧板模具16的配置移动，或者沿着相对于中心纵 轴22倾斜的轴，或者沿着相对于中心纵轴22平行或者基本平行的轴移动。

如图2-图4所示，外侧板模具16包括一对轴头销芯驱动块26(此 后被称为销芯驱动块)和一对相应的轴头销芯28(此后被称为销孔心轴或销 孔芯)。每个销芯驱动块26具有有效地连接至线性致动器(未示出)的一侧 30和有效地连接至销孔芯28的一端34的相对侧32，示例性而非限制性地示 出为通过燕尾式节点(dovetail-type joint)连接。该销芯驱动块26进一步包括 延伸至底面或者基底38的一对嵌入式孔或口袋36(图5)。该基底38具有贯 穿基底38延伸的缩小直径的贯穿开口40，用于滑动容置相应的导杆42，其 中，每根导杆42的一端43有效固定至销芯导引块(也可称为导引块44)，诸 如通过销46(图5)。该口袋36用于部分容置相应的弹簧构件48，该弹簧构 件48邻接底面38并且从口袋36向外延伸到至少轻微地压向邻接导引块44。

导引块44具有相对侧52，54，带有位于中心的贯穿导引块44延 伸的通孔56。该通孔56的尺寸适于使得该销孔芯28容置于该通孔56内并穿 过该通孔56紧密滑动。因此，根据销芯驱动块26的移动，该销孔芯28可任 意地在配合位置和分离位置之间滑动通过该通孔56(分别在图2和图4中示 出)。

该导引块44具有一对从动构件58和一对驱动构件60。该从动构 件58被固定于该导引块44，且选择性地响应于该销孔芯28的轴向移动被驱 动以引起该外侧板18，20的联动。通过示例而非限制，该从动构件58示出 为垂直延伸销，其相对于该导引块44被紧固。该驱动构件60容置于该导引 块44内的相应的通路62中，该通路62的尺寸适于使得该驱动构件60在其 中紧配合。通过示例而非限制，该驱动构件60被固定在该通路62中，诸如 通过销64。该通路62，以及由此该驱动构件60，相对于该中心纵轴22倾斜 一个角度延伸，示出为相对于该轴22在30-60度之间延伸，但是，根据需要， 该角度也可以不在这个范围内。该倾斜角的定向使得该驱动构件60向上并径 向向外延伸，使得它们从下端朝上端远离彼此分开。

该外侧板18，20具有内表面66，该内表面66与该销壳外面的所 需形状吻合。另外，该外侧板具有向上延伸的突出部68，该突出部68成型为 由此形成的该外冷却油腔的所需形状的阴性件。该突出部68可轴向地向上并 径向向内延伸，使得由此形成的该外冷却油腔相对于由此直接悬垂的该销壳 的外面轴向地向上并径向向内延伸。通常，在这种配置中成型的冷却油腔都 需要繁复的绕轴旋转机制或者专用的模具机器，以移除此处的该阴模突出部， 但是，根据本发明的一个方面，该外侧板18，20可通过一对外侧板导引构件 70(也被称为导引销)沿着笔直的线性路径被导引。该导引销70可被定向为 沿着任何所需的倾斜角延伸，使得该导引销70可相对于该中心纵轴22倾斜 延伸(图6)，诸如轴向向上并径向向内地基本朝着该中心纵轴22延伸，或者 相对于该中心纵轴22平行地或者基本平行地延伸(图6A)。该导引销70在 贯穿通路76中紧滑动配合地通过贯穿通路76贯穿上面和下面72，74。因此， 该贯穿通路76充当衬套，该导引构件70穿过贯穿通路76响应于该外侧板18， 20滑动，该外侧板18，20被该销芯导引块44的该驱动构件60所驱动。该导 引销70在相对端被上板和下板78，80固定，而中板82限定或基本限定该外 侧板模具16。

该外侧板18，20进一步包括贯穿通路84，该贯穿通路84的尺寸 适于使得该驱动构件60容置于该贯穿通路84内并穿过该贯穿通路84紧密滑 动，举例来说示出为衬有衬套85。该贯穿通路84，以及由此该驱动构件60， 相对于该中心纵轴22倾斜延伸，示出为从该轴22轴向向上并径向向外延伸。 进一步，每个该外侧板18，20包括贯穿开口86，当销孔芯28在配合位置和 分离位置之间移动时，该贯穿开口86的尺寸适于使得该销孔芯28容置于该 贯穿开口86内滑动。当该销孔芯28处于完全配合位置时，该销孔芯28的自 由端伸出该内表面66以在模塑过程中形成该销壳内的轴头销孔。

该销孔芯28具有在相对端90，92之间延伸的中心部位88。该中 心部位88包括嵌入式凹口，示出为在相对肩部96，98之间轴向延伸的一对 直径上对置的嵌入式凹口94。该嵌入式凹口94与容置于此的该从动构件58 吻合。当闭合和打开该外侧板模具16时，该肩部96，98从该嵌入式凹口94 向外延伸以邻接该从动构件58，正如接下来所进一步讨论的那样。

在使用过程中，由于该模具机器10处于打开和分离位置，致动器 (未示出)动作以径向向内推动该销芯驱动块26，导致该销孔芯28的联动的 径向向内移动。由于该销孔芯28同轴地彼此相对地前进，具有足够弹簧力的 该弹簧构件48使得该导引块44轴向地朝向该外侧板18，20移动，导致该驱 动构件58，60穿过该相应的贯穿通路84滑动，导致该外侧板18，20被驱动 为沿着该导引构件70垂直向上并径向向内移动。在该外侧板18，20移动至 它们的闭合位置且该销芯导引块44邻接该外侧板18，20后，借助于从动构 件58在嵌入式凹口94中的移动，该销孔芯28的该轴向行程继续进行。接下 来，在该从动构件58与肩部96配合后，该外侧板18，20被锁定在它们的闭 合位置。

该顶芯12和主芯14移动至它们各自的闭合位置，然后合适的液态 的活塞模具材料被引入模具腔24。该模具材料充分冷却，然后该模具被打开 以允许该活塞从该模具腔24中垂直向上地被移除。

为了打开该模具腔24，闭合该模具组件的顺序基本颠倒进行。因 此，该致动器(未示出)缩回以径向向外拉动该销芯驱动块26，导致该销孔 芯28的联动的径向向外移动。由于该销孔芯28同轴地远离彼此退回，具有 足够弹簧力的该弹簧构件48使得该导引块44维持邻接该外侧板18，20，该 嵌入式凹口94沿着该从动构件58移动直到肩部98与该从动构件58配合。 在该肩部98与该从动构件58配合后，该肩部98拉动该从动构件58轴向地 向外，导致销芯导引块44与该销孔芯28联动。该导引块44的移动导致该驱 动构件58，60通过相应的贯穿通路84滑动的联动，导致该外侧板18，20沿 着该导引构件70垂直向下并径向向外被驱动。在该外侧板18，20移动至打 开位置且顶芯12和主芯14垂直地移动至它们相应的内缩位置后，该活塞被 自由地从打开的模具腔24中垂直地向外举起。

根据本发明的另一个方面，提供一种在活塞中形成底切冷却油腔的 方法。该方法包括通过各自的轴头导引块44沿着共同的轴头销轴彼此相对地 移动一对轴头芯构件28至配合位置。进一步，在该轴头芯构件28朝向它们 的配合位置移动时，沿着该轴头销轴彼此相对地驱动该轴头导引块44。进一 步，响应于该轴头导引块44的移动，将一对外侧板18，20驱动至闭合位置。 然后，围绕着该外侧板18，20的上部68模塑液态的活塞材料以形成该底切 冷却油腔。然后，沿着该轴头销轴彼此相背地移动该轴头芯构件28至分离位 置。进一步，响应于该轴头芯构件28的朝向它们的分离位置的移动，沿着该 轴头销轴驱动该轴头导引块44彼此远离。然后，响应于该轴头导引块44的 移动，驱动该外侧板18，20至打开位置。

形成该底切的方法的其他方面可包括：响应于该轴头导引块44的 移动，沿着构件60，70滑动该外侧板18，20；定向该构件60，70为相对于 该轴头销轴倾斜延伸；在该轴头芯构件28在它们的配合位置和分离位置之间 的至少一部分移动中，相对于该轴头导引块44移动该轴头芯构件28；在该轴 头芯构件28在它们的配合位置和分离位置之间的至少一部分移动中，联动地 移动该轴头导引块44和该轴头芯构件28；沿着相对于该轴头销轴倾斜的合拢 的线性路径，朝着该闭合位置移动该外侧板18，20；沿着相对于该轴头销轴 倾斜的发散的线性路径，彼此相背地朝着该打开位置移动该外侧板18，20。

根据本发明的另一个方面，提供一种构造活塞的方法。该方法包括 提供传统的模具机器，并将外侧板模具16连接至该模具机器。该外侧板模具 16包括一对轴头芯构件28，一对轴头导引块44和一对外侧板18，20。进一 步，通过各自的轴头导引块44，沿着共同的轴头销轴彼此相对地移动该对轴 头芯构件28至配合位置。然后，当该轴头芯构件28朝向它们的配合位置移 动时，沿着该轴头销轴彼此相对地驱动该轴头导引块44。进一步，响应于该 轴头导引块44的移动，驱动该对外侧板18，20至闭合位置。然后，在模具 腔24中模塑液态的活塞材料以形成活塞本体，并围绕该外侧板18，20的上 部68在该活塞本体内形成该底切冷却油腔。进一步，沿着该轴头销轴彼此相 背地移动该轴头芯构件28至分离位置。然后，响应于该轴头芯构件28的移 动，沿着该轴头销轴朝向它们的分离位置彼此相背地驱动该轴头导引块44。 进一步，响应于该轴头导引块44的移动，驱动该外侧板18，20至打开位置。 然后，从该模具腔24中移除该活塞本体。

构造活塞的方法的其他方面可包括：响应于该轴头导引块44的移 动，沿着构件60，70滑动该外侧板18，20；定向该构件60，70为相对于该 轴头销轴倾斜延伸；在该轴头芯构件28在它们的配合位置和分离位置之间的 至少一部分移动中，相对于该轴头导引块44移动该轴头芯构件28；在该轴头 芯构件28在它们的配合位置和分离位置之间的至少一部分移动中，联动地移 动该轴头导引块44和该轴头芯构件28；沿着相对于该轴头销轴倾斜的合拢的 线性路径，朝着该闭合位置移动该外侧板18，20；沿着相对于该轴头销轴倾 斜的发散的线性路径，朝着该打开位置移动该外侧板18，20。

应当理解，上述详细描述针对的是某些当前优选的实施例，而在最 终授权的权利要求的范围内的其他完成相同功能的实施例在此引入。