专利名称：模具的毛刺截除阱，及所采用的工艺方法和所制造的零件的制作方法
技术领域：
本发明一般说涉及模制零件，更具体说，本发明涉及应用或安装在不能容许污染物的系统中的高精度零件，以及制造这类零件的模具。
背景技术：
在某些应用中，由于对零件精确度的要求以及对系统清洁度的要求，适合于用塑料制造的一些零部件已经用更昂贵的金属来制造。例如，汽车上的防锁定制动系统通常包括隔离卡盘和放泄卡盘。它们均可控制制动液流。正常制动作业期间，当实施制动时，隔离卡盘中的阀门开启，以允许制动系统启动制动装置。放泄卡盘中的阀门关闭，不允许任何流体在其间流过。当启动防锁定制动系统时，隔离卡盘中的阀门关闭且放泄卡盘中的阀门开启。关闭的隔离卡盘将制动装置断开，此时，开启的放泄卡盘允许流体回流至制动液容器中。这样，该系统可提供极快的制动装置间歇性运作，因此，车轮继续转动，制动装置并未锁定。这样，既防止了空转(打滑)又缩短了停(刹)车距离。对这种阀的精度要求是极高的，因此孔隙必须很小，即使是很小的偏差也可造成无法接受的性能。此外，即使是极小的污染物也可能因为它阻塞了小型零件或使阀门无法在关闭和开启位置之间充分运转而造成系统故障。
现有系统的一个问题是围绕放泄卡盘中放泄座的任何渗漏均可对制动系统的运行产生负面影响。其结果可能是造成长停车距离或感觉制动踏板无力。由于放泄座的敏感性，这些部件通常是经精确加工的金属件，因此这些部件比较昂贵。为降低成本，曾采用塑料件。但是，使用塑料也并非没有困难。在此类零件的已知设计中，对放泄座的精度要求使模制方法变得困难。在各模制件相对滑动或接合的区域中，模腔中的微小间隙可造成模制件中有被称为毛刺的薄弱成分或鱼鳞片。各模制件间的磨损和其他情况也可导致毛刺的产生。
虽然在某些应用中可容许毛刺的存在，但在防锁定制动系统阀的放泄卡盘中，存在毛刺是不可接受的。毛刺的存在可导致阀门的不正确动作，而如果毛刺松动断裂并进入制动液系统，则污染物可在制动系统内部无数位置处造成故障或不可接受的性能行为。随着孔隙或开口的越来越小，即使是极少量的毛刺也会阻塞或导致故障。清除毛刺是困难的，甚至将它们从部件上剥离出来也是困难的。如果毛刺未被完全从部件上剥离，此后会出现系统污染。
因此，在该领域中，特别是在细小，高精密应用中，需要有可消除毛刺形成的制造塑料零件的工艺和模具。
发明内容
本发明提供的模具件有围绕连接模制零件的窝穴。该窝穴仅部分地被熔化塑料充填，以形成无毛刺的固态、光滑构造。
在其一个方面，本发明提供的模具有界定一心杆的第一模块和界定用于接纳该心杆的窝穴的第二模块。窝穴有比心杆宽大的一个开口，一个从该开口向里伸展的外区，和一个紧密贴合心杆的内区。
在其又一方面，本发明提供一种可减少毛刺形成的模具，该模具有第一模块，第二模块和延伸于第一和第二模块之间的心杆。模块中的至少一块具有端部表面和从该表面向里延伸的窝穴。该窝穴有与该表面相邻的第一区，该第一区从所述表面向里变窄，还有其直径可紧密啮合心杆的第二区。
在其另一方面，本发明提供的模制零件有界定了内腔的本体和穿过本体提供该模制件周围区域与内腔之间液流交换的孔。所述本体界定了围绕腔内小孔的环形炸面饼圈状(donut-like)凸台。
在其又一方面，本发明提供一种用来形成有界定了内腔的本体和穿过本体进入内腔的孔的模制零件的工艺。该工艺提供一内模块和一外模块，构造成一个模块在另一模块内以在其间界定用来形成零件的空间，此外，还提供有延伸于内和外模块之间为界定模制零件中小孔的心杆。内模块有一用来接纳心杆的窝穴。窝穴有向里延伸的外区和用来紧密啮合心杆的内区。该工艺包括闭合模具和将心杆插入窝穴并在沿窝穴外区留有围绕心杆的狭小间隙，和沿窝穴内区将心杆紧密啮合于窝穴中。熔化塑料流入形成于内和外模块之间的空间和流入窝穴中，但并不填充窝穴外区的最里面部分。
在它的再一个方面，本发明提供一种使用模具的工艺，该模具有一个内模块，一个外模块，一个延伸于内和外模块之间的心杆和用来接纳心杆的窝穴。该窝穴有一个向里延伸的外区和一个内区。该工艺包括闭合模具和将心杆插入窝穴并在沿窝穴外区留有围绕心杆的狭小缝隙。心杆沿窝穴内区紧密啮合于窝穴中。熔化塑料流入形成于内和外模块之间的空间和流入窝穴中，但不填充窝穴外区的最里面部分。
本发明的一个优点是提供一种可形成显著减少毛刺形成可能性的高精度塑料零件的模具。
本发明的另一优点是所提供的模具可减少毛刺形成并因不需要更多的毛刺清除工作而可以较低成本简化零件的生产过程。
本发明还有一个优点是所提供的模制塑料零件是高度精密的，它只有少量或根本就没有需要清除的毛刺。
对本领域技术人员来说，在参阅下面的详细说明，权利要求和附图后，本发明的其他特性和优点是显见的。在附图中，相同的数字用来表示相同的零件。
图1是具有依据本发明形成的一个零件的阀的剖视图；图2是图1中用数字2标出区域的放大局部图；和图3是图2中所示模制零件在模具内的剖视图，图中的模具是依照本发明用于形成图示零件用的模具；图4是依照本发明的另一模具实施例的剖视图。
在详细说明本发明各实施例之前，应理解的是，本发明的应用不局限于下面说明书中给出或附图中示出的各部件详细结构和布置。本发明可以有其他实施例和可以各种不同方式实现。此外，可以理解，此间采用的措辞和术语是为说明的目的而不应理解为限制。此间所采用的“包括”，“包含”及其变异是指包含其后列举的项目(物件)及其等价物，以及附属的项目(物件)及其等价物。
具体实施例方式
现在更明确在参见附图，特别是图1。数字10表示带有依照本发明的模制件12的一个阀。件12是在本发明的模具14(图3)中成形的。应该理解，本发明可用来形成包括阀10中的件12的许多不同零件。但是，本发明也可以用来形成不同于阀中零件的其他零件和可以用来形成不同形状、类型和尺寸的零件。此外，本发明可利用于各种不同用途、目的和应用的各种塑料或其他模塑材料。本发明应用在生产希望减少毛刺形成的许多零件方面是有利的。
件12包括界定了内腔18的本体16和直径较小和技术要求精密的孔或通孔20。孔20穿过本体16并建立一条介于腔18和件12周围区域之间的流体交流通道，但这条通道在阀10的内部。如附图中所示，阀10是防锁定制动系统中的一个阀，件12的孔20的直径和形状不可能与在模制过程中形成的下一个件12有明显差异。件12必须清洁和密实，以避免制动系统的污染。
模具14是用来形成件12的，它包括内模块22，外模块24和心杆26。当模具14闭合时，内模块22和外模块24是相互隔开的，以界定一个熔化塑料被注入其中以形成件12的空间。外模块24总体上界定件12的外部形状，和内模块22总体上界定腔18的形状。心杆26从外模块24伸出并进入内模块22的窝穴28中。应该理解，心杆26可以与外模块24是整体的，或是与它固定连接在一起的，并可插入和从内模块22的窝穴28中取出。当分开内模块22和外模块24后，可将心杆26从窝穴28和从形成于模具14内的件12中拔出。心杆26因而形成和成形了孔20。可用来形成不同零件的内和外模块22和24和各种心杆26的方法对模制工业领域的技术人员来说是熟知的，因此，此间将不再作更详细的说明。
内模块22有表面30，窝穴28在该表面处进入，以便插入心杆26。窝穴28在表面30处的直径最大，并沿远离表面30的长度向里倾斜，以界定从表面30至窝穴28的底部34这段距离上向里延伸部分的锥形外区32。当模具14闭合，心杆26插入窝穴28中后，心杆26紧密贴合在窝穴28邻近底部34的内区36中，但相对于靠近表面30向里的锥形外区32则是宽松相隔的。心杆26在内区36的至少一部分内的紧密贴合基本上是气密的。
外区32的宽度和倾斜角应选择为可使流入模具14中的熔化材料在固化之前只能部分地填充环绕心杆26的外区32。对用于汽车防锁定制动系统的放泄阀中的塑料座来说，外区32的合适构造是在表面30处环绕心杆26提供大约为0.30mm宽的环形间隙，和大约15°的倾角。心杆26沿内区36的至少大约7.11mm长度基本上是气密啮合的。
当熔化塑料流入界定于内模块22和外模块24之间的空间内时，液态塑料流入外区32并环绕心杆26。然而，塑料在完全填满锥形区32之前就固化了，决不会完全填满内模块22和心杆26之间的锥形空窝，并在锥形外区32的最里面部分处留下空窝38。在完成的件12中，在图2的放大剖视图中可看得最清楚，成形光滑的环形凸台40是由为制造件12而流入，但并未完全填满锥形外区32的熔化塑料所形成的。
使用时，心杆26插入或从窝穴28中拔出可造成心杆26和内模块22在窝穴28中的相遇表面的磨损。在接触表面中出现磨损时，它可在模具14精确形成的表面中造成小的凹凸不平。然而，应该指出，在各模块之间仍存在为接纳模塑过程中热膨胀的极小间隙。如果在零件制造时熔化塑料接触到凹凸不平的表面，则可能会有毛刺形成。依照本发明，当件12在模具14中成形时，件12的熔化材料不会到达窝穴28中心杆26的相遇表面。因此，即使在相遇表面上有磨损，件12的熔化塑料也不会流入凹凸不平的表面中，也就避免了毛刺的形成。
图4中给出依照本发明原理的另一实施例。与参照图1-3描述的倾斜、锥形毛刺截除阱28不同，图4中所示毛刺截除阱128为矩形截面，以界定围绕心杆26的大体为筒形的窝穴或截除阱。内模块122有表面130，窝穴128在该表面处进入，以便插入心杆26。表面130最好包含倒圆或削角进入边131。窝穴128在表面130处的直径较大，并沿远离表面130的长度向里延伸，以界定从表面130至窝穴128底部134长度上向里延伸的筒形外区132。当模具14合拢，且心杆26插入窝穴128内时，心杆26紧密贴合于窝穴128靠近底部134的内区136中，但与紧靠表面130向里的筒形外区132则是宽松相隔的。心杆26在内区136的至少一部分中的紧密贴合基本上是气密的。但是，最好在心杆26和内区136之间留有大约0.25mm的狭小缝隙137，以容纳模制过程中的热膨胀。
正如前面依照图1-3所描述的，外区132的宽度和形状的选择应使流入模具14的熔化材料在固化之前只能部分地填充围绕心杆26的外区132。对用于汽车防锁定制动系统的放泄阀中的塑料座来说，外区132的合适构造是可在表面130处提供环绕心杆26的大约0.085mm的环形缝隙139。在沿内区136的至少0.25mm距离内，心杆26基本上是气密贴合的。在一个实施例中，外区132的长度大约为0.75mm。
虽然本发明是结合车辆防锁定制动系统予以描述的，但本发明可以有其他的应用，而此处所提到的防锁定制动系统则仅仅是作为一种此类应用而给出和描述的。此外，此间所给出和描绘的尺寸也仅仅是为了便于说明，因为可设想本发明可以有依照本发明原理的毛刺截除阱和辅助部分的各种其他形状和尺寸。
本发明提供的模制件没有毛刺，因而减少了毛刺清除的需要。模制件的制造成本较低。避免了因散落毛刺而造成的松驰污染(loosecontamination)，改善了零件的性能可靠性。
对前述内容的变异和修改也在本发明范畴内。应该理解，此间所披露和界定的本发明可扩展至由本文字和/或附图提及或见证的二种或二种以上独立特性的所有可能组合。这些不同组合的全部构成本发明的各种可能方面。此处所描述的实施例阐明了实施本发明的最佳模式并有助于本领域的其他技术人员利用本发明。下面的权利要求书可理解为包括已有技术允许范围内的各种可能实施例。
本发明的各种特性在下面权利要求书中给出。
权利要求
1.用来模塑物件的模具，包括界定心杆的第一模块，和界定用来接纳所述心杆的窝穴的第二模块；和所述窝穴上有一个比心杆宽大的开口，从开口向里延伸的外区，和紧密贴合心杆的内区。
2.如权利要求1所述的模具，所述窝穴在从所述外区向里在窝穴内与心杆的啮合基本上是气密的。
3.如权利要求1所述的模具，所述外区以大约15°的角度从所述开口向里倾斜。
4.如权利要求3所述的模具，所述开口提供一个围绕心杆大约0.30mm宽的环形缝隙。
5.如权利要求1所述的模具，所述外区形成筒形窝穴。
6.如权利要求5所述的模具，所述开口提供一个围绕心杆大约0.085mm宽的环形缝隙。
7.如权利要求6所述的模具，所述内区和心杆界定了其间大约0.25mm的间隙。
8.用来减少毛刺形成的模具，所述模具有第一模块，第二模块和延伸于第一和第二模块间的心杆，所述模具包括所述模块中的至少一块有一端部表面和从所述表面向里延伸的窝穴，所述窝穴包括毗邻所述表面的第一区，所述第一区从所述表面向里延伸，和其直径可紧密啮合心杆的第二区。
9.如权利要求8所述的模具，所述第二区有一基本上气密啮合地啮合心杆的直径。
10.如权利要求8所述的模具，所述第一区以大约15°的角度从所述表面向里倾斜。
11.如权利要求10所述的模具，所述第一区界定了所述表面中的一个开口，所述开口的直径较心杆的直径大出大约0.30mm。
12.如权利要求8所述的模具，所述第一区形成一筒形窝穴。
13.如权利要求12所述的模具，所述第一区界定了所述表面中的一个开口，所述开口的半径较心杆的半径大出大约0.085mm。
14.如权利要求8所述的模具，所述第一区界定了所述表面中的一个开口，所述开口的半径较心杆的半径大出大约0.30mm。
15.如权利要求8所述的模具，所述窝穴有一底部，并且所述第二区有一基本上气密啮合地啮合心杆的直径。
16.具有界定内腔的一本体和一孔的模制件，所述孔穿过本体在所述件的外部区域和所述内腔之间提供流体通道，所述本体界定了围绕腔的内孔的环形炸面饼圈状凸台。
17.用来形成一个具有界定内腔的本体和穿过本体进入腔内孔的模制件的工艺过程，所述过程包括提供构成成一个在另一个内的一个内模块和一个外模块，以界定一个在其间形成零件的空间，和提供一个延伸于内和外模块之间用来界定模制件中的孔的心杆；提供带有用来接纳心杆的窝穴的所述内模块；提供窝穴向里延伸的一个外区和用来紧密啮合心杆的窝穴内的一个内区；闭合模具，包括将心杆插入窝穴中并沿窝穴外区留有环绕心杆的间隙，和沿窝穴内区将心杆紧密啮合于窝穴中；和使熔化材料流入形成于内和外模块之间的空间内和在不填满窝穴外区最里面部分的情况下流入窝穴中。
18.如权利要求17所述的工艺过程，包括将心杆沿窝穴内区基本气密啮合地啮合于窝穴中。
19.利用有构造成一个在另一个内以在其间界定用来形成零件的空间的内模块和外模块，和延伸于内和外模块之间用来界定零件中孔的心杆的模具的工艺过程，其中，内模块有用来接纳心杆的窝穴，窝穴有向里延伸的外区和内区；所述工艺过程包括如下步骤闭合模具，包括沿窝穴外区将心杆插入窝穴中并留有环绕心杆的间隙，和沿窝穴内区将心杆紧密啮合于窝穴中；和使熔化材料流入形成于内和外模块之间的空间内和在不填满窝穴外区最里面部分的情况下流入窝穴中。
20.如权利要求19所述的工艺过程，包括沿窝穴区将心杆基本上气密啮合地啮合于窝穴中。
21.用于有构造成一个在另一个内以在其间界定用来形成一个零件的空间的内模块和外模块，和延伸于内和外模块之间用来界定零件中孔的心杆的模具的设备，其中，内模块有用来接纳心杆的窝穴，窝穴有向里延伸的外区和内区；包括闭合模具的手段，包括沿窝穴外区将心杆插入窝穴中并留有环绕心杆的间隙，和沿窝穴内区将心杆紧密啮合于窝穴中；和使熔化材料流入形成于内和外模块之间的空间内和在不填满窝穴外区最里面部分的情况下流入窝穴中的手段。
全文摘要
用来形成零件的模具，在模具中形成的零件和利用模具和形成零件的工艺过程。模具包括内和外模块和延伸于两模块之间的心杆，以形成有内腔和延伸进入内腔的孔的零件。内模块界定用来接纳心杆的窝穴。窝穴有助于形成内腔中围绕孔的环形炸面饼圈状凸台。
文档编号B29C43/36GK1864975SQ200510117128
公开日2006年11月22日 申请日期2005年11月1日 优先权日2004年11月5日
发明者S·海斯 迈克尔, M 施瓦布 查尔斯, C·福利 保罗 申请人:伊利诺斯器械工程公司