專利名稱：用于制造燃料泵的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造燃料泵的方法和裝置。
技術(shù)背景參照圖20，已知的燃料泵包括管狀殼體11、葉輪(未示出) 和蓋22。殼體11具有開口 lla并容納葉輪，并且蓋22封蓋殼體 11的開口 lla。葉輪容納在泵腔22a中，所述泵腔形成在蓋22的 與殼體11的開口 lla相反的一個(gè)軸向側(cè)。對于在日本待審專利公 開2005-207320 (對應(yīng)于US2005/0163605A1)中提及的燃料泵，殼 體11的沿開口 lla的外周邊緣定位的殼體側(cè)接合部分lly包括彎 曲部分llb和圓柱形部分llc，該殼體側(cè)接合部分lly被徑向向內(nèi) 模鍛(swage)，也就是彎曲壓靠蓋22，使得蓋22固定在殼體11 上。蓋22與葉輪之間的間隙對燃料泵的燃料流動(dòng)性能具有極大的 影響。因此，要高度控制燃料泵的制造以使該間隙達(dá)到預(yù)定間隙。具體地說，殼體側(cè)接合部分lly的彎曲部分llb可能在模鍛之 后馬上回彈(參見圖20中的箭頭SB)。從而在這種情況下，蓋22 不會(huì)壓靠殼體H不足。當(dāng)蓋22壓靠殼體11不足時(shí)，限制蓋22移 動(dòng)離開殼體ll的推壓力(下文被稱為軸向力F1)變得不足。在這 種情況下，彎曲部分11b會(huì)變形離開蓋22，并且蓋22會(huì)移動(dòng)離開 葉輪。因此，上述間隙增大，從而使燃料泵中的燃料流動(dòng)性能變差。為了克服上述缺陷，本申請的發(fā)明人已經(jīng)針對彎曲部分lib的回彈例如通過增大施加在殼體11的殼體側(cè)接合部分lly上的模鍛 載荷而研制了一種新的制造方法(參見圖4所示的現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品A) 。然而，當(dāng)過量的模鍛載荷施加在殼體側(cè)接合部分lly和蓋22 上時(shí)，在彎曲部分11b和蓋22上發(fā)生不符合要求的變形，使得上 述間隙明顯改變。因而，不可能高度精確地控制間隙，從而不可避 免地使燃料泵中的燃料流動(dòng)性能變差。同時(shí)，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)嘗試了另一方法。在該方法中，在 蓋22的表面上形成凹槽22b (參見圖20)。在殼體側(cè)接合部分lly 沿整個(gè)殼體11周圍模鍛之后，彎曲部分11b在軸向與凹槽22b相 對的相對部分壓靠在凹槽22b上(參見圖4所示的現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品B) 。這一模鍛過程基本上可以限制上述彎曲部分lib的回彈，使得 可以由殼體側(cè)接合部分Uy施加足夠的軸向力Fl。然而，作用在 蓋22上以使蓋22從殼體11上移開的移動(dòng)力集中在彎曲部分lib 的與凹槽22b相對并凹下壓靠在凹槽22b上的凹下的、相對部分上。 因此，該相對部分變形離開蓋22。這樣，蓋22移動(dòng)離開葉輪，從 而增大了蓋22與葉輪之間的間隙。因此，不可能高度精確地控制 間隙，由此不可避免地使燃料泵中的燃料流動(dòng)性能變差。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決以上問題。因此，本發(fā)明的目的是提供 一種改進(jìn)的燃料泵的制造方法和制造裝置，其中通過燃料泵殼體的 殼體側(cè)接合部分獲得足夠的軸向力，從而實(shí)現(xiàn)對蓋與葉輪之間的間 隙的有效控制。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供一種用于制造燃料泵的方法，所 述燃料泵包括管狀殼體、葉輪和蓋。該管狀殼體具有開口。葉輪容 納在殼體中。蓋封蓋住殼體的開口并放置在葉輪的定位有管狀殼體開口的一個(gè)軸向側(cè)。根據(jù)所述方法，將蓋插入殼體內(nèi)。對殼體的位 于殼體開口外周邊緣的殼體側(cè)接合部分進(jìn)行加熱。而后，使殼體側(cè) 接合部分朝著蓋被模鍛以將蓋固定在殼體上。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，還提供一種用于制造燃料泵的裝置， 所述燃料泵包括具有開口的管狀殼體、容納在殼體中的葉輪以及 蓋，所述蓋封蓋住殼體的開口并放置在葉輪的定位有管狀殼體開口 的一個(gè)軸向側(cè)。該裝置包括加熱裝置和沖頭。加熱裝置用于對殼體 的位于殼體開口外周邊緣的殼體側(cè)接合部分進(jìn)行加熱。沖頭使殼體 側(cè)接合部分朝著插入殼體內(nèi)的蓋被模鍛。


從以下描述、附加權(quán)利要求和附圖中將會(huì)更清楚地了解到本發(fā) 明及其其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，圖中圖1A是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的燃料泵制造方法的加熱步驟以及該方法中采用的燃料泵制造裝置的示意圖；圖1B是表示該燃料泵制造方法的模鍛步驟開始的示意圖；圖1C是表示該燃料泵制造方法的模鍛步驟結(jié)束的示意圖；圖2是表示由第一實(shí)施方式的燃料泵制造方法制造的燃料泵 的橫截面視圖；圖3是圖2所示的燃料泵的局部分解視圖；圖4是表示第一實(shí)施方式的制造方法的流程圖；圖5是其左側(cè)表示在先提出的燃料泵制造裝置以及右側(cè)表示 第一實(shí)施方式的燃料泵制造裝置的橫截面視圖；圖6是表示圖2中環(huán)繞燃料泵葉輪的間隙的放大局部視圖；圖7是表示殼體側(cè)接合部分熱收縮量與加熱溫度之間的關(guān)系 的線圖；圖8是表示在用于測量燃料泵溫度變化的實(shí)驗(yàn)中燃料泵上溫 度測量點(diǎn)的橫截面視圖；圖9是表示在圖8所示的測量點(diǎn)上測量溫度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的線圖；圖10是表示在圖8所示的測量點(diǎn)上測量溫度的另一實(shí)驗(yàn)結(jié)果 的線圖；圖11A是表示根據(jù)第二實(shí)施方式的燃料泵制造方法的各個(gè)步 驟以及相應(yīng)環(huán)境溫度連同軸向力的示意圖；圖IIB是表示圖IIA視圖中軸向力變化的示意圖；圖12是通過第一實(shí)施方式的制造方法制成的燃料泵的局部橫 截面視圖；圖13是通過第三實(shí)施方式的制造方法制成的燃料泵的局部橫 截面視圖；圖14是表示根據(jù)第一實(shí)施方式的燃料泵制造裝置的變化例以 及由其制成的燃料泵的局部橫截面視圖；圖15是表示根據(jù)第一實(shí)施方式的燃料泵制造裝置的另一變化 例以及由其制成的燃料泵的局部橫截面視圖；圖16是表示根據(jù)第一實(shí)施方式的燃料泵制造裝置的另一變化 例以及由其制成的燃料泵的局部橫截面視圖；圖17是表示根據(jù)第一實(shí)施方式的燃料泵制造裝置的另一變化 例以及由其制成的燃料泵的局部橫截面視圖；圖18是通過第五實(shí)施方式的制造方法制成的燃料泵的局部橫截面視圖；圖19是通過第六實(shí)施方式的制造方法制成的燃料泵的局部橫 截面視圖；以及圖20是現(xiàn)有技術(shù)中的燃料泵的局部透視圖。
具體實(shí)施方式
將參照附圖描述本發(fā)明的各實(shí)施方式。(第一實(shí)施方式)下面將參照圖1A-10對根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的用于制造 燃料泵的制造方法和制造裝置進(jìn)行描述。首先，將參照圖2描述燃料泵IO的整體結(jié)構(gòu)。在該實(shí)例中， 燃料泵10容納在例如兩輪或四輪車輛(未示出)的油箱內(nèi)。燃料 泵IO從油箱中吸出燃料并將其向車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)排放。燃料泵10包括泵裝置20和電機(jī)裝置50。電機(jī)裝置50驅(qū)動(dòng)泵 裝置20。電機(jī)裝置50被形成為直流電機(jī)。在電機(jī)裝置50中，沿 殼體11的內(nèi)周表面布置永磁體，并且在殼體11中沿磁體徑向向內(nèi) 放置與磁體同軸的電樞52。泵裝置20包括外殼21、蓋22以及葉輪23。外殼21和蓋22 組成流動(dòng)通道限定元件，在其中形成泵腔。葉輪23旋轉(zhuǎn)容納在泵 腔中。外殼21的端面211 (下文被稱為套環(huán)表面)抵靠蓋22的端 面221。外殼21和蓋22固定在殼體11的與端蓋41相對的端部。葉輪23由樹脂材料制成并包括在圓周方向依次布置的葉片。 在每相鄰兩個(gè)葉片之間形成凹槽。在本實(shí)施方式中，外殼21和蓋 22由金屬制成。更具體地，在本實(shí)施方式中，外殼21和蓋22由 鋁通過模鑄制成。軸承元件30組裝在外殼21的中心孔內(nèi)。電樞52的旋轉(zhuǎn)軸55的一個(gè)軸向端部由軸承元件30旋轉(zhuǎn)支承。旋轉(zhuǎn)軸 55的另一軸向端部由軸承元件40旋轉(zhuǎn)支承。軸承元件40又固定 在軸承保持器42中心孔中，所述軸承保持器42固定在殼體11的 另一端部上。在外殼21和蓋22上形成引導(dǎo)燃料的泵流動(dòng)通道56。泵流動(dòng) 通道56包括承壓流動(dòng)通道57、導(dǎo)向出口 58和導(dǎo)向入口 59。通過 C形凹槽61的內(nèi)表面、C形凹槽62的內(nèi)表面以及葉輪限定的承壓 流動(dòng)通道57。在此，C形凹槽61設(shè)置在外殼21的環(huán)形槽63的底 面上，并且C形凹槽62設(shè)置在蓋22上。出口孔58形成在外殼21 上并將在承壓流動(dòng)通道57中得到加壓的承壓燃料引導(dǎo)到燃料腔 51。電樞52旋轉(zhuǎn)容納在電機(jī)裝置50中，并且線圈繞電樞52的芯 部53纏繞。線圈通過端子68、電刷69和換向器54從電源(未示 出)接收電能。端子68嵌入連接器殼體67。當(dāng)電樞52接收電能后旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞52的旋轉(zhuǎn)軸55和葉輪23 旋轉(zhuǎn)。當(dāng)葉輪23旋轉(zhuǎn)時(shí)，燃料通過在蓋22上形成的燃料入口 60 被吸入泵流動(dòng)通道56內(nèi)。而后，被吸入泵流動(dòng)通道56內(nèi)的燃料通 過葉輪23的旋轉(zhuǎn)得到加壓并在此后從泵流動(dòng)通道56被排入燃料腔 51內(nèi)。導(dǎo)入燃料腔51內(nèi)的燃料繞電樞52通過并隨后通過排放出 口 65被排出燃料泵10。下面將對構(gòu)成本發(fā)明主要特征的泵裝置20的詳細(xì)結(jié)構(gòu)以及泵 裝置20的制造方法進(jìn)行描述。圖3是燃料泵10的分解視圖。在此 分解狀態(tài)下，下面對步驟S1-S5 (參見圖4)進(jìn)行描述。殼體11由鐵基金屬(即鐵或包含鐵的合金)制成并被構(gòu)造成 管形。殼體11包括同軸布置的大直徑圓柱形部分llc和小直徑圓柱形部分lld。大直徑圓柱形部分11c容納外殼21。小直徑圓柱形 部分lld具有比大直徑圓柱形部分llc的內(nèi)徑更小的內(nèi)徑。在整個(gè) 大直徑圓柱形部分llc和小直徑圓柱形部分lld上殼體11的外徑 恒定。因而，大直徑圓柱形部分llc的壁厚比小直徑圓柱形部分lld 的壁厚更小。外殼21由鋁制成并通過殼體11的開口 lla插入殼體11內(nèi)。 外殼21還包括通過模鑄一體形成的壓配合部分21a和圓柱形容納 部分21b。圓柱形容納部分21b具有圓柱形形狀并被放置在殼體11的大 直徑圓柱形部分llc內(nèi)。圓柱形容納部分21b的內(nèi)周表面與葉輪23 的外周表面徑向相對。壓配合部分21a被形成為圓柱形并被壓配合 在小直徑圓柱形部分lld的內(nèi)周表面上。在壓配合時(shí)，采用夾具將 圓柱形容納部分21b的套環(huán)表面211壓向小直徑圓柱形部分lld(步 驟Sl被稱為外殼壓配合步驟)。由外殼21和蓋22圍繞的空間也就是大直徑圓柱形部分llc的 內(nèi)部空間形成泵腔22a (圖3)。在步驟Sl (外殼壓配合步驟)之 后，葉輪23通過殼體11的開口 11a插入泵腔22a內(nèi)，并且葉輪23 被組裝在旋轉(zhuǎn)軸55上(步驟52被稱為葉輪組裝步驟)。蓋22包括蓋側(cè)接合部分223和主體222。蓋側(cè)接合部分223 和主體222由鋁通過模鑄一體形成。蓋側(cè)接合部分223被形成為環(huán) 形體，其從主體222徑向向外延伸并封蓋開口 lla。在步驟S2(葉 輪組裝步驟)之后，蓋22通過殼體11的開口 lla插入以將蓋側(cè)接 合部分223放置在殼體11的大直徑圓柱形部分llc內(nèi)(步驟S3被 稱為蓋插入步驟)。在該實(shí)例中，殼體11的沿開口 lla的圓周邊緣定位并軸向延伸到靠近大直徑圓柱形部分lie的位置并在步驟S5(被稱為模鍛步驟)得到彎曲的部分被稱為彎曲部分llb。此外，大直徑圓柱形部分llc對應(yīng)于本發(fā)明所稱的徑向相對部分。同時(shí)，殼體ll的彎曲 部分Ub和大直徑圓柱形部分llc統(tǒng)稱為殼體側(cè)接合部分lly。因 而，在以下描述中，彎曲部分llb和大直徑圓柱形部分llc也統(tǒng)稱 為殼體側(cè)接合部分lly。接著，在步驟S3 (蓋插入部分)之后，殼體側(cè)接合部分lly 得到加熱(步驟S4被稱為加熱步驟)。之后，殼體側(cè)接合部分lly 向蓋22更具體說是向蓋側(cè)接合部分223被模鍛，使得蓋22固定在 殼體ll上(步驟S5被稱為模鍛步驟)。在以下描述中，將詳細(xì)描 述步驟S4 (加熱步驟)和步驟S5 (模鍛步驟)。在步驟S4 (加熱步驟)，如圖1A所示，采用各自具有電磁感 應(yīng)線圈111的電磁感應(yīng)加熱器(有時(shí)被稱為IH加熱器)110加熱殼 體側(cè)接合部分lly。在殼體11徑向向外處，在圓周方向上以電磁感 應(yīng)加熱器UO與殼體側(cè)接合部分lly徑向相對的方式依次布置電磁 感應(yīng)加熱器110。殼體11的表面施加有電鍍層(例如鉻酸鹽鍍鋅處理)。用于加 熱殼體側(cè)接合部分lly的電磁感應(yīng)加熱器IIO的加熱溫度被設(shè)定在 低于電鍍?nèi)菰S的上限溫度(例如大約200攝氏度)的溫度上(例如 大約180攝氏度)。在步驟S5 (模鍛步驟)，如圖1B和1C所示，沖頭120作用在 殼體側(cè)接合部分lly上以在軸向上(圖1B和1C中的豎直方向) 對其沖壓，使得殼體側(cè)接合部分lly向蓋22的蓋側(cè)接合部分223 被模鍛。沖頭120具有碗的形式，該形式在圓周方向上環(huán)狀延伸并 具有與彎曲部分llb相對并接觸的錐形內(nèi)表面。采用圖5所示的模鍛裝置100完成加熱步驟(步驟S4)和模 鍛步驟(步驟S5。模鍛裝置100使沖頭120向下移動(dòng)到圖1B所示 的位置并隨后使沖頭120進(jìn)一步向下移動(dòng)到圖1C所示的位置以沖 壓殼體側(cè)接合部分lly。此時(shí)，模鍛裝置IOO剛好在被沖頭120沖 壓并彎曲的彎曲部分11b接觸蓋側(cè)接合部分223之前使沖頭120停 止向下移動(dòng)。參照圖5，圖5的左半部分表示在先提出的模鍛裝置100'，并 且圖5的右半部分表示本實(shí)施方式的模鍛裝置100。盡管在先提出 的模鍛裝置100'沒有任何電磁感應(yīng)加熱器，但本實(shí)施方式的模鍛裝 置100具有電磁感應(yīng)加熱器110。該電磁感應(yīng)加熱器100布置在沖 頭120的徑向向外處。在在先提出的模鍛裝置100'中，沖頭120與利用螺栓123固定 在主體122上的兩個(gè)保持器121， 124單獨(dú)形成，并且沖頭120夾 緊在保持器121， 124之間。與這一點(diǎn)相比，在本實(shí)施方式的模鍛 裝置100中，省去了保持器124，并且保持器121和沖頭120—體 形成。這樣，在沖頭120徑向外部形成了用于容納電磁感應(yīng)加熱器 110的空間。圖6是泵裝置在完成模鍛步驟(步驟S5)之后的放大局部視 圖。在圖6中，附圖標(biāo)記CL1表示葉輪23與蓋22之間的間隙， 并且附圖標(biāo)記CL2表示葉輪23與外殼21之間的間隙。在模鍛步 驟(步驟S5)中，這些間隙CL1, CL2各自得到控制落入預(yù)定值 或預(yù)定范圍內(nèi)。因而，根據(jù)本實(shí)施方式，殼體側(cè)接合部分lly在其向蓋側(cè)接合 部分223模鍛之前得到加熱。隨后，得到加熱和模鍛的殼體側(cè)接合 部分lly被冷卻到室溫并由此熱收縮。當(dāng)彎曲部分llb和大直徑圓 柱形部分llc熱收縮時(shí)，彎曲部分11b壓靠在蓋側(cè)接合部分223的上表面上，并且彎曲部分llb和大直徑圓柱形部分Uc徑向向內(nèi)咬 入蓋側(cè)接合部分223內(nèi)。因此，無需增大殼體側(cè)接合部分lly模鍛時(shí)的模鍛載荷就可以 有利地增大由殼體側(cè)接合部分lly施加的軸向力Fl。這樣，可以 避免因模鍛載荷(從沖頭120施加的沖壓載荷)的作用而引發(fā)的殼 體側(cè)接合部分lly和蓋22不符合要求的變形。從而可以增大軸向 力F1同時(shí)限制葉輪23周圍的間隙CL1， CL2的變化。此外，殼體側(cè)接合部分lly通過熱收縮壓靠在蓋側(cè)接合部分 223上。因此在圖20中示出的用于將殼體側(cè)接合部分lly壓下靠在 蓋22的槽22b上的壓下步驟以及圖4所示的步驟S7可以省去，同 時(shí)可以增大軸向力Fl。這樣，可以避免移動(dòng)力(也就是作用在蓋 22上使蓋22移動(dòng)離開殼體11的力)集中在殼體11的部分上使其 變形。從而，可以增大軸向力F1同時(shí)限制間隙CL1， CL2的變化。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，在通過殼體側(cè)接合部分lly保持 足夠的軸向力F1的同時(shí)，可保持間隙CL1， CL2的高度精確以限 制燃料泵10的燃料流動(dòng)性能變差。此外，根據(jù)本實(shí)施方式，通過電磁感應(yīng)加熱器110加熱殼體側(cè) 接合部分lly，使得殼體11的殼體側(cè)接合部分lly可以得到局部加 熱。因此，可以限制殼體11的除殼體側(cè)接合部分lly之外的其余 部分(例如小直徑圓柱形部分lld)不必要的熱收縮。此外，根據(jù)本實(shí)施方式，彎曲部分Ub和大直徑圓柱形部分llc 作為殼體側(cè)接合部分lly都得到加熱。因而，與僅有彎曲部分llb 或僅有大直徑圓柱形部分llc得到加熱的情形相比，可以有利地增 大殼體側(cè)接合部分lly的熱收縮量(特別是殼體側(cè)接合部分lly在 軸向上的熱收縮量)。因此，可以增大通過殼體側(cè)接合部分lly實(shí)現(xiàn)的軸向力Fl。此外，根據(jù)本實(shí)施方式，鐵基金屬被選定為殼體11的材料。鐵基金屬具有高電阻并由此可以通過電磁感應(yīng)加熱器10以高加熱 效率進(jìn)行加熱。相反，鋁被選定為蓋22的材料。鋁是有色金屬， 具有低電阻并由此不能通過電磁感應(yīng)加熱器IIO有效加熱，從而具 有低加熱效率。因而，當(dāng)殼體11被電磁感應(yīng)加熱器110加熱到預(yù) 定溫度時(shí)，蓋22由電磁感應(yīng)加熱器110加熱的程度相對較低。這 樣，在殼體側(cè)接合部分lly熱收縮量相對較大的同時(shí)，蓋22的收 縮量相對較小。由此可以進(jìn)一步增大軸向力Fl。同時(shí)，根據(jù)本實(shí)施方式，在模鍛步驟(步驟S5)，沖頭120的 向下移動(dòng)剛好在殼體側(cè)接合部分lly的彎曲部分llb與蓋側(cè)接合部 分223發(fā)生接觸之前立即停止。此后，殼體側(cè)接合部分lly熱收縮 并由此壓靠在蓋側(cè)接合部分223上。這樣，殼體側(cè)接合部分lly與 蓋側(cè)接合部分223可靠地接合。因此，與沖頭120甚至在彎曲部分11b與蓋側(cè)接合部分223發(fā) 生接觸之后還進(jìn)一步向下移動(dòng)的情形相比，向蓋22施加的模鍛載 荷更有效地得到限制，從而更有效地限制由模鍛載荷引起的蓋22 的變形。由此，可以進(jìn)一步限制間隙CL1、 CL2的變化。在本實(shí)施方式中，殼體側(cè)接合部分lly的加熱溫度被設(shè)定為大 約180攝氏度，這樣可以確保獲得足夠的軸向力Fl。現(xiàn)在參照圖7 說明將溫度設(shè)定在大約180攝氏度的原因。根據(jù)在本實(shí)施方式的燃料泵IO上完成的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，當(dāng)向彎 曲部分lib施加12kN的模鍛載荷以軸向沖壓彎曲部分lib大約 37pm的量時(shí)，回彈量大約為19pm。因此，當(dāng)以上加熱溫度被設(shè)定 為使殼體側(cè)接合部分lly的熱收縮量在軸向上大約為19pm時(shí)，可以限制由回彈引起的軸向力Fl減小。參照圖7，現(xiàn)在假定殼體側(cè)接合部分lly的熱收縮量在20攝氏 度的室溫下為零，并且通過電磁感應(yīng)加熱器IIO加熱的殼體側(cè)接合 部分lly的加熱溫度是180攝氏度。在這種情況下，殼體側(cè)接合部 分lly的溫度從加熱溫度180攝氏度到室溫20攝氏度下降了 160 攝氏度。鐵的線性膨脹系數(shù)是11.7X10—，C，并且殼體側(cè)接合部分 lly具有10mm的軸向長度L。因此，熱收縮量計(jì)算為160X11.7 Xl(T6X10=18.7(im。因此，當(dāng)加熱溫度被設(shè)定為180攝氏度時(shí)， 殼體側(cè)接合部分lly的熱收縮量(18.7pm)變得與回彈量(19pm) 大體上相同。從而，可以限制由回彈引起的軸向力Fl的減小。如圖8所示，電磁感應(yīng)加熱器110放置成靠近殼體11的點(diǎn)P1， 也就是靠近殼體側(cè)接合部分lly并得到通電以開始加熱。圖9表示 實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中示出了自加熱開始起加熱溫度變化與經(jīng)歷時(shí)間周期 的關(guān)系。圖9中所示的曲線pl表示在圖8所示的殼體11的點(diǎn)Pl 處的溫度變化，且其增大到180攝氏度。圖9中所示的曲線p4表 示在圖8所示的蓋22的點(diǎn)P4處的溫度變化，且其增大到100攝氏 度。圖9中所示的曲線p5表示在圖8所示的外殼21的點(diǎn)P5處的 溫度變化，且其增大到67攝氏度。根據(jù)該實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蓋22的點(diǎn)P4的溫度和外殼21的點(diǎn)P5的溫 度各自從在點(diǎn)P1達(dá)到峰值溫度的時(shí)刻大約IO秒之后才達(dá)到其峰值溫度o因此，當(dāng)在時(shí)間周期T1 (圖9中示出并自局部加熱殼體11的 殼體側(cè)接合部分lly開始測得)內(nèi)完成模鍛步驟(步驟S5)時(shí)， 可在達(dá)到蓋22的蓋側(cè)接合部分223的峰值溫度以及外殼21的圓柱 形容納部分21b的峰值溫度之前通過利用上述熱收縮現(xiàn)象完成加 熱和模鍛。從而，可以減小或限制由不必要的熱收縮引起的泵裝置20的不符合要求的變形。圖IO表示另一實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中示出了自開始加熱起加熱溫度 變化與經(jīng)歷時(shí)間周期的關(guān)系。在與以上實(shí)驗(yàn)類似的該實(shí)驗(yàn)中，在圖 8中示出的電磁感應(yīng)加熱器IIO放置成靠近殼體11的點(diǎn)P1并得到 通電以開始加熱。圖10中的曲線pl、曲線p2和曲線p3分別表示 在圖8中所示的殼體11的點(diǎn)P1、點(diǎn)P2和點(diǎn)P3處的溫度變化。此 外，曲線p4和曲線p5表示在蓋22的點(diǎn)P4的溫度變化以及在外殼 21的點(diǎn)P5處的溫度變化。如圖10所示，殼體11的點(diǎn)Pl-P3的溫度各自在時(shí)間周期T2 內(nèi)達(dá)到其峰值。此外，蓋22的點(diǎn)P4的溫度以及外殼21的點(diǎn)P5 的溫度在殼體11的點(diǎn)Pl-P3的溫度各自達(dá)到其峰值之后才達(dá)到其 自己的峰值。因此，也根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，當(dāng)局部加熱殼體11的殼體側(cè)接 合部分lly在圖10所示的時(shí)間周期T2內(nèi)完成模鍛步驟(步驟S5) 時(shí)，可在達(dá)到蓋22的蓋側(cè)接合部分223的峰值溫度以及外殼21的 圓柱形容納部分21b的峰值溫度之前通過利用上述的熱收縮現(xiàn)象 完成加熱和模鍛?，F(xiàn)在將在下文描述本發(fā)明的其它實(shí)施方式。在以下實(shí)施方式 中，與第一實(shí)施方式類似的部件將由與上述實(shí)施方式相同的附圖標(biāo)記表示并由此不再進(jìn)一步描述。(第二實(shí)施方式)在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，在彎曲部分llb接觸蓋側(cè)接合部 分223之后，沖頭120向下移動(dòng)直至彎曲部分lib利用預(yù)定壓緊力 在彈性變形范圍內(nèi)得到?jīng)_壓。圖IIA和IIB表示在制造燃料泵過 程中軸向力Fl的變化以及在發(fā)生環(huán)境溫度變化時(shí)軸向力Fl的變化。現(xiàn)在，將對制造燃料泵過程中的軸向力F1的變化進(jìn)行描述。首先，在圖11A的區(qū)段(A)所示的組裝步驟中，外殼21和 蓋22被安裝在殼體11內(nèi)。接著，在圖11A的區(qū)段(B)所示的加 熱步驟中，殼體11的殼體側(cè)接合部分lly及其周圍通過電磁感應(yīng) 加熱器IIO得到暫時(shí)加熱。這樣，殼體側(cè)接合部分lly在殼體11 的軸向上得到拉長。此時(shí)，不產(chǎn)生軸向力F1。當(dāng)殼體側(cè)接合部分lly得到局部加熱并由此達(dá)到其峰值溫度 時(shí)，沖頭120在圖IIA的區(qū)段(C)所示的模鍛步驟中向下移動(dòng)以 沖壓彎曲部分11b。在本實(shí)施方式中，在彎曲部分llb通過沖頭120 得到彎曲并接觸蓋22之后，沖頭120進(jìn)一步向下移動(dòng)。這樣，彎 曲部分llb利用預(yù)定壓力在彈性變形范圍內(nèi)得到?jīng)_壓。由此，產(chǎn)生 軸向力Fl也就是從彎曲部分lib在軸向上作用在蓋22上的軸向 力。如圖11B中的圖所示，軸向力Fl處于容許軸向力范圍內(nèi)。如圖11A的區(qū)段(D)所示，當(dāng)沖頭120向上移動(dòng)以去除從沖 頭120施加在彎曲部分llb上的載荷時(shí)，在殼體側(cè)接合部分lly上 發(fā)生回彈。此時(shí)，彎曲部分11b與蓋22軸向分離，從而不產(chǎn)生軸 向力Fl。始^-縣5il暫f^"h門抽,的志/女11的實(shí)tfa向分4^的志/(i伸ll接A敘分lly被冷卻到室溫時(shí)，殼體側(cè)接合部分lly在軸向上熱收縮，如 圖11A的區(qū)段(E)所示。這樣，彎曲部分lib接觸蓋22并將蓋 22壓向外殼21—側(cè)。因此，通過彎曲部分llb產(chǎn)生軸向力Fl。此 時(shí)，如圖11B (參見圖11B的緊靠11A的區(qū)段(E)下方的區(qū)段)， 在室溫下的軸向力Fl大于所需的彎曲部分lib的軸向力(該軸向 力被要求將外殼21和蓋22保持在殼體11的內(nèi)部)并處于容許軸向力范圍內(nèi)。接著，將詳細(xì)描述發(fā)生環(huán)境溫度變化時(shí)的軸向力F1的變化。如圖11A的區(qū)段(F)所示，當(dāng)環(huán)境溫度從室溫變?yōu)楦邷囟?例 如80攝氏度)時(shí)，殼體ll、蓋22和外殼21因熱膨脹而在軸向上 膨脹。在本實(shí)施方式中，殼體ll由鐵基金屬制成，并且蓋22和外 殼21由鋁制成。鋁的熱膨脹系數(shù)大于鐵基金屬的熱膨脹系數(shù)。因 而，蓋22的膨脹程度和外殼21的膨脹程度應(yīng)該比殼體11的膨脹 程度更大。這樣，與室溫相比蓋22以更大程度壓靠殼體11的彎曲 部分llb。從而，從彎曲部分lib向蓋22施加的軸向力也就是軸向 力F1變得比室溫下的軸向力F1更大。此時(shí)，如圖IIB(參見圖11B 的緊靠圖11A的區(qū)段(F)下方的區(qū)段)所示，高溫度(例如80 攝氏度)下的軸向力Fl也大于所需的彎曲部分lib的軸向力(該 軸向力被要求將外殼21和蓋22保持在殼體11的內(nèi)部)并處于容 許軸向力范圍內(nèi)。如圖IIA的區(qū)段(G)所示，當(dāng)環(huán)境溫度從室溫或高溫度變?yōu)?低溫度(例如-40攝氏度)時(shí)，殼體ll、蓋22和外殼21收縮，也 就是在殼體11的軸向上收縮。鋁制蓋22的收縮程度和鋁制外殼21 的收縮程度大于鐵基金屬殼體11的收縮程度。因而，盡管低溫下 軸向力Fl變得比室溫下或高溫下的軸向力Fl更小，但即使在低溫 下也可以保持所需的軸向力。為了進(jìn)行比較，圖11B中的虛線表示通過在先提出的制造方法 形成的在先提出的燃料泵中的軸向力Fl的變化，其中在不加熱的 情況下完成模鍛。通過虛線表示的這一曲線揭示了在通過在先提出 的制造方法形成燃料泵的情況下(其中在不加熱的情況下完成模 鍛)可以在高溫下(例如80攝氏度)但不能在常溫或低溫下(例 如-40攝氏度)獲得所需的軸向力。(第三實(shí)施方式) 圖13表示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式制造的燃料泵的局部橫截面視圖。圖13所示的殼體11的彎曲部分llb是通過第一實(shí)施方式 的制造方法形成的燃料泵的彎曲部分lib的變化例。如圖12所示，通過第一實(shí)施方式的制造方法形成的燃料泵的 彎曲部分llb在平行于殼體11軸線的平面上具有線性橫截面。相 比之下，圖13所示的殼體11的彎曲部分lib在平行于殼體11軸 線的平面上具有彎曲橫截面。當(dāng)彎曲部分lib的形狀適于與蓋22 的蓋側(cè)接合部分223的形狀相一致時(shí)，可以進(jìn)一步限制從殼體11 上移去蓋22。(第四實(shí)施方式)圖14-17是各種類型的燃料泵制造裝置和通過分別采用第四實(shí) 施方式的各種類型的燃料泵制造裝置制成的各種類型的燃料泵殼 體11的局部橫截面圖。圖14-17所示的殼體11的彎曲部分llb是 根據(jù)第一實(shí)施方式形成的燃料泵的彎曲部分lib的進(jìn)一步的變化 例。圖14-17所示的殼體11的彎曲部分lib以遞進(jìn)方式得到彎曲。 例如，圖14中所示的沖頭120包括在執(zhí)行模鍛步驟時(shí)接觸殼體11 的彎曲部分lib的壁表面125和壁表面126。在平行于殼體11軸線 的平面上的沖頭120的橫截面中，壁表面125和壁表面126線性延 伸并分別以預(yù)定角度傾斜。具體而言，圖14中的沖頭120具有碗 的形式，該形式在圓周方向上環(huán)狀延伸并具有不同角度的錐形表面 125， 126，它們與彎曲部分llb相對并與其接觸。在模鍛步驟中， 當(dāng)圖14中所示的沖頭120壓靠在彎曲部分lib上時(shí)，在彎曲部分 lib上形成有成角度以分別與錐形壁表面125， 126相對應(yīng)的兩個(gè)錐形表面。具體而言，彎曲部分llb的分別形成上述兩個(gè)錐形壁表面 的壁表面115和壁表面116分別在平行于殼體11軸線的平面上具 有線性橫截面。壁表面115和壁表面116的這些線性橫截面分別相 對于殼體11軸線以預(yù)定角度傾斜。在圖14中，沖頭120橫截面中 的虛線表示沖頭120的壁表面125與壁表面126之間的邊界，并且 彎曲部分lib的橫截面中的上部虛線表示壁表面115與壁表面116 之間的邊界。此外，彎曲部分llb的橫截面中的下部虛線表示彎曲 部分lib與大直徑圓柱形部分lie之間的邊界(參見圖1A)。對于圖15所示的沖頭120,壁表面125在平行于殼體11軸線 的平面上的橫截面是線性的，并且壁表面126在平行于殼體11軸 線的平面上的橫截面是彎曲的。當(dāng)圖15所示的沖頭120壓靠在彎 曲部分lib上時(shí)，彎曲部分lib的壁表面115在平行于殼體11軸 線的平面上表現(xiàn)為線性橫截面，并且彎曲部分llb的壁表面116在 平行于殼體11軸線的平面上表現(xiàn)為彎曲橫截面。對于圖16所示的沖頭120，壁表面125在平行于殼體11軸線 的平面上的橫截面是彎曲的，并且壁表面126在平行于殼體11軸 線的平面上的橫截面也是彎曲的。因而，當(dāng)圖16所示的沖頭120 壓靠在彎曲部分lib上時(shí)，彎曲部分lib的壁表面115在平行于殼 體11軸線的平面上表現(xiàn)為彎曲橫截面，并且彎曲部分lib的壁表 面116在平行于殼體11軸線的平面上表現(xiàn)為彎曲橫截面。對于圖17所示的沖頭120，壁表面125在平行于殼體11軸線 的平面上的橫截面是彎曲的，并且壁表面126在平行于殼體11軸 線的平面上的橫截面是線性的。因而，當(dāng)圖17所示的沖頭120壓 靠在彎曲部分llb上時(shí)，彎曲部分llb的壁表面115在平行于殼體 11軸線的平面上表現(xiàn)為彎曲橫截面，并且彎曲部分lib的壁表面 116在平行于殼體11軸線的平面上表現(xiàn)為線性橫截面。如上所述，在圖14-17所示的殼體11彎曲部分lib的變化例 中，彎曲部分llb的壁表面115和壁表面116具有線性橫截面和線 性橫截面的結(jié)合、彎曲橫截面和彎曲橫截面的結(jié)合以及線性橫截面 和彎曲橫截面的結(jié)合中的一種。如上所述，當(dāng)彎曲部分llb的壁表 面以遞進(jìn)形式漸縮時(shí)，彎曲部分lib的形狀可以與蓋22的蓋側(cè)接 合部分223的形狀適配，并且可以減小殼體11彎曲部分lib的回 彈量。(第五實(shí)施方式)圖18表示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施方式制成的燃料泵的局部橫截 面視圖。燃料泵70包括殼體11、外殼21、蓋22和葉輪23。在外 殼21上形成有凹槽711和721，并且在蓋22上形成有凹槽712和 凹槽722。由凹槽711、凹槽712和葉輪23限定出引導(dǎo)燃料的流動(dòng) 通道710。同時(shí)，由凹槽721、凹槽722和葉輪23限定出引導(dǎo)燃料 的流動(dòng)通道720。通過像第一實(shí)施方式那樣的加熱和模鍛使殼體11 的彎曲部分llb沿殼體11向內(nèi)徑向彎曲以將外殼21、蓋22和葉輪 23保持在殼體11的內(nèi)部。如上所述，在燃料泵70中，在外殼21 上形成有凹槽711， 721，并且在蓋22上形成有凹槽712， 722。因 而，外殼21的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和蓋22的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相對較低。由此，當(dāng)向 外殼21和蓋22施加過大的力時(shí)，外殼21和蓋22有可能變形。當(dāng) 向該燃料泵70實(shí)施本發(fā)明的加熱和模鍛時(shí)，可以限制模鍛時(shí)向外 殼21和蓋22施加的過量載荷，由此可以減小由過量載荷引起的外 殼21和蓋22的變形。(第六實(shí)施方式)圖19表示根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施方式制成的燃料泵的局部橫截 面視圖。燃料泵80包括殼體11、外殼21、蓋22、葉輪23、外殼 24和葉輪25。通過像第一實(shí)施方式那樣的加熱和模鍛使殼體11的彎曲部分llb沿殼體11向內(nèi)徑向彎曲以將外殼21、蓋22、葉輪23 和外殼24保持在殼體11的內(nèi)部。外殼21和外殼24將葉輪25保 持在它們之間，并且外殼24和蓋22將葉輪23保持在它們之間。 如上所述，外殼21、外殼24和蓋22各自被形成為具有相對較小 的板厚以與外殼21、外殼24和蓋22中其它相應(yīng)一個(gè)配合以保持 相應(yīng)的葉輪23， 25。因而，外殼21的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、外殼24的結(jié)構(gòu) 強(qiáng)度以及蓋22的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相對較低。由此，當(dāng)向外殼21、外殼24 和蓋22施加過大的力時(shí)，會(huì)引起外殼21、外殼24和蓋22的變形。 而當(dāng)向該燃料泵80實(shí)施本發(fā)明的加熱和模鍛時(shí)，可以限制模鍛時(shí) 向外殼21、外殼24和蓋22施加的過量載荷，由此可以減小由過 量載荷引起的外殼21、外殼24和蓋22的變形。(其它實(shí)施方式)根據(jù)本發(fā)明，需要在模鍛步驟(步驟S5)之前完成加熱步驟 (步驟S4),但其它步驟Sl-S3的操作次序并不局限于上述操作次 序。例如，步驟Sl-S3中至少一個(gè)可以在加熱步驟(步驟S4)之 后完成。然而，當(dāng)使加熱時(shí)間與模鍛時(shí)間之間的時(shí)間周期相對較短 時(shí)，可以使加熱溫度相對較低。因此，從這點(diǎn)來說，要求以上述實(shí) 施方式中所述的上述次序完成以上步驟。此外，在每一實(shí)施方式中，電磁感應(yīng)加熱器IIO可以被用作加 熱裝置，并且出于鐵基金屬加熱效率的原因，殼體11由鐵基金屬 制成。然而，本發(fā)明的加熱裝置并不局限于此。例如，備選地，可 以采用熱板加熱、激光加熱、超聲波振動(dòng)加熱、高頻加熱或微波加 執(zhí)。因而，殼體11的材料并不局限于鐵基金屬并且可以是有色金 屬，例如不銹鋼、鋁。此外，外殼21的材料以及蓋22的材料并不 局限于有色金屬，例如鋁，并且備選地可以是鐵基金屬，不銹鋼或樹脂。如上所述，本發(fā)明并不局限于以上實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明 精神和范圍的前提下可以具有多種實(shí)施方式。例如，以上實(shí)施方式 以及變形的特征可以任意結(jié)合。
權(quán)利要求
1.一種用于制造燃料泵的方法，所述燃料泵包括具有開口(11a)的管狀殼體(11)、容納在殼體(11)中的葉輪(23)、以及蓋(22)，所述蓋封蓋住殼體(11)的開口(11a)并放置在葉輪(23)的定位有管狀殼體(11)開口(11a)的一個(gè)軸向側(cè)，所述方法包括將蓋(22)插入殼體(11)內(nèi)；對殼體(11)的位于殼體(11)開口(11a)外周邊緣的殼體側(cè)接合部分(11y)進(jìn)行加熱；以及使殼體側(cè)接合部分(11y)向蓋(22)模鍛以將蓋(22)固定在殼體(11)上。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 在將蓋(22)插入殼體(11)內(nèi)之前由金屬制成殼體(11),其中 對殼體側(cè)接合部分(lly)進(jìn)行加熱的步驟包括通過各自具有電磁 感應(yīng)線圈(111)的至少一個(gè)電磁感應(yīng)加熱器(110)來加熱所述 殼體側(cè)接合部分(lly)。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述對殼體側(cè)接 合部分(lly)進(jìn)行加熱的步驟包括對作為殼體側(cè)結(jié)合部分(lly) 的殼體(ll)的彎曲部分(llb)和殼體(ll)的徑向相對部分(llc) 進(jìn)行加熱，所述彎曲部分(lib)在殼體側(cè)接合部分(lib)的模 鍛過程中被彎曲，所述徑向相對部分(llc)靠近該彎曲部分(llb) 定位并與蓋(22)徑向相對。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在將蓋(22)插入殼體(11)內(nèi)之前由鐵基金屬制成殼體(11)。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 在將蓋(22)插入殼體(11)內(nèi)之前由有色金屬和樹脂中的一個(gè) 制成蓋(22)。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述殼體側(cè)接合 部分(lly)的模鍛步驟包括將沖頭(120)壓靠在得到加熱的殼體側(cè)接合部分(lly)上 并由此使殼體側(cè)接合部分(lly)的一部分彎曲；在得到加熱的殼體側(cè)接合部分(lly)的彎曲部分與蓋(22) 發(fā)生接觸之前立即停止沖頭(120)的沖壓；以及對得到加熱的殼體側(cè)接合部分(lly)進(jìn)行冷卻從而導(dǎo)致殼體 側(cè)接合部分(lly)熱收縮并由此使殼體側(cè)接合部分(lly)壓靠 并模鍛在蓋(22)上。
7. —種用于制造燃料泵的裝置，所述燃料泵包括具有開口 (lla)的管狀殼體(11)、容納在殼體(11)中的葉輪(23)、以及蓋(22)，所述蓋封蓋住殼體(11)的開口 (lla)并放置在葉 輪(23)的定位有管狀殼體(11)開口 (lla)的一個(gè)軸向側(cè)，所 述裝置包括用于對殼體(11)的位于殼體(11)開口 (lla)外周邊緣的 殼體側(cè)接合部分(lly)進(jìn)行加熱的加熱裝置(110);以及使殼體側(cè)接合部分(lly)向插入殼體(11)內(nèi)的蓋(22)模 鍛的沖頭(120)。
8. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述加熱裝置(110)包括各自具有電磁感應(yīng)線圈(111)的至少一個(gè)電磁感應(yīng) 加熱器(110)。
9. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述加熱裝置 (110)對作為殼體側(cè)結(jié)合部分(lly)的殼體(11)的彎曲部分 (lib)和殼體(11)的徑向相對部分(llc)進(jìn)行加熱，所述彎曲部分(lib)在殼體側(cè)接合部分(lib)的模鍛過程中被彎曲，所 述徑向相對部分(llc)靠近該彎曲部分(lib)定位并與蓋(22) 徑向相對。
10. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述沖頭(120) 得到控制，使得沖頭(120)移動(dòng)以對得到加熱的殼體側(cè)接合部分(lly)進(jìn)行沖壓并由此使殼體側(cè)接合部分(lly)的一部分彎曲， 此后在得到加熱的殼體側(cè)接合部分(lly)的彎曲部分與蓋(22) 發(fā)生接觸之前立即停止沖壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造燃料泵的方法，所述方法包括將蓋(22)插入燃料泵的殼體(11)內(nèi)。而后，利用加熱裝置(110)使殼體(11)位于殼體(11)開口(11a)外周邊緣的殼體側(cè)接合部分(11y)得到加熱。此后，通過沖頭(120)使殼體側(cè)接合部分(11y)向蓋(22)模鍛以將蓋(22)固定在殼體(11)上。本發(fā)明還涉及用該方法形成燃料泵的裝置。采用本發(fā)明的方法和裝置，可通過燃料泵殼體的殼體側(cè)接合部分獲得足夠的軸向力，從而實(shí)現(xiàn)對蓋與葉輪之間的間隙的有效控制。
文檔編號(hào)F04D29/42GK101230861SQ20081000375
公開日2008年7月30日 申請日期2008年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月23日
發(fā)明者上田信司, 巖成榮二, 渡邊詳也, 酒井博美, 間真司 申請人:株式會(huì)社電裝