用于制造燃料泵的方法和装置的制作方法

专利名称：用于制造燃料泵的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于制造燃料泵的方法和装置。
技术背景参照图20，已知的燃料泵包括管状壳体11、叶轮(未示出) 和盖22。壳体11具有开口 lla并容纳叶轮，并且盖22封盖壳体 11的开口 lla。叶轮容纳在泵腔22a中，所述泵腔形成在盖22的 与壳体11的开口 lla相反的一个轴向侧。对于在日本待审专利公 开2005-207320 (对应于US2005/0163605A1)中提及的燃料泵，壳 体11的沿开口 lla的外周边缘定位的壳体侧接合部分lly包括弯 曲部分llb和圆柱形部分llc，该壳体侧接合部分lly被径向向内 模锻(swage)，也就是弯曲压靠盖22，使得盖22固定在壳体11 上。盖22与叶轮之间的间隙对燃料泵的燃料流动性能具有极大的 影响。因此，要高度控制燃料泵的制造以使该间隙达到预定间隙。具体地说，壳体侧接合部分lly的弯曲部分llb可能在模锻之 后马上回弹(参见图20中的箭头SB)。从而在这种情况下，盖22 不会压靠壳体H不足。当盖22压靠壳体11不足时，限制盖22移 动离开壳体ll的推压力(下文被称为轴向力F1)变得不足。在这 种情况下，弯曲部分11b会变形离开盖22，并且盖22会移动离开 叶轮。因此，上述间隙增大，从而使燃料泵中的燃料流动性能变差。为了克服上述缺陷，本申请的发明人已经针对弯曲部分lib的回弹例如通过增大施加在壳体11的壳体侧接合部分lly上的模锻 载荷而研制了一种新的制造方法(参见图4所示的现有技术的产品A) 。然而，当过量的模锻载荷施加在壳体侧接合部分lly和盖22 上时，在弯曲部分11b和盖22上发生不符合要求的变形，使得上 述间隙明显改变。因而，不可能高度精确地控制间隙，从而不可避 免地使燃料泵中的燃料流动性能变差。同时，本发明的发明人已经尝试了另一方法。在该方法中，在 盖22的表面上形成凹槽22b (参见图20)。在壳体侧接合部分lly 沿整个壳体11周围模锻之后，弯曲部分11b在轴向与凹槽22b相 对的相对部分压靠在凹槽22b上(参见图4所示的现有技术的产品B) 。这一模锻过程基本上可以限制上述弯曲部分lib的回弹，使得 可以由壳体侧接合部分Uy施加足够的轴向力Fl。然而，作用在 盖22上以使盖22从壳体11上移开的移动力集中在弯曲部分lib 的与凹槽22b相对并凹下压靠在凹槽22b上的凹下的、相对部分上。 因此，该相对部分变形离开盖22。这样，盖22移动离开叶轮，从 而增大了盖22与叶轮之间的间隙。因此，不可能高度精确地控制 间隙，由此不可避免地使燃料泵中的燃料流动性能变差。发明内容本发明的目的在于解决以上问题。因此，本发明的目的是提供 一种改进的燃料泵的制造方法和制造装置，其中通过燃料泵壳体的 壳体侧接合部分获得足够的轴向力，从而实现对盖与叶轮之间的间 隙的有效控制。为了实现本发明的目的，提供一种用于制造燃料泵的方法，所 述燃料泵包括管状壳体、叶轮和盖。该管状壳体具有开口。叶轮容 纳在壳体中。盖封盖住壳体的开口并放置在叶轮的定位有管状壳体开口的一个轴向侧。根据所述方法，将盖插入壳体内。对壳体的位 于壳体开口外周边缘的壳体侧接合部分进行加热。而后，使壳体侧 接合部分朝着盖被模锻以将盖固定在壳体上。为了实现本发明的目的，还提供一种用于制造燃料泵的装置， 所述燃料泵包括具有开口的管状壳体、容纳在壳体中的叶轮以及 盖，所述盖封盖住壳体的开口并放置在叶轮的定位有管状壳体开口 的一个轴向侧。该装置包括加热装置和冲头。加热装置用于对壳体 的位于壳体开口外周边缘的壳体侧接合部分进行加热。冲头使壳体 侧接合部分朝着插入壳体内的盖被模锻。


从以下描述、附加权利要求和附图中将会更清楚地了解到本发 明及其其它目的、特征和优点，图中图1A是表示根据本发明第一实施方式的燃料泵制造方法的加热步骤以及该方法中采用的燃料泵制造装置的示意图；图1B是表示该燃料泵制造方法的模锻步骤开始的示意图；图1C是表示该燃料泵制造方法的模锻步骤结束的示意图；图2是表示由第一实施方式的燃料泵制造方法制造的燃料泵 的横截面视图；图3是图2所示的燃料泵的局部分解视图；图4是表示第一实施方式的制造方法的流程图；图5是其左侧表示在先提出的燃料泵制造装置以及右侧表示 第一实施方式的燃料泵制造装置的横截面视图；图6是表示图2中环绕燃料泵叶轮的间隙的放大局部视图；图7是表示壳体侧接合部分热收縮量与加热温度之间的关系 的线图；图8是表示在用于测量燃料泵温度变化的实验中燃料泵上温 度测量点的横截面视图；图9是表示在图8所示的测量点上测量温度的实验结果的线图；图10是表示在图8所示的测量点上测量温度的另一实验结果 的线图；图11A是表示根据第二实施方式的燃料泵制造方法的各个步 骤以及相应环境温度连同轴向力的示意图；图IIB是表示图IIA视图中轴向力变化的示意图；图12是通过第一实施方式的制造方法制成的燃料泵的局部横 截面视图；图13是通过第三实施方式的制造方法制成的燃料泵的局部横 截面视图；图14是表示根据第一实施方式的燃料泵制造装置的变化例以 及由其制成的燃料泵的局部横截面视图；图15是表示根据第一实施方式的燃料泵制造装置的另一变化 例以及由其制成的燃料泵的局部横截面视图；图16是表示根据第一实施方式的燃料泵制造装置的另一变化 例以及由其制成的燃料泵的局部横截面视图；图17是表示根据第一实施方式的燃料泵制造装置的另一变化 例以及由其制成的燃料泵的局部横截面视图；图18是通过第五实施方式的制造方法制成的燃料泵的局部横截面视图；图19是通过第六实施方式的制造方法制成的燃料泵的局部横 截面视图；以及图20是现有技术中的燃料泵的局部透视图。
具体实施方式
将参照附图描述本发明的各实施方式。(第一实施方式)下面将参照图1A-10对根据本发明第一实施方式的用于制造 燃料泵的制造方法和制造装置进行描述。首先，将参照图2描述燃料泵IO的整体结构。在该实例中， 燃料泵10容纳在例如两轮或四轮车辆(未示出)的油箱内。燃料 泵IO从油箱中吸出燃料并将其向车辆的发动机排放。燃料泵10包括泵装置20和电机装置50。电机装置50驱动泵 装置20。电机装置50被形成为直流电机。在电机装置50中，沿 壳体11的内周表面布置永磁体，并且在壳体11中沿磁体径向向内 放置与磁体同轴的电枢52。泵装置20包括外壳21、盖22以及叶轮23。外壳21和盖22 组成流动通道限定元件，在其中形成泵腔。叶轮23旋转容纳在泵 腔中。外壳21的端面211 (下文被称为套环表面)抵靠盖22的端 面221。外壳21和盖22固定在壳体11的与端盖41相对的端部。叶轮23由树脂材料制成并包括在圆周方向依次布置的叶片。 在每相邻两个叶片之间形成凹槽。在本实施方式中，外壳21和盖 22由金属制成。更具体地，在本实施方式中，外壳21和盖22由 铝通过模铸制成。轴承元件30组装在外壳21的中心孔内。电枢52的旋转轴55的一个轴向端部由轴承元件30旋转支承。旋转轴 55的另一轴向端部由轴承元件40旋转支承。轴承元件40又固定 在轴承保持器42中心孔中，所述轴承保持器42固定在壳体11的 另一端部上。在外壳21和盖22上形成引导燃料的泵流动通道56。泵流动 通道56包括承压流动通道57、导向出口 58和导向入口 59。通过 C形凹槽61的内表面、C形凹槽62的内表面以及叶轮限定的承压 流动通道57。在此，C形凹槽61设置在外壳21的环形槽63的底 面上，并且C形凹槽62设置在盖22上。出口孔58形成在外壳21 上并将在承压流动通道57中得到加压的承压燃料引导到燃料腔 51。电枢52旋转容纳在电机装置50中，并且线圈绕电枢52的芯 部53缠绕。线圈通过端子68、电刷69和换向器54从电源(未示 出)接收电能。端子68嵌入连接器壳体67。当电枢52接收电能后旋转时，电枢52的旋转轴55和叶轮23 旋转。当叶轮23旋转时，燃料通过在盖22上形成的燃料入口 60 被吸入泵流动通道56内。而后，被吸入泵流动通道56内的燃料通 过叶轮23的旋转得到加压并在此后从泵流动通道56被排入燃料腔 51内。导入燃料腔51内的燃料绕电枢52通过并随后通过排放出 口 65被排出燃料泵10。下面将对构成本发明主要特征的泵装置20的详细结构以及泵 装置20的制造方法进行描述。图3是燃料泵10的分解视图。在此 分解状态下，下面对步骤S1-S5 (参见图4)进行描述。壳体11由铁基金属(即铁或包含铁的合金)制成并被构造成 管形。壳体11包括同轴布置的大直径圆柱形部分llc和小直径圆柱形部分lld。大直径圆柱形部分11c容纳外壳21。小直径圆柱形 部分lld具有比大直径圆柱形部分llc的内径更小的内径。在整个 大直径圆柱形部分llc和小直径圆柱形部分lld上壳体11的外径 恒定。因而，大直径圆柱形部分llc的壁厚比小直径圆柱形部分lld 的壁厚更小。外壳21由铝制成并通过壳体11的开口 lla插入壳体11内。 外壳21还包括通过模铸一体形成的压配合部分21a和圆柱形容纳 部分21b。圆柱形容纳部分21b具有圆柱形形状并被放置在壳体11的大 直径圆柱形部分llc内。圆柱形容纳部分21b的内周表面与叶轮23 的外周表面径向相对。压配合部分21a被形成为圆柱形并被压配合 在小直径圆柱形部分lld的内周表面上。在压配合时，采用夹具将 圆柱形容纳部分21b的套环表面211压向小直径圆柱形部分lld(步 骤Sl被称为外壳压配合步骤)。由外壳21和盖22围绕的空间也就是大直径圆柱形部分llc的 内部空间形成泵腔22a (图3)。在步骤Sl (外壳压配合步骤)之 后，叶轮23通过壳体11的开口 11a插入泵腔22a内，并且叶轮23 被组装在旋转轴55上(步骤52被称为叶轮组装步骤)。盖22包括盖侧接合部分223和主体222。盖侧接合部分223 和主体222由铝通过模铸一体形成。盖侧接合部分223被形成为环 形体，其从主体222径向向外延伸并封盖开口 lla。在步骤S2(叶 轮组装步骤)之后，盖22通过壳体11的开口 lla插入以将盖侧接 合部分223放置在壳体11的大直径圆柱形部分llc内(步骤S3被 称为盖插入步骤)。在该实例中，壳体11的沿开口 lla的圆周边缘定位并轴向延伸到靠近大直径圆柱形部分lie的位置并在步骤S5(被称为模锻步骤)得到弯曲的部分被称为弯曲部分llb。此外，大直径圆柱形部分llc对应于本发明所称的径向相对部分。同时，壳体ll的弯曲 部分Ub和大直径圆柱形部分llc统称为壳体侧接合部分lly。因 而，在以下描述中，弯曲部分llb和大直径圆柱形部分llc也统称 为壳体侧接合部分lly。接着，在步骤S3 (盖插入部分)之后，壳体侧接合部分lly 得到加热(步骤S4被称为加热步骤)。之后，壳体侧接合部分lly 向盖22更具体说是向盖侧接合部分223被模锻，使得盖22固定在 壳体ll上(步骤S5被称为模锻步骤)。在以下描述中，将详细描 述步骤S4 (加热步骤)和步骤S5 (模锻步骤)。在步骤S4 (加热步骤)，如图1A所示，采用各自具有电磁感 应线圈111的电磁感应加热器(有时被称为IH加热器)110加热壳 体侧接合部分lly。在壳体11径向向外处，在圆周方向上以电磁感 应加热器UO与壳体侧接合部分lly径向相对的方式依次布置电磁 感应加热器110。壳体11的表面施加有电镀层(例如铬酸盐镀锌处理)。用于加 热壳体侧接合部分lly的电磁感应加热器IIO的加热温度被设定在 低于电镀容许的上限温度(例如大约200摄氏度)的温度上(例如 大约180摄氏度)。在步骤S5 (模锻步骤)，如图1B和1C所示，冲头120作用在 壳体侧接合部分lly上以在轴向上(图1B和1C中的竖直方向) 对其冲压，使得壳体侧接合部分lly向盖22的盖侧接合部分223 被模锻。冲头120具有碗的形式，该形式在圆周方向上环状延伸并 具有与弯曲部分llb相对并接触的锥形内表面。采用图5所示的模锻装置100完成加热步骤(步骤S4)和模 锻步骤(步骤S5。模锻装置100使冲头120向下移动到图1B所示 的位置并随后使冲头120进一步向下移动到图1C所示的位置以冲 压壳体侧接合部分lly。此时，模锻装置IOO刚好在被冲头120冲 压并弯曲的弯曲部分11b接触盖侧接合部分223之前使冲头120停 止向下移动。参照图5，图5的左半部分表示在先提出的模锻装置100'，并 且图5的右半部分表示本实施方式的模锻装置100。尽管在先提出 的模锻装置100'没有任何电磁感应加热器，但本实施方式的模锻装 置100具有电磁感应加热器110。该电磁感应加热器100布置在冲 头120的径向向外处。在在先提出的模锻装置100'中，冲头120与利用螺栓123固定 在主体122上的两个保持器121， 124单独形成，并且冲头120夹 紧在保持器121， 124之间。与这一点相比，在本实施方式的模锻 装置100中，省去了保持器124，并且保持器121和冲头120—体 形成。这样，在冲头120径向外部形成了用于容纳电磁感应加热器 110的空间。图6是泵装置在完成模锻步骤(步骤S5)之后的放大局部视 图。在图6中，附图标记CL1表示叶轮23与盖22之间的间隙， 并且附图标记CL2表示叶轮23与外壳21之间的间隙。在模锻步 骤(步骤S5)中，这些间隙CL1, CL2各自得到控制落入预定值 或预定范围内。因而，根据本实施方式，壳体侧接合部分lly在其向盖侧接合 部分223模锻之前得到加热。随后，得到加热和模锻的壳体侧接合 部分lly被冷却到室温并由此热收縮。当弯曲部分llb和大直径圆 柱形部分llc热收縮时，弯曲部分11b压靠在盖侧接合部分223的上表面上，并且弯曲部分llb和大直径圆柱形部分Uc径向向内咬 入盖侧接合部分223内。因此，无需增大壳体侧接合部分lly模锻时的模锻载荷就可以 有利地增大由壳体侧接合部分lly施加的轴向力Fl。这样，可以 避免因模锻载荷(从冲头120施加的冲压载荷)的作用而引发的壳 体侧接合部分lly和盖22不符合要求的变形。从而可以增大轴向 力F1同时限制叶轮23周围的间隙CL1， CL2的变化。此外，壳体侧接合部分lly通过热收縮压靠在盖侧接合部分 223上。因此在图20中示出的用于将壳体侧接合部分lly压下靠在 盖22的槽22b上的压下步骤以及图4所示的步骤S7可以省去，同 时可以增大轴向力Fl。这样，可以避免移动力(也就是作用在盖 22上使盖22移动离开壳体11的力)集中在壳体11的部分上使其 变形。从而，可以增大轴向力F1同时限制间隙CL1， CL2的变化。如上所述，根据本实施方式，在通过壳体侧接合部分lly保持 足够的轴向力F1的同时，可保持间隙CL1， CL2的高度精确以限 制燃料泵10的燃料流动性能变差。此外，根据本实施方式，通过电磁感应加热器110加热壳体侧 接合部分lly，使得壳体11的壳体侧接合部分lly可以得到局部加 热。因此，可以限制壳体11的除壳体侧接合部分lly之外的其余 部分(例如小直径圆柱形部分lld)不必要的热收縮。此外，根据本实施方式，弯曲部分Ub和大直径圆柱形部分llc 作为壳体侧接合部分lly都得到加热。因而，与仅有弯曲部分llb 或仅有大直径圆柱形部分llc得到加热的情形相比，可以有利地增 大壳体侧接合部分lly的热收縮量(特别是壳体侧接合部分lly在 轴向上的热收縮量)。因此，可以增大通过壳体侧接合部分lly实现的轴向力Fl。此外，根据本实施方式，铁基金属被选定为壳体11的材料。铁基金属具有高电阻并由此可以通过电磁感应加热器10以高加热 效率进行加热。相反，铝被选定为盖22的材料。铝是有色金属， 具有低电阻并由此不能通过电磁感应加热器IIO有效加热，从而具 有低加热效率。因而，当壳体11被电磁感应加热器110加热到预 定温度时，盖22由电磁感应加热器110加热的程度相对较低。这 样，在壳体侧接合部分lly热收縮量相对较大的同时，盖22的收 縮量相对较小。由此可以进一步增大轴向力Fl。同时，根据本实施方式，在模锻步骤(步骤S5)，冲头120的 向下移动刚好在壳体侧接合部分lly的弯曲部分llb与盖侧接合部 分223发生接触之前立即停止。此后，壳体侧接合部分lly热收縮 并由此压靠在盖侧接合部分223上。这样，壳体侧接合部分lly与 盖侧接合部分223可靠地接合。因此，与冲头120甚至在弯曲部分11b与盖侧接合部分223发 生接触之后还进一步向下移动的情形相比，向盖22施加的模锻载 荷更有效地得到限制，从而更有效地限制由模锻载荷引起的盖22 的变形。由此，可以进一步限制间隙CL1、 CL2的变化。在本实施方式中，壳体侧接合部分lly的加热温度被设定为大 约180摄氏度，这样可以确保获得足够的轴向力Fl。现在参照图7 说明将温度设定在大约180摄氏度的原因。根据在本实施方式的燃料泵IO上完成的实验的结果，当向弯 曲部分lib施加12kN的模锻载荷以轴向冲压弯曲部分lib大约 37pm的量时，回弹量大约为19pm。因此，当以上加热温度被设定 为使壳体侧接合部分lly的热收縮量在轴向上大约为19pm时，可以限制由回弹引起的轴向力Fl减小。参照图7，现在假定壳体侧接合部分lly的热收縮量在20摄氏 度的室温下为零，并且通过电磁感应加热器IIO加热的壳体侧接合 部分lly的加热温度是180摄氏度。在这种情况下，壳体侧接合部 分lly的温度从加热温度180摄氏度到室温20摄氏度下降了 160 摄氏度。铁的线性膨胀系数是11.7X10—，C，并且壳体侧接合部分 lly具有10mm的轴向长度L。因此，热收縮量计算为160X11.7 Xl(T6X10=18.7(im。因此，当加热温度被设定为180摄氏度时， 壳体侧接合部分lly的热收縮量(18.7pm)变得与回弹量(19pm) 大体上相同。从而，可以限制由回弹引起的轴向力Fl的减小。如图8所示，电磁感应加热器110放置成靠近壳体11的点P1， 也就是靠近壳体侧接合部分lly并得到通电以开始加热。图9表示 实验结果，其中示出了自加热开始起加热温度变化与经历时间周期 的关系。图9中所示的曲线pl表示在图8所示的壳体11的点Pl 处的温度变化，且其增大到180摄氏度。图9中所示的曲线p4表 示在图8所示的盖22的点P4处的温度变化，且其增大到100摄氏 度。图9中所示的曲线p5表示在图8所示的外壳21的点P5处的 温度变化，且其增大到67摄氏度。根据该实验发现，盖22的点P4的温度和外壳21的点P5的温 度各自从在点P1达到峰值温度的时刻大约IO秒之后才达到其峰值温度o因此，当在时间周期T1 (图9中示出并自局部加热壳体11的 壳体侧接合部分lly开始测得)内完成模锻步骤(步骤S5)时， 可在达到盖22的盖侧接合部分223的峰值温度以及外壳21的圆柱 形容纳部分21b的峰值温度之前通过利用上述热收縮现象完成加 热和模锻。从而，可以减小或限制由不必要的热收縮引起的泵装置20的不符合要求的变形。图IO表示另一实验结果，其中示出了自开始加热起加热温度 变化与经历时间周期的关系。在与以上实验类似的该实验中，在图 8中示出的电磁感应加热器IIO放置成靠近壳体11的点P1并得到 通电以开始加热。图10中的曲线pl、曲线p2和曲线p3分别表示 在图8中所示的壳体11的点P1、点P2和点P3处的温度变化。此 外，曲线p4和曲线p5表示在盖22的点P4的温度变化以及在外壳 21的点P5处的温度变化。如图10所示，壳体11的点Pl-P3的温度各自在时间周期T2 内达到其峰值。此外，盖22的点P4的温度以及外壳21的点P5 的温度在壳体11的点Pl-P3的温度各自达到其峰值之后才达到其 自己的峰值。因此，也根据该实验的结果，当局部加热壳体11的壳体侧接 合部分lly在图10所示的时间周期T2内完成模锻步骤(步骤S5) 时，可在达到盖22的盖侧接合部分223的峰值温度以及外壳21的 圆柱形容纳部分21b的峰值温度之前通过利用上述的热收縮现象 完成加热和模锻。现在将在下文描述本发明的其它实施方式。在以下实施方式 中，与第一实施方式类似的部件将由与上述实施方式相同的附图标记表示并由此不再进一步描述。(第二实施方式)在本发明的第二实施方式中，在弯曲部分llb接触盖侧接合部 分223之后，冲头120向下移动直至弯曲部分lib利用预定压紧力 在弹性变形范围内得到冲压。图IIA和IIB表示在制造燃料泵过 程中轴向力Fl的变化以及在发生环境温度变化时轴向力Fl的变化。现在，将对制造燃料泵过程中的轴向力F1的变化进行描述。首先，在图11A的区段(A)所示的组装步骤中，外壳21和 盖22被安装在壳体11内。接着，在图11A的区段(B)所示的加 热步骤中，壳体11的壳体侧接合部分lly及其周围通过电磁感应 加热器IIO得到暂时加热。这样，壳体侧接合部分lly在壳体11 的轴向上得到拉长。此时，不产生轴向力F1。当壳体侧接合部分lly得到局部加热并由此达到其峰值温度 时，冲头120在图IIA的区段(C)所示的模锻步骤中向下移动以 冲压弯曲部分11b。在本实施方式中，在弯曲部分llb通过冲头120 得到弯曲并接触盖22之后，冲头120进一步向下移动。这样，弯 曲部分llb利用预定压力在弹性变形范围内得到冲压。由此，产生 轴向力Fl也就是从弯曲部分lib在轴向上作用在盖22上的轴向 力。如图11B中的图所示，轴向力Fl处于容许轴向力范围内。如图11A的区段(D)所示，当冲头120向上移动以去除从冲 头120施加在弯曲部分llb上的载荷时，在壳体侧接合部分lly上 发生回弹。此时，弯曲部分11b与盖22轴向分离，从而不产生轴 向力Fl。始^-县5il暂f^"h门抽,的志/女11的实tfa向分4^的志/(i伸ll接A叙分lly被冷却到室温时，壳体侧接合部分lly在轴向上热收縮，如 图11A的区段(E)所示。这样，弯曲部分lib接触盖22并将盖 22压向外壳21—侧。因此，通过弯曲部分llb产生轴向力Fl。此 时，如图11B (参见图11B的紧靠11A的区段(E)下方的区段)， 在室温下的轴向力Fl大于所需的弯曲部分lib的轴向力(该轴向 力被要求将外壳21和盖22保持在壳体11的内部)并处于容许轴向力范围内。接着，将详细描述发生环境温度变化时的轴向力F1的变化。如图11A的区段(F)所示，当环境温度从室温变为高温度(例 如80摄氏度)时，壳体ll、盖22和外壳21因热膨胀而在轴向上 膨胀。在本实施方式中，壳体ll由铁基金属制成，并且盖22和外 壳21由铝制成。铝的热膨胀系数大于铁基金属的热膨胀系数。因 而，盖22的膨胀程度和外壳21的膨胀程度应该比壳体11的膨胀 程度更大。这样，与室温相比盖22以更大程度压靠壳体11的弯曲 部分llb。从而，从弯曲部分lib向盖22施加的轴向力也就是轴向 力F1变得比室温下的轴向力F1更大。此时，如图IIB(参见图11B 的紧靠图11A的区段(F)下方的区段)所示，高温度(例如80 摄氏度)下的轴向力Fl也大于所需的弯曲部分lib的轴向力(该 轴向力被要求将外壳21和盖22保持在壳体11的内部)并处于容 许轴向力范围内。如图IIA的区段(G)所示，当环境温度从室温或高温度变为 低温度(例如-40摄氏度)时，壳体ll、盖22和外壳21收縮，也 就是在壳体11的轴向上收缩。铝制盖22的收縮程度和铝制外壳21 的收縮程度大于铁基金属壳体11的收縮程度。因而，尽管低温下 轴向力Fl变得比室温下或高温下的轴向力Fl更小，但即使在低温 下也可以保持所需的轴向力。为了进行比较，图11B中的虚线表示通过在先提出的制造方法 形成的在先提出的燃料泵中的轴向力Fl的变化，其中在不加热的 情况下完成模锻。通过虚线表示的这一曲线揭示了在通过在先提出 的制造方法形成燃料泵的情况下(其中在不加热的情况下完成模 锻)可以在高温下(例如80摄氏度)但不能在常温或低温下(例 如-40摄氏度)获得所需的轴向力。(第三实施方式) 图13表示根据本发明第三实施方式制造的燃料泵的局部横截面视图。图13所示的壳体11的弯曲部分llb是通过第一实施方式 的制造方法形成的燃料泵的弯曲部分lib的变化例。如图12所示，通过第一实施方式的制造方法形成的燃料泵的 弯曲部分llb在平行于壳体11轴线的平面上具有线性横截面。相 比之下，图13所示的壳体11的弯曲部分lib在平行于壳体11轴 线的平面上具有弯曲横截面。当弯曲部分lib的形状适于与盖22 的盖侧接合部分223的形状相一致时，可以进一步限制从壳体11 上移去盖22。(第四实施方式)图14-17是各种类型的燃料泵制造装置和通过分别采用第四实 施方式的各种类型的燃料泵制造装置制成的各种类型的燃料泵壳 体11的局部横截面图。图14-17所示的壳体11的弯曲部分llb是 根据第一实施方式形成的燃料泵的弯曲部分lib的进一步的变化 例。图14-17所示的壳体11的弯曲部分lib以递进方式得到弯曲。 例如，图14中所示的冲头120包括在执行模锻步骤时接触壳体11 的弯曲部分lib的壁表面125和壁表面126。在平行于壳体11轴线 的平面上的冲头120的横截面中，壁表面125和壁表面126线性延 伸并分别以预定角度倾斜。具体而言，图14中的冲头120具有碗 的形式，该形式在圆周方向上环状延伸并具有不同角度的锥形表面 125， 126，它们与弯曲部分llb相对并与其接触。在模锻步骤中， 当图14中所示的冲头120压靠在弯曲部分lib上时，在弯曲部分 lib上形成有成角度以分别与锥形壁表面125， 126相对应的两个锥形表面。具体而言，弯曲部分llb的分别形成上述两个锥形壁表面 的壁表面115和壁表面116分别在平行于壳体11轴线的平面上具 有线性横截面。壁表面115和壁表面116的这些线性横截面分别相 对于壳体11轴线以预定角度倾斜。在图14中，冲头120横截面中 的虚线表示冲头120的壁表面125与壁表面126之间的边界，并且 弯曲部分lib的横截面中的上部虚线表示壁表面115与壁表面116 之间的边界。此外，弯曲部分llb的横截面中的下部虚线表示弯曲 部分lib与大直径圆柱形部分lie之间的边界(参见图1A)。对于图15所示的冲头120,壁表面125在平行于壳体11轴线 的平面上的横截面是线性的，并且壁表面126在平行于壳体11轴 线的平面上的横截面是弯曲的。当图15所示的冲头120压靠在弯 曲部分lib上时，弯曲部分lib的壁表面115在平行于壳体11轴 线的平面上表现为线性横截面，并且弯曲部分llb的壁表面116在 平行于壳体11轴线的平面上表现为弯曲横截面。对于图16所示的冲头120，壁表面125在平行于壳体11轴线 的平面上的横截面是弯曲的，并且壁表面126在平行于壳体11轴 线的平面上的横截面也是弯曲的。因而，当图16所示的冲头120 压靠在弯曲部分lib上时，弯曲部分lib的壁表面115在平行于壳 体11轴线的平面上表现为弯曲横截面，并且弯曲部分lib的壁表 面116在平行于壳体11轴线的平面上表现为弯曲橫截面。对于图17所示的冲头120，壁表面125在平行于壳体11轴线 的平面上的横截面是弯曲的，并且壁表面126在平行于壳体11轴 线的平面上的横截面是线性的。因而，当图17所示的冲头120压 靠在弯曲部分llb上时，弯曲部分llb的壁表面115在平行于壳体 11轴线的平面上表现为弯曲横截面，并且弯曲部分lib的壁表面 116在平行于壳体11轴线的平面上表现为线性横截面。如上所述，在图14-17所示的壳体11弯曲部分lib的变化例 中，弯曲部分llb的壁表面115和壁表面116具有线性横截面和线 性横截面的结合、弯曲横截面和弯曲横截面的结合以及线性横截面 和弯曲横截面的结合中的一种。如上所述，当弯曲部分llb的壁表 面以递进形式渐縮时，弯曲部分lib的形状可以与盖22的盖侧接 合部分223的形状适配，并且可以减小壳体11弯曲部分lib的回 弹量。(第五实施方式)图18表示根据本发明第五实施方式制成的燃料泵的局部横截 面视图。燃料泵70包括壳体11、外壳21、盖22和叶轮23。在外 壳21上形成有凹槽711和721，并且在盖22上形成有凹槽712和 凹槽722。由凹槽711、凹槽712和叶轮23限定出引导燃料的流动 通道710。同时，由凹槽721、凹槽722和叶轮23限定出引导燃料 的流动通道720。通过像第一实施方式那样的加热和模锻使壳体11 的弯曲部分llb沿壳体11向内径向弯曲以将外壳21、盖22和叶轮 23保持在壳体11的内部。如上所述，在燃料泵70中，在外壳21 上形成有凹槽711， 721，并且在盖22上形成有凹槽712， 722。因 而，外壳21的结构强度和盖22的结构强度相对较低。由此，当向 外壳21和盖22施加过大的力时，外壳21和盖22有可能变形。当 向该燃料泵70实施本发明的加热和模锻时，可以限制模锻时向外 壳21和盖22施加的过量载荷，由此可以减小由过量载荷引起的外 壳21和盖22的变形。(第六实施方式)图19表示根据本发明第六实施方式制成的燃料泵的局部横截 面视图。燃料泵80包括壳体11、外壳21、盖22、叶轮23、外壳 24和叶轮25。通过像第一实施方式那样的加热和模锻使壳体11的弯曲部分llb沿壳体11向内径向弯曲以将外壳21、盖22、叶轮23 和外壳24保持在壳体11的内部。外壳21和外壳24将叶轮25保 持在它们之间，并且外壳24和盖22将叶轮23保持在它们之间。 如上所述，外壳21、外壳24和盖22各自被形成为具有相对较小 的板厚以与外壳21、外壳24和盖22中其它相应一个配合以保持 相应的叶轮23， 25。因而，外壳21的结构强度、外壳24的结构 强度以及盖22的结构强度相对较低。由此，当向外壳21、外壳24 和盖22施加过大的力时，会引起外壳21、外壳24和盖22的变形。 而当向该燃料泵80实施本发明的加热和模锻时，可以限制模锻时 向外壳21、外壳24和盖22施加的过量载荷，由此可以减小由过 量载荷引起的外壳21、外壳24和盖22的变形。(其它实施方式)根据本发明，需要在模锻步骤(步骤S5)之前完成加热步骤 (步骤S4),但其它步骤Sl-S3的操作次序并不局限于上述操作次 序。例如，步骤Sl-S3中至少一个可以在加热步骤(步骤S4)之 后完成。然而，当使加热时间与模锻时间之间的时间周期相对较短 时，可以使加热温度相对较低。因此，从这点来说，要求以上述实 施方式中所述的上述次序完成以上步骤。此外，在每一实施方式中，电磁感应加热器IIO可以被用作加 热装置，并且出于铁基金属加热效率的原因，壳体11由铁基金属 制成。然而，本发明的加热装置并不局限于此。例如，备选地，可 以采用热板加热、激光加热、超声波振动加热、高频加热或微波加 执。因而，壳体11的材料并不局限于铁基金属并且可以是有色金 属，例如不锈钢、铝。此外，外壳21的材料以及盖22的材料并不 局限于有色金属，例如铝，并且备选地可以是铁基金属，不锈钢或树脂。如上所述，本发明并不局限于以上实施方式，在不脱离本发明 精神和范围的前提下可以具有多种实施方式。例如，以上实施方式 以及变形的特征可以任意结合。
权利要求
1.一种用于制造燃料泵的方法，所述燃料泵包括具有开口(11a)的管状壳体(11)、容纳在壳体(11)中的叶轮(23)、以及盖(22)，所述盖封盖住壳体(11)的开口(11a)并放置在叶轮(23)的定位有管状壳体(11)开口(11a)的一个轴向侧，所述方法包括将盖(22)插入壳体(11)内；对壳体(11)的位于壳体(11)开口(11a)外周边缘的壳体侧接合部分(11y)进行加热；以及使壳体侧接合部分(11y)向盖(22)模锻以将盖(22)固定在壳体(11)上。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 在将盖(22)插入壳体(11)内之前由金属制成壳体(11),其中 对壳体侧接合部分(lly)进行加热的步骤包括通过各自具有电磁 感应线圈(111)的至少一个电磁感应加热器(110)来加热所述 壳体侧接合部分(lly)。
3. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述对壳体侧接 合部分(lly)进行加热的步骤包括对作为壳体侧结合部分(lly) 的壳体(ll)的弯曲部分(llb)和壳体(ll)的径向相对部分(llc) 进行加热，所述弯曲部分(lib)在壳体侧接合部分(lib)的模 锻过程中被弯曲，所述径向相对部分(llc)靠近该弯曲部分(llb) 定位并与盖(22)径向相对。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在将盖(22)插入壳体(11)内之前由铁基金属制成壳体(11)。
5. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 在将盖(22)插入壳体(11)内之前由有色金属和树脂中的一个 制成盖(22)。
6. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述壳体侧接合 部分(lly)的模锻步骤包括将冲头(120)压靠在得到加热的壳体侧接合部分(lly)上 并由此使壳体侧接合部分(lly)的一部分弯曲；在得到加热的壳体侧接合部分(lly)的弯曲部分与盖(22) 发生接触之前立即停止冲头(120)的冲压；以及对得到加热的壳体侧接合部分(lly)进行冷却从而导致壳体 侧接合部分(lly)热收縮并由此使壳体侧接合部分(lly)压靠 并模锻在盖(22)上。
7. —种用于制造燃料泵的装置，所述燃料泵包括具有开口 (lla)的管状壳体(11)、容纳在壳体(11)中的叶轮(23)、以及盖(22)，所述盖封盖住壳体(11)的开口 (lla)并放置在叶 轮(23)的定位有管状壳体(11)开口 (lla)的一个轴向侧，所 述装置包括用于对壳体(11)的位于壳体(11)开口 (lla)外周边缘的 壳体侧接合部分(lly)进行加热的加热装置(110);以及使壳体侧接合部分(lly)向插入壳体(11)内的盖(22)模 锻的冲头(120)。
8. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述加热装置(110)包括各自具有电磁感应线圈(111)的至少一个电磁感应 加热器(110)。
9. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述加热装置 (110)对作为壳体侧结合部分(lly)的壳体(11)的弯曲部分 (lib)和壳体(11)的径向相对部分(llc)进行加热，所述弯曲部分(lib)在壳体侧接合部分(lib)的模锻过程中被弯曲，所 述径向相对部分(llc)靠近该弯曲部分(lib)定位并与盖(22) 径向相对。
10. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述冲头(120) 得到控制，使得冲头(120)移动以对得到加热的壳体侧接合部分(lly)进行冲压并由此使壳体侧接合部分(lly)的一部分弯曲， 此后在得到加热的壳体侧接合部分(lly)的弯曲部分与盖(22) 发生接触之前立即停止冲压。
全文摘要
本发明涉及一种用于制造燃料泵的方法，所述方法包括将盖(22)插入燃料泵的壳体(11)内。而后，利用加热装置(110)使壳体(11)位于壳体(11)开口(11a)外周边缘的壳体侧接合部分(11y)得到加热。此后，通过冲头(120)使壳体侧接合部分(11y)向盖(22)模锻以将盖(22)固定在壳体(11)上。本发明还涉及用该方法形成燃料泵的装置。采用本发明的方法和装置，可通过燃料泵壳体的壳体侧接合部分获得足够的轴向力，从而实现对盖与叶轮之间的间隙的有效控制。
文档编号F04D29/42GK101230861SQ20081000375
公开日2008年7月30日 申请日期2008年1月22日 优先权日2007年1月23日
发明者上田信司, 岩成荣二, 渡边详也, 酒井博美, 间真司 申请人:株式会社电装