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Diese
Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein zylindrisches Teil, dass
bei zumindest einem Längsende
einen dünnwandigen
Abschnitt aufweist.
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Als
Verfahren zum Herstellen eines zylindrischen Teils mit einem dünnwandigen
Abschnitt wie z.B. einem zylindrisches Teil 300 mit einem
dünnwandigen
Abschnitt 302 bei dessen einem Ende, ist ein Schneidvorgang
möglich,
wie aus 13 ersichtlich ist. Dies ist
jedoch darin nachteilig, dass Herstellungskosten erhöht werden,
da eine Bearbeitungszeit länger
wird, falls der dünnwandige
Abschnitt 302 durch den Schneidvorgang ausgebildet wird.
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Als
ein anderes Verfahren zum Herstellen des zylindrischen Teils mit
dem dünnwandigen
Abschnitt 302 kann ein Extrusionsvorgang angewendet werden,
wie in den folgenden Veröffentlichungen
offenbart ist:
- – Japanische
Patentveröffentlichung
Nr. H5-38546,
- – Japanische
Patentveröffentlichung
Nr. 2002-153940,
- – Japanische
Patentveröffentlichung
Nr. 2000-74040,
- – Japanische
Patentveröffentlichung
Nr. H9-103839,
- – Japanische
Patentveröffentlichung
Nr. H8-270670,
- – Japanische
Patentveröffentlichung
Nr. H7-144247,
- – Japanische
Patentveröffentlichung
Nr. 2000-71046, und
- – Japanische
Patentveröffentlichung
Nr. H7-275990.
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Wie
z.B. aus 14A und 14B ersichtlich ist, ist
ein Grundmetall 340 einer zylindrischen Form durch eine
Führung 320 gehalten,
und ein dünnwandiger
Abschnitt 302 wird durch einen nach rückwärts gerichteten Extrusionsvorgang
durch eine Matrize 310 und einen Stempel 330 durchgeführt, der
einen gestuften Abschnitt aufweist.
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Es
ist jedoch bei einem solchen Verfahren notwendig, dass eine große Schubkraft
auf den Stempel 330 angewendet werden muss, so dass der Stempel 330 in
das Grundmetall 340 eintaucht, da der dünnwandige Abschnitt 302 auf
eine Weise ausgebildet wird, dass ein Teil des Materials für das Grundmetall 340 nach
rückwärts fließt (nämlich in eine
Gegenrichtung des Stempels 330), wenn es gedrückt wird.
Darüber
hinaus fließt
bei solch einem nach rückwärts gerichteten
Extrusionsvorgang das Material des Grundmetalls 340 wie
durch einen Pfeil in 14B bezeichnet
ist, in eine zwischen der Matrize 340 und dem Stempel 330 ausgebildeten
Zwischenraum, der kleiner ist als ein Zwischenraum entsprechend
einem dickwandigen Abschnitt. Entsprechend wird eine auf den Stempel 330 auf
das Grundmetall 340 in einer Richtung radial nach außen zu der Matrize 310 ausgeübte Druckkraft
bei dem dünnwandigen
Abschnitt ausgesprochen hoch. Die Druckkraft wird höher und
höher,
wenn die Dicke des dünnwandigen
Abschnittes kleiner und kleiner wird.
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Als
Ergebnis wird eine Lebensdauer der Bearbeitungsvorrichtungen, nämlich der
Matrize 310 und des Stempels 330 kürzer, und
das Grundmetall 340 kann seine Form ändern. Darüber hinaus können das
Grundmetall 340 und die Matrize 310 wie auch das
Grundmetall 340 und der Stempel 330 aneinander
zusammenhaften, und deswegen kann es vorkommen, dass das zylindrische
Teil 300 nicht von der Matrize 310 entfernt werden
kann. In 14A und 14B fließt das Material nach rückwärts in eine
Innenfläche
des Grundmetalls, wobei das gleiche Problem in einem Fall auftreten
kann, bei dem ein dünnwandiger
Abschnitt ausgebildet ist, wobei ein Material nach rückwärts in eine
Außenfläche eines
Grundmetalls fließt.
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung studierten ein anderes Verfahren
zum Herstellen eines zylindrischen Teils mit einem dünnwandigen
Abschnitt bei seinem einen Ende durch einen Tiefziehvorgang. Bei
diesem Herstellungsvorgang wird ein Grundmetall einer zylindrischen
Form mit einem geschlossenen Ende ausgebildet, eine Innenwand eines
geschlossenen Endes des Grundmetalls wird durch einen Stempel geschoben,
so dass das Grundmetall durch den Tiefziehvorgang ausgedehnt wird, während der
Stempel in das Grundmetall eintaucht, ein dünnwandiger Abschnitt angrenzend
an das geschlossene Ende ausgebildet wird, und das geschlossene
Ende ausgestanzt wird, um schließlich ein zylindrisches Teil
mit einem dünnwandigen
Abschnitt bei einem Ende auszubilden. Da das Grundmetall in dem
Tiefziehvorgang ausgedehnt wird, kann der Tiefziehvorgang mit einer
kleineren Druckkraft ausgeübt
werden als bei dem nach rückwärts gerichteten
Extrusionsvorgang. Entsprechend mag die Adhäsion zwischen dem Grundmetall
und den Bearbeitungsvorrichtungen (der Matrize und dem Stempel) nicht
auftreten. Und da das Grundmetall durch eine kleinere Druckkraft
verarbeitet wird, kann die Lebensdauer der Bearbeitungsmatrizen
verlängert
werden.
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Bei
dem obigen Verfahren zum Herstellen des dünnwandigen Abschnittes angrenzend
an das geschlossene Ende des zylindrischen Grundmetalls durch den
Tiefziehvorgang ist es jedoch nicht möglich, einen innenseitigen,
gestuften Abschnitt bei einem Rand zwischen dem dünnwandigen
Abschnitt und einem dickwandigen Abschnitt auszubilden. In dem Fall,
dass ein außenseitiger,
gestufter Abschnitt auf einem zylindrischen Teil ausgebildet ist,
wird eine Innenwand eines geschlossenen Endes eines Grundmetalls 400 durch
eine Stempel 410 eingestochen, und ein äußerer Randabschnitt des Grundmetalls 400 mit
dem geschlossenen Ende wird durch den Tiefziehvorgang durch einen
gestuften Abschnitt 422 ausgedehnt, der bei einer Innenfläche einer
Matrize 420 ausgebildet ist. Entsprechend diesem Verfahren
wird der dünnwandige
Abschnitt 402 angrenzend an das geschlossene Ende ausgebildet
und der außenseitige,
gestufte Abschnitt 404 wird wegen eines Unterschiedes der
Dicke auf dem äußeren Rand des
Grundmetalls 400 ausgebildet.
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Bei
dem obigen Verfahren variiert jedoch ein Materialvolumen, das von
dem dünnwandigen
Abschnitt 402 zu dem dickwandigen Abschnitt 403 fließt, abhängig von
einer Dicke eines Grundmetalls 400, wenn die Grundmetalle
mit einem geschlossenen Ende eine Variation in ihrer Dicke aufweisen,
bevor das Grundmaterial verarbeitet wird, und dabei eine Abmessungsgenauigkeit
für eine
Länge des dickwandigen
Abschnittes variiert ist.
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Die
vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obigen Probleme
gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Herstellungsverfahren für
ein zylindrisches Teil, z.B. ein Gehäuse für eine Brennstoffpumpe, bereitzustellen, das
einen dünnwandigen
Abschnitt zumindest bei einem Längsende
des zylindrischen Teils und einen innenseitigen, gestuften Abschnitt
zwischen dem dünnwandigen
Abschnitt und dem anderen (dickwandigen) Abschnitt aufweist.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
bereitzustellen, das zylindrische Teil mit dem dünnwandigen Abschnitt zu geringeren
Kosten herzustellen, und entsprechend dem Herstellungsverfahren
der vorliegenden Erfindung kann ein Grundmetall, das mit einem dünnwandigen Abschnitt
angrenzend an sein geschlossenes Ende ausgebildet ist, einfach von
Bearbeitungsvorrichtungen, wie z.B. einer Matrize, einem Stempel
usw. abgenommen werden.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren
bereitzustellen, gemäß dem ein
dünnwandiger
Abschnitt als auch ein dickwandiger Abschnitt für ein zylindrisches Teil mit höherer Genauigkeit
hergestellt werden können,
sogar falls Variationen der Dicke eines Grundmetalls vorliegen.
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Gemäß einem
Merkmal der vorliegenden Erfindung wird zuerst ein tassenförmiges Grundmetall ausgebildet,
das eine zylindrische Wand mit einem geschlossenen Ende und einem
offenen Ende an ihren beiden Längsseiten
aufweist. Ein dünnwandiger Abschnitt
wird dann durch einen Tiefziehvorgang auf einem Abschnitt der zylindrischen
Wand angrenzend an das geschlossene Ende ausgebildet, so dass ein außenseitiger,
gestufter Abschnitt zwischen dem dünnwandigen Abschnitt und dem
verbleibenden (dickwandigen) Abschnitt der zylindrischen Wand wegen
eines Dickenunterschiedes der Wände
der zwei Abschnitte ausgebildet wird. Das geschlossene Ende des
Grundmaterials wird herausgestempelt, so dass der dünnwandige
Abschnitt als das Grundmetall verbleibt. Dann wird der dünnwandige
Abschnitt in seiner radialen Richtung nach außen vergrößert. Wie oben kann ein den
dünnwandigen
Abschnitt als auch einen innenseitigen, gestuften Abschnitt aufweisendes
zylindrisches Teil durch den Tiefziehvorgang hergestellt werden,
so dass die Herstellungskosten niedriger werden als ein Verfahren
eines Schnittvorgangs. Darüber
hinaus kann eine Einstechkraft auf das Grundmetall durch die Bearbeitungsvorrichtungen
(eine Matrize, ein Stempel usw.) kleiner gemacht werden als in einem
nach rückwärts gerichteten
Extrusionsvorgang, so dass eine Adhäsion des Grundmetalls mit den
Bearbeitungsvorrichtungen verhindert werden kann, und dabei das
Grundmetall einfach von den Bearbeitungsvorrichtungen abgenommen
werden kann.
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Darüber hinaus
kann eine Bearbeitungskraft für
die Bearbeitungsvorrichtungen verglichen mit dem nach rückwärts gerichteten
Extrusionsvorgang kleiner gemacht werden, so dass die Lebensdauer der
Bearbeitungsvorrichtungen verlängert
und die Änderung
der Form für
das Grundmetall verhindert werden können.
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Während des
Tiefziehvorgangs der zylindrischen Wand angrenzend an das geschlossene
Ende, um einen dünnwandigen
Abschnitt und einen dickwandigen Abschnitt auszubilden, ist ein
Abschnitt der zylindrischen Wand so der Länge nach ausgedehnt, dass ein
Material von diesem Abschnitt von dem dünnwandigen Abschnitt zu dem
dickwandigen Abschnitt fließt.
Wenn Variationen in der Dicke des Grundmetalls für die zylindrische Wand vorliegen,
variiert ein Materialvolumen, das von dem dünnwandigen Abschnitt zu dem
dickwandigen Abschnitt fließt, abhängig von
den Variationen der Dicke des Grundmetalls, sogar wenn eine Länge der
Längsausdehnung
bei einem konstanten Wert gesteuert wird. Als Ergebnis mag eine
Abmessungsgenauigkeit des dickwandigen Abschnittes verringert sein.
Entsprechend wird bei einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung
eine Länge
in Längsrichtung
des dünnwandigen
Abschnittes, der durch den Tiefziehvorgang bei dem zylindrischen
Abschnitt angrenzend an dessen geschlossenes Ende ausgebildet wird,
abhängig
von der Dicke des Grundmetalls angepasst.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist eine Längsabmessung
des dünnwandigen
Abschnittes länger
als eine Längsabmessung
des Endproduktes des zylindrischen Teils, wenn ein dünnwandiger
Abschnitt durch den Tiefziehvorgang bei der zylindrischen Wand angrenzend an
das geschlossene Ende ausgebildet wird. Und ein gestufter Abschnitt
zur Positionierung wird durch den Tiefziehvorgang auf dem dünnwandigen
Abschnitt bei einer derartigen Position ausgebildet, die der Längsabmessung
entspricht, die für
das Endprodukt des zylindrischen Teils erforderlich ist, und dann
wird das geschlossene Ende ausgestanzt. Entsprechend kann eine Abmessungsgenauigkeit
für die
Längsabmessung
des dünnwandigen
Abschnittes verbessert werden.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein dünnwandiger
Abschnitt durch den Tiefziehvorgang der zylindrischen Wand angrenzend
an deren offenes Ende ausgebildet, und ein innenseitiger, gestufter
Abschnitt wird dabei bei einem Rand zwischen dem dünnwandigen
Abschnitt und der verbleibenden zylindrischen Wand (dickwandiger
Abschnitt) wegen des Wanddickenunterschiedes ausgebildet. Danach
wird der dünnwandige
Abschnitt auf der zylindrischen Wand entsprechend dem oben erwähnten Verfahren
ausgebildet. Als Ergebnis sind die dünnwandigen Abschnitte auf beiden Seiten
der zylindrischen Wand ausgebildet, wobei innenseitige, gestufte
Abschnitte entsprechend in der inneren Randfläche der zylindrischen Wand
ausgebildet sind.
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Wenn
das einen dünnwandigen
Abschnitt mit weniger als 3 mm aufweisende zylindrische Teil durch
den nach rückwärts gerichteten
Extrusionsvorgang ausgebildet wird, wird eine größere Stanzkraft auf das Grundmetall
angewendet, und deswegen eine größere Kraft
in einer radialen Richtung nach außen auf das Grundmetall angewendet.
Als Ergebnis kann eine Adhäsion
des Grundmetalls zu einer Matrize oder einem Stempel auftreten,
und das Grundmetall kann nicht einfach von der Matrize oder dem
Stempel entfernt werden.
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Jedoch
sind die dünnwandigen
Abschnitte durch den Tiefziehvorgang entsprechend der vorliegenden
Erfindung ausgebildet, wie oben erwähnt wurde, die Adhäsion des Grundmetalls
zu der Matrize oder dem Stempel kann verhindert werden und es kann
einfach von der Matrize und dem Stempel abgenommen werden, sogar
wenn die Dicke des dünnwandigen
Abschnittes weniger als 3 mm beträgt.
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Die
obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden, detaillierten Beschreibung offensichtlich
werden, die mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gemacht ist.
In den Zeichnungen:
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1 ist
eine Querschnittsansicht einer Brennstoffpumpe, in der ein gemäß einem
Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestelltes Gehäuse verwendet
wird;
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2 ist
eine schematische Ansicht eines Grundmetalls, die einen Pressvorgang
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3A und 3B sind
erläuternde
Ansichten für
einen Quetschvorgang bei einem vorderen Ende des Grundmetalls;
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3C und 3D sind
erläuternde
Ansichten für
einen Tiefziehvorgang bei einem offenen Ende des Grundmetalls;
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4 ist
eine Querschnittsansicht des Grundmetalls, nachdem der Quetsch-
und Tiefziehvorgang beendet sind;
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5A und 5B sind
erläuternde
Ansichten für
einen Tiefziehvorgang bei einem vorderen Ende des Grundmetalls;
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6 ist
eine Querschnittsansicht des Grundmetalls, nachdem der Tiefziehvorgang
bei dem vorderen Ende beendet wurde;
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7A und 7B sind
erläuternde
Ansichten für
einen Vorgang einen gestuften Abschnitt auszubilden;
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8 ist
eine erläuternde
Ansicht für
einen Vorgang das vordere Ende des Grundmetalls auszustanzen;
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9 ist
eine Querschnittsansicht des Grundmetalls, nachdem der Ausstanzvorgang
bei dem vorderen Ende beendet wurde;
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10A und 10B sind
erläuternde
Ansichten für
einen Vorgang einen Durchmesser eines dünnwandigen Abschnittes des
Grundmetalls angrenzend an das ausgestanzte, vordere Ende zu vergrößern;
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11 ist
eine Querschnittsansicht des Grundmetalls, nachdem der Vorgang zum
Vergrößern des
Durchmessers beendet wurde;
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12 ist
eine Querschnittsansicht des Gehäuses
für die
Brennstoffpumpe, das gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt wurde;
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13 ist
eine Querschnittsansicht eines zylindrischen Teils, das einen innenseitigen,
gestuften Abschnitt aufweist, der gemäß einem Verfahren nach dem
Stand der Technik hergestellt wurde;
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14A und 14B sind
erläuternde
Ansichten für
ein Herstellungsverfahren eines rückwärtigen Extrusionsverfahrens
gemäß Stand
der Technik; und
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15 ist
eine erläuternde
Ansicht für
einen Tiefziehvorgang bei einer äußeren Randfläche eines Grundmetalls,
das ein geschlossenes Ende aufweist (15 gehört nicht
zum Stand der Technik).
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert, wobei
ein Innendurchmesser und ein Außendurchmesser
entsprechend einen Radius bezeichnen.
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Eine
Brennstoffpumpe gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt.
Die Brennstoffpumpe 10 ist z.B. eine Pumpe einer in den
Tank eingebauten Bauart, die in einen Brennstofftank eines Motorfahrzeugs
installiert ist. Ein Gehäuse 12 von
zylindrischer Form ist aus einem Eisen oder Stahl hergestellt. Das
Gehäuse 12 ist
aus dünnwandigen
Abschnitten 13, 14 bei beiden Längsenden
und einem dickwandigen Abschnitt 15 zwischen den dünnwandigen
Abschnitten 13, 14 zusammengesetzt. Eine Einlassseitenabdeckung 16 und eine
Abgabeseitenabdeckung 18 sind an dem Gehäuse 12 bei
den dünnwandigen
Abschnitten 13, 14 durch einen Bördelvorgang
(Biegen eines Umfangsendes der entsprechenden dünnwandigen Abschnitte nach
innen) befestigt. Innenseitige, gestufte Abschnitte 13a und 14a sind
bei einer inneren Randfläche
des Gehäuses 12 bei
Rändern
zwischen dem dickwandigen Abschnitt 15 und den dünnwandigen Abschnitten 13, 14 ausgebildet.
Die Dicke des dünnwandigen
Abschnittes kann frei innerhalb eines erforderlichen Bereiches gewählt werden.
In dem Fall, dass die dünnwandigen
Abschnitte 13, 14, deren Dicke geringer als 3
mm zu sein hat, durch einen bekannten, nach rückwärts gerichteten Extrusionsvorgang
ausgebildet werden, ist es wahrscheinlich, dass ein Grundmetall
an den Bearbeitungsvorrichtungen (wie z.B. einer Matrize, einem
Stempel usw.) anhaftet, und dabei kann es schwierig werden, ein
bearbeitetes Werkstück
von den Bearbeitungsvorrichtungen zu entfernen. Deswegen ist in
einem solchen Fall ein Tiefziehvorgang unter dem Gesichtspunkt bevorzugt, Adhäsion zu
vermeiden, wie im Folgenden erklärt wird.
Die Dicke der dünnwandigen
Abschnitte 13, 14 ist bevorzugt geringer als 2
mm, wenn sie an einem Gegenstück
(der Einlassseiten- und Abgabeseitenabdeckung 16, 18 in
dieser Ausführungsform) durch
das Bördelverfahren
befestigt werden.
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Ein
Pumpengehäuse 17 ist
zwischen der Einlassseitenabdeckung 16 und dem Gehäuse 12 eingefügt. Ein
Pumpkanal 80 einer C-Form ist zwischen der Einlassseitenabdeckung
und dem Pumpengehäuse 17 ausgebildet.
Ein Impeller 20 ist drehbar in einem durch die Einlassseitenabdeckung 16 und
das Pumpengehäuse 17 definierten
Zwischenraum aufgenommen, wobei der Impeller 20, die Einlassseitenabdeckung 16 und
das Pumpengehäuse 17 einen
Pumpenabschnitt ausbilden. Das Pumpengehäuse 17 hält in seinem
zentralen Abschnitt ein Lager.
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Eine
Vielzahl von Flügelnuten
sind an einem äußeren Rand
des Impellers 20 ausgebildet, der eine Scheibenform aufweist.
Wenn der Impeller 20 mit einer Welle 41 eines
Ankers 40 gedreht wird, wird in der Nähe der Flügelnuten des Impellers 20 durch
Fluidreibung ein Druckunterschied erzeugt, und Brennstoff in dem
Pumpenkanal 80 wird durch das Wiederholen der Erzeugung
des obigen Druckunterschiedes durch die Vielzahl der Flügelnuten
mit Druck beaufschlagt. Der Brennstoff, der aus einem Brennstofftank
(nicht gezeigt) durch eine Brennstoffeinlassöffnung (nicht gezeigt), die
in der Einlassseitenabdeckung 16 ausgebildet ist, in den
Pumpenkanal 80 gesaugt wird, wird in einen durch eine Verbindungsöffnung 82,
die in dem Pumpengehäuse 17 ausgebildet ist,
in einen Motorraum abgegeben. Der Motorraum ist durch das Pumpengehäuse 17,
die Abgabenseitenabdeckung 18 und das Gehäuse 12 ausgebildet, wobei
der Anker 40 drehbar in diesem Motorraum aufgenommen ist.
Ein Bezugszeichen 84 ist eine Ankerabdeckung und ein Bezugszeichen 70 bezeichnet einen
Kommutator. Der in den Motorraum abgegebene Brennstoff fließt durch
einen Zwischenraum zwischen dem Anker 40 und Magneten 30 zu
dem Kommutator 70, und wird dann von der Brennstoffpumpe 10 durch
eine in der Abgabenseitenabdeckung 18 ausgebildete Abgabeöffnung (nicht
gezeigt) zu einer Maschine abgegeben.
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Die
vier Permanentmagneten 30, die eine Form eines Viertelbogens
aufweisen, sind an der inneren Randfläche des Gehäuses 12 befestigt.
Die Magneten 30 sind so polarisiert, dass verschiedene Pole
abwechselnd in einer Drehrichtung des Ankers 40 angeordnet
sind. Die Permanentmagneten 30 werden durch ein Harzelement 32 gehalten.
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Der
Kommutator 70 ist an einem axialen Ende des Ankers 40 zusammengebaut,
und die Abdeckung 84 ist bei dem gegenüberliegenden Ende des Ankers
angeordnet. Die Permanentmagnete 30, der Anker 40,
der Kommutator 70 und eine Bürstenvorrichtung (nicht gezeigt)
bilden einen elektrischen Gleichstrommotor. Die Welle 41 des
Ankers 40 ist drehbar durch Lager 26, 27 gelagert,
die entsprechend durch das Pumpengehäuse 17 und die Abgabenseitenabdeckung 18 gehalten
sind.
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Der
Anker 40 umfasst einen Spulenkern, der in sechs Pole unterteilt
ist. Eine Vielzahl Ankerspulen, von denen jede eine Haspel 60 und
eine auf der Haspel gewickelte Windung 62 aufweisen, sind
entsprechend an den Spulen befestigt.
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Der
Kommutator 70 weist sechs Abschnitte 72 zum Zuführen von
elektrischem Strom zu den Ankerspulen auf. Die Abschnitte 72 sind
aus leitendendem Material wie z.B. Kupfer, Kohlenstoff u.ä. hergestellt,
und die angrenzenden Abschnitte sind elektrisch voneinander isoliert.
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Ein
Herstellungsverfahren für
das Gehäuse 12 wird
im Folgenden erklärt.
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(1) Pressvorgang:
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Ein
Grundmetall 100 einer Tassenform ist aus einem die gleiche
Dicke aufweisenden Plattenmaterial 90 durch einen Pressvorgang
hergestellt, wie aus 2 ersichtlich ist, wobei das
tassenförmige
Grundmetall einen zylindrischen Wandabschnitt, ein offenes Ende
und ein geschlossenes Ende bei Längsenden
des zylindrischen Wandabschnittes aufweist.
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(2) Quetscharbeit:
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Ein
dünnwandiger
Abschnitt wird bei dem offenen Ende des Grundmetalls 100 ausgebildet.
Wie aus 3A ersichtlich ist, weist eine
Matrize 110 einen Abschnitt 112 großen Durchmessers
und einen Abschnitt 113 kleinen Durchmessers auf, wobei
der Innendurchmesser von diesem kleiner ist als der von dem Abschnitt 112 großen Durchmessers.
Ein Stempel 120 weist einen Abschnitt 122 kleinen
Durchmessers bei seinem vorderen Ende auf und einen Abschnitt 123 großen Durchmessers
bei seinem rückwärtigen Ende
auf. Der Innendurchmesser r11 des Abschnittes 112 großen Durchmessers
der Matrize 110 ist nahezu gleich einem Außendurchmesser
r10 des Grundmetalls 100, während der Innendurchmesser
r12 des Abschnittes 113 kleinen Durchmessers der Matrize 100 kleiner
ist als der Außendurchmesser r10.
Entsprechend, wie aus 3B ersichtlich ist wird die
zylindrische Wand angrenzend an das geschlossene Ende des Grundmetalls 100 gequetscht, wenn
das Grundmetall 100 durch den Stempel 120 von
dem Abschnitt 112 großen
Durchmessers zu dem Abschnitt 113 kleinen Durchmessers
der Matrize 110 eingestochen wird.
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(3) Tiefziehvorgang bei
dem offenen Ende:
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Wie
aus 3C und 3D ersichtlich
ist, wird bei einem äußeren Randabschnitt
des Grundmetalls 100 bei dessen offenem Ende durch eine
Matrize 130 und den Stempel 120 eine Tiefzieharbeit durchgeführt. Der
Innendurchmesser 122 der Matrize 130 ist nahezu
gleich einem Außendurchmesser
r21 eines Abschnittes 102 kleinen Durchmessers des Grundmetalls 100,
der bei dem obigen Quetschvorgang ausgebildet wird, während der
Innendurchmesser r22 kleiner ist als ein Außendurchmesser r20 eines Abschnittes 103 großen Durchmessers
des Grundmetalls 100. Der äußere Randabschnitt des Abschnittes 103 großen Durchmessers
des Grundmetalls 100 wird durch die Tiefzieharbeit bearbeitet, so
dass der Abschnitt 103 großen Durchmessers zu dem offenen
Ende verlängert
wird und der Außendurchmesser
reduziert wird. Als Ergebnis wird ein dünnwandiger Abschnitt 143 bei
dem offenen Ende des Grundmetalls 100 ausgebildet. Zur
gleichen Zeit wird ein innenseitiger, gestufter Abschnitt 144 wegen eines
Dickenunterschiedes zwischen dem dünnwandigen Abschnitt 143 und
einem dickwandigen Abschnitt 142 bei dessen geschlossenem
Ende ausgebildet. Der innenseitige, gestufte Abschnitt entspricht dem
innenseitigen, gestuften Abschnitt 13a des Gehäuses 12.
Wie oben und wie aus 4 ersichtlich ist, wird ein
Grundmetall 140 ausgebildet, indem der dünnwandige
Abschnitt 143 bei dessen offenem Ende ausgebildet wird,
und dabei der innenseitige, gestufte Abschnitt 144 wegen
des Dickenunterschiedes ausgebildet wird.
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(4) Tiefziehvorgang bei
dem geschlossenen Ende:
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Ein
dünnwandiger
Abschnitt wird bei der zylindrischen Wand des Grundmetalls 140 angrenzend zu
dessen geschlossenem Ende durch den Tiefziehvorgang ausgebildet.
Wie aus 5A und 5B ersichtlich
ist, weist eine Matrize einen Abschnitt 152 großen Durchmessers
und einen Abschnitt 153 kleinen Durchmessers auf, wobei
ein Innendurchmesser r31 davon kleiner ist, als der r30 des Abschnittes 152 großen Durchmessers,
wobei der Innendurchmesser r30 des Abschnittes großen Durchmessers 152 nahezu
gleich einem Außendurchmesser
des Grundmetalls 140 ist. Wie aus 5A und 5B ersichtlich
ist wird, wenn das geschlossene Ende des Grundmetalls 140 durch
einen Stempel 160 in der Zeichnung nach oben eingestochen
wird, ein äußerer Umfangsabschnitt
des Grundmetalls 140 angrenzend an das geschlossene Ende
durch die Tiefzieharbeit durch die Matrize 150 verarbeitet,
so dass die zylindrische Wand dieses Abschnittes verlängert wird.
Als Ergebnis wird ein Grundmetall 170 ausgebildet, wie
aus 6 ersichtlich ist, das einen dünnwandigen Abschnitt 172 angrenzend
an sein geschlossenes Ende und einen dickwandigen Abschnitt 173 zwischen
den dünnwandigen
Abschnitten 172 und 143 aufweist. Zur gleichen
Zeit wird ein außenseitiger,
gestufter Abschnitt 174 zwischen dem dünnwandigen Abschnitt 172 und
dem dickwandigen Abschnitt 173 wegen eines Unterschiedes
in der Wanddicke ausgebildet.
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Bei
dem obigen, in 5A bis 5B gezeigten
Tiefziehvorgang wird der Tiefziehvorgang bei dem äußeren Umfangsabschnitt
des Grundmetalls 140 verarbeitet, während ein Abschnitt des Grundmetalls 140 verlängert wird.
Deswegen ist eine Einstechkraft des Stempels 160 kleiner
als bei dem nach rückwärts gerichteten
Extrusionsvorgang. Darüber hinaus
fließt
ein Abschnitt des Materials für
das Grundmetall 41 von dem dünnwandigen Abschnitt 172 zu
dem dickwandigen Abschnitt 173. Es fließt nämlich der Abschnitt des Materials
in einen zwischen der Matrize 150 und dem Stempel 160 ausgebildeten
Zwischenraum, der einen größeren Zwischenraum
aufweist. Und dabei wird keine große Kraft zwischen dem Grundmetall 140 und
der Matrize 150 und zwischen dem Grundmetall 41 und
dem Stempel 160 erzeugt. Als Ergebnis kann eine Adhäsion des
Grundmetalls 140 zu der Matrize 150 oder zu dem
Stempel 160 verhindert werden. Eine Längsabmessung L1 des dünnwandigen
Abschnittes 172, der in 6 gezeigt
ist, der durch das Verlängern
des Grundmetalls 140 ausgebildet wird, ist länger als
der L0 (aus 12 ersichtlich) des dünnwandigen
Abschnittes 14 des Gehäuses 12,
der eine Länge
des Wandabschnittes 14 ist, bevor er nach innen gebogen
wird, um die Einlassseiten- oder
Abgabeseitenabdeckung an dem Gehäuse 12 zu
fixieren. Darüber
hinaus, da der dickwandige Abschnitt 173 als Ergebnis des
Materialflusses von dem dünnwandigen
Abschnitt 172 ausgebildet wird, ist die Länge L1 des
dünnwandigen
Abschnittes 172 durch das Berücksichtigen der Variation der
Plattendicke für
das Grundmetall 140 bestimmt, so dass eine Längsabmessung
des dickwandigen Abschnittes 173 gleich einer Längsabmessung
des dickwandigen Abschnittes 15 des Gehäuses 12 wird.
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(5) Vorgang zum Ausbilden
des gestuften Abschnittes:
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Wie
aus 7A und 7B ersichtlich
ist, ist ein gestufter Abschnitt zur Positionierung 175 nahe
dem geschlossenen Ende des Grundmetalls 170 ausgebildet.
Wie aus 7A ersichtlich ist, weist eine
Matrize 190 einen Abschnitt 192 großen Durchmessers,
einen Abschnitt 193 mittleren Durchmessers und einen Abschnitt 194 kleinen
Durchmessers auf. Ein Innendurchmesser r40 des Abschnittes 192 großen Durchmessers
ist größer als
ein Innendurchmesser r41 des Abschnittes 193 mittleren
Durchmessers, der dann größer ist
wie ein Innendurchmesser r42 des Abschnittes 194 kleinen
Durchmessers. Ein Stempel 200 weist einen Abschnitt 202 kleinen Durchmessers
bei seinem vorderen Ende und einen Abschnitt 203 großen Durchmessers
bei einem rückwärtigen Abschnitt
auf, der einen größeren Durchmesser
aufweist, als der Abschnitt 202 kleinen Durchmessers. Die
Matrize 190 weist zwei gestufte Abschnitte 195 und 196 auf,
die entsprechend bei Rändern
zwischen dem Abschnitt 192 großen Durchmessers und dem Abschnitt 193 mittleren
Durchmessers ausgebildet sind, und zwischen dem Abschnitt 193 mittleren
Durchmessers und dem Abschnitt 194 kleinen Durchmessers.
Eine Längsabmessung
L2 zwischen den obigen zwei gestuften Abschnitten 195 und 196 ist
so bestimmt, dass ein Materialvolumen eines dünnwandigen Abschnittes 232 (der
dem dünnwandigen
Abschnitt entspricht, nachdem das geschlossene Ende des Grundmetalls
in dem folgenden Vorgang herausgestanzt wurde, wie aus 8 ersichtlich
ist) einem Materialvolumen des dünnwandigen
Abschnittes 14 des Gehäuses 12 entspricht, bevor
es nach innen gebogen wird (nämlich
entspricht es einem Materialvolumen des dünnwandigen Abschnittes 14,
der die Länge
L0 aufweist, wie in 12 gezeigt ist).
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Wie
aus 7B ersichtlich ist wird der dünnwandige Abschnitt 172 gequetscht,
um den gestuften Abschnitt zur Positionierung 175 auszubilden,
wenn das Grundmetall 170 durch den Stempel 200 von dem
Abschnitt 192 großen
Durchmessers in den Abschnitt 194 kleinen Durchmessers
eingestochen wird. Der gestufte Abschnitt zur Positionierung 175 ist bei
einer solchen Position ausgebildet, die einem Ende der Länge L2 des
dünnwandigen
Abschnittes 172 entspricht.
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(6) Ausstanzvorgang:
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Bei
diesem Vorgang wird das geschlossene Ende des Grundmetalls 170 herausgestanzt,
wie aus 8 ersichtlich ist. Eine Matrize 210 weist
einen Abschnitt 212 großen Durchmessers, einen Abschnitt 213 mittleren
Durchmessers und einen Abschnitt 214 kleinen Durchmessers
auf. Ein Innendurchmesser r45 des Abschnittes 212 großen Durchmessers
ist größer als
ein Innendurchmesser r46 des Abschnittes 213 mittleren
Durchmessers, der dann größer ist als
ein Innendurchmesser r47 des Abschnittes 214 kleinen Durchmessers.
Wenn ein Stempel 220 in den Abschnitt 214 kleinen
Durchmessers einsticht, wird das geschlossene Ende 170a des
Grundmetalls 170 aus dem gestuften Abschnitt zur Positionierung 175 herausgestanzt.
Als Ergebnis wird ein Grundmetall 230 erhalten, bei dem
die dünnwandigen
Abschnitte 143, 232 ausgebildet sind und der dickwandige
Abschnitt 173 zwischen den dünnwandigen Abschnitten 143 und 232 ausgebildet
ist, wie es in 9 gezeigt ist.
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(7) Vorgang zur Durchmesservergrößerung:
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Der
dünnwandige
Abschnitt 232 des Grundmetalls 230 wird radial
und nach außen
vergrößert, wie
aus 10A und 10B ersichtlich
ist. Ein Stempel 250 weist einen Abschnitt 252 kleinen Durchmessers
bei seinem vorderen Ende auf, einen Abschnitt 253 mittleren
Durchmessers, der einen größeren Außendurchmesser
r53 aufweist, als der r52 des Abschnittes kleinen Durchmessers und
einen Abschnitt 254 großen Durchmessers, der einen
größeren Außendurchmesser
r54 als der r53 des Abschnittes mittleren Durchmessers aufweist.
Der Außendurchmesser
r52 des Abschnittes 252 kleinen Durchmessers ist nahezu
gleich einem Innendurchmesser r50 des dünnwandigen Abschnittes 232 und der
Außendurchmesser
r54 des Abschnittes 254 großen Durchmessers ist nahezu
gleich einem Innendurchmesser r51 einer Matrize 240. Wenn
der Stempel 250 in das Grundmetall 230 einsticht,
wird der dünnwandige
Abschnitt 232 radial und nach außen vergrößert, um einen dünnwandigen
Abschnitt 262 auszubilden. Die Länge L2 des dünnwandigen
Abschnittes 232 wird eine Länge L0 des dünnwandigen Abschnittes 262 nach
dem Ausdehnungsvorgang, und der Außendurchmesser des dünnwandigen
Abschnittes 262 wird gleich dem des dickwandigen Abschnittes 172.
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Entsprechend
wird ein Grundmetall 260 ausgebildet, wie aus 11 ersichtlich
ist, in dem das Grundmetall 260 dünnwandige Abschnitte 262, 143 bei
beiden Enden und innenseitige, gestufte Abschnitte 263, 144 aufweist,
die bei Rändern
zwischen dem dickwandigen Abschnitt 173 und den entsprechenden
dünnwandigen
Abschnitten 262, 143 ausgebildet sind. Die dünnwandigen
Abschnitte 262 und der dickwandige Abschnitt 173 des
Grundmetalls 260 entsprechen entsprechend den dünnwandigen
Abschnitt 14 und dem dickwandigen Abschnitt 15 des Gehäuses 12,
während
die innenseitiges, gestuften Abschnitte 263, 144 entsprechend
den innenseitigen, gestuften Abschnitten 14a, 13 entsprechen.
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(8) Ausstanzvorgang:
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Ein
an den dünnwandigen
Abschnitt 143 angrenzender Flanschabschnitt 145 wird
aus dem Grundmetall 260 ausgestanzt, um das Endprodukt des
Gehäuses 12 auszubilden,
wie aus 12 ersichtlich ist.
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(Andere Ausführungsformen)
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In
der obigen Ausführungsform
sind dünnwandige
Abschnitte auf beiden Seiten des zylindrischen Teils ausgebildet.
Die vorliegende Erfindung kann ebenfalls auf ein Verfahren ein zylindrisches
Teil herzustellen angewendet werden, das einen dünnwandigen Abschnitt bei einer
seiner Seiten aufweist.
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Entsprechend
einem solchen abgewandelten Verfahren wird ein dünnwandiger Abschnitt zuerst
durch den Tiefziehvorgang auf einer zylindrischen Wand angrenzend
an einem geschlossenen Ende ausgebildet, so dass ein außenseitiger,
gestufter Abschnitt auf einer äußeren Umfangsfläche der zylindrischen
Wand ausgebildet wird. Dann wird das geschlossene Ende ausgestanzt
und der dünnwandige
Abschnitt wird in eine radiale und auswärtige Richtung vergrößert, um
einen innenseitigen, gestuften Abschnitt auf einer inneren Umfangsfläche der
zylindrischen Wand auszubilden.
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In
den obigen Ausführungsformen
bedeutet das Wort "geschlossenes
Ende" nicht ein
vollständig geschlossenes
Ende, sondern ein Ende, das teilweise durch einen Endabschnitt der
zylindrischen Wand geschlossen ist.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen
eines zylindrischen Teils mit einem dünnwandigen Abschnitt zu niedrigeren
Kosten herzustellen, und gemäß dem Herstellungsverfahren
der vorliegenden Erfindung kann ein Grundmetall (100),
das mit dünnwandigen Abschnitten
(13, 14) angrenzend an seinem geschlossenen Ende
ausgebildet ist, einfach von Bearbeitungsvorrichtungen entfernt
werden. Gemäß dem Verfahren
wird ein dünnwandiger
Abschnitt (13, 14) zuerst durch den Tiefziehvorgang
einer zylindrischen Wand angrenzend an dem geschlossenen Ende ausgebildet,
so dass ein außenseitiger,
gestufter Abschnitt (174) auf einer äußeren Umfangsfläche der zylindrischen
Wand ausgebildet wird. Dann wird das geschlossene Ende ausgestanzt
und der dünnwandige
Abschnitt wird in eine radiale und äußere Richtung vergrößert, um
einen innenseitigen, gestuften Abschnitt (263) auf einer
inneren Umfangsfläche
des zylindrischen Teils auszubilden.