DE3117557A1 - COOLING WATER PUMP FOR A BOAT DRIVE - Google Patents
COOLING WATER PUMP FOR A BOAT DRIVEInfo
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlwasserpumpe für einen Boots- oder Schiffsantrieb. Bei einem solchen Antrieb ist eine Kühlwasserpumpe innerhalb eines Wellengehäuses auf der Abtriebswelle eines wassergekühlten Motors angeordnet, um diesen mit Kühlwasser zu speisen.The invention relates to a cooling water pump for a boat or ship propulsion system. With such a The drive is a cooling water pump within a shaft housing on the output shaft of a water-cooled Motor arranged to feed it with cooling water.
Bekannte Kühlwasserpumpen insbesondere für Außenbordsmotoren haben ein gegossenes Metallgehäuse, welches spanabhebend bearbeitet und dementsprechend teuer ist· Außerdem tritt bei sand- oder schluffhaltigem Wasser ein starker Verschleiß an den beweglichen Teilen der Pumpe auf, so daß eine aus Messing- oder Aluminiumguß gefertigte Pumpe in einem solchen Falle eine relativ kurze Standzeit hat.Known cooling water pumps, in particular for outboard motors, have a cast metal housing, which machined and is accordingly expensive · In addition, occurs in sand or silt-containing water heavy wear and tear on the moving parts of the pump, so that one made of cast brass or aluminum manufactured pump has a relatively short service life in such a case.
Andere bekannte Kühlwasserpumpen haben ein aus Kunststoff geformtes Gehäuse, dessen Verschleißfestigkeit durch eine metallene Auskleidung verbessert ist. Ohne eine solche Auskleidung träte übermäßiger Verschleiß an dem Kunststoffgehäuse auf, welcher schnell zum Ausfall der Kühlwasserpumpe und damit des Antriebs insgesamt führen könnte.Other known cooling water pumps have one made of plastic molded housing, the wear resistance of which is improved by a metal lining. Without one Such a liner would cause excessive wear and tear on the plastic housing, which could quickly lead to failure of the Cooling water pump and thus the drive as a whole could lead.
Die Erfindung schafft eine verbesserte Kühlwasserpumpe für einen Bootsantrieb, welche Dank der Verwendung von gestanzten Blechteilen, Vielehe keiner spanenden Bearbeitung bedürfen, auf einfache und wirtschaftliche Weise herstellbar ist.The invention provides an improved cooling water pump for a boat drive, which thanks to the use of stamped sheet metal parts, polygamy none cutting Require processing, can be produced in a simple and economical manner.
Eine Kühlwasserpumpe der genannten Art ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch eine im Bootsantrieb angebrachte Grundplatte mit einer exzentrisch angeordneten Wellenöffnung und einer mit einem KühlwassereinlaßA cooling water pump of the type mentioned is according to Invention characterized by a base plate mounted in the boat drive with an eccentrically arranged Shaft opening and one with a cooling water inlet
strömungsverbundenen Einlaßöffnung, durch ein aus Blech geformtes, becherförmiges Flügelradgehäuse mit einer Umfangswand und einer Endwand, welche von einer exzentrisch angeordneten Wellenöffnung und einem Wasserauslaß durchsetzt ist, durch ein für die förderung von Wasser vom Einlaß zum Wasserauslaß im Flügelradgehäuse angeordnetes Flügelsrad mit einer auf der Welle befestigten Habe und einer Anzahl von auswärts von der Habe abstehenden und in Anlage an der Umfangswand des Flügelradgehäuses gehaltenen, flexiblen !lügein, und durch einen aus Blech geformten, auf das Flügelradgehäuse aufgepaßten und an der Grundplatte befestigten Deckel mit einer zwischen ihm und dem Flügelradgehäuse geformten Sammelkammer, welche den Wasserauslaß des Flügelradgehäuses mit einem Kühlwasserauslaß der Pampe verbindet.flow-connected inlet opening through a cup-shaped impeller housing formed from sheet metal with a Peripheral wall and an end wall which is formed by an eccentrically arranged shaft opening and a water outlet is penetrated by a arranged for the delivery of water from the inlet to the water outlet in the impeller housing Impeller with a hub attached to the shaft and a number of protruding outwards from the hub and in contact with the peripheral wall of the impeller housing held, flexible! lie, and fitted by a sheet metal, on the impeller housing and cover attached to the base plate with a plenum chamber formed between it and the impeller housing, which connects the water outlet of the impeller housing with a cooling water outlet of the Pampe.
Die erfindungsgemäße Kühlwasserpumpe weist Dank einer hohen Yerschleißfestigkeit gegenüber Sand und Schluff eine verlängerte Standzeit und sehr gute Trockenlaufeigenschaften auf» Die dem Verschleiß ausgesetzten Oberflächen der Blechteile sind durch die Formungsarbeit kalt gehärtet, und die Flügel des Flügelrads sind relativ lang und flexibel, so daß sie sich mit nur geringem Druck in Anlage am Flügelradgehäuse befinden, was zu einer Verlängerung der Standzeit sowohl des Gehäuses als auch des Flügelrads beiträgt.The cooling water pump according to the invention has a high level of wear resistance to sand and silt an extended service life and very good dry running properties on »those exposed to wear Surfaces of the sheet metal parts are cold hardened through the forming work, and the blades of the impeller are relatively long and flexible, so that they are in contact with the impeller housing with only slight pressure, what contributes to an extension of the service life of both the housing and the impeller.
Die erfindungsgemäße Kühlwasserpumpe weist somit alle vorteilhaften Merkmale für die Verwendung in einem Bootsantrieb auf. Zu diesen Merkmalen gehören Verschleißfestigkeit, gute Srockenlaufeigenschaften, geringe Leistungseinbuße im Langzeitbetrieb, eine lange Standzeit, relativ niedrige Kosten und eine dauerhafte und sichere Befestigung des aus einem nichtmetallischen Werkstoff geformten Flügelrads. Die langen, flexiblen Flügel des Flügelrads üben nur geringe Radialdrücke aus, wodurchThe cooling water pump according to the invention thus has all the advantageous features for use in a boat drive. These characteristics include wear resistance, good dry running properties, low performance losses in long-term operation, a long service life, relatively low cost and permanent and secure attachment of the non-metallic material shaped impeller. The long, flexible blades of the impeller exert only low radial pressures, which means
der Verschleiß am Flügelradgehäuse vermindert ist und die Durchbiegung der Flügel auch, im Langzeitbetrieb kaum zu Ermüdungserscheinungen führt. Darüber hinaus ist die innere Reibung verringert und die Aufrechterhaltung des notwendigen Förderdrucks über lange Zeit gewährleistet. Dank der niedrigen Reibung bleibt auch die Erwärmung der Flügel gering, was den Trockenlaufeigenschaften der Pumpe zugute kommt.the wear on the impeller housing is reduced and the deflection of the blades also, in long-term operation hardly leads to signs of fatigue. In addition, the internal friction is reduced and the maintenance the necessary delivery pressure guaranteed over a long period of time. Thanks to the low friction, the Warming of the wings is low, which affects the dry running properties the pump benefits.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:In the following an embodiment of the invention is explained with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines Außenbord-Bootsantriebs mit einer Kühlwasserpumpe gemäß der Erfindung, Fig. 1 is a partially cut-away side view of an outboard boat drive with a cooling water pump according to the invention,
Fig. 2 eine Axialschnittanoicht der Kühlwasserpumpe nach Fig. 1,FIG. 2 shows an axial section not of the cooling water pump according to FIG. 1,
Fig. 3 eine zerlegte Schrägansicht der Kühlwasserpumpe,3 is a disassembled oblique view of the cooling water pump,
Fig. 4- eine Axialansicht des Flügelrads der Kühlwasserpumpe undFig. 4- is an axial view of the impeller of the cooling water pump and
Fig. 5 eine Ansicht der Unterseite eines Flügelradgehäuses mit dem darin angeordneten Flügelrad.5 is a view of the underside of an impeller housing with the impeller arranged in it.
Fig. 1 zeigt einen Außenbord-Bootsantrieb 10 mit einem wassergekühlten Motor 12, einer von diesem angetriebenen Welle 14, einer Kühlwasserpumpe 16 und einer Abtriebseinheit 18, welche einen im Hbrmalbetrieb des Antriebs unter der Wasseroberfläche liegenden Kühlwassereinlaß aufweist. Pirn erhalb des Antriebs 10 kann die Kühlwasserpumpe 16 so angeordnet sein, daß sie in der normalen Betriebsstellung wahlweise über oder unter der Wasseroberfläche liegt.Fig. 1 shows an outboard boat drive 10 with a water-cooled motor 12, a shaft 14 driven by this, a cooling water pump 16 and an output unit 18 which has a cooling water inlet lying below the water surface when the drive is in normal operation. P irn outside of the drive 10, the cooling water pump 16 may be arranged so that it is in the normal operating position either above or below the water surface.
Die Kühlwasserpumpe 16 hat eine vorzugsweise aus rostfreiem Stahlblech geformte, oberhalb einer Kühlwasseransaugleitung 24 in einem Wellengehäuse des Antriebs angeordnete Grundplatte 22, welche von einer exzentrisch angeordneten Wellenöffnung 26 und einem quer dazu versetzten, mit der Ansaugleitung 24 strömungsverbundenen Kühlwassereinlaß 28 durchsetzt ist.The cooling water pump 16 has a preferably formed from stainless steel sheet, above a cooling water suction line 24 arranged in a shaft housing of the drive base plate 22, which is of an eccentric arranged shaft opening 26 and a transversely offset thereto, with the suction line 24 flow-connected Cooling water inlet 28 is penetrated.
Ein becherförmiges Flügelradgehäuse 30 ist den Einlaß 28 überdeckend auf die Grundplatte 22 aufgesetzt. Das Flügelradgehäuse 30 ist vorzugsweise aus rostfreiem Stahlblech geformt, was eine wirtschaftliche Fertigung der Kühlwasserpumpe 16 ermöglicht und dem Gehäuse durch Kalthärtung bei der Verformungsarbeit eine erhöhte Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit verleiht. Das Flügelradgehäuse 30 hat eine TJmfangswand 32 und eine Endwand 34, welche von einer exzentrischen Wellenöffnung 36 und einer quer dazu versetzten, dem Kühlwassereinlaß 28 der Grundplatte 22 im wesentlichen diametral gegenüber angeordneten Auslaßöffnung 38 durchsetzt ist.A cup-shaped impeller housing 30 is placed on the base plate 22 so as to cover the inlet 28. That Impeller housing 30 is preferably formed from stainless steel sheet, which is economical to manufacture the cooling water pump 16 and the housing by cold hardening during the deformation work an increased Imparts strength and corrosion resistance. The impeller housing 30 has a peripheral wall 32 and a End wall 34, which is offset by an eccentric shaft opening 36 and one transversely thereto, the cooling water inlet 28 of the base plate 22 passes through the outlet opening 38 arranged essentially diametrically opposite is.
Das Flügelradgehäuse 30 umgibt ein aus einem flexiblen Material, z.B. einem temperaturbeständigen synthetischen Gummi, vorzugsweise einem Hitril-Elastomer, geformtes Flügelrad 40. Dieses hat eine ITabe 42, welche vorzugsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff geformt ist, um eine intermetallische Berührung zwischen dem Flügelrad 40 und der Motorwelle 14 zu vermeiden und damit die Korrosionsbeständigkeit der Pumpe zu verbessern. Die Nabe 42 ist mittels eines Keils 44 auf der Welle 14 befestigt und weist eine Anzahl von radial abstehenden, flexiblen Flügeln 46 auf. In der in Fig. 4 und 5 dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind sechs derartige Flügel vorhanden.The impeller housing 30 surrounds a flexible one Material, e.g. a temperature-resistant synthetic rubber, preferably a nitrile elastomer, molded impeller 40. This has an ITabe 42, which is preferably made of a fiber-reinforced plastic is shaped to allow intermetallic contact between impeller 40 and motor shaft 14 avoid and thus improve the corrosion resistance of the pump. The hub 42 is by means of a Wedge 44 is attached to the shaft 14 and has a number of radially protruding, flexible wings 46 on. In the preferred embodiment shown in FIGS. 4 and 5, there are six such wings.
An beiden Seiten der Nabe 42 geformte Dichtungsrippen 48, 50 dienen dazu, das Innere des Flügelradgehäuses gegenüber den Wellenöffnungen 26 und 36 abzudichten. Die Länge der Flügel 46 sowie ihre Flexibilität sind so auf den Durchmesser des Flügelradgehäuses 30 abgestimmt, daß die einzelnen Flügel 46 nur geringe Eadialdrücke auf die Umfangswand 32 ausüben und dabei nur geringen Biegespannungen unterworfen sind. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Länge der Flügel 46 etwa 16,26 mm und ihre Breite an der Habe ca. 5j08 mm, das Verhältnis von Länge zu Breite beträgt somit etwa 3»2 : 1. Der Außendurchmesser der Nabe beträgt etwa 26,42 mm und der Innendurchmesser des Flügelradgehäuses 30 ca. 50,8 mm, das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser des Gehäuses 30 und dem Außendurchmesser der Flügelradnabe 42 ist somit größer als 1,9:1· Die Höhe der Flügel 46 richtet sich nach der von der Pumpe geforderten Förderleistung.Sealing ribs formed on both sides of the hub 42 48, 50 serve the interior of the impeller housing to seal against the shaft openings 26 and 36. The length of the wings 46 as well as their flexibility are so matched to the diameter of the impeller housing 30 that the individual blades 46 only low radial pressures exert on the peripheral wall 32 and are only subjected to low bending stresses. In a In the preferred embodiment, the length of the wings 46 is approximately 16.26 mm and their width at the hub approx. 508 mm, the ratio of length to width is thus about 3 »2: 1. The outer diameter of the hub is about 26.42 mm and the inner diameter of the impeller housing 30 is about 50.8 mm, the ratio between the inner diameter of the housing 30 and the outer diameter of the impeller hub 42 is thus greater than 1.9: 1 The height of the blades 46 depends on the delivery rate required by the pump.
In einer anderen Ausführungsform beträgt die Länge der Flügel etwa 21,59 mm, ihre Breite an der Nabe ca. 6,6 mm, und das Verhältnis von Länge zu Breite somit ca. 3,3:1. Der Außendurchmesser der Nabe 42 beträgt etwa 30,48 mm und der Innendurchmesser des Flügelradgehäuses 30 ca. 63,5 ^m, das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser des Gehäuses und dem Außendurchmesser der Nabe somit also etwa 2,1 : 1.In another embodiment, the length of the blades is approximately 21.59 mm, their width at the hub is approximately 6.6 mm, and the ratio of length to width is thus approximately 3.3: 1. The outer diameter of the hub 42 is about 30.48 mm, and the I nn endurchmesser of the impeller housing 30 about 63.5 m ^, the ratio between the inner diameter of the housing and the outer diameter of the hub so therefore about 2.1: 1st
Zur Vermeidung von durch Biegespannungen hervorgerufenen Ermüdungserscheinungen an den Flügeln 46 ist es erforderlich, daß das Verhältnis von Länge zu Breite der Flügel gleich 3 : 1 oder größer und daß Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser des Flügelradgehäuses und dem Außendurchmesser der Nabe 42 größer als 1,9:1 ist. Dadurch liegt das Verhältnis zwischen dem Außen-In order to avoid fatigue phenomena on the wings 46 caused by bending stresses required that the length to width ratio of the wings be 3: 1 or greater and that ratio between the inner diameter of the impeller housing and the outer diameter of the hub 42 greater than 1.9: 1 is. As a result, the relationship between the external
ο ί ι /ο ί ι /
durchmesser des Flügelrads 40 insgesamt und dem Innendurchmesser des Gehäuses 30 im Bereich zwischen etwa 1,10:1 und 1,16:1, was bei der in Pig. 5 zu erkennenden exzentrischen Anordnung des Flügelrads 40 im Gehäuse 30 notwendig ist, um eine Abdichtung zwischen den Enden der Flügel 46 und der Umfangswand 32 des Gehäuses 30 zu erzielen.diameter of the impeller 40 overall and the inner diameter of the housing 30 in the range between approximately 1.10: 1 and 1.16: 1, which is the case in Pig. 5 to be recognized eccentric arrangement of the impeller 40 in the housing 30 is necessary to create a seal between the ends of the wings 46 and the peripheral wall 32 of the Housing 30 to achieve.
An den freien Enden haben die Flügel 46 vorzugsweise eine möglichst geringe Breite. Diese beträgt in der bevorzugten Ausführungsform vorzugsweise etwa 3 »05 mm und in der anderen vorstehend beschriebenen Ausführungsform ca. 3,81 mm. Diese Verringerung der Breite ist dadurch erzielt, daß sich die Flügel 46 zu ihren freien Enden in mit einem Winkel von ca. 8 bis 9° verjüngen.At the free ends, the wings 46 preferably have the smallest possible width. This is in the preferred embodiment preferably about 3 »05 mm and in the other embodiment described above about 3.81 mm. This reduction in width is achieved in that the wings 46 taper towards their free ends at an angle of approximately 8 to 9 °.
Auf das Flügelradgehäuse 30 ist ein vorzugsweise aus rostfreiem Stahlblech geformter Deckel 52 aufgepaßt. Dieser hat einen auf der Grundplatte 22 aufsitzenden, auswärts abstehenden Eand 54 und ist zusammen mit der Grundplatte 22 mittels zur Vermeidung von Korrosion vorzugsweise ebenfalls aus rostfreiem Stahl gefertigten Schrauben 56 an der Abtriebseinheit 18 des Antriebs befestigt. Zur weiteren Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit sind Buchsen 58 aus nicht metallischem Werkstoff zwischen die Schrauben 56 und den Eand 54 des Deckels 52 eingesetzt. Der Deckel 52 hat eine im Preßsitz auf die Umfangswand 32 des Flügelradgehäuses 30 aufgesetzte Umfangswand 60. Zwischen den Eand 5^ &es Deckels 52 und die Umfangswand 32 des Flügelradgehäuses 30 ist eine Eundringdichtung 62 in eine zwischen der Umfangswand 60 des Deckels 52 und dessen Eand 54 geformte Aussparung eingelegt, und eine weitere Dichtung ist zwischen dem Deckel 52 und der Grundplatte 22 eingespannt. Eine Endwand 64 des Deckels ist von einer exzentrischen öffnung 66 für die Welle 14 durchsetzt.A cover 52, preferably formed from stainless steel sheet, is fitted onto the impeller housing 30. This has a seated on the base plate 22, outwardly protruding Eand 54 and is together with the Base plate 22 by means of preferably also made of stainless steel in order to avoid corrosion Screws 56 on the output unit 18 of the drive attached. To further improve the corrosion resistance, bushings 58 are made of non-metallic material Material between the screws 56 and the Eand 54 of the Cover 52 inserted. The lid 52 has an interference fit on the peripheral wall 32 of the impeller housing 30 placed peripheral wall 60. Between the Eand 5 ^ & es Lid 52 and the peripheral wall 32 of the impeller housing 30 is an Eundringdichtung 62 in between the Peripheral wall 60 of the lid 52 and its Eand 54 molded Inserted recess, and a further seal is clamped between the cover 52 and the base plate 22. An end wall 64 of the cover is penetrated by an eccentric opening 66 for the shaft 14.
J ι ι /ob/J ι ι / ob /
Eine oberhalb des Pumpe 16 auf die Welle 14 aufgezogene mitlaufende Buchse 68 verhindert den Eintritt von Sand und Schmutz in die Pumpe. Zwischen der Endwand 34 des Flügelradgehäuses 30 und der Endwand 64 des auf dieses aufgepreßten Deckels 52 ist eine sich etwa entlang dem halben Umfang des Deckels erstreckende Sammelkammer 70 geformt, welche den Auslaß 38 des Flügelradgehäuses 30 mit einem Anschluß 74 für eine Kühlwasserleitung 72 verbindet. Die Kühlwasserleitung 72 leitet das von der Pumpe 16 geförderte Wasser den der Kühlung bedürftigen Teilen des Antriebs 10 zu.A running bushing 68 drawn onto the shaft 14 above the pump 16 prevents the entry of sand and dirt in the pump. Between the end wall 34 of the Impeller housing 30 and the end wall 64 of this Pressed-on cover 52 is a collecting chamber 70 extending approximately along half the circumference of the cover shaped, which the outlet 38 of the impeller housing 30 with a connection 74 for a cooling water line 72 connects. The cooling water line 72 conducts the water delivered by the pump 16 to the water in need of cooling Share the drive 10.
Im Betrieb des Antriebs 10 strömt Wasser durch den Einlaß 28 der Grundplatte 22 hindurch in das Flügelradgehäuse 30 ein. Aufgrund der in Fig. 5 dargestellten exzentrischen Anordnung der Welle 14- und des Flügelrads 40 werden dessen Flügel 46 bei ihrem Umlauf in wechselndem Maße umgebogen. Dadurch wird das Volumen der zwischen den Flügeln 46 und der Umfangswand 32 des Gehäuses 30 liegenden Räume abwechselnd vergrößert und verkleinert, so daß das im Gehäuse 30 vorhandene Wasser durch den Auslaß 38 und die Sammelkammer 70 hindurch zur Kühlwasserleitung 72 befördert wird.When the drive 10 is in operation, water flows through the inlet 28 of the base plate 22 into the impeller housing 30 a. Due to the shown in FIG eccentric arrangement of the shaft 14 and of the impeller 40, the blades 46 of which are alternating as they rotate Dimensions bent over. This increases the volume between the blades 46 and the peripheral wall 32 of the housing 30 lying rooms alternately enlarged and reduced, so that the water present in the housing 30 through the Outlet 38 and the plenum chamber 70 through to the cooling water line 72 is promoted.
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Claims (6)
EUROPEAN PATENT OFFICEREPRESENTATIVE BEFORE THE
EUROPEAN PATENT OFFICE
Kühlwassereinlaß aufweisenden Bootsantrieb,
gekennzeichnet durch eine im Bootsantrieb angebrachte Grundplatte (22) mit einer
exzentrisch angeordneten Öffnung (26) für die Welle
(14) und einer mit dem Kühlwassereinlaß strömungsverbundenen Einlaßöffnung (28), durch ein aus BlechΙ «/ cooling water pump for a water-cooled motor, a shaft driven by this and a
Boat drive having cooling water inlet,
characterized by a base plate (22) mounted in the boat drive with a
eccentrically arranged opening (26) for the shaft
(14) and an inlet opening (28), which is in flow communication with the cooling water inlet, through a sheet metal
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