DE3117557C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlwasserpumpe gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.

Bei einer aus der US-PS 27 12 792 bekannten Kühlwasser­ pumpe dieser Art ist das becherförmige Gehäuse mit dem Becherrand auf der Platte befestigt. Durch die Befesti­ gung in diesem Bereich lassen sich am Innenumfang des Gehäuses nahe dem Befestigungsbereich an der Platte Un­ ebenheiten nicht vermeiden, die die Flügelspitzen bei ihrer gleitenden Bewegung entlang dem Innenumfang auszu­ gleichen haben. Es entstehen hier Schwankungen im An­ preßdruck und Bewegungen der Berührungszone jeder Flü­ gelspitze, die verschleißfördernd sind. Ferner ist der Auslaß aus dem Inneren des Gehäuses radial von der Innen­ umfangswand weggeführt, was bedeutet, daß die Berüh­ rungszone jedes Flügels beim Überstreichen der Auslaß­ öffnung momentan entlastet und anschließend wieder bela­ stet wird und sich dazwischen in die Auslaßöffnung hin­ ein verformt. Der Auslaßbereich des Gehäuseinnenumfangs ist deshalb besonders verschleißträchtig für die Flügel­ spitzen. Aus diesem Grund werden bei der bekannten Kühl­ wasserpumpe lange und kräftige und tangential von der Nabe wegstrebende Flügel verwendet, die im Bereich der Flügelspitzen eine größere Berührungszone und eine er­ hebliche Masse aufweisen, um den unvermeidlichen Ver­ schleiß über eine längere Standzeit aufnehmen zu können. Mit dieser Maßnahme steigt aber der Drehwiderstand des Flügelrades im Gehäuse und ist eine beträchtliche Über­ schußleistung allein zur Bewegung des Flügelrades erfor­ derlich. Ferner werden bei gegebener Abmessung der Pumpe die Kammern zwischen den massiven Flügeln klein. Die Herstellung der Pumpe ist arbeitsintensiv, weil die Be­ festigung des Gehäuses an der Platte, auch im Hinblick auf die hier erforderliche Abdichtung, mit großer Sorg­ falt zu erfolgen hat. Schließlich ist der radial weg­ strebende Auslaß aus der Kühlwasserpumpe bei Bootsan­ triebsmotoren unzweckmäßig, weil im Bereich der Kühlwas­ serpumpe in der Regel beengte Platzverhältnisse herr­ schen und ohnedies die mit dem Kühlwasser zu versorgen­ den Motorteile oberhalb der Kühlwasserpumpe liegen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine für einen Bootsantriebsmotor besonders geeignete Kühl­ wasserpumpe zu schaffen, die einfach herstellbar ist und trotz der einfachen Herstellbarkeit verschleißarm arbei­ tet.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die derart ausgebildete Kühlwasserpumpe ist einfach her­ stellbar, weil sie aus einfachen Blechformteilen besteht und weil das Gehäuse mittels des Deckels auf einfache Weise so an die Platte festgelegt werden kann, daß der Innenumfang des Gehäuses im Verbindungsbereich mit der Platte frei von Unebenheiten bleibt. Da der Auslaß im Boden des Gehäuses angeordnet ist, finden die Flügel­ spitzen einen von Unebenheiten und Unterbrechungen frei­ en Innenumfang des Gehäuses vor, an dem sie auch mit ei­ ner hinsichtlich des Drehwiderstandes günstigen Linien­ berührung mit schwacher Anpressung verschleißarm laufen. Natürlich bedeuten der Einlaß und der Auslaß Unterbre­ chungen in der Berührungsfläche mit den angrenzenden Ge­ häusewänden. Jedoch liegen diese Unterbrechungen dort, wo die Flügel mit ihren Stirnseiten anliegen und weniger verschleißgefährdet sind, als im Bereich der Flügelspit­ zen. Da der Pumpenauslaß parallel zur Pumpenwelle ver­ läuft, benötigt die Kühlwasserpumpe nur den für die Un­ terbringung in einem Bootsantriebsmotor zweckmäßig ge­ ringen Platz und ist es auch nicht mehr erforderlich, die Kühlwasserströmung von der radialen Richtung in die axiale Richtung umzulenken. Da dank der Ebenheit und des harmonischen Verlaufes des Innenmfangs des Gehäuses ei­ ne leichte Anpressung und eine Linienberührung der Flü­ gel für eine einwandfreie Funktion auch über lange Standzeiten ausreicht, können grazile Flügel verwendet werden, die verhältnismäßig große Kammern zwischen den Flügeln und einen geringen Drehwiderstand des Flügelra­ des im Gehäuse zur Folge haben.

Vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den Unteran­ sprüchen hervor.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt eines Außen­ bord-Bootsantriebs,

Fig. 2 einen Axialschnitt der Kühlwas­ serpumpe des Antriebs von Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Explo­ sionsdarstellung zu Fig. 2,

Fig. 4 eine Axialansicht des Flügel­ rades der Kühlwasserpumpe, und

Fig. 5 eine Untersicht des Flügelrad­ gehäuses.

Ein Außenbord-Bootsantrieb 10 weist einen wassergekühl­ ten Motor 12, eine von diesem getriebene Welle 14, eine Kühlwasserpumpe 16 und eine Abtriebseinheit 18 auf, die einen Kühlwassereinlaß 20 aufweist. Im Antrieb 10 kann die Kühlwasserpmpe 16 über oder unter der Wasserober­ fläche liegen.

Die Kühlwasserpumpe 16 hat eine aus rostfreiem Stahl­ blech geformte, oberhalb einer Kühlwasseransaugleitung 24 in einem Wellengehäuse des Antriebs 10 angeordnete Grundplatte 22, die von einer exzentrisch angeordneten Wellenöffnung 26 und einem quer dazu versetzten, mit der Ansaugleitung 24 strömungsverbundenen Kühlwassereinlaß 28 durchsetzt wird.

Ein becherförmiges Gehäuse 30 aus kaltverformtem rost­ freiem Stahlblech ist den Einlaß 28 überdeckend auf die Grundplatte 22 aufgesetzt. Das Gehäuse 30 hat eine Um­ fangswand 32 und eine Bodenseite 34, die von einer ex­ zentrischen Wellenöffnung 36 und einer quer dazu ver­ setzten, dem Kühlwassereinlaß 28 der Grundplatte 22 im wesentlichen diametral gegenüber angeordneten Auslaßöff­ nung 38 durchsetzt ist.

Das Gehäuse 30 enthält ein aus einem flexiblen Material, z. B. einem temperaturbeständigen synthetischen Gummi, vorzugsweise einem Nitril-Elastomer, geformtes Flügelrad 40. Eine Nabe 42 des Flügelrades 40 ist aus einem faser­ verstärkten Kunststoff geformt, um einen metallischen Kontakt zur Welle 14 zu vermeiden und die Korrosionsbe­ ständigkeit der Pumpe zu verbessern. Die Nabe 42 ist mittels eines Keils 44 auf der Welle 14 befestigt und weist radial abstehende, flexible Flügel 46 auf. In der in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform sind sechs Flügel 46 vorhanden.

An beiden Seiten der Nabe 42 angeformte Dichtungsrippen 48, 50 dichten das Innere des Gehäuses 30 gegenüber den Öffnungen 26 und 36 ab. Die Länge der Flügel 46 und ihre Flexibilität sind so auf den Durchmesser des Gehäuses 30 abgestimmt, daß jeder Flügel 46 nur geringen Radialdruck auf die Umfangswand 32 ausübt und nur gering gebogen wird. Beispielsweise beträgt die Länge der Flügel 46 et­ wa 16 mm und ihre Breite an der Nabe 42 ca. 5 mm, das Ver­ hältnis von Länge zu Breite beträgt somit etwa 3,2 : 1. Der Außendurchmesser der Nabe beträgt etwa 26 mm und der Innendurchmesser des Flügelradgehäuses 30 ca. 51 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 geforderten Förderleistung.

In einer anderen Ausführungsform beträgt die Länge der Flügel etwa 22 mm, ihre Breite an der Nabe ca. 7 mm, und das Verhältnis von Länge zu Breite somit ca. 3,3 : 1. Der Außendurchmesser der Nabe 42 beträgt etwa 30 mm und der Innendurchmesser des Gehäuses 30 ca. 63 mm, das Verhält­ nis zwischen dem Innendurchmesser des Gehäuses und dem Außendurchmesser der Nabe somit also etwa 2,1 : 1.

Zur Vermeidung von durch Biegespannungen hervorgerufenen Ermüdungserscheinungen an den Flügeln 46 ist es erfor­ derlich, daß das Verhältnis von Länge zu Breite der Flü­ gel gleich 3 : 1 oder größer und das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser des Gehäuses 30 und dem Außendurch­ messer der Nabe 42 größer als 1,9 : 1 ist. Dadurch liegt das Verhältnis zwischen dem Außendurchmesser des Flügel­ rads 40 und dem Innendurchmesser des Gehäuses 30 im Be­ reich zwischen etwa 1,10 : 1 und 1,16 : 1.

An den freien Enden haben die Flügel 46 eine möglichst geringe Breite, z. B. etwa 3 mm oder ca. 3,8 mm. Dazu ver­ jüngen sich die Flügel 46 zu ihren freien Enden hin mit einem Winkel von ca. 8 bis 9°.

Auf das Gehäuse 30 ist ein aus rostfreiem Stahlblech ge­ formter Deckel 52 aufgepaßt. Dieser hat einen auf der Grundplatte 22 aufsitzenden Rand 54 und ist mit der Grundplatte 22 über rostfreie Stahlschrauben 56 an der Abtriebseinheit 18 befestigt. Zwischen die Schrauben 56 und den Rand 54 des Deckels 52 sind Buchsen 58 aus nicht-metallischem Werkstoff eingesetzt. Der Deckel 52 hat eine im Preßsitz auf die Umfangswand 32 aufgesetzte Umfangwand 60. Zwischen den Rand 54 des Deckels 52 und die Umfangswand 32 ist in eine zwischen der Umfangswand 60 des Deckels 52 und dessen Rand 54 geformte Aussparung eine Rundringdichtung 62 eingelegt. Eine weitere Dich­ tung ist zwischen dem Deckel 52 und der Grundplatte 22 eingespannt. Der Boden 64 des Deckels wird von einer ex­ zentrischen Öffnung 66 für die Welle 14 durchsetzt.

Eine oberhalb der Pumpe 16 auf die Welle 14 aufgezogene, mitlaufende Buchse 68 verhindert den Eintritt von Sand und Schmutz. Zwischen der Bodenseite 34 des Gehäuses 30 und der Endwand 64 des Deckels 52 ist eine sich etwa über den halben Umfang des Deckels 52 erstreckende Sam­ melkammer 70 geformt, die den Auslaß 38 des Gehäuses 30 mit einem Anschluß 74 für eine Kühlwasserleitung 72 ver­ bindet.

Im Betrieb des Antriebs 10 strömt Wasser durch den Ein­ laß 28 der Grundplatte 22 ins Gehäuse 30. Aufgrund der exzentrischen Welle 14 werden die Flügel 46 des Flügel­ rads 40 beim Umlauf abwechselnd gebogen. Dadurch wird das Volumen der zwischen den Flügeln 46 und der Umfangs­ wand 32 des Gehäuses 30 liegenden Räume abwechselnd ver­ größert und verkleinert, so daß das im Gehäuse 30 vor­ handene Wasser durch den Auslaß 38 und die Sammelkammer 70 hindurch zur Kühlwasserleitung 72 befördert wird.

Claims (5)

1. Kühlwasserpumpe für einen Boots-Antriebsmotor, mit einem becherförmigen und an der offenen Seite durch eine Platte verschlossenen, als Blechformteil ausgebildeten Gehäuse für ein Pumpen-Flügelrad, das mit einer Nabe auf einer das Gehäuse axial durchsetzenden Pumpenwelle befe­ stigt ist und flexible, an den Gehäuseinnenwänden anlie­ gende Flügel aufweist, und mit einem Einlaß zum und ei­ nem Auslaß aus demm Inneren des Gehäuses, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (30) an der Platte (22) mit­ tels eines becherförmigen Deckels (52) festgelegt ist, der von der Bodenseite (34) des Gehäuses (30) über dieses gepaßt und mit der Platte (22) verbunden ist, daß im Bo­ den (64) des Deckels (52) eine Sammelkammer (70) ausge­ bildet ist, die den in der Bodenseite (34) des Gehäuses (30 vorgesehenen Auslaß (38) mit einem parallel zur Pumpenwelle (14) aus dem Boden (64) des Deckels (52) her­ ausgeführten Pumpenauslaß (74) verbindet, und daß der Einlaß (28) in der Platte (22) angeordnet ist.

2. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß sich die Sammelkammer (70) über etwa den halben Umfang des Deckels (52) und bogenförmig um die Pumpen­ welle (14) erstreckt.

3. Kühlwasserpumpe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (52) unter Zwischenlage einer Dichtung (62) auf der Platte (22) aufliegt.

4. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zumindest der Innenumfang (32) des Ge­ häuses (30) durch Kaltverformung verfestigt ist.

5. Kühlwasserpumpe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (52), das Gehäuse (30) und die Platte (22) aus rostfreiem Stahl­ blech geformt sind.