DE3117557C2

DE3117557C2 -

Info

Publication number: DE3117557C2
Application number: DE19813117557
Authority: DE
Inventors: James Leroy Fond Du Lac Wis. Us Blomers; James Michael Omro Wis. Us Shiek; Michael Ellsworth Neenah Wis. Us Frazell; Michael Alexander Hilbert Wis. Us Karls
Original assignee: Brunswick Corp
Current assignee: Brunswick Corp
Priority date: 1980-05-05
Filing date: 1981-05-04
Publication date: 1988-01-14
Also published as: GB2075599B; CA1164729A; JPS6336434B2; AU7001681A; JPS572490A; DE3117557A1; GB2075599A; AU542067B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlwasserpumpe gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a cooling water pump according to the Generic term of claim 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.In a cooling water known from US-PS 27 12 792 pump of this type is the cup-shaped housing with the Cup rim attached to the plate. By the fastener in this area can be found on the inner circumference of the Housing near the mounting area on the plate Un Do not avoid flatness caused by the wing tips their sliding movement along the inner circumference have the same. There are fluctuations in the An here pressure and movements of the contact zone of each flue gel tip, which promotes wear. Furthermore, the Outlet from the inside of the housing radially from the inside circumferential wall led away, which means that the touch zone of each wing when sweeping over the outlet Opening is currently relieved and then loaded again is steadily and in between into the outlet opening a deformed. The outlet area of the inner circumference of the housing is therefore particularly susceptible to wear for the wings sharpen. For this reason, the known cooling water pump long and powerful and tangential from the Hub uses stray blades that are in the range of Wing tips a larger contact zone and a he have substantial mass to the inevitable Ver to be able to absorb wear over a longer service life. With this measure, however, the rotational resistance of the Impeller in the housing and is a considerable over firing performance only for the movement of the impeller such. Furthermore, given the dimensions of the pump the chambers between the massive wings are small. The Manufacturing the pump is labor intensive because the loading fastening the housing to the plate, also with regard on the sealing required here, with great care fold must take place. After all, it's gone radially aspiring outlet from the cooling water pump at Bootsan drive motors are unsuitable because in the area of cooling water water pump usually confined space and to supply them with the cooling water anyway the engine parts are above the cooling water pump.

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.The invention is therefore based on the object particularly suitable cooling for a boat propulsion engine to create water pump that is easy to manufacture and work with little wear despite the simple manufacture tet.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.The object is achieved by the Features of claim 1 solved.

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.The cooling water pump designed in this way is simple adjustable because it consists of simple sheet metal parts and because the housing is simple by means of the cover Way can be set to the plate so that the Inner circumference of the housing in the connection area with the Plate remains free of bumps. Since the outlet in The wing is located at the bottom of the case sharpen you from bumps and interruptions s inner circumference of the housing, on which they can also be ner lines favorable in terms of the rotational resistance contact with weak contact wear. Of course, the inlet and the outlet mean Unterbre in the contact area with the adjacent ge house walls. However, these interruptions are there where the wings rest with their faces and less are more at risk of wear than in the area of the wing tip Zen. Since the pump outlet ver parallel to the pump shaft running, the cooling water pump only needs the one for the Un expedient ge in a boat propulsion engine wrestle space and it is no longer necessary the cooling water flow from the radial direction in the redirect axial direction. Because thanks to the flatness and the harmonic course of the inner circumference of the housing ne light pressure and a line contact of the flue gel for perfect function even over long periods Delicate sashes can be used be the relatively large chambers between the Wings and a low resistance to rotation of the wing result in the housing.

Vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den Unteran sprüchen hervor.Advantageous embodiments are given in the subordinate sayings.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigtThe following is an embodiment of the invention explained using the drawing. It shows

Fig. 1 einen Teilschnitt eines Außen bord-Bootsantriebs, Fig. 1 shows a partial section of an outboard marine drive,

Fig. 2 einen Axialschnitt der Kühlwas serpumpe des Antriebs von Fig. 1, Fig. 2 is an axial section of the Kühlwas serpumpe of the drive of Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Explo sionsdarstellung zu Fig. 2, Fig. 3 is a perspective illustration Exploring sion to Fig. 2,

Fig. 4 eine Axialansicht des Flügel rades der Kühlwasserpumpe, und Fig. 4 is an axial view of the wing wheel of the cooling water pump, and

Fig. 5 eine Untersicht des Flügelrad gehäuses. Fig. 5 is a bottom view of the impeller housing.

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.An outboard boat drive 10 has a water-cooled engine 12 , a shaft 14 driven by the latter, a cooling water pump 16 and an output unit 18 which has a cooling water inlet 20 . In the drive 10 , the cooling water pump 16 can lie above or below the surface of the water.

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.The cooling water pump 16 has a plate-shaped stainless steel, arranged above a Kühlwasseransaugleitung 24 in a shaft housing of the drive 10 base plate 22, and a transversely of an eccentrically arranged shaft hole 26 offset to be interspersed with the intake pipe 24 flow connected to the cooling water inlet 28th

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.A cup-shaped housing 30 made of cold-formed rust-free steel sheet covers the inlet 28 and is placed on the base plate 22 . The housing 30 has a circumferential wall 32 and a bottom side 34 , which is offset by an ex-centric shaft opening 36 and a transverse to it, the cooling water inlet 28 of the base plate 22 is arranged substantially diametrically opposite the outlet opening 38 .

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. The housing 30 contains a made of a flexible material, e.g. B. a temperature-resistant synthetic rubber, preferably a nitrile elastomer, shaped impeller 40th A hub 42 of the impeller 40 is molded from a fiber reinforced plastic to avoid metallic contact with the shaft 14 and to improve the corrosion resistance of the pump. The hub 42 is fastened on the shaft 14 by means of a wedge 44 and has radially projecting, flexible vanes 46 . In the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, six wings 46 are present.

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.Sealing ribs 48, 50 formed on both sides of the hub 42 seal the interior of the housing 30 against the openings 26 and 36 . The length of the wings 46 and their flexibility are so matched to the diameter of the housing 30 that each wing 46 exerts only slight radial pressure on the peripheral wall 32 and is only slightly bent. For example, the length of the wings 46 et wa 16 mm and their width at the hub 42 is approximately 5 mm, the ratio of length to width is thus approximately 3.2: 1. The outer diameter of the hub is approximately 26 mm and the inner diameter the impeller housing 30 approx. 51 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 vanes 46 depends on the required delivery rate.

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.In another embodiment, the length of the vanes is approximately 22 mm, their width at the hub is approximately 7 mm, and the ratio of length to width is therefore approximately 3.3: 1. The outer diameter of the hub 42 is approximately 30 mm and Inner diameter of the housing 30 about 63 mm, the ratio between the inner diameter of the housing and the outer diameter of the hub thus about 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.To avoid fatigue caused by bending stresses on the vanes 46 , it is neces sary that the ratio of length to width of the wing is equal to 3: 1 or greater and the ratio between the inside diameter of the housing 30 and the outside diameter of the hub 42 is greater than Is 1.9: 1. As a result, the ratio between the outer diameter of the impeller 40 and the inner diameter of the housing 30 is in the range between about 1.10: 1 and 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°.At the free ends, the wings 46 have the smallest possible width, z. B. about 3 mm or about 3.8 mm. For this purpose, the wings 46 taper towards their free ends at an angle of approximately 8 to 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.On the housing 30 , a lid 52 made of stainless steel sheet is fitted. This has an edge 54 seated on the base plate 22 and is fastened to the base plate 22 by means of stainless steel screws 56 on the output unit 18 . Bushes 58 made of non-metallic material are inserted between the screws 56 and the edge 54 of the cover 52 . The cover 52 has a peripheral wall 60 which is press-fitted onto the peripheral wall 32 . A round ring seal 62 is inserted between the edge 54 of the cover 52 and the peripheral wall 32 in a recess formed between the peripheral wall 60 of the cover 52 and the edge 54 thereof. Another you device is clamped between the cover 52 and the base plate 22 . The bottom 64 of the cover is penetrated by an eccentric opening 66 for the shaft 14 .

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.A rotating bush 68 , which is drawn onto the shaft 14 above the pump 16 , prevents the entry of sand and dirt. Between the bottom side 34 of the housing 30 and the end wall 64 of the cover 52 is an approximately half the circumference of the cover 52 extending Sam melkammer 70 formed, which binds the outlet 38 of the housing 30 with a connection 74 for a cooling water line 72 ver.

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.In the operation of the drive 10 , water flows through a 28 of the base plate 22 into the housing 30th Due to the eccentric shaft 14 , the wing 46 of the wing wheel 40 are alternately bent during rotation. As a result, the volume of the walls between the wings 46 and the circumferential wall 32 of the housing 30 is alternately enlarged and reduced so that the water in the housing 30 is conveyed through the outlet 38 and the collecting chamber 70 to the cooling water line 72 .

Claims

1. Cooling water pump for a boat drive motor, with a cup-shaped and closed on the open side by a plate, formed as a sheet metal housing for a pump impeller, which is BEFE with a hub on an axially penetrating pump shaft BEFE and flexible, to has the housing inner walls adjacent wing, and with an inlet to and ei nem outlet from the inside of the housing, characterized in that the housing ( 30 ) on the plate ( 22 ) by means of a cup-shaped cover ( 52 ) is fixed, the from the bottom side ( 34 ) of the housing ( 30 ) fitted over this and connected to the plate ( 22 ) that in the Bo ( 64 ) of the cover ( 52 ) forms a collecting chamber ( 70 ), which in the bottom side ( 34 ) of the housing ( 30 provided outlet ( 38 ) with a parallel to the pump shaft ( 14 ) from the bottom ( 64 ) of the cover ( 52 ) forth pump outlet ( 74 ) connects, and that the inlet ( 28 ) in the plat te ( 22 ) is arranged.

2. Cooling water pump according to claim 1, characterized in that the collecting chamber ( 70 ) extends over approximately half the circumference of the cover ( 52 ) and in an arc around the pump shaft ( 14 ).

3. Cooling water pump according to at least one of claims 1 to 2, characterized in that the cover ( 52 ) rests on the plate ( 22 ) with the interposition of a seal ( 62 ).

4. Cooling water pump according to claim 1 to 3, characterized in that at least the inner circumference ( 32 ) of the Ge housing ( 30 ) is solidified by cold working.

5. Cooling water pump according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the cover ( 52 ), the housing ( 30 ) and the plate ( 22 ) are formed from stainless steel sheet.