EP3242038A1 - Fan for an outboard motor cooling system - Google Patents
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Abstract
Dieses Gebläse für ein Luftführungssystem eines Außenbordmotors geeignet, der eine Brennkraftmaschine und eine einen Innenraum für die Brennkraftmaschine begrenzenden Abdeckhaube umfasst, welche Brennkraftmaschine das Gebläse antreibt, das mit einem aufrechten über eine Oberseite eines Gehäuses der Brennkraftmaschine hinausragenden Wellenzapfen in Wirkverbindung steht, wobei die Abdeckhaube mit Ein- und Auslassöffnungen für Luftströme im Innenraum versehen ist und das Gebläse diese Luftströme im Innenraum der Abdeckhaube beeinflusst. Um dieses Gebläse für das Luftführungssystem zu optimieren, trägt ein an dem Wellenzapfen einer aufrechten Kurbelwelle fest angebrachtes Schwungrad ein von oben aufgesetztes Gebläse Rad des Gebläses und das Schwungrad nimmt das Gebläse Rad drehfest mit, wobei über eine Einlassöffnung und eine erste Leiteinrichtung Luftströme in den Innenraum gelangen, die unter der Wirkung des Gebläses zumindest einen Teil der Oberfläche der Brennkraftmaschine und deren Nebenaggregate zur Entwärmung der Brennkraftmaschine beaufschlagen.This blower is suitable for an outboard motor air ducting system comprising an internal combustion engine and a cover capping an internal combustion engine internal combustion engine driving the fan operatively connected to an upstanding shaft journal projecting over an upper surface of a housing of the internal combustion engine, the cover hood having Inlet and outlet openings for air flows in the interior is provided and the fan influences these air currents in the interior of the cover. In order to optimize this fan for the air duct system, a flywheel fixedly attached to the shaft journal of an upright crankshaft carries a fan of the blower mounted from above, and the flywheel carries the fan wheel in a rotationally fixed manner, airflows into the interior via an inlet opening and a first guide arrive, which act under the action of the blower at least a portion of the surface of the internal combustion engine and its ancillaries for cooling the engine.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gebläse für ein Luftführungssystem eines Außenbordmotors, der eine Brennkraftmaschine und eine einen Innenraum für die Brennkraftmaschine begrenzende Abdeckhaube umfasst nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a blower for an air guidance system of an outboard motor, which comprises an internal combustion engine and a cover which delimits an interior space for the internal combustion engine according to the preamble of
Es ist eine Brennkraftmaschine bekannt,
Die
Aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gebläse für ein Luftführungssystem eines Außenbordmotors mit einer Brennkraftmaschine und einer einen Innenraum begrenzenden Abdeckhabe zu konzipieren, welches Gebläse im Innenraum in der Weise angeordnet und wirksam ist, dass im Innenraum bewegte Luftströme gezielt zur Kühlung der Brennkraftmaschine beitragen. Dabei sollte aber auch sichergestellt sein, dass am Gebläse und Schwungrädern eines Kurbelwellensystems der Brennkraftmaschine zum Personenschutz geeignete Vorkehrungen getroffen sind.The object of the invention is to design a blower for an air duct system of an outboard motor with an internal combustion engine and a cover defining an interior, which fan is arranged in the interior in the manner and effective that in the interior moving air streams contribute specifically to the cooling of the internal combustion engine. But it should also be ensured that the fan and flywheels of a crankshaft system of the internal combustion engine for personal protection suitable provisions are made.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.The object is achieved by the features of
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass das Gebläse Luftströme im Innenraum der Abdeckhaube derart beeinflusst, dass sie zum einen über die Einlassöffnung sowie die erste Leiteinrichtung in den Innenraum der Abdeckhaube strömen; zum andren werden dies Luftströme an Oberflächen der Brennkraftmaschine und ihren Nebenaggregaten gezielt vorbeigeführt, und sie bewirken eine betriebssichernde Kühlwirkung der besagten Oberflächen innerhalb der Abdeckhaube. Dabei ist das Gebläse auf das Schwungrad der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine aufgesetzt, und es wird von besagtem Schwungrad getragen und mitgenommen, d.h. der Funktionsbereich des Schwungrads wird erweitert und das Gebläse und das Schwungrad sind als Zusammenbau darstellbar. Die Kühlwirkung wird dadurch unterstützt, dass das Gebläse ein Laufradsystem mit gemischter Strömung, Radialströmung oder dgl. aufweist und erwärmte Luftströme über eine Leiteinrichtung und eine Auslassöffnung in der Abdeckhaube definiert nach Außen bzw. in die Atmosphäre leitet. Konstruktionsfördernd ist, dass in einer Mittellängsachse der den Wellenzapfen umfassenden Kurbelwelle das Schwungrad über einen radialen Tragbereich verfügt, auf dem ein korrespondierender Stützbereich des Gebläse Rads aufliegt, wobei ein oder mehrere das Schwungrad und das Gebläse Rad zu einer Baueinheit verbindende Schrauben wirksam sind. Dabei ist es eine vorbildliche Gestaltung, dass das Gebläse Rad durch einen zylindrischen Körper gebildet wird und zwei mit axialem Abstand zueinander verlaufende Ringträger aufweist, die unter Zwischenschaltung von Gebläse Schaufeln miteinander verbunden sind. Eine sinnreiche Lösung ist, dass das Gebläse Rad im Bereich einer axialen den Tragbereich sowie den Stützbereich durchdringenden und das Schwungrad an dem Wellenzapfen in Lage haltenden Befestigungsschraube mit einem kuppelartigen Luftleitelement für erwärmte Luft versehen ist.The advantages achieved by the invention are to be seen in the fact that the fan influences air flows in the interior of the cover such that they flow into the interior of the cover on the one hand via the inlet opening and the first guide; On the other hand, these air flows are selectively guided past surfaces of the internal combustion engine and its ancillary equipment, and they cause a reliable cooling effect of said surfaces within the cover. In this case, the fan is placed on the flywheel of the crankshaft of the internal combustion engine, and it is supported by said flywheel and taken away, ie the functional range of the flywheel is extended and the fan and the flywheel are displayed as an assembly. The cooling effect is assisted by the fan having a mixed flow impeller system, radial flow or the like, and directing heated airflows outwardly or into the atmosphere via a guide and an outlet opening in the cover. It is construction-promoting that in a central longitudinal axis of the crankshaft comprising the shaft journal, the flywheel has a radial bearing area on which a corresponding crankshaft is provided Supporting portion of the fan wheel rests, with one or more the flywheel and the fan wheel to a unit connecting screws are effective. It is an exemplary design that the fan wheel is formed by a cylindrical body and having two axially spaced ring carrier, which are connected to each other with the interposition of fan blades. An ingenious solution is that the fan wheel is provided in the region of an axial support region penetrating the support region and the flywheel is held in position on the shaft journal with a dome-like air-conducting element for heated air.
Damit z.B. bei geöffneter oder abgenommener Abdeckhaube und laufender Brennkraftmaschine Serviceleistungen am Außenbordmotor durchführende Personen verletzungsrisikoarm agieren können, sind das Gebläse Rad und das Schwungrad mit einer Schutzhaube verkleidet, die einen Deckelbereich mit einer zentralen Eintrittsöffnung und einen Mantelbereich aufweist. Hervorzuheben ist in diesem Zusammenhang, dass die Schutzhaube nach Art eines Gehäuses ausgebildet ist, in die die zweite Leiteinrichtung für die erwärmten Luftströme integriert ist, und dass das Gehäuse über einen Tangentialabschnitt verfügt, der an einem Endbereich mit einer Austrittseinrichtung versehen ist, wobei die Austrittseinrichtung an eine Auslassöffnung in der Abdeckhaube angeschlossen ist. Darüber hinaus weist die Schutzhaube an ihrer Außenseite ein oder mehrere Versteifungsrippen auf, die den Einsatz leichtgewichtiger Materialien, wie Verbundwerkstoffe, Kunststoffe oder dgl. ermöglichenWith e.g. With open or removed cover and running engine services on the outboard motor performing persons injury risk can act, the fan wheel and the flywheel are covered with a protective cover having a lid portion with a central inlet opening and a jacket portion. It should be emphasized in this context that the protective hood is designed in the manner of a housing, in which the second guide for the heated air flows is integrated, and that the housing has a tangential section which is provided at an end region with an outlet means, wherein the outlet means is connected to an outlet opening in the cover. In addition, the guard has on its outside one or more stiffening ribs, which allow the use of lightweight materials such as composites, plastics or the like
Optimiert wird die Erfindung durch den Außenbordmotor, der eine Brennkraftmaschine mit einem zwei aufrechte Kurbelwellen aufweisenden Kurbelwellensystem umfasst, welche Kurbelwellen mit Wellenzapfen über eine Oberseite des Gehäuses der Brennkraftmaschine hinausragen, wobei an den Wellenzapfen Schwungräder befestigt sind, die in Höhenrichtung betrachtet versetzt zueinander angeordnet sind und sich gegenseitig überlappen. Hierbei werden dadurch Maßstäbe gesetzt, dass das eine Schwungrad mit dem Gebläse in der Höhenrichtung betrachtet oberhalb des anderen Schwungrads liegt, wobei letzteres Schwungrad mit einer die Schutzhaube ergänzende Anschlussschutzhaube verkleidet ist, die einen Zylinderabschnitt aufweist. Beispiel gebend ist, dass die Schutzhaube und die Anschlussschutzhaube als eine aus einem Stück hergestellt oder aus mehreren Teilen zusammengesetzte Gebläse-Schwungradabdeckung dargestellt sind. Und es ist positiv zu bewerten, dass die Gebläse-Schwungradabdeckung an Außenbereichen mit Befestigungsaugen versehen ist, an denen die Gebläse-Schwungradabdeckung unter Vermittlung von leicht realisierbaren Halteinrichtungen am Gehäuse der Brennkraftmaschine in Lage gehalten wird. Technisch klug ist auch, dass jede Halteinrichtung unter Zwischenschaltung eines elastischen Stützelements mit der Gebläse-Schwungradabdeckung zusammenarbeitet.The invention is optimized by the outboard motor comprising an internal combustion engine with a two upright crankshaft crankshaft system, which crankshaft with shaft journals protrude above an upper side of the housing of the engine, wherein the shaft journal flywheels are fixed, which are viewed in the vertical direction offset from each other and overlap each other. This sets standards that a flywheel with the fan in the Considered height direction is above the other flywheel, the latter flywheel is covered with a protective hood supplementing the terminal cover, which has a cylinder portion. By way of example, the protective hood and the connection guard are shown as one-piece or multiple-piece fan flywheel cover. And it is to be appreciated that the blower flywheel cover is provided at outer areas with fixing eyes, on which the blower flywheel cover is kept in position by means of easily realizable holding devices on the housing of the internal combustion engine. Technically clever is also that each holding device cooperates with the interposition of an elastic support member with the fan flywheel cover.
Schließlich ist von hohem baulichen und funktionalen Rang, dass die Luftströme über die Einlassöffnung in der ersten aufrechten Haubenwand und die an besagte Einlassöffnung anschließende erste Leiteinrichtung in den Innenraum der Abdeckhaube gelangen, wobei das Gebläse benachbart einer in Längsrichtung des Außenbormotors betrachtet beabstandet zur ersten Aufbauwand and sich erstreckenden zweiten aufrechten Haubenwand der Abdeckhaube angeordnet ist und die Luftströme über einen relativ großen in Längsrichtung verlaufenen Wirkungsbereich vorbei an den Oberflächen der Brennkraftmaschine und den Nebenaggregaten fördert und dass das Gebläse erwärmte Luftströme als Abluft unter Vermittlung der zweiten Leiteinrichtung in eine Auslassöffnung in der Abdeckhaube an die Außenseite der Abdeckhaube bzw. in die Atmosphäre fördert.Finally, is of high structural and functional rank, that the air flows through the inlet opening in the first upright hood wall and the inlet opening adjacent said first guide into the interior of the cover, the fan adjacent to a viewed in the longitudinal direction of the Außenbormotors spaced from the first mounting wall and extending second upright hood wall of the cover is arranged and the air flows over a relatively large longitudinally extending area of action past the surfaces of the engine and the ancillaries and that the fan heated air streams as exhaust air through the intermediary of the second guide in an outlet opening in the cover promotes the outside of the cover or in the atmosphere.
In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das nachstehend näher erläutert wird.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, which will be explained in more detail below.
Es zeigen
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Fig.1 eine schematische Seitenansicht eines Außenbordmotors mit einer Abdeckhaube, einer Brennkraftmaschine und einem Gebläse für ein Luftführungssystem, -
Fig. 2 eine schematische Ansicht von oben auf ein Kurbelwellensystem der Brennkraftmaschine, -
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III derFig. 2 , -
Fig. 4 eine Explosionszeichnung des Schwungrads und des Gebläse Rads, -
Fig. 5 eine schematische Schrägansicht auf eine Gebläse-Schwungradabdeckung mit Gebläse Rad, -
Fig. 6 eine Ansicht von oben auf die Gebläse-Schwungradabdeckung.
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Fig.1 a schematic side view of an outboard motor with a cover, an internal combustion engine and a fan for an air duct system, -
Fig. 2 a schematic view from above of a crankshaft system of the internal combustion engine, -
Fig. 3 a section along the line III-III ofFig. 2 . -
Fig. 4 an exploded view of the flywheel and blower wheel, -
Fig. 5 a schematic oblique view of a fan flywheel cover with fan wheel, -
Fig. 6 a top view of the blower flywheel cover.
Ein Außenbordmotor 1 dient zum Antrieb eines nicht näher dargestellten Schiffs in Gewässern. Der Außenbordmotor 1 umfasst eine Brennkraftmaschine 2, die in Fahrtrichtung A des Schiffs betrachtet an einem Gehäuse GBr eine Rückseite 3, eine Vorderseite 4 und in Höhenrichtung B-B gesehen eine Oberseite 5 und eine Unterseite 6 aufweist. Darüber hinaus wird die Brennkraftmaschine 2 von einer linken Längsseite 7 und einer rechten Längsseite 8 begrenzt. Insbesondere an den Längsseiten 7 und 8 sind mehrere Nebenaggregate z.B. 9, 10 und 11 -
Eine Abdeckhaube 12 umgibt die Brennkraftmaschine 1 mit ihren Nebenaggregaten 9, 10 und 11 bzw. deren Oberflächen, und sie bildet einen Innenraum 13. An einer der Rückseite 3 benachbarten, aufrechten -in Fahrtrichtung A betrachte- ersten hinteren Haubenwand 14 der Abdeckhaube 12 ist eine Einlassöffnung 15 vorgesehen, über die Luftströme Lst in den Innenraum 13 der Abdeckhaube 12 einströmen. Letztere weist dazu noch eine Auslassöffnung 16 -
Die Brennkraftmaschine 2 der Hubkolbenbauart verfügt über wenigsten einen Hubkolben, der unter Vermittlung von zwei Pleueln mit zwei parallel zueinander ausgerichteten und in gegenläufigen Drehrichtungen rotierenden ersten und zweiten Kurbelwellen 20 und 21 in Wirkverbindung stehen. Die ersten und zweiten Kurbelwellen 20 und 21 eines Kurbelwellensystems 22 -
Die Brennkraftmaschine 1 nimmt mit einem Gehäuse GBr die Kurbelwellen 20 und 21 auf, und die Brennkraftmaschine 1 arbeitet nach dem Diesel Einspritzverfahren, wobei zu ihrer Betriebsoptimierung eine Abgasturboladereinrichtung 27 mit Verdichter 28 und Abgasturbine 29 vorgesehen ist. Die Abgasturboladereinrichtung 27 ist mit einer Sauganlage 30 der Brennkraftmaschine 1 verbunden, welche Abgasturboladereinrichtung 27 und Sauganlage 30 -Fg.5- an der Oberseite 5 der Brennkraftmaschine 1 angeordnet sind, und zwar unweit der der hintern Haubenwand 14 der Abdeckhaube 12. Weitere Details der Brennkraftmaschine 1 sind der, eine ähnliche Brennkraftmaschine behandelnden
Zusammen mit der Einlassöffnung 15, der Auslassöffnung 16 und dem Gebläse 18 ist im Innenraum 13 der Abdeckhaube 12 ein Luftführungssystem 31 -
Die Einlassöffnung 15 ist an einem oberen Endbereich Ebo benachbart einer oberen Deckenverkleidung Dv der Haubenwand 14 angeordnet -
Zum Antrieb eines Gebläse Rads 40 des Gebläses 18 dient die Kurbelwelle 20 bzw. das Schwungrad 25, welche Kurbelwelle 20 und welches Schwungrad 25 über die Oberseite 5 der Brennkraftmaschine 2 hinausragen -
In einer Mittellängsachse D-D der den Wellenzapfen 42 umfassenden ersten Kurbelwelle 20 verfügt das erste Schwungrad 25 über einen radialen Tragbereich 44, auf dem ein korrespondierender Stützbereich 45 des Gebläse Rads 40 direkt aufliegt. Der Tragebereich 44 und der Stützbereich 45 sind mittels Schrauben 46 und 47 miteinander verbunden -Fig. 7-. Das Gebläse Rad 40 wird durch einen zylindrischen Körper ZK gebildet, und es besitzt zwei mit axialem Abstand zueinander verlaufende untere und obere Ringträger 48 und 49, die unter Zwischenschaltung von einer Vielzahl von radialen Gebläseradschaufeln 50 zu einer Baueinheit aus Verbundwerkstoff, Kunststoff oder dgl. zusammengefasst sind. Benachbart einem Außenumfang 51 des Schwungrads 25 ist ein umlaufender Begrenzungssteg 52 angebracht, der über den radialen Tragbereich 44 hinausragt. Zwischen Begrenzungssteg 52 und Tragbereich 44 ist ein Ring 53 aus Metall -
Das Schwungrad 25 und das Gebläse Rad 40 sind mit einer zylinderartigen Schutzhaube 59 verkleidet, die einen eine Einströmöffnung 60 besitzenden Deckelbereich 61 und einen diesen umgebenden Mantelbereich 62 umfasst. In das Gebläse-Gehäuses GH der Schutzhaube 59 ist die zweite Leiteinrichtung 33 für die erwärmten Luftströme Lstw integriert. Und das Gebläse Gehäuse GH verfügt über einen kanalförmigen Tangentialabschnitt 64, der an einem Endbereich 65 mit einer Austrittseinrichtung 66 versehen ist -
Das eine Schwungrad 26, das unterhalb des anderen Schwungrads 25 liegt, ist mit einer die Schutzhaube 59 ergänzenden Anschlussschutzhaube 72 verkleidet, die einen Anschlussabschnitt 73 und einen Zylinderabschnitt 74 aufweist. In einem Deckelbereich 75 der zum Deckelbereich 61 hin abgestuft ist, sind eine oder mehrere teilkreisartige Entlüftungs-Schlitzöffnungen 76 vorgesehen. Die Schutzhaube 59 und die Anschlussschutzhaube 72 sind als eine aus einem Stück hergestellte oder eine aus mehreren Teilen zusammengesetzte Gebläse-Schwungradabdeckung 77 aus Kunststoff, Verbundwerkstoff oder dgl. dargestellt. An Außenbereichen AB 1 bis 4 der Gebläse-Schwungradabdeckung 76 sind Befestigungsaugen 78 angeformt, an denen die Gebläse-Schwungradabdeckung 77 mittels Halteinrichtungen 79 am Gehäuse GBr der Brennkraftmaschine 2 in Lage gehalten. Jede Halteinrichtung 79 arbeitet unter Vermittlung eines elastischen Stützelements 80 mit dem Befestigungsauge 78 der Gebläse-Schwungradabdeckung 76 zusammenThe one
Schließlich gelangen die Luftströme Lst über die erste Einlassöffnung 15 in der ersten aufrechten Haubenwand 14 und die daran anschließende erste Leiteinrichtung 32 in den Innenraum 13 der Abdeckhaube 12, wobei das Gebläse 18 benachbart der in Längsrichtung E-E des Außenbordmotors 1 betrachtet beabstandet zur ersten Haubenwand 14 sich erstreckenden zweiten aufrechten Haubenwand 19 der Abdeckhaube 12 angeordnet ist und die Luftströme Lst über einen relativ großen in Längsrichtung E-E verlaufenden Wirkungsbereich Wb vorbei an den Oberflächen der Brennkraftmaschine 2 und den Nebenaggregaten 9, 10 und 11 fördert und dass das Gebläse 18 erwärmte Luftströme Lstw als Abluft AL unter Vermittlung der zweiten Leiteinrichtung 33 in die Auslassöffnung 16 in der Abdeckhaube 12 an die Außenseite Aus der Abdeckhaube 12 bzw. in die Atmosphäre fördert. Die effiziente Verteilung der Luftströme Lst an die Oberflächen der Brennkraftmaschine 2 und der Nebenaggregate 9, 10 und 11 wird dadurch optimiert, dass zwischen Überströmbereich 35 und der Einströmöffnung 35 des Gebläses 18 sich eine Höhendifferenz ergibt, durch die die Luftströme Lst an besagte Oberflächen verteilt werden.Finally, the air streams Lst pass through the first inlet opening 15 in the first
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