-
Die
Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung mit einer mindestens
im wesentlichen metallischen Dichtungsplatte, welche wenigstens
eine sich im wesentlichen über
die ganze Dichtungsplatte erstreckende Metallblechlage, mindestens
eine Brennraum-Durchgangsöffnung,
Schraubenlöcher
für Zylinderkopfschrauben
sowie mindestens eine Fluid-Durchgangsöffnung, insbesondere für den Durchtritt
von Kühlmittel, Öl oder Luft
oder dgl., aufweist.
-
Vor
allem bei Fahrzeug-Verbrennungsmotoren wird angestrebt, daß diese
nach dem Starten möglichst
rasch ihre Betriebstemperatur erreichen, um den Verschleiß zu minimieren
und optimale Abgaswerte zu erzielen. Bei laufender Kühlmittelpumpe des
Kühlmittelkreislaufs
des Motors fördert
die Pumpe das Kühlmittel
in eines der beiden Motor-Bauteile Motorblock und Zylinderkopf,
von wo es über
in der Dichtungsplatte der Zylinderkopfdichtung vorgesehene Fluid-Durchgangsöffnungen
in das andere Motorbauteil strömt.
Bei herkömmlichen
Zylinderkopfdichtungen sind diese Fluid-Durchgangsöffnungen
als einfache Löcher
in der Dichtungsplatte gestaltet, die gegebenenfalls auch so dimensioniert
sein können, daß eine Fluid-Durchgangsöffnung eine
bestimmte Drosselwirkung entfaltet. Um den Motor nach einem Kaltstart
möglichst
rasch auf seine normale Betriebstemperatur zu bringen, ist es üblich, während der Warmlaufphase
die Kühlmittelpumpe
entweder stillzulegen oder einen Kühlmittelkreislauf aufrechtzuerhalten,
der den Motor nicht beinhaltet sondern diesen vielmehr durch einen
Bypass überbrückt. Da
sich nun das Kühlmittel
in den die Zylinder umgebenden Kühlmittelräumen des
Motorblocks schneller erwärmt
als im Zylinderkopf, örtlich
unter Umständen
sogar so stark, daß sich
Gasbläschen
ergeben, führen
die Dichteunterschiede zwischen wärmerem und kühlerem Kühlmittel
sowie solche Gasbläschen
dazu, daß erwärmtes Kühlmittel
vom Motorblock durch die Fluid-Durchgangsöffnungen der Zylinderkopfdichtung hindurch
in den Zylinderkopf aufsteigt, wodurch das Erreichen der normalen
Betriebstemperatur an den im Motorblock liegenden Zylinderbereichen
verzögert wird,
was sich nachteilig auf Verschleiß und Abgaswerte auswirkt.
Dies gilt unabhängig
davon, ob die Konstruktion so ausgelegt ist, daß nach Erreichen der Betriebstemperatur
durch die Kühlmittelpumpe Kühlmittel
zunächst
dem Motorblock oder dem Zylinderkopf zugeführt wird.
-
Diese
bezüglich
der angestrebten raschen Erwärmung
des Motors nachteilige Kühlmittelströmung vom
Motorblock in den Zylinderkopf könnte durch
ein temperaturgesteuertes aktives Ventil (oder durch mehrere solche
Ventile) im Motorblock oder im Zylinderkopf verhindert werden, was
aber eine verhältnismäßig kostspielige
und unter Umständen
sogar störanfällige Lösung des
Problems darstellen würde.
-
Grundgedanke
der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein passives Rückschlagventil
(erforderlichenfalls mehrere solche Ventile) in eine Zylinderkopfdichtung
der eingangs erwähnten
Art zu integrieren, und zwar ein solches Rückschlagventil, das durch den
Staudruck des Mediums, welches das Ventil durchströmen soll,
dann geöffnet
wird, wenn dieses Medium (Fluid) auf derjenigen Seite der Zylinderkopfdichtung,
welche im normalen Motorbetrieb die Anströmseite des Rückschlagventils
bildet, mit Druck beaufschlagt wird.
-
Ein
solches passives Rückschlagventil
läßt sich
in modernen Zylinderkopfdichtungen mit mindestens im wesentlichen
metallischer Dichtungsplatte verhältnismäßig einfach und billig verwirklichen,
da die für
die Dichtungsplatten solcher Zylinderkopfdichtungen oder für eine Lage
solcher Dichtungsplatten verwendeten Metallbleche oft federelastische
Eigenschaften und äußerst geringe
Dicken in der Größenordnung
von 0,05 mm bis 0,10 mm aufweisen und dann in der Regel aus Federstahl
bestehen. Wie sich aus dem Folgenden noch ergeben wird, lassen sich erfindungsgemäße Rückschlagventile
aus Blech durch solche Maßnahmen
herstellen, wie sie ohnehin bei der Herstellung von Zylinderkopfdichtungen
der eingangs erwähnten
Art durchgeführt
werden müssen,
nämlich
durch Stanzvorgänge
und gegebenenfalls durch zusätzliche
Biegevorgänge.
-
Konstruktiv
läßt sich
das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung so realisieren, daß bei einer Zylinderkopfdichtung
der eingangs erwähnten
Art zur Bildung des Rückschlagventils
an mindestens einer Fluid-Durchgangsöffnung dieser wenigstens ein
Ventilelement aus einem wenigstens teilweise federelastischen Metallblech
zugeordnet ist, welches aus einer durch mindestens einen Anschlag
für das
Ventilelement definierten Schließstellung, in der das Ventilelement
die Fluid-Durchgangsöffnung
zumindest nahezu verschließt,
durch das Fluid federelastisch in eine eine Fluidströmung durch
die Fluid-Durchgangsöffnung hindurch
ermöglichende
Offenstellung ausgelenkt werden kann.
-
Wie
sich aus dem Vorstehenden ergibt, betrifft die Erfindung insbesondere
ein in eine Zylinderkopfdichtung integriertes Rückschlagventil für Kühlmittel;
da eine Zylinderkopfdichtung üblicherweise aber
auch Durchgangsöffnungen
für Schmieröl, in manchen
Fällen
sogar Durchgangsöffnungen
für Luft,
eine Abgasrückführung, Ölnebel aus
einer Motorentlüftung
oder andere zumindest im wesentlichen gasförmige Fluide aufweist, ist
die Erfindung nicht auf die Steuerung einer Kühlmittelströmung beschränkt, sondern kann auch zur
Steuerung einer anderen Fluidströmung
eingesetzt werden, sollte dies erforderlich oder wünschenswert
sein.
-
Wenn
vorstehend davon die Rede ist, daß die Schließstellung
des Ventilelements durch einen Anschlag definiert wird, versteht
es sich von selbst, daß durch
diesen Anschlag nur eine Auslenkung des Ventilelements entgegen
der gewünschten
Fluid-Strömungsrichtung
verhindert werden soll, nicht aber eine erwünschte Öffnung des Rückschlagventils durch
den auf das Ventilelement während
des normalen Motorbetriebs einwirkenden Staudruck des zu steuernden
Fluids. Außerdem
ist darauf hinzuweisen, daß der
Anschlag nicht Bestandteil der Zylinderkopfdichtung sein muß, sondern
auch an einem benachbarten Motorbauteil, z.B, am Zylinderkopf vorgesehen
sein kann.
-
Aus
der vorstehenden Schilderung des der Erfindung zugrundeliegenden
Problems ergibt sich, daß das
Rückschiagventil
in der Schließstellung
des Ventilelements nicht vollständig
dicht sein muß,
da eine geringe Leckage ohne weiteres toleriert werden kann.
-
Grundsätzlich könnte es
sich bei dem Ventilelement um ein separates loses Teil handeln,
welches in der Dichtungsplatte in einer Art Käfig gehalten wird dann könnte es
sich bei dem Ventilelement auch um ein Blechplättchen ohne federelastische
Eigenschaften handeln -, eine solche Konstruktion wäre jedoch
aufwendiger, wegen der Notwendigkeit der Handhabung eines kleinen
Ventilplättchens
bei der Dichtungsmontage äußerst diffizil
und wegen der Gefahr eines Verkeilens oder Verklemmens des Ventilplättchens
in seinem "Käfig" auch nicht besonders betriebssicher.
Deshalb ist bei bevorzugten Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung
das Ventilelement integraler Bestandteil eines federelastische Eigenschaften
aufweisenden dünnen
Trägerblechs,
wobei unter einem dünnen Trägerblech
ein Blech solcher Dicke zu verstehen ist, daß das Ventilelement im normalen
Motorbetrieb durch den Staudruck des zu steuernden Fluids in seine
Offenstellung ausgelenkt wird, ohne daß dabei der am Rückschlagventil
auftretende Druckverlust ein zulässiges
Maß überschreitet – bei einem
Motor, für den
die Erfinder eine erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung
konzipiert haben, liegt der Kühlmitteldurchsatz
bei 80 l/min, der Staudruck des Kühlmittels am Rückschlagventil
dabei bei 2,35 kPa, und der Druckverlust am Rückschlagventil bei ca. 2 kPa,
und zwar bei einem vom Rückschlagventil überdeckten Kühlmitteldurchgang
im Motorblock mit einem Durchmesser von 45 mm und einem Ventilelement
mit einem Durchmesser von 40 mm aus einem Federstahlblech mit einer
Dicke im Bereich 0,05 mm bis 0,10 mm.
-
Der
Grundgedanke der Erfindung läßt sich
in vielfältiger
Weise realisieren. Bei einer möglichen Ausführungsform
ist ein Ventilelement als schmaler Blechstreifen ausgebildet, der
sich durch eine Stanzbearbeitung des Trägerblechs erzeugen läßt und insbesondere
auf allen Seiten von Bereichen des Trägerblechs umgeben wird. Damit
sich ein solches Ventilelement durch einen verhältnismäßig geringen Staudruck in seine
Offenstellung auslenken läßt, sollte
die Länge
des Blechstreifens ein Vielfaches seiner Breite betragen. Ein solcher
durch eine Stanzbearbeitung des Trägerblechs erzeugter Blechstreifen geht
an seinem einen Ende in das eigentliche Trägerblech über und ist im übrigen gegenüber dem
Trägerblech
frei beweglich. Das Ventilelement kann die Gestalt einer geraden
länglichen
Zunge haben; in diesem Fall können
im Trägerblech
mehrere nebeneinanderliegende und parallel zueinander verlaufende Ventilelemente
erzeugt werden, wobei nebeneinanderliegende Blechzungen abwechselnd
in die eine und in die entgegengesetzte Richtung weisen können. Das
Ventilelement kann beispielsweise aber auch die Gestalt eines spiralförmig geformten schmalen
Blechstreifens haben, der an seinem einen Ende in das Trägerblech übergeht
und im übrigen
gegenüber
dem Trägerblech
frei beweglich ist. Bei diesen Ausführungsformen wird das Ventilelement
bzw. der Blechstreifen durch den am Rückschlagventil anliegenden
Staudruck über
seine ganze Länge
auf Biegung beansprucht.
-
Bei
anderen Ausführungsformen
wird angestrebt, daß die
Fluid-Durchgangsöffnung
mindestens nahezu durch ein Ventilelement verschließbar ist, welches
auch in seiner Offenstellung zumindest nicht nennenswert gebogen
ist; bei diesen Ausführungsformen
wird vorzugsweise durch eine Stanzbearbeitung des Trägerblechs
in bzw. an diesem das eigentliche Ventilelement und ein federelastisch
verformbarer Tragsteg gebildet, über
den das Ventilelement mit einem Befestigungsbereich des Trägerblechs
verbunden ist, der dem Festlegen des Trägerblechs in der Dichtungsplatte
dient. Durch eine entsprechende Bemessung der Länge und Breite des Tragstegs
sowie der Dicke des Trägerblechs
läßt sich
dann erreichen, daß das
Ventilelement bei einem vorgegebenen Staudruck des zu steuernden
Fluids in seine Offenstellung bewegt wird. Diese Ausführungsformen ermöglichen
es ohne weiteres, dafür
zu sorgen, daß die
Schließstellung
des Ventilelements durch einen Anschlag definiert wird und/oder
daß der
das eigentliche Ventilelement haltende Tragsteg beim Öffnen des
Rückschlagventils
in definierter Weise verformt wird. Zu diesem Zweck empfiehlt sich
eine Gestaltung der erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung derart,
daß deren
Dichtungsplatte auf der Anströmseite
des Ventilelements eine an das Trägerblech angrenzende und den
Anschlag für
das Ventilelement bildende Metallblechlage aufweist, welche über dem Ventilelement
mit mindestens einer solchen Fluid-Einströmöffnung versehen ist, daß die Gesamtfläche der
Fluid-Einströmöffnung bzw.
-Einströmöffnungen
zumindest nahezu gleich der Fläche
des Ventilelements bzw. der Ventilelemente ist, und daß das Ventilelement
bzw. die Ventilelemente in seiner bzw. ihrer Schließstellung
die Fluid-Einströmöffnung bzw. -Einströmöffnungen
zumindest nahezu überdeckt bzw. überdecken.
Eine solche Gestaltung des erfindungsgemäßen Rückschlagventils läßt sich
bei Zylinderkopfdichtungen, deren Dichtungsplatte von mehreren aufeinander
angeordneten Metallblechlagen gebildet wird, welche sich über die
ganze oder über einen
Teil der Dichtungsplatte erstrecken, ohne weiteres realisieren.
Damit der Tragsteg nur in definierter Weise verformt wird, wird
empfohlen, die erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung
so zu gestalten, daß deren
Dichtungsplatte auf der Abströmseite
des Ventilelements eine an das Trägerblech angrenzende Metallblechlage
aufweist, die mit einer Fluid-Ausströmöffnung,
welche eine eine Auslenkung des Ventilelements in seine Offenstellung
zulassende Durchtrittsöffnung
für mindestens
einen Bereich des Ventilelements bildet, sowie mit einem in die
Ausströmöffnung hineinragenden
und über
diese Metallblechlage in Abströmrichtung
hinausragenden Abstützsteg oder
-arm versehen ist, der eine der gewünschten Verformung des Tragstegs
entsprechend konvex gekrümmte
Abstützfläche für den Tragsteg
bildet. Der Abstützsteg
oder -arm kann aber auch von einem separaten Teil gebildet werden,
das nicht integraler Bestandteil der mit der Ausströmöffnung versehenen Metallblechlage,
sondern z.B. an dieser durch Punktschweißen befestigt ist. Kann akzeptiert
werden, daß auch
das eigentliche Ventilelement durch das zu steuernde Fluid gebogen
wird, kann eine entsprechend konvex gekrümmte Abstützfläche auch oder nur für das Ventilelement
vorgesehen werden. Wenn vorstehend davon die Rede ist, daß der Abstützsteg in
die Ausströmöffnung hineinragt,
so gilt dies für
eine Betrachtung der Dichtungsplatte in einer Draufsicht. Bezüglich der
vorstehend erwähnten
Fluid-Einströmöffnung in
einer auf der Anströmseite
des Ventilelements liegenden Metallblechlage sei noch darauf hingewiesen,
daß diese
in ihrer Größe und Form
ohne weiteres so an das Ventilelement bzw. die Ventilelemente angepaßt werden
kann, daß durch
diese Fluid-Einströmöffnung der über die
Zylinderkopfdichtung auftretende Druckverlust zumindest nicht nennenswert
erhöht
wird, und gleiches gilt für
die vorstehend aufgeführte
Ausströmöffnung in
einer auf der Abströmseite
des Ventilelements liegenden Metallblechlage. Ein sich an die Ausströmöffnung anschließender Ausweichraum
für das
Ventilelement könnte in
einer mehrlagigen Dichtungsplatte ausgebildet sein, er wird aber
normalerweise in einem angrenzenden Motorbauteil, wie z.B. dem Motorblock,
vorgesehen.
-
Weitere
vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und/oder
aus der nachfolgenden Beschreibung sowie der beigefügten zeichnerischen
Darstellung einiger bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung;
in der Zeichnung zeigen:
-
1 eine
für das
Verständnis
der Erfindung hilfreiche Draufsicht auf einen Teil eines Motorblocks eines
Mehrzylinder-Hubkolben-Verbrennungsmotors;
-
2 eine
Draufsicht auf einen entsprechenden Teil einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung
für diesen
Motor;
-
3A eine
perspektivische Explosionsdarstellung einer ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils
in geschlossenem Zustand;
-
3B eine
der 3A entsprechende Darstellung des geöffneten
Rückschlagventils;
-
4 eine
der 3B entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Rückschlagventils;
-
5 bis 8 Draufsichten
auf vier weitere Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Rückschlagventils,
jeweils in geschlossenem Zustand;
-
9 und 10 der 3B bzw.
der 4 entsprechende Darstellungen einer siebten und
einer achten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Rückschlagventils,
und zwar jeweils in geöffnetem
Zustand.
-
Die 1 zeigt
eine Draufsicht auf einen Teil eines Motorblocks 10 eines
Mehrzylindermotors, der als sogenannter Open-deck-Motor ausgebildet
ist. In eine dem Betrachter der 1 zugewandte
Dichtfläche 12 des
Motorblocks, auf der dann eine erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung zu
montieren ist, münden
Gewindebohrungen 12 für
Zylinderkopfschrauben, Brennräume 14 sowie
ein oder mehrere im Motorblock ausgebildete Hohlräume für ein Kühlmittel,
die bei dem dargestellten Motor die Form eines sogenannten Wassermantels 16 haben,
der die Brennräume 14 umschließt.
-
In
einem gemäß 1 linken
Endbereich des Wassermantels 16 wurde ein kreisrunder Bereich "A" gestrichelt angedeutet, über dem
ein erfindungsgemäßes Rückschlagventil
der auf dem Motorblock zu montierenden Zylinderkopfdichtung liegen soll.
-
Die
in 2 zum Teil dargestellte erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung
hat eine auf die Motorblock-Dichtfläche 12 aufzulegende
Dichtungsplatte 18, in der Brennraum-Durchgangsöffnungen 20 und
Schraubenlöcher 22 für Zylinderkopfschrauben
ausgebildet sind. Für
das Weitere soll angenommen werden, daß die Dichtungsplatte 18 zwei
sich über
die ganze Dichtungsplatte erstreckende Metallblechlagen aufweist,
von denen die 2 eine obere Metallblechlage 24 zeigt.
Diese ist in bekannter Weise mit die Brennraum-Durchgangsöffnungen 20 umschließenden Brennraum-Abdichtsicken 26 sowie
einer der Kühlmittel-Abdichtung
dienenden sogenannten Wassersicke 28 versehen, bei denen
es sich um im Querschnitt ungefähr
U-förmige
sogenannte Vollsicken handeln kann, die in Richtung auf die andere, in 2 nicht
sichtbare Metallblechlage der Dichtungsplatte 18 vorspringen.
Die Wassersicke 28 umschließt als in sich geschlossener
Linienzug die Reihe von Brennraum-Durchgangsöffnungen 20 sowie mindestens
einen Rückschlagventil-Bereich
der erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung,
welcher über
dem in 1 dargestellten Bereich "A" liegen soll.
-
In 2 sind
Einströmöffnungen 30 eines
erfindungsgemäßen Rückschlagventils
dargestellt, welche anhand der in den 3A und 3B gezeigten
ersten Ausführungsform
näher erörtert werden
sollen.
-
Die 3A und 3B zeigen
oben einen Teil der in 2 gezeigten Metallblechlage 24,
welche diejenige Seite der Zylinderkopfdichtung bildet, die im Motorbetrieb
nach Erreichen der normalen Betriebstemperatur vom Kühlmittel
angeströmt
wird, d. h. bezüglich
des Kühlmittels
die Druckseite der Zylinderkopfdichtung bildet. Aus der Metallblechlage 24 sind
vier Kühlmittel-Einströmöffnungen 30 ausgestanzt,
zwischen denen ein breiterer Blechsteg 32 und zwei schmälere Blechstege 34 verlaufen.
Im Bereich der Einströmöffnungen 30 und
der Blechstege 32, 34 ist die Metallblechlage 24 eben
ausgebildet. Die 3A und 3B zeigen
ferner unten einen Teil einer zweiten Metallblechlage 36 der Dichtungsplatte 18,
aus der zwei Kühlmittel-Ausströmöffnungen 40 ausgestanzt
sind, zwischen denen ein vom Blech der Metallblechlage 36 gebildeter
Abstützsteg 42 verläuft, dessen
erfindungsgemäße Ausbildung im
folgenden noch zu beschreiben sein wird.
-
Schließlich umfaßt das erfindungsgemäße Rückschlagventil
noch eine zwischen den beiden Metallblechlagen 24 und 36 angeordnete
Blechscheibe 44 aus einem dünnen Federstahlblech, bei der
es sich insbesondere um ein Stanzteil handelt, welches zwei klappenartige
Ventilelemente 46, zwei Befestigungsbereiche 48 und
vier schmale Tragstege 50 aufweist, über die die seitlichen Endbereiche
der Ventilelemente 46 mit den Befestigungsbereichen 48 verbunden
sind. In der oberen Metallblechlage 24 sind zwei Schweißpunkte 52 angedeutet,
an denen die beiden Befestigungsbereiche 48 der Blechscheibe 44 mit
der oberen Metallblechlage 24 fest verbunden sind.
-
Erfindungsgemäß liegen
nun bei zusammengebautem Rückschlagventil
die Befestigungsbereiche 48 der Blechscheibe 44 auf
dem Scheitel des im Querschnitt gekrümmten Abstützstegs 42 auf, während die
Tragstege 50 der Blechscheibe 44 über vom Abstützsteg 42 gebildeten
konvex gekrümmten
Abstützflächen 42a liegen
sollen.
-
Ohne
einen auf die Ventilelemente 46 einwirkenden Staudruck
des Kühlmittels
verschließen
die Ventilelemente die Einströmöffnungen 30,
da die federelastische Blechscheibe 44 ohne einen solchen Staudruck
ihre in 3A gezeigte ebene Form einnimmt
und die Ventilelemente 46 sowie die vier Einströmöffnungen 30 in
ihren Gestaltungen so aufeinander abgestimmt sind, daß in diesem
Zustand die Einströmöffnungen
durch die Ventilelemente 46 verschlossen werden. Außerdem bilden
die Blechstege 34 für
die Ventilelemente 46 Anschläge, welche eine Auslenkung
der Ventilelemente 46 gemäß 3A nach
oben verhindern.
-
Andererseits
lassen sich die dünnen
flexiblen Tragstege 50 nach Art eines Biegebalkens verhältnismäßig leicht
bogenförmig
abbiegen, so wie dies in 3B dargestellt
ist, wobei die Abstützflächen 42a eine
definierte Biegung der Tragstege gewährleisten. Nach Erreichen der
normalen Betriebstemperatur des Motors werden deshalb durch den gemäß 3A von
oben auf die Ventilelemente 46 einwirkenden Kühlmittel-Staudruck
die Ventilelemente 46 unter Durchbiegung der Tragstege 50 nach
unten geschwenkt, so wie dies in 3B dargestellt
ist, so daß das
erfindungsgemäße Rückschlagventil öffnet. Die
Ausströmöffnungen 40 in
der Metallblechlage 36 sind so bemessen, daß sie das
Nachuntenschwenken der Ventilelemente 46 zulassen und außerdem nicht
zu einer Erhöhung
des Druckverlusts im Kühlmittelstrom
führen.
-
Die
in 4 dargestellte zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rückschlagventils
soll im folgenden nur insoweit erläutert werden, als sich die
beiden Ausführungsformen
voneinander unterscheiden, weshalb in 4 auch dieselben
Bezugszeichen wie in den 3A und 3B verwendet
wurden, jedoch unter Hinzufügung
eines Strichs.
-
Die
Ausführungsform
gemäß 4 hat sechs
Kühlmittel-Einströmöffnungen 30', zwischen denen
ein breiterer mittlerer Blechsteg 32' sowie schmale Blechstege 34' verlaufen.
Hingegen kann das Rückschlagventil
im Bereich der unteren Metallblechlage 36' genauso ausgebildet sein wie bei
der ersten Ausführungsform
nach den 3A und 3B. Eine
Blechscheibe 44' bildet
wieder zwei Ventilelemente 46', welche über zwei durchbiegbare Tragstege 50' miteinander
verbunden sind. Bei dieser zweiten Ausführungsform bilden die Tragstege 50' jedoch auch
Befestigungsbereiche, welche z. B. durch Punktschweißen mit
dem Blechsteg 32' der oberen
Metallblechlage 24' verbunden
sind. Die konvexen Abstützflächen 42a' des Abstützstegs 42' sorgen wieder
für eine
definierte Durchbiegung der Tragstege 50', wenn die Ventilelemente 46' in ihre Offenstellung
geschwenkt werden, und die Blechstege 34' bilden Anschläge, durch die ein Hochschwenken der
Ventilelemente 46' verhindert
wird.
-
Bei
den beiden Ausführungsformen
nach den 3A, 3B und 4 könnten die
Befestigungsbereiche 48 bzw. die Tragstege 50' (deren mittlere
Bereiche Befestigungsbereiche bilden) auch mit dem Scheitel des
Abstützstegs 42 bzw. 42' verbunden sein.
-
Bei
beiden Ausführungsformen
bildet ein Trägerblech
mindestens eine Befestigungsstelle, mit der ein klappenartiges Ventilelement über mindestens
einen federelastisch verformbaren Tragsteg verbunden ist. Ferner
sind erfindungsgemäß Mittel
vorgesehen, welche für
eine definierte Durchbiegung des Tragstegs sorgen, wenn das Ventilelement
von seiner Schließstellung
in seine Offenstenung ausgelenkt wird.
-
Die 5 bis 8 zeigen
Ausführungsformen,
bei denen das Ventilelement bzw. die Ventilelemente als schmale
Blechstreifen ausgebildet sind. Bei der Ausführungsform nach 5 liegen über dem
in 1 mit "A" gekennzeichneten
Bereich sechs Ventilelemente 60 in Gestalt schmaler, länglicher
und gerader Blechzungen, die bezüglich
des Zentrums des Bereichs "A" radial verlaufen
und an ihren radial äußeren Enden
in ein Trägerblech 62 übergehen,
in dem die Ventilelemente 60 insbesondere durch einen Stanzvorgang
ausgebildet wurden – die radial äußeren Enden
der Ventilelemente 60 bilden also die Wurzeln dieser Blechzungen.
-
Die
Ausführungsform
nach 6 unterscheidet sich von derjenigen gemäß 5 nur
dadurch, daß Ventilelemente 60' bildende Blechzungen parallel
zueinander verlaufen und abwechselnd gemäß 6 links
oder rechts in ein Trägerblech 62' übergehen.
Die Ausführungsform
gemäß 6 hat jedoch
gegenüber
der Ausführungsform
gemäß 5 den
offensichtlichen Vorteil eines geringeren Druckverlusts im Kühlmittelstrom.
-
Bei
der Ausführungsform
gemäß 7 ist ein
einziges Ventilelement 60'' vorgesehen,
welches die Gestalt eines schmalen, nach Art einer Spirale gestalteten
Blechstreifens hat, der sich unter der Wirkung des Kühlmitteldrucks
insgesamt senkrecht zur Zeichnungsebene der 7 auslenken
läßt – außer im Bereich
einer verhältnismäßig breiten
Wurzel des Blechstreifens, an der letzterer in das eigentliche Trägerblech 62'' übergeht.
-
Die 8 zeigt
ein Trägerblech 64,
in dem insbesondere durch einen Stanzvorgang ein elastisch auslenkbares
Ventilelement 66 mit zwei federelastisch verformbaren Tragstegen 68 erzeugt
wurde, wobei die letzteren an ihren Wurzeln 68a in das
eigentliche Trägerblech 64 übergehen.
Das Ventilelement 66 und die Tragstege 68 könnten aber
auch von einem separaten, aus dünnem
Federstahlblech hergestellten Stanzteil gebildet werden, das an
den mit 68a bezeichneten Tragstegenden z. B. mittels Schweißpunkten
am Trägerblech 64 befestigt
wurde. Bei der Ausführungsform
gemäß 8 weist
das Trägerblech 64 auch
eine Brennraum-Durchgangsöffnung 20' auf, diese
Ausführungsform
könnte
aber natürlich
ohne weiteres so modifiziert werden, daß das Trägerblech außerhalb der Brennraum-Durchgangsöffnungen 20 der
Dichtungsplatte 18 endet.
-
Die
in den 5 bis 8 gezeigten Ventilelemente könnten auch
in einer Metallblechlage der Zylinderkopfdichtung ausgebildet sein,
die sich zumindest im wesentlichen über die ganze Dichtungsplatte
erstreckt, also auch in einer Metallblechlage einer einlagigen Dichtung.
Allerdings müßte dann
an einem der Motorbauteile Motorblock und Zylinderkopf für einen
Anschlag gesorgt werden, welcher eine Auslenkung des Ventilelements
bzw. der Ventilelemente in die für
ein Rückschlagventil
nicht gewünschte
Richtung verhindert.
-
In
den 9 und 10 sind zwei weitere Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Rückschlagventils
dargestellt, welche eine gewisse Ähnlichkeit mit den beiden Ausführungsformen
gemäß den 3A, 3B und 4 haben,
bei denen das Rückschlagventil
jedoch nur ein einziges Ventilelement aufweist, das an einem nach
Art eines Biegebalkens verformbaren Tragsteg bzw. an einem nach Art
eines Torsionsstabs tordierbaren Tragsteg angebracht ist. Deshalb
sollen die 9 und 10 im folgenden
nur insoweit beschrieben werden, als sie von den 3A, 3B bzw. 4 abweichen,
und in den 9 und 10 wurden
dieselben Bezugszeichen wie in den 3A, 3B verwendet,
jedoch um 100 bzw. 200 erhöht.
-
Bei
der Ausführungsform
nach 9 wird ein klappenartiges Ventilelement 146 von
einem mittig angeordneten, armartigen Tragsteg 150 gehalten, der
in einen Befestigungsbereich 148 übergeht, welcher z. B. durch
Punktschweißen
an einer oberen Metallblechlage 124 oder einer unteren
Metallblechlage 136 festgelegt wird. Ein eine konvex gekrümmte Abstützfläche 142a bildender
Abstützsteg 142 hat
die Gestalt eines bogenförmigen
Arms, der an der unteren Metallblechlage 136 festgelegt
ist, in deren Ausströmöffnung 140 hineinragt
und nach unten über
die Metallblechlage 136 vorspringt. Der Abstützsteg 142 und
das Ventilelement 146 sind so gestaltet, daß beim Auslenken
des Ventilelements in seine Offenstellung nur der Tragsteg 150 auf
der Abstützfläche 142a aufliegt
und dadurch eine definierte Durchbiegung erhält. Blechstege 134 der
oberen Metallblechlage 124 bilden wieder Anschläge für das Ventilelement 146.
-
Während bei
der Ausführungsform
nach 9 das eigentliche Ventilelement von einem nach Art
eines Biegebalkens durchbiegbaren Tragsteg gehalten wird, stellen
bei der Ausführungsform
nach 10 zwei nach Art von Torsionsstäben tordierbare Tragstege 250 die
Verbindung zwischen einem Befestigungsbereich 248 und einem
Ventilelement 246 dar. Damit sich die lamellenartigen Tragstege 250 tordieren
lassen, weist der Abstützsteg 242 an
seiner Wurzel Aussparungen 242b auf. Bei der Ausführungsform
nach 10 wird die Lage des Ventilelements 246 im
Zuge seines Aufschwenkens durch eine konvexe Abstützfläche 242a des
Abstützstegs 242 stabilisiert.