Brevet FR2553150A1 — publié le 19850412

"Perfectionnement aux dispositifs de régulation thermostatiques". La présente invention concerne uh dispositif de régulation thermostatique du type comprenant une capsule creuse remplie d'un produit dont le volume varie en fonction de la température et un moyen de déplacement monté sur cette capsule et adapté pour transformer la variation de volume dudit produit en un déplacement utilisable en particulier à l'extérieur de ladite capsule En général, ce moyen de déplacement est formé par un piston qui s'étend au travers de la paroi de la capsule. Des dispositifs de régulation thermostatiques de ce genre sont actuellement utilisés notamment dans le domaine de l'automobile, pour capter la température d'un fluide circulant à l'extérieur de la capsule de telle sorte que le moyen de déplacement peut réguler la position d'une pièce formée par exemple par un clapet en fonction 15 de la température dudit fluide dont la variation fait varier le volume du produit contenu dans ladite capsule. La présente invention a essentiellement pour but d'augmenter les possibilités d'utilisation des dispositifs de régulation thermostatiques du type précité et d'améliorer le contr 8 le et/ou 20 la variation du volume du produit contenu dans ladite capsule de manière simple Le dispositif de régulation thermostatique selon la présente invention, du type mentionné plus haut, est tel qu'il comprend en outre un moyen thermique s'étendant à l'intérieur-de ladite capsule de manière à être en contact thermique avec ledit produit et dont l'action thermique est susceptible d'être contrôlée ou commandée extérieurement à ladite capsule ou au travers de sa paroi, de telle sorte que ce moyen thermique est capable de faire varier le volume du produit que renferme ladite capsule ou de contrôler sa variation de volume. Dans une variante de réalisation, selon la présente invention, il est particulièrement avantageux que ledit moyen thermique comprenne au moins une résistance électrique en contact thermique avec ledit produit et susceptible d'Utre alimentée en Energie électrique au travers de la paroi de ladite capsule. Conformément à la présente invention, ladite résistance électrique peut avantageusement être portée par un bloc monté dans une ouverture ménagée dans la paroi de ladite capsule et au travers duquel ladite résistance électrique est susceptible d'être alimentée en énergie électrique. Selon la présente invention, ledit bloc peut avantageusement comprendre une partie faisant saillie à l'intérieur de ladite capsule, ladite résistance électrique étant enroulée autour de cette partie en saillie Dans certaines variantes, cette partie en saillie dudit bloc peut présenter des rainures axiales extérieures Elle peut présenter un évidement axial Elle peut par ailleurs être formée par des branches délimitant un évidement axial et autour desquelles 10 ladite résistance électrique est enroulée. Dans une autre variante de réalisation selon la présente invention, ledit moyen thermique peut comprendre au moins un conduit pour un fluide caloporteur, ce conduit s'étendant à l'intérieur de ladite capsule et traversant la paroi de cette dernière. De manière avantageuse, ledit conduit peut être formée par un caloduc dont l'extrémité extérieure à ladite capsule est susceptible d'être associée à un moyen capable de faire varier Sa température. La position-du moyen de déplacement du dispositif de régulation thermostatique selon la présente invention peut être commandée 20 ou réglée uniquement à l'aide -du moyen thermique qui s'étend à l'intérieur de sa capsule Dans certaines applications, il peut cependant être associé à un canal d'écoulement d'un fluide de telle-sorte que ce fluide soit en contact thermique avec la paroi de ladite capsule et de telle sorte que ledit moyen thermique soit commandé ou contr 8 lé 25 extérieurement à ce canal d'écoulement ou au travers de sa paroi. Dans ce cas, il est alors possible de combiner l'action thermique du fluide circulant à l'extérieur de iadite capsule et l'action thermique du moyen thermique intérieur à cette capsule sur ledit produit incorporé dans cette capsule. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de dispositifs de régulation thermostatiques décrits à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin sur lequel: La figure I représente en coupe axiale une première variante du dispositif de régulation thermostatique selon la présente invention; 35 la figure 2 représente en coupe axiale un dispositif de régulation thermostatique semblable à celui représenté sur la figure 1 mais de structure différente; et la figure 3 représente en coupe axiale une autre variante de réalisation du dispositif de régulation thermostatique selon la présente invention. En se reportant à la figure 1, on voit que le dispositif de régulation thermostatique repéré d'une manière générale par la référence 1 et représenté sur cette figure comprend une capsule creuse 2 qui est formée par un corps 3 dont la paroi est cylindrique et dont l'une des extrémités est bouchée par une bague 4 et l'autre extrémité est bouchée par un bloc 5, la bague 4 et le bloc 5 présentant respectivement des épaulements annulaires 6 et 7 qui sont sertis sur les extrémités correspondantes du corps cylindrique 3. La bague d'extrémité 4 présente un passage axial 8 au travers duquel s'étend axialement un piston ou tige 9 et dans lequel ce piston 9 est susceptible d'être guidé lors de ses déplacements axiaux L'extrémité du piston 9 qui s'étend à l'intérieur de la capsule 2 est enveloppé par une membrane souple 10 qui présente une lèvre annulaire Il en contact avec l'épaulement 6 de la bague 4 et sertie sur l'extrémité correspondante du corps 3 en même temps que cet épaulement 6. Le bloc 5 qui est en un matériau électriquement isolant présente une partie cylindrique 12 qui s'étend axialement au corps 3 en direction de l'extrémité intérieure du piston 9 de telle sorte qu'un espace annulaire existe entre cette partie en saillie 12 et la paroi du corps cylindrique 3 qui lui est adjacente. Autour de la partie en saillie 12 du bloc 5 est enroulée une résistance électrique chauffante 13 qui s'étend donc à l'intérieur de la capsule 2, des branches 14 et 15 en un matériau conducteur de l'électricité s'étendant au travers du bloc 5 et débouchant à l'extérieur de ce bloc étant prévues en vue de l'alimentation en énergie électrique de la résistance électrique 13. La partie de la paroi intérieure du corps 3 en regard de la résistance électrique 13 est recouverte d'un matériau thermiquement isolant 16. Le volume intérieur libre de la capsule 2 qui notamment enveloppe la membrane souple 10 ainsi que la partie en saillie 12 du 35 bloc 5 est rempli d'un produit 17 dont le volume varie en fonction de la température, ce produit 17 étant en général constitué par de la cire, de telle sorte que la résistance électrique 13 est noyée dans ce produit 17 Afin d'améliorer le contact entre la résistance électrique 13 et le produit 17, la partie en saillie 12 du bloc 5 présente, à sa périphérie, des rainures axiales 18. Le dispositif de régulation thermostatique 1 représenté sur la figure 1 fonctionne de la manière suivante. Par l'intermédiaire des branches 14 et 15 qui s'étendent à l'extérieur de la capsule 2, il est possible d'alimenter en énergie électrique la résistance électrique 13 Ce faisant, cette résistance électrique chauffe le produit 17 qui en conséquence se dilate et cette variation de volume provoque un déplacement du piston 9 vers 10 l'extérieur En contrôlant l'énergie électrique d'alimentation de la résistance électrique 13, il est possible de contr 8 ler le taux de variation de volume du produit 17 et en conséquence le déplacement et la vitesse de déplacement du piston 9. On a vu que dans le dispositif de régulation thermosta15 tique 1 représenté sur la figure 1, le piston 9 et la partie en saillie 12 du bloc 5 sont axialement l'un en face de l'autre Le dispositif de régulation thermostatique représenté sur la figure 2 et repéré d'une manière générale par la référence 20 présente un bloc 21 correspondant au bloc 5 dont la structure permet de réduire la lon20 gueur de-son corps cylindrique 22 par rapport à la longueur du corps cylindrique 3 du dispositif de régulation thermostatique 1 représenté sur la figure 1. En effet, la partie intérieure en saillie 23 du bloc 21 présente un évidement axial 24 dans lequel s'étend le piston 25 entouré 25 de la membrane 26 en ménageant un espace annulaire libre L'espace intérieur libre de l'évidement 24 du bloc-21 et l'espace situé entre la paroi extérieure de-la partie en saillie 23 sur laquelle est enroulée la résistance chauffante 27, susceptible d'être alimentée par l'intermédiaire de ses branches 28 et 29 qui s'étendent au travers du 30 bloc 21 et vers l'extérieur, et la paroi intérieure du corps cylindrique 23 communiquent-à l'extrémité de la partie en saillie 23 et sont remplis d'un produit dilatable 30. A part ces différences, le dispositif de régulation thermostatique 20 de la figure 2 est réalisé de manière équivalente au dispositif de régulation thermostatique 1 représenté sur la figure 1 et fonctionne de la même manière On pourra remarquer cependant que la paroi interne du corps 22 n'est plus recouverte de matériau isolant thermique Par ailleurs, dans une variante de réalisation, la partie en saillie 23 pourraît tre formée par des branches s'étendant axialement et délimitant l'évidement 24. Le dispositif de régulation thermostatique qui est représenté sur la figure 3 et repéré d'une manière générale par la réfé5 rence 31 se différencie des dispositifs de régulation thermostatiques I et 20 décrits précédemment par le fait que les résistances chauffantes 13 et 27 portées par les blocs 5 et 21 sont remplacées, dans cet exemple, par un tube caloporteur ou caloduc 32 qui s'étend axialement en face du piston 33 et qui est porté par une bague 34 montée 10 par sertissage sur l'extrémité correspondante du corps cylindrique 35. La caloduc 32 s'étend au travers de ia bague 34 et y est fixé de manière étanche par exemple par soudage, de manière à présenter une extrémité 32 a qui s'étend à l'intérieur du corps cylindrique 35 tandis que son autre extrémité 32 b s'étend à l'extérieur. Dans l'exemple représenté sur la figure 3, l'extrémité extérieure 32 b du caloduc 32 est entourée par un enroulement 36. Dans une variante, cet enroulement 36 peut être formé par une résistance chauffante qui lorsqu'elle est alimentée en énergie électrique chauffe le caloduc 32 de telle sorte que son extrémité inté20 rieure 32 a chauffe le produit dilatable 37 que renferme le dispositif de régulation thermostatique 31, provoquant ainsi sa dilatation et en conséquence le déplacement axial du piston 33 vers l'extérieur. En agissant sur l'énergie électrique d'alimentation de l'enroulement 36, on peut faire varier la température du caloduc 32 et ainsi réguler le déplacement ou la vitesse de déplacement du piston 33, comme précédemment. Dans une autre variante de réalisation, l'enroulement 36 peut être formé par un serpentin susceptible d'être traversé par un fluide caloporteur Dans ce cas, il est possible de chauffer ou 30 de refroidir le caloduc 32 de manière à produire une augmentation ou une diminution du volume du produit 37 de manière à provoquer un déplacement du piston 33 vers l'extérieur ou un déplacement de ce piston 33 vers l'intérieur. Bien entendu, il serait possible de prévoir plusieurs caloducs 32, ces caloducs pouvant s'étendre dans l'espace séparant le piston 33 de la paroi intérieure du corps cylindrique 35. D'autres moyens pour chauffer ou pour refroidir le caloduc 32 pourraient également être évidemment prévus. 255315 O En se reportant à la figure 2, on voit que le dispositif de régulation thermostatique 20 représenté sur cette figure est monté sur une portion de conduite 38 présentant un canal d'écoulement 39. Cette portion de conduite 38 présente une chambre cylindrique 40 qui s'étend perpendiculairement au canal d'écoulement 39 et qui est ouverte à ses deux extrémités Le dispositif de régulation thermostatique 20 est monté dans cette chambre 40 de -telle sorte que les deux épaulements annulaires extérieurs 41 et 42 que présente le corps cylindrique 22 soient placés de part et d'autre du canal d'écoulement 39 Entre les 10 épaulements 41 et 42 et la paroi cylindrique de la chambre 40 sont prévus des joints d'étanchéité annulaires 43 et 44 Il s'ensuit que le fluide amené à circuler dans le canal d'écoulement 39 circule également autour du corps 22 du dispositif de régulation thermostatique 20 et que d'autre part le piston 25 et les branches 28 et 29 15 montées sur le bloc 21 du dispositif de régulation thermostatique 20 s'étendent à l'extérieur de la conduite 38. Ainsi, la position du piston 25 ou ses variations de positions peuvent être commandées ou contrôlées par une combinaison des actions respectives sur le produit dilatable 30 de la résistance chauffante 27 alimentée extérieurement à la conduite 38 et au dispositif de régulation 20 et par le fluide circulant dans le canal d'écoulement 39 autour du corps 22. Bien entendu, le dispositif de régulation thermostatique 1 représenté sur la figure 1 et le dispositif de régulation thermo25 statique 31 représenté sur la figure 3 pourraient également Rtre associés à un canal d'écoulement d'un fluide comme c'est le cas pour le dispositif de régulation thermostatique 20 représenté sur la figure 2. En variante de réalisation des dispositifs de régulation 30 thermostatiques des figures 1 et 2, il est tout à fait possible d'incorporer à la capsule une résistance électrique protégée ou blindée. Cette résistance électrique blindée peut être portée par le bloc d'extrémité de la capsule et s'étendre à l'intérieur de la capsule, ou peut traverser une bague d'extrémité pour s'étendre àl'intérieur 35 de la capsule afin d'obtenir un montage du genre de celui du caloduc du dispositif de régulation thermostatique de la figure 3. Les dispositifs de régulation thermostatiques décrits ci-dessus et d'une manière générale le dispositif de régulation selon 25531 50 la présente invention, qui ne se limite pas à ces exemples, peuvent présenter de nombreuses applications, notamment dans le domaine de l'automobile Ils peuvent par exemple être utiliser pour réguler rapidement la position de leviers de commande, de soupapes en fonction de paramètres extérieurs à partir desquels l'action du moyen thermique sur le produit dilatable est réglée. 255315 O REVEND ICATIONS 1 Dispositif de régulation thermostatique du type comprenant une capsule creuse ( 2) remplie d'un produit ( 17) dont le volume varie en fonction de la température et un moyen de déplacement ( 9) monté sur cette capsule et adapté pour transformer la variation du volume dudit produit en un déplacement utilisable en particulier à l'extérieur de ladite capsule, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un moyen thermique ( 13; 27; 32) s'étendant à l'intérieur de ladite capsule de manière à être en contact thermique 10 avec ledit produit et dont l'action thermique est susceptible d'être commandée ou contr 8 lée extérieurement à ladite capsule ou au travers de sa paroi, de telle sorte que ce moyen thermique est capable de faire varier le volume dudit produit ou de contrôler sa variation de volume. 2 Dispositif de régulation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit moyen thermique comprend au moins une résistance électrique ( 13; 27) en contact thermique avec ledit produit et susceptible d'être alimentée en énergie électrique au travers de la paroi de ladite capsule. 3 Dispositif de régulation selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite résistance électrique ( 13; 27) est portée par un bloc ( 5; 21) monté dans une ouverture ménagée dans la paroi de ladite capsule et au travers duquel ladite'résistance électrique est susceptible d'9 tre alimentée en énergie électrique. 25 4 Dispositif de régulation selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit bloc ( 5, 21) comprend une partie faisant saillie ( 12; 23) à l'intérieur de ladite capsule, ladite résistance ( 13; 27) étant enroulée autour de cette partie en saillie. 5 Dispositif de régulation selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ladite partie en saillie ( 12) dudit bloc ( 5) présente des rainures axiales extérieures (l 9). 6 Dispositif de régulation selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ladite partie en saillie ( 23) dudit 35 bloc ( 21) présente un évidement axial ( 24). 2553 1 50 7 Dispositif de régulation selon la revendication-4, caractérisé par le fait que ladite partie en saillie ( 23) dudit bloc ( 21) présente des branches délimitant un évidement axial ( 24) et autour desquelles ladite résistance électrique ( 27) est enroulée. 8 Dispositif de régulation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit moyen thermique comprend au moins un conduit ( 22) pour un fluide caloporteur, ce conduit s'étendant à l'intérieur de ladite capsule et traversant la paroi de cette dernière. 9 Dispositif de régulation selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ledit conduit est formé par un caloduc ( 32) dont l'extrémité extérieure ( 32 b) à ladite capsule est susceptible d'être associée à un moyen ( 36) capable de faire varier sa température. 10 Dispositif de régulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est associé à un canal d'écoulement ( 39) d'un fluide de telle sorte que ce fluide soit en contact thermique avec la paroi ( 22) de ladite capsule et de telle sorte que ledit moyen thermique ( 27) soit commandé ou 20 contr 6 lé extérieurement à ce canal d'écoulement ou au travers de sa paroi. I 1 Dispositif de régulation selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite résistance -électrique est une résistance électrique blindée ou protégée qui s'étend à l'intérieur 25 de ladite capsule. 12 Dispositif de régulation selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la résistance électrique blindée est/parte un bloc ou une bague monté dans une ouverture de la paroi de ladite capsule.