BR112018074175B1 - Conjunto para a fabricação de um elemento termostático - Google Patents

Abstract

Este conjunto compreende um recipiente contendo um material termicamente expansível, um pistão projetado para mover-se em modulação ao longo de um eixo (X-X) sob a ação do material termicamente expansível, um guia (40) paro guiar o pistão e destinado a ser fixado ao recipiente, e um amortecedor (60) feito de um material elastomérico e projetado para ser interposto entre o material termicamente expansível e o pistão. O guia está provida de um furo (41) que se destina a ser centrado no eixo e compreende uma primeira porção de furo (41.2) com uma seção transversal constante, uma segunda porção de furo (41.1) fornecido para receber o pistão e ter uma seção transversal que é tanto constante quanto menor do que a da primeira porção de furo e uma terceira porção de furo (41.3) que conecta continuamente a primeira e a segunda porção de furo. De acordo com a invenção, o amortecedor consiste em ambas a primeira e a segunda porção de extremidade (62, 61), que, no estado montado do elemento termostático, são recebidas respectivamente na primeira e na segunda porção de furo independentemente da posição de modulação do pistão, e de uma porção de operação (63), que conecta coaxialmente a primeira e a segunda porção de extremidade e (...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um conjunto para a fabricação de um elemento termostático, isto é, um grupo de constituintes distintos que, ao serem montados um com o outro, formam um elemento que, usando um material termicamente expansível, transforma energia térmica em energia mecânica.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Tais elementos são comumente utilizados no campo da regulação de fluidos, uma vez que tornam possível dividir um canal de fornecimento de fluido em um ou mais canais de distribuição, em função do calor do fluido a ser regulado e/ou de outras fontes de calor. Estes elementos estão dispostos, por exemplo, dentro de circuitos de arrefecimento em que flui o fluido de arrefecimento, em particular circuitos de arrefecimento para os motores de combustão de automóveis ou semelhantes. Naturalmente, outras áreas de aplicação são concebíveis, tais como circuitos de óleo de motor e caixa de velocidades, bem como circuitos de água sanitária.

[003] Tipicamente, entre os componentes de um elemento termostático, existe um recipiente metálico no geral de forma tubular e contendo um material termicamente expansível tal como cera. Entre os outros componentes do elemento termostático está um pistão que se destina a ser montado no recipiente, e que é coaxial com o último e móvel na modulação axial em relação a este recipiente sob o efeito da expansão do material termicamente expansível contido no recipiente, quando este material termicamente expansível é aquecido. Ao expandir-se, o material termicamente expansível aciona o pistão de forma que este seja implantado em relação ao recipiente, enquanto, durante o resfriamento do material termicamente expansível, o pistão é retornado para o recipiente, de modo geral sob a ação de uma mola associada ao elemento termostático.

[004] Paro guiar os deslocamentos na modulação do pistão, e como um componente do elemento termostático, é fornecido um guia de metal entalhado e dentro do qual o pistão pode deslizar, sendo que este guia constitui uma parte de guia que é montada ao ser anexada ao recipiente.

[005] Além disso, para impedir que o material termicamente expansível escape para o exterior do recipiente durante o movimento do pistão e de forma a evitar um líquido fora do elemento termostático, e no qual este elemento termostático é tipicamente banhado, vaze ao longo do pistão para a extremidade axial deste último voltada para o recipiente, o material termicamente expansível pode ser selado em relação ao exterior por outro componente do elemento termostático, nomeadamente uma parte flexível, montada por ser retida em relação ao recipiente. Esta parte de vedação flexível pode, em particular, ser feita na forma de um chamado diafragma plano, que de modo geral se estende perpendicularmente ao eixo de modulação do pistão. O diafragma é ele mesmo interposto axialmente entre o material termicamente expansível e o pistão durante a expansão do material termicamente expansível, em que o diafragma é deformado para transmitir movimento em modulação ao pistão. Deve ser entendido que o curso do pistão está, portanto, diretamente relacionado à amplitude de deformação do diafragma.

[006] A fim de aumentar o curso do pistão para uma dada deformação do diafragma, outro componente entre os constituintes do elemento termostático pode ser usado, ou seja, um amortecedor que é inserido entre o diafragma e o pistão, e é recebido no furo do guia. De forma mais específica, o amortecedor é recebido em cada lado de um afinamento deste o furo, enquanto o pistão é recebido na porção do furo localizado no lado do afinamento voltado axialmente para longe do recipiente. Este amortecedor é um cilindro de material elastômero, por exemplo, borracha, cuja seção transversal é igual ou maior do que a da porção de furo localizada no lado do afinamento virado axialmente para o recipiente. Deste modo, no estado montado do elemento termostático, a porção de extremidade do amortecedor, que está virada para o lado oposto ao recipiente, é forçada para o afinamento e para além através da deformação elástica do material elastomérico que constitui o amortecedor. Além disso, durante a expansão do material termicamente expansível, a extensão desta porção de extremidade do amortecedor, passando para o afinamento do furo e para além deste afinamento, aumenta, o que, por sua vez, aumenta a quantidade de material elastomérico deformado e resulta em maior desdobramento do pistão comparado a uma situação em que o furo não apresentava o afinamento acima mencionado. Exemplos de elementos termostáticos, fabricados pelo conjunto dos constituintes listados acima, são dados em EP 0 942 347 e FR 2 879 681.

[007] No longo prazo, isso se deve à repetição dos ciclos de retorno e desdobramento do pistão e aos estresses repetidos de deformação que são aplicadas ao amortecedor e tendem a degradar significativamente esse amortecedor, em particular devido ao desgaste por fricção do amortecedor no guia, no afinamento do último. Em outras palavras, o envelhecimento do amortecedor é acompanhado por danos graves no seu material constituinte, em particular devido aos estresses internos que tem de absorver no afinamento do furo. O desempenho do elemento termostático é, evidentemente, degradado, em que o amortecedor não pode mais, ou apenas parcialmente, garantir a sua capacidade de aumentar o curso do pistão.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[008] O objetivo da presente invenção é proporcionar um conjunto aperfeiçoado de componentes para a fabricação de um elemento termostático, cujo desempenho, em conexão com o seu amortecedor, é mantido ao longo do tempo.

[009] Para este fim, o objeto da invenção é um conjunto para a fabricação de um elemento termostático como definido na reivindicação 1.

[010] Assim, a invenção vai contra a crença técnica de que os amortecedores usados para fabricar elementos termostáticos têm que estar na forma de uma peça de elastômero estritamente cilíndrica. De fato, a invenção requer que a porção de operação do amortecedor seja mais fina em relação à porção de extremidade voltada para o recipiente, e de preferência também em relação à porção de extremidade oposta do amortecedor. No afinamento do furo entre as porções deste último que são respectivamente mais estreitas e mais largas, a porção de operação do amortecedor é assim, no estado montado do elemento termostático, sujeita a estresses de deformação mais baixas do que se a porção de operação não fosse mais fina em relação a pelo menos uma das porções de extremidade do amortecedor: em virtude da invenção, os estresses internos do amortecedor, que resultam de sua deformação assim que é recebido no furo, são parcialmente liberadas, e são assim mantidas em valores muito mais baixos do que aqueles gerados na ausência de afinamento da porção de operação do amortecedor. Além disso, como o contato entre o amortecedor e o afinamento do furo é realizado exclusivamente ao longo da porção de operação do amortecedor durante a modulação do pistão, esta liberação dos estresses de deformação interno se mostra eficaz, independentemente da posição de modulação do pistão durante a expansão e contração do material termicamente expansível. Como resultado, ao mesmo tempo em que se beneficia do efeito do amortecedor para aumentar o curso do pistão, ele evita ou, no mínimo, reduz e/ou resiste, a degradação deste amortecedor resultante de sua fricção contra o afinamento do furo. Em outras palavras, o envelhecimento do amortecedor de um elemento termostático fabricado com o conjunto de acordo com a invenção, é controlado. Como resultado, inter alia, a histerese de um elemento termostático feito a partir do conjunto de acordo com a invenção é controlada a longo prazo, no sentido de que, graças à manutenção dos desempenhos do amortecedor, o posicionamento do pistão para um dado valor de temperatura e de acordo com a subida ou descida da temperatura, são separados uns dos outros por uma diferença que, mesmo a longo prazo, possui um valor médio baixo e cuja separação é limitada.

[011] A limitação da intensidade máxima dos estresses é de forma vantajosa acentuada, em particular, ajustando a forma e a extensão axial do afinamento da porção de operação, bem como o dimensionamento relativo deste afinamento e as porções de furo localizadas em ambos os lados do afinamento, como apresentado em mais detalhe nas formas de realização descritas abaixo.

[012] Características vantajosas adicionais do conjunto de acordo com a invenção são especificadas nas reivindicações dependentes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[013] A invenção será melhor compreendida com a leitura da descrição que se segue, dada apenas a título de exemplo e com referência aos designs, em que: - a Figura 1 mostra uma seção longitudinal de um elemento termostático fabricado a partir de um conjunto de acordo com a invenção; - a Figura 2 mostra uma peça explodida, incluindo um amortecedor, do conjunto a partir da qual o elemento termostático da Figura 1 é fabricado antes do conjunto do elemento termostático; - a Figura 3 mostra uma seção, no mesmo plano que a da Figura 1, da peça do conjunto, mostrada na Figura 2 e ainda não montada; e - as Figuras 4 a 8 mostram seções semelhantes às da Figura 3, mostrando respectivamente variantes do amortecedor, de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[014] A Figura 1 mostra um elemento termostático (1) feito de um conjunto compreendendo um recipiente (10), um pistão (30), um guia (40), um diafragma (50) e um amortecedor (60), que serão sucessivamente detalhados abaixo.

[015] O recipiente rígido (10) é tipicamente feito de uma liga metálica que é um bom condutor de calor, por exemplo, latão. Este recipiente (10) possui uma forma no geral tubular, centrada em um eixo (X-X). Na forma de realização exemplificativa mostrada na Figura, o recipiente (10) compreende principalmente um cilindro (11) de forma cilíndrica, com uma base circular centrada no eixo (X-X). Este cilindro (11) fechado em uma das suas extremidades axiais por uma parede inferior (12). Desta forma, o recipiente (10) contém um material (20) termicamente expansível armazenado no interior do cilindro (11), em que este material termicamente expansível que consiste, por exemplo, em uma cera, é opcionalmente preenchido com um pó que oferece boa condutividade térmica, por exemplo, um pó de cobre.

[016] Por conveniência, o restante da descrição é orientado considerando que os termos “inferior” e “baixo” denotam uma direção que se estende ao longo do eixo (X-X) e orientada para a parede inferior (12), em outras palavras, para a porção inferior das Figuras 1 a 3, enquanto os termos “superior” e “alto” denotam uma direção na direção oposta.

[017] No estado montado do elemento termostático (1), como mostrado na Figura 1, o pistão (30) é disposto coaxialmente com o recipiente (10). A extremidade inferior do pistão (30) é girada axialmente em direção ao recipiente (10) e é projetada para sofrer a ação do material termicamente expansível (20) quando o material se expande como resultado de aquecimento. Por meio de disposições descritas abaixo, a alteração no volume do material termicamente expansível aquecido provoca um movimento de modulação do pistão (30) para cima ao longo do eixo (X-X) em relação ao recipiente (10).

[018] O movimento de modulação do pistão (30) é guiado por uma porção rígida que forma o guia (40). Este guia (40), como o pistão (30), é, em particular, feito de metal. Como pode ser visto claramente na Figura 2, em que apenas metade do guia (40) é mostrado, este último possui uma forma no geral tubular, com um furo central (41) que, como mostrado na Figura 1, é centrado no eixo (X-X) no estado montado do elemento termostático (1).

[019] Como pode ser visto claramente nas Figuras 2 e 3, o furo (41) é espalhado ao longo do eixo (X-X) na forma de três porções de furo (41.1, 41.2 e 41.3), que são separadas uma da outra e que são coaxiais entre si. A porção de furo (41.1) é uma das três porções de furo axialmente afastadas do recipiente (10), enquanto a porção de furo (41.2) enfrenta axialmente o recipiente e enquanto a porção de furo (41.3) é disposta axialmente entre as porções de furo (41.1 e 41.2) conectando as porções de furo umas as outras de uma maneira contínua. As porções de furo (41.1 e 41.2) têm cada uma seção transversal, isto é, uma seção em um plano geométrico perpendicular ao eixo (X-X), que é constante ao longo do eixo (X-X), enquanto a seção transversal da porção de furo (41.2) é estritamente maior do que aquela da porção de furo (41.1).

[020] Na forma de realização aqui considerada, o furo (41) tem, em toda a sua extensão axial, uma seção transversal com um perfil circular, centrado no eixo (X-X): enquanto, como indicado na Figura 3, o diâmetro (D41.1) da seção transversal da porção de furo (41.1) é estritamente menor do que o diâmetro (D41.2) da seção transversal da porção de furo (41.2). Além disso, a porção de furo (41.3) possui uma seção transversal cujo diâmetro passa progressivamente, ao longo do eixo (X-X) do diâmetro (D41.1) na extremidade superior da porção de furo (41.3) para o diâmetro (D41.2) na extremidade inferior da porção de furo (41.3).

[021] No estado montado do elemento termostático (1), como mostrado na Figura 1, o pistão (30) é axialmente recebido na porção de furo (41.1) de uma maneira personalizada, enquanto a seção transversal desta porção de furo (41.1) é idêntica à seção transversal do pistão (30) para permitir deslizamento guiado ao longo do eixo (X-X), do pistão (30) com uma folga funcional próxima para permitir o deslizamento guiado do pistão (30) ao longo do eixo (X-X).

[022] O guia (40) está também provido de um flange externo inferior (42) que é projetada para ser fixada firmemente, em particular por cravamento, a um flange (13) do recipiente (10), fornecida na extremidade superior do cilindro (11). No estado montado do elemento termostático (1), tal como na Figura 1, o guia (40) é assim fixado ao recipiente (10) por cravamento do flange (13) no flange (42).

[023] O diafragma (50) proporcionado para vedar o material termicamente expansível (20) em relação ao exterior do recipiente (10), em particular, em primeiro lugar, de forma a evitar que o material termicamente expansível escape para o exterior do recipiente durante a expansão deste material e em segundo lugar, para impedir que um líquido, tipicamente em que o elemento termostático (1) é banhado quando em uso, escorra para baixo ao longo do pistão (30). Como mostrado na Figura 1, o diafragma (50) é feito na forma de uma membrana de modo geral plana, que é feito de um material flexível, tal como borracha que é natural ou sintética, e que, no estado montado do elemento termostático (1), se estende substancialmente perpendicularmente ao eixo (X-X). Na forma de realização aqui considerada, o diafragma (50) compreende uma porção periférica (51), a qual, no estado montado do elemento termostático, é fixada firmemente ao recipiente (10) sendo pressionada contra um ressalto interno do flange (13) pelo flange (42) do guia (40). O diafragma (50) também compreende uma porção central (52) que, no estado montado do elemento termostático (1), é atravessada pelo eixo (X-X) e é interposta axialmente entre o material termicamente expansível (20) e o pistão (30). Durante a expansão do material termicamente expansível (20), o diafragma (50) deformado elasticamente sob a ação do material termicamente expansível: de forma mais específica, a porção central (52) do diafragma (50), em seguida, deforma-se para cima e axialmente em direção ao topo dentro da porção de furo (41.2) do guia (40), transmitindo assim uma força motriz ascendente ao pistão (30). Para acentuar a força motriz sobre o pistão (30) resultante da deformação do diafragma (50), bem como para centrar esta força motriz no eixo (X-X), a face superior da porção central (52) salta de forma vantajosa para cima enquanto está centrada no eixo (X-X).

[024] Na prática, a forma de realização do diafragma (50) não limita a invenção, na medida em que tudo é retido em relação ao recipiente (10), a fim de impedir que o material termicamente expansível (20) escape do elemento termostático (1), e enquanto este diafragma (50) é axialmente interposto entre o material termicamente expansível e o pistão (30), ele transmite, através da sua deformação, um movimento de impulsão axial ascendente no pistão (30) durante a expansão do material termicamente expansível.

[025] O amortecedor (60) é, por sua vez, fornecido para aumentar o efeito de condução do pistão (30) resultante da deformação do diafragma (50). No estado montado do elemento termostático (1), como representado na Figura 1, o amortecedor (60) é interposto axialmente entre o diafragma (50) e o pistão (30), mais precisamente entre a porção central (52) do diafragma e a extremidade inferior do pistão (30). O amortecedor (60) torna assim possível transmitir movimento axial entre o diafragma (50) e o pistão (30), e assim entre o material termicamente expansível (20) e o pistão.

[026] O amortecedor (60), que de forma vantajosa na forma de uma porção única, feito de um material elastomérico, em particular borracha, natural ou sintética.

[027] Como pode ser visto claramente nas Figuras 1 a 3, o amortecedor (60) é, na direção correspondente ao eixo (X-X) no estado montado do elemento termostático (1), na forma de três porções distintas, nomeadamente duas porções de extremidade opostas, respectivamente uma porção de extremidade superior (61) e uma porção de extremidade inferior (62), bem como uma porção de operação (63) que conecta coaxialmente a porção de extremidade superior (61) e a porção de extremidade inferior (62).

[028] A porção de operação (63) compreende principalmente uma sub-porção (63.1), chamada a menor sub-porção da seção, que, antes da montagem do amortecedor (60) ao restante do elemento termostático (1), como nas Figuras 2 e 3, possui uma seção transversal, isto é, uma seção em um plano geométrico que é perpendicular ao eixo correspondente ao eixo (X-X) no estado montado do elemento termostático (1), corresponde à seção transversal mínima da porção de operação (63), enquanto a seção transversal desta menor sub- porção da seção (63.1) é constante em toda a sua extensão axial. Esta seção transversal da sub-porção (63.1) é menor do que as respectivas seções transversais mínimas da porção de extremidade superior (61) e da porção de extremidade inferior (62), em que deve ser notado que, na forma de realização das Figuras 2 e 3, as seções transversais das respectivas porções de extremidade (61 e 62) são constantes ao longo do eixo (X-X) e são, além disso, idênticas uma à outra.

[029] De acordo com um design vantajoso, que é implementado na forma de realização exemplificativa considerada nas Figuras 2 e 3 e que, em particular, facilita a fabricação do amortecedor (60), bem como o seu conjunto com o restante do elemento termostático (1), as seções transversais da sub- porção (63.1) e as porções de extremidade (61 e 62) são de perfil circular, de modo que, como mostrado na Figura 3, o diâmetro (D63.1) da seção transversal da sub-porção (63.1) é menor do que o diâmetro (D61) da seção transversal da porção de extremidade (61) e do diâmetro (D62) da seção transversal da porção de extremidade (62).

[030] Para acomodar a variação entre os diâmetros (D61 e D63.1), mais de modo geral entre as respectivas seções transversais da porção de extremidade (61) e a sub-porção (63.1) da porção de operação (63), a porção de operação (63) compreende uma sub-porção de conexão (63.2) entre a sua sub- porção (63.1) e a porção de extremidade (61). De modo semelhante, para acomodar a variação entre os diâmetros (D62 e D63.1), mais de modo geral entre as respectivas seções transversais da porção de extremidade inferior (62) e a sub-porção (63.1) da porção (63) este último inclui uma sub-porção de conexão (63.3) entre a sub-porção (63.1) e a porção de extremidade inferior (62). Na forma de realização das Figuras 2 e 3, as sub-porções de conexão (63.2 e 63.3) representam uma peça marginal da porção de operação (63), no sentido de que a dimensão axial, denotada (L63.1), da sub-porção (63.1) é de pelo menos 75%, ou mesmo pelo menos 90%, da dimensão axial, denotada (L63), da porção de operação (63) que equivale a dizer que a acumulação das respectivas dimensões axiais das sub-porções de conexão (63.2 e 63.3) são inferiores a 25% ou mesmo inferiores a 10% da dimensão (L63). Além disso, por meio de uma variante (não mostrada), o amortecedor (60) pode ser feito sem quaisquer porções de conexão semelhantes às sub-porções de conexão (63.2 e 63.3), em favor da conexão de sub-porções que são escalonadas e que têm uma extensão axial reduzida a um ponto.

[031] De acordo com um aspecto particularmente vantajoso da conformação, que é implementada na forma de realização considerada nas Figuras 2 e 3, a porção de operação (63) é simétrica em relação a um plano médio geométrico (P) que é perpendicular ao eixo (X-X) no estado montado do elemento termostático (1): a porção de extremidade superior (61) e a porção de extremidade inferior (62) são simétricas uma a outra em relação a este plano médio P. Desta forma, o plano (P) constitui um plano de simetria para o amortecedor (60), de modo que este pode ser montado no restante do elemento termostático (1) com qualquer uma das suas porções de extremidade (61 e 62) voltadas para cima. Deve ser entendido que as manipulações do conjunto do elemento termostático (1) são facilitadas.

[032] No estado montado do elemento termostático (1), como mostrado na Figura 1, a porção de extremidade superior (61) do amortecedor (60) é recebida na porção de furo (41.1) enquanto a porção de extremidade inferior (62) é recebida na porção de furo (41.2), e enquanto o a região superior da porção de operação (63) do amortecedor é recebida na porção de furo (41.1), enquanto a sua região inferior é recebida na porção de furo (41.2), enquanto ocupa continuamente, a porção de furo (41.3) entre as regiões alta e baixa mencionadas acima. Assim, durante a sua expansão, o material termicamente expansível (20) incide axialmente para cima contra a porção de extremidade inferior (62) do amortecedor (60) através do diafragma (50) interposto entre o material termicamente expansível e a porção de extremidade inferior (62). Este suporte aciona o amortecedor (60) no sentido do topo que, por deformação elástica, se estende axialmente no furo (40), em particular na porção de furo (41.1), pressionando a sua porção de extremidade superior (61) para cima contra o pistão (30) e provocando a modulação ascendente do último.

[033] De forma mais específica, o amortecedor (60) é assim concebido, em particular pelo seu dimensionamento axial, que, durante a expansão do material termicamente expansível, a porção de extremidade superior (61) permanece na porção de furo (41.1), sem atingir a porção de furo (41.3), independentemente da posição de modulação do pistão, enquanto a porção de extremidade inferior (62) permanece na porção de furo (41.2), sem atingir a porção de furo (41.3), independentemente da posição de modulação do pistão: assim, durante a expansão do material termicamente expansível (20), apenas a porção de operação (63) do amortecedor (60) passa entre a porção de furo (41.1) e a porção de furo (41.2) através da porção de furo (41.3).

[034] Além disso, a seção transversal da sub-porção (63.1) do amortecedor (60) é de forma vantajosa dimensionada para ser, antes da montagem do amortecedor ao restante do elemento termostático (1), ambos maiores do que a seção transversal da porção de furo (41.1) e menor do que a seção transversal da porção de furo (41.2): assim, na forma de realização considerada aqui, como pode ser claramente visto na Figura 3, o diâmetro (D63.1) da seção transversal da sub-porção de operação (63.1) é maior do que o diâmetro (D41.1) da seção transversal da porção de furo (41.1) e é menor do que o diâmetro (D41.2) da seção transversal da porção de furo (41.2). Desta forma, no estado montado do elemento termostático (1), a região superior da porção de operação (63) como recebida na porção de furo (41.1), é recebida radialmente afinada nesta porção de furo (41.1), enquanto a região baixa da porção de operação (63), recebido na porção de furo (41.2), não está afinada por esta porção de furo (41.2), em que uma folga radial pode, em princípio, ser formada entre eles. Na prática, a folga acima mencionada não aparece na Figura 1 porque a afinação da região superior da porção de operação (63) na porção de furo (41.1) provoca a deformação elástica desta região alta, em que o material de elastômero do amortecedor (60) se deforma para então ocupar todo o espaço disponível, incluindo a folga supracitado, a fim de minimizar os estresses internos que este material sofre.

[035] Assim, entende-se que a porção de operação (63) do amortecedor (60) é mais fina em relação às suas porções de extremidade (61 e 62): no estado montado do elemento termostático (1), quando o pistão (30) é modulado em desdobramento durante a expansão do material termicamente expansível, bem como no caso da contração deste material, a porção de operação (63) liberta uma porção dos estresses de deformação internos do amortecedor (60), de modo que este último é influenciado pelos estresses internos que são menores do que se a porção de operação (63) tivesse apresentado, antes da montagem do amortecedor (60), uma seção idêntica à das porções de extremidade (61 e 62). Esta limitação dos estresses internos do amortecedor (60) reduz a intensidade com a qual a porção de operação (63) se esfrega contra o furo (41), em particular contra a porção de furo (41.3) cuja variação progressiva da seção transversal é favorável a este respeito. Na prática, o efeito de libertação parcial dos estresses internos do amortecedor (60) pode ser substancial uma vez que a seção transversal da porção de operação (63) na sua sub-porção (63.1) é de pelo menos 5%, ou mesmo pelo menos 10%, ou mesmo pelo menos 15%, ou mesmo pelo menos 20%, ou mesmo pelo menos 25%, menor do que as respectivas seções transversais das porções de extremidades (61 e 62).

[036] Limitando assim os estresses internos acima mencionados, evita-se a degradação prematura do amortecedor (60), em particular o seu material constitutivo elastomérico, limitando e/ou resistindo ao longo do tempo o desgaste deste material resultante da sua fricção contra o furo (41) do guia (40). Evidentemente, durante a mudança da posição de modulação do pistão (30), os estresses internos acima mencionados são correspondentemente mudados, devido à variação da extensão axial da porção de operação (63) recebida na porção de furo (41.1) e através da fricção desta porção de operação (63) contra a porção de furo (41.3).

[037] Além disso, quando o amortecedor (60) é impulsionado para cima pelo diafragma (50) que é deformado sob o efeito do material termicamente expansível (20) durante a expansão do último, a porção de extremidade superior (61) e a região superior da porção de operação (63) do amortecedor são comprimidos radialmente na porção de furo (41.1), em que o amortecedor (60) é deformado substancialmente alongado para cima como resultado da elasticidade do seu material constituinte de elastômero: em outras palavras, o amortecedor (60) aumenta efetivamente o efeito de conduzir o pistão (30) resultante da deformação do diafragma (50), e assim obtendo, para uma dada deformação do diafragma (50), uma operação de modulação do pistão que é maior do que apenas a amplitude axial da deformação do diafragma.

[038] De modo a otimizar tanto a limitação dos estresses internos do amortecedor (60) como o aumento do efeito de condução do pistão (30) pelo amortecedor, enquanto facilita o conjunto do amortecedor (60) no restante do elemento termostático (1), a seção transversal do amortecedor a porção de extremidade superior (61) ou a seção transversal da porção de extremidade inferior (62), ou, de forma vantajosa, estas duas seções transversais, são idênticas à seção transversal da porção de furo (41.2) na forma de realização considerada aqui e como mostrado na Figura 3, em que isto equivale ao fato dos diâmetros (D61) e/ou (D62) serem iguais ao diâmetro (D41.2).

[039] As Figuras 4 a 8 mostram formas de realização alternativas do amortecedor (60), respectivamente referenciadas (160, 260, 360, 460 e 560).

[040] Cada um dos buffers (160, 260, 360, 460 e 560) consiste em - uma porção de extremidade superior (161, 261, 361, 461, 561) que é funcionalmente semelhante à porção de extremidade (61) do amortecedor (60), no sentido de que, no estado montado do elemento termostático (1), esta porção de extremidade (161, 261, 361, 461, 561) é recebido na porção de furo (41.1) do furo (41), independentemente da posição de modulação do pistão (30), enquanto - uma porção de extremidade inferior (162, 262, 362, 462), 562) que é funcionalmente semelhante à porção de extremidade (62) do amortecedor (60), no sentido de que, no estado montado do elemento termostático (1), esta porção de extremidade (162, 262, 362, 462, 562) é recebido na porção de furo (41.2) do furo (41), independentemente da posição de modulação do pistão (30), enquanto - uma porção de operação (163, 263, 363, 463, 563), que é funcionalmente semelhante à porção de operação (63) do amortecedor (60), no sentido em que esta porção de operação (163, 263, 363, 463, 563) conecta coaxialmente a porção de extremidade superior e porção de extremidade inferior, passa entre as porções de furo (41.1 e 41.2), através da porção de furo (41.3), quando o pistão (30) é modulado para o estado montado do elemento termostático (1), e é, antes da montagem do amortecedor (160, 260, 360, 460, 560) ao restante do elemento termostático (1), pelo menos localmente mais fina em relação à porção de extremidade inferior deste pistão, e, para os amortecedores (160, 260 e 360), em relação à porção de extremidade superior do amortecedor.

[041] Ao proporcionar que as porções de operação (63, 163, 263 e 363) dos amortecedores (60, 160, 260 e 360) sejam mais finas, tanto em relação à sua porção de extremidade superior (61, 161, 261 e 261) quanto à sua porção de extremidade inferior (62, 162, 262 e 362), a graxa pode ser interceptada de forma vantajosa entre o furo (41) e esta porção de operação do pistão: onde uma bolsa ou reserva de graxa é, de fato, radialmente delimitada entre o furo e a porção de operação do amortecedor, sendo selado nas suas extremidades superior e inferior, respectivamente, pelas porções de extremidade superior e inferior do amortecedor que são recebidas firmemente nas porções de furo (41.1 e 41.2). A graxa assim retida pelas porções de operação (63, 163, 263 e 263), em particular na porção de furo (41.3), melhora ainda mais a vida útil do elemento termostático (1), reduzindo o desgaste por atrito dos amortecedores (60, 160, 260 e 360).

[042] Quando comparado com o amortecedor (60), o amortecedor (160) tem especificidades, a saber: - as seções transversais das suas porções de extremidade (161 e 162) não são constantes ao longo do eixo central (X-X), mas, pelo contrário, variam, com um valor máximo a um nível axial intermediário destas porções de extremidade (161 e 162); e - a seção transversal da sua porção de operação (163) também varia continuamente entre as suas extremidades axialmente opostas, com um valor mínimo no seu nível axial médio.

[043] A porção de operação (163) do amortecedor (160) é assim compreendida: - uma sub-porção (163.1), denominada menor sub-porção da seção da seção transversal, que, antes da montagem do amortecedor (160) ao restante do elemento termostático (1), está situada axialmente no meio da porção de operação (163), em que possui uma extensão axial reduzida a um ponto e uma seção transversal correspondendo à seção transversal mínima da porção de operação (163), sendo de forma vantajosa ambos menores do que a seção transversal da porção de furo (41.2) e maior do que a seção transversal da porção de furo (41.1) e - as sub-porções de conexão (163.2 e 163.3), respectivamente alta e baixa, que conectam a sub-porção (163.1) às porções de topo superior e inferior respectivamente (161 e 162), e que, antes de montar o amortecedor (160) ao restante do elemento termostático (1), possui uma seção transversal que varia ao longo do eixo (X-X) em toda a sua extensão axial.

[044] A porção de operação (263) do amortecedor (260) pode ser similarmente descrita como a porção de operação (163) do amortecedor (160), com a diferença de que a variação na seção transversal dessas respectivas sub- porções de conexão (263.2 e 263.3) não é eficaz em toda a extensão do eixo axial de cada uma destas sub-porções de conexão, mas é proporcionada a partir da sua sub-porção (263.1), semelhante à sub-porção (163.1) do amortecedor (160), apenas até um nível axial intermediário destas sub-parcelas (263.2 e 263.3).

[045] O amortecedor (360) tem, por seu lado, a especificidade de que a menor sub-porção de seção transversal (363.1) da sua porção de operação (363) não está localizada axialmente no meio desta porção de operação (363), mas é deslocada para cima. As sub-porções de conexão (363.2 e 363.3) da porção de operação (363) estão adaptadas em conformidade.

[046] Como indicado acima, as porções de operação (463 e 563) dos amortecedores (460 e 560) têm a especificidade de serem mais finas apenas em relação sua porção de extremidade inferior (462 e 562). Assim, a seção transversal das menores sub-seções de seção transversal (463.1 e 563.1) das porções de operação (463 e 563), que correspondem à seção transversal mínima destas porções de operação, é substancialmente igual à seção transversal das porções de extremidade superiores (461 e 561), sendo menor do que a seção transversal das porções de extremidade inferior (462 e 562). Estas menores sub- porções de seção transversal (463.1 e 563.1) estão respectivamente conectadas às porções de extremidade (462 e 562) conectando as sub-porções (463.3 e 563.3) da sua porção de operação (463, 563), que são funcionalmente semelhantes, por exemplo, para a sub-porção de conexão (63.3) do amortecedor (60). A diferença entre os amortecedores (460 e 560) é devida à posição axial e à extensão axial da sua menor sub-porção da seção transversal; a sub-porção (563.1) possui uma extensão axial reduzida a um ponto e está localizada na extremidade superior da porção de operação (563), enquanto a sub-porção (463.1) possui uma extensão axial maior.

[047] Deve notar-se que os inventores estabeleceram que as várias formas de realização dos amortecedores (60, 160, 260, 360, 460 e 560) têm o efeito de libertar os estresses de deformação interno, como explicado anteriormente em detalhe para o amortecedor (60), em que deveria ser notado que a forma preferida, com, em particular, o efeito de libertação mais significativo, é o amortecedor (60) das Figuras 2 e 3.

[048] Finalmente, várias disposições e variantes do conjunto de fabricação de um elemento termostático, como descrito agora, também são possíveis. A título de exemplo, a fim de impedir a extrusão do material elastomérico que constitui o amortecedor (60, 160, 260, 360, 460 ou 560) fora do elemento termostático (1) através da porção de furo (41.1) do guia (40), este conjunto pode compreender um disco anti-extrusão, tal como o disco anti- extrusão (70) mostrado na Figura 1, em que este disco anti-extrusão é centrado no eixo (X-X) e axialmente interposto entre o amortecedor (60) e o pistão (30) no estado montado do elemento termostático. Este disco anti-extrusão tem tipicamente uma rigidez superior à do amortecedor (60), mas inferior à do guia (40) e do pistão (30), por exemplo, como é feito de PTFE (politetrafluoroetileno).

Claims (9)

1. CONJUNTO PARA A FABRICAÇÃO DE UM ELEMENTO TERMOSTÁTICO (1), que compreende: - um recipiente (10) que contém um material termicamente expansível (20); - um pistão (30) que, em um estado montado do elemento termostático (1), é móvel em relação ao recipiente (10) em modulação ao longo de um eixo (X-X) sob a ação do material termicamente expansível durante a expansão do material termicamente expansível, - uma guia (40) paro guiar o pistão (30) na modulação, em que a guia (40) é preso ao recipiente (10) no estado montado do elemento termostático e é provida de um furo (41) que, no estado montado do elemento termostático, é centrado no eixo (X-X) e que compreende três porções de furo que são distintas e coaxiais, a saber: - uma primeira porção de furo (41.2) que, no estado montado do elemento termostático, está voltada axialmente para o recipiente (10) e possui uma seção transversal que é constante ao longo do eixo (X-X), - uma segunda porção de furo (41.1) que, no estado montado do elemento termostático, está voltada axialmente para fora do recipiente (10) e possui uma seção transversal que é constante ao longo do eixo (X-X) e menor do que a seção transversal da primeira porção de furo (41.2), sendo o pistão (30) axialmente recebido na segunda porção de furo (41.1) em um estado montado do elemento termostático (1), e - uma terceira porção de furo (41.3), que conecta a primeira e a segunda porção de furo (41.1, 41.2) continuamente entre si, e - um amortecedor (60; 160; 260) para transmitir movimento entre o material termicamente expansível e o pistão (30), em que o amortecedor (60; 160; 260) é feito de um material elastomérico e é, no estado montado do elemento termostático, intercalado axialmente entre o material termicamente expansível e o pistão (30), e axialmente recebido na primeira, segunda e terceira porção de furo (41.2, 41.1, 41.3) enquanto é deformado no mesmo, o conjunto caracterizado pelo amortecedor (60; 160; 260) consistir em: - uma primeira porção de extremidade (62; 162; 262) que, no estado montado do elemento termostático (1), é recebida na primeira porção de furo (41.2) independentemente da posição de modulação do pistão (30) - uma segunda porção de extremidade (61; 161; 261) que, no estado montado do elemento termostático (1), está axialmente oposta à primeira porção de extremidade e é recebida na segunda porção de furo (41.1) independentemente da posição de modulação do pistão (30), e - uma porção de operação (63; 163; 263), que conecta coaxialmente a primeira e a segunda porção de extremidade e que, antes da montagem do amortecedor (60; 160; 260) com o restante do elemento termostático (1), é pelo menos localmente mais fina em relação à primeira porção de extremidade e a segunda porção de extremidade de modo que, no estado montado do elemento termostático (1), a porção de operação passa de uma para a outra dentre a primeira e a segunda porção de furo (41.2, 41.1), através da terceira porção de furo (41.3), e libera parcialmente os estresses de deformação interno do amortecedor (60; 160; 260) quando o pistão (30) é modulado, - em que antes da montagem do amortecedor (60; 160; 260) ao restante do elemento termostático (1), a porção de operação (63; 163; 263) é simétrica em relação a um plano mediano (P), que é perpendicular ao eixo (X-X) no estado montado do elemento termostático (1) e em relação à qual a primeira e a segunda porções de extremidade (62, 61; 162, 161; 262, 261) são simétricas entre si, em que antes da montagem do amortecedor (60; 160; 260) ao restante do elemento termostático (1), uma seção transversal mínima da primeira porção de extremidade (62; 162; 262) e da segunda porção de extremidade (61; 161; 261) é idêntica à seção transversal da primeira porção de furo (41.2), e em que a porção de operação (63; 163; 263) compreende: - uma menor sub-porção da seção transversal (63.1; 163.1; 263.1) que, antes da montagem do amortecedor (60; 160; 260) ao restante do elemento termostático (1), apresenta, em toda uma extensão da menor sub- porção da seção transversal (63.1; 163.1; 263.1) ao longo do eixo (X-X), uma seção transversal que: - é constante, - corresponde à uma seção transversal mínima da porção de operação, - é menor do que a seção transversal mínima da primeira porção de extremidade (62; 162; 262) e da primeira porção de extremidade (61; 161; 261); - é menor do que a seção transversal da primeira porção de furo (41.2); e - é maior do que a seção transversal da segunda porção de furo (41.1); - uma primeira sub-porção de conexão (63.3; 163.3; 263.3; 363.3; 463.3; 563.3), que conecta a menor sub-porção da seção transversal e a primeira porção de extremidade e que, antes da montagem do amortecedor com o restante do elemento termostático, possui uma seção transversal que varia ao longo do eixo (X-X); e - uma segunda sub-porção de conexão (63.2; 163.2; 263.2), que conecta a menor sub-porção de seção transversal e a segunda porção de extremidade e que, antes da montagem do amortecedor (60; 160; 260) ao restante do elemento termostático (1), possui uma seção transversal que varia ao longo do eixo (X-X).

2. CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela extensão axial da menor sub-porção da seção transversal (163.1) ser reduzida a um ponto.

3. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por antes da montagem do amortecedor (60; 160; 260) ao restante do elemento termostático (1), a seção transversal da menor sub-porção da seção transversal (63.1; 163.1; 263.1) ser pelo menos 5% menor do que a seção transversal mínima da primeira porção de extremidade (62; 162; 262).

4. CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por antes da montagem do amortecedor (60; 160; 260) ao restante do elemento termostático (1), a seção transversal da menor sub-porção da seção transversal (63.1; 163.1; 263.1) ser pelo menos 5% menor do que a seção transversal mínima da segunda porção de extremidade (61).

5. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por, antes da montagem do amortecedor (60) ao restante do elemento termostático (1), a menor sub-porção da seção (63.1) apresentar uma dimensão axial (L63.1) que é igual a pelo menos 75% da dimensão axial (L63) da porção de operação (63).

6. CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por, antes da montagem do amortecedor (60) ao restante do elemento termostático (1), a menor sub-porção da seção (63.1) possuir uma dimensão axial (L63.1) igual a pelo menos 90% da dimensão axial (L63) da porção de operação (63).

7. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelas seções transversais das primeira, segunda e terceira porções de furo (41.2, 41.1, 41.3) serem de perfil circular, e em que, antes da montagem do amortecedor (60; 160; 260) ao restante do elemento termostático (1), as seções transversais da primeira porção de extremidade (62; 162; 262), da porção de operação (63; 163; 263) e da segunda porção de extremidade (61; 161; 261) possuem um perfil circular.

8. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo conjunto compreender ainda um diafragma (50) para selar o material termicamente expansível (20), o qual, no estado montado do elemento termostático, é retido em relação ao recipiente (10) de forma a evitar que o material termostático escape do recipiente, e é interposta axialmente entre o material termicamente expansível e a primeira porção de extremidade (62; 162; 262) do amortecedor (60; 160; 260).

9. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pela seção transversal da primeira porção de extremidade (62; 262) e a seção transversal da segunda porção de extremidade (61; 261) serem constantes ao longo do eixo (X-X).