ES2241562T3 - Dispositivo termostatico motorizado con elemento termostatico de seguridad. - Google Patents

Abstract

Dispositivo termostático que incluye una caja (1) que presenta una cámara (10) que incluye, por lo menos, dos accesos (41, 42, 43, 44; 41, 44) de fluido de los que por lo menos uno es obturable mediante un obturador (2; 2¿), un motor (6) fijado a la caja y dotado de un árbol de salida móvil en rotación y con sentido de rotación reversible, unido mecánicamente al obturador mediante un acoplamiento (7) con sistema tornillo-tuerca (71) adaptado para accionar dicho obturador en traslación selectivamente en un sentido en el que obtura progresivamente el acceso obturable (41), y en un sentido en el que lo abre progresivamente, en función de la temperatura de una corriente de fluido que recorre el dispositivo detectada por un sensor (9), y un elemento termostático (8) de seguridad situado, por lo menos en parte, en la misma corriente de fluido y que incluye una parte móvil (81) adaptada para accionar en traslación el obturador cuando, tras un fallo, éste no ha sido accionado por el acoplamiento con sistema tornillo- tuerca y la temperatura de dicha corriente de fluido sobrepasa, en un valor predeterminado, la que debería haber provocado dicho accionamiento por el sistema tornillo- tuerca, caracterizado porque el motor (6) es de un tipo que presenta en reposo un par resistente, para permitir el mantenimiento de una posición de regulación; el acoplamiento (7) con sistema tornillo-tuerca (71) es sustancialmente inelástico y el sistema tornillo-tuerca es reversible con el fin de que, en caso de accionamiento en traslación del obturador (2; 2¿) por la parte móvil (81) del elemento termostático (8), el movimiento de traslación sea transmitido por el obturador al sistema tornillo-tuerca y provoque una rotación del motor (6).

Description

Dispositivo termostático motorizado con elemento termostático de seguridad.

La invención se refiere a un dispositivo termostático del tipo válvula con accionamiento mediante motor eléctrico, que incluye un elemento termostático que puede ser un elemento termostático convencional con cera dilatable para asegurarle, además, un modo de funcionamiento de seguridad en caso de fallo del motor o de sus equipos de mando.

Los dispositivos termostáticos del tipo válvula se utilizan especialmente en los circuitos de refrigeración de los motores de combustión interna, con objeto de regular la temperatura del líquido de refrigeración introducido en dicho motor para optimizar su funcionamiento, actuando sobre un caudal de líquido llamado "frío" procedente del radiador de refrigeración del vehículo, y un caudal de líquido llamado "caliente" procedente del motor, que se mezclan para constituir un líquido de refrigeración llamado "templado" que se reintroduce en el motor. Cabe observar que los términos "frío", "caliente" y "templado" se utilizan con objeto de simplificar el vocabulario para indicar los niveles relativos de las temperaturas de las tres corrientes de líquido durante el funcionamiento del dispositivo en régimen establecido, pero que en realidad las temperaturas respectivas de estas tres corrientes pueden estar muy próximas, siendo idénticas cuando el motor está detenido desde hace algún tiempo.

Ya se conocen, especialmente mediante la patente francesa publicada con el número 2.703.730, dispositivos termostáticos motorizados mediante un motor eléctrico con un elemento termostático de seguridad, que permite, por ejemplo, mezclar en una cámara del dispositivo una corriente de líquido frío con la corriente de líquido caliente, incluso cuando falla el motor o sus equipos de mando, si la temperatura del líquido en el que se sumerge el elemento termostático sobrepasa un valor deseado.

El dispositivo termostático de dicho documento 2.703.730 está motorizado por medio de un motor eléctrico que incluye un árbol de salida giratorio que acciona, por medio de un acoplamiento con sistema tornillo-tuerca convencional que transforma el movimiento giratorio del árbol en movimiento de traslación, abriendo el obturador móvil del dispositivo termostático, es decir un cono, que despeja progresivamente un acceso de entrada de líquido frío de dicho dispositivo al mismo tiempo que obtura progresivamente un acceso de entrada de líquido caliente, y a la inversa; el elemento termostático de seguridad está alineado con el tornillo del sistema tornillo-tuerca y, cuando su temperatura se eleva, su pistón ejerce sobre el cono, si éste no ha sido desplazado o no ha sido bastante desplazado por el sistema tornillo-tuerca, una fuerza orientada en el sentido de la apertura del acceso de entrada de líquido frío y de la obturación del acceso de líquido caliente; con objeto de que, por el empuje del pistón del elemento termostático, el cono pueda efectivamente desplazarse en dicho sentido, el acoplamiento con sistema tornillo-tuerca es telescópico y, más concretamente, está montado en el árbol del motor, siendo solicitado por un muelle hacia el cono en el sentido de la apertura del acceso de entrada de líquido caliente y de la obturación del acceso de entrada de líquido frío; de este modo, cuando el elemento
termostático ejerce sobre el cono un esfuerzo en sentido inverso superior al del muelle, para obturar el acceso de entrada de líquido caliente y abrir el acceso de entrada de líquido frío, el muelle es comprimido debido a la reacción del sistema tornillo-tuerca, por lo que nada se opone a dicha obturación y apertura respectivas. Un inconveniente de este dispositivo consiste en que cuando desciende la temperatura del líquido en el que se sumerge el elemento termostático, el sistema tornillo-tuerca sigue el movimiento de retracción del elemento termostático, lo que conduce, ya que el motor eléctrico o sus equipos de mando están deficientes, a un nuevo ascenso de la temperatura, una nueva elongación del elemento termostático y un funcionamiento con tendencia a la inestabilidad, con un líquido "templado" a una temperatura más elevada que la temperatura normal. Además, el elemento termostático debe ser relativamente potente para vencer el esfuerzo resistente del muelle, y el sistema tornillo- tuerca con su montaje telescópico con muelle es relativamente voluminoso, lo que no permite reducir las dimensiones del dispositivo termostático tanto como sería deseable.

La invención tiene por objeto remediar dichos inconvenientes, y se refiere, a tal efecto, a un dispositivo termostático que incluye una caja que presenta una cámara con, por lo menos, dos accesos de fluido de los que por lo menos uno es obturable mediante un obturador, un motor fijado a la caja y dotado de un árbol de salida móvil en rotación y con sentido de rotación reversible unido mecánicamente al obturador mediante un acoplamiento con sistema tornillo-tuerca adaptado para accionar dicho obturador en traslación, selectivamente en un sentido en el que obtura progresivamente el acceso obturable y en un sentido en el que abre progresivamente en función de la temperatura de una corriente de fluido que recorre el dispositivo detectada por un sensor, y un elemento termostático de seguridad situado, por lo menos en parte, en la misma corriente de fluido e incluye una parte móvil adaptada para accionar en traslación el obturador cuando, a consecuencia de un fallo, éste no ha sido accionado mediante el acoplamiento con sistema tornillo-tuerca y la temperatura de dicha corriente de fluido sobrepasa en un valor predeterminado aquel que debería haber provocado dicho accionamiento mediante el sistema tornillo-tuerca, caracterizado porque el motor es de un tipo que presenta, en reposo, un par resistente para permitir el mantenimiento de una posición de regulación; el acoplamiento con sistema tornillo-tuerca es sustancialmente inelástico y el sistema tornillo-tuerca es reversible con el fin de que, en caso de accionamiento en traslación del obturador por la parte móvil del elemento termostático, el movimiento de traslación sea transmitido por medio del obturador al sistema tornillo-tuerca y provoque una rotación del motor.

Gracias a la reversibilidad del sistema tornillo-tuerca y del sentido de rotación del motor, y a la inelasticidad en traslación del acoplamiento, los desplazamientos del obturador por parte del elemento termostático sólo encuentran un esfuerzo de resistencia escaso, y la retracción del elemento termostático no provoca un retorno elástico del obturador hasta su posición inicial.

El dispositivo termostático puede presentar, además, una o varias de las características siguientes:

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el motor es un motor eléctrico de un tipo alimentado eléctricamente en reposo, presentando entonces un par resistente notablemente superior a aquel debido a los roces, por ejemplo, un motor paso a paso o un motor sin colector denominado "motor tipo brushless",

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el motor es un motor paso a paso dotado de medios de codificación de posición,

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el valor predeterminado es de alrededor de 5ºC,

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incluye una caja y una base fijadas una a otra, incluyendo la base un conducto en el que desemboca un acceso de la cámara que no es obturable, y donde están situados, por lo menos en parte, un sensor y una parte fija del elemento termostático,

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la cámara incluye dos accesos obturables mediante un obturador constituido por un cono accionado selectivamente en un sentido en el que obtura progresivamente uno de los accesos abriendo progresivamente el otro, y a la inversa,

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incluye, además, dos accesos que no son obturables mediante el obturador y que se encuentran en comunicación de forma permanente,

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la cámara incluye dos accesos, uno de los cuales es obturable mediante un obturador constituido por una válvula accionada selectivamente en un sentido en que obtura progresivamente uno de los accesos, y a la inversa,

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incluye una caja y una base fijadas una a otra, incluyendo la base un conducto en el que desemboca un acceso de la cámara que no es obturable y en cuya pared lateral desemboca un acceso adicional que tampoco es obturable,

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el elemento termostático incluye una copela en la que está solidarizada una válvula de estanqueidad de doble paso, y la base incluye interiormente una cámara en la que desemboca un acceso de doble paso y que está unida al área interna del conducto, mediante un asiento para la válvula de estanqueidad de doble paso, la cual está en posición de mayor apertura cuando el obturador está en posición de cierre, y en posición de cierre cuando el sensor detecta una temperatura muy elevada.

Otras características y ventajas de la invención aparecerán en la descripción siguiente de unos modos de realización de la invención, incluidos a título de ejemplos no limitativos, ilustrados mediante los dibujos adjuntos, en los cuales:

- las figuras 1 y 2 muestran esquemáticamente un primer modo de realización del dispositivo termostático de la invención, respectivamente en un estado en el que el obturador móvil del dispositivo está sometido a la acción del motor en la ausencia de fallo del mismo o/y de sus equipos de mando, y en un estado en el que el motor o/y sus equipos fallan, por lo que el elemento termostático de seguridad a tomado el relevo para reducir la temperatura del fluido, por ejemplo un líquido templado,

- las figuras 3 y 4 muestran esquemáticamente un segundo modo de realización del dispositivo termostático de la invención, respectivamente en los dos mismos estados que en las figuras 1 y 2, y

- la figura 5 muestra esquemáticamente una variante del dispositivo de las figuras 3 y 4.

El dispositivo termostático representado esquemáticamente en las figuras 1 y 2 es una válvula termostática de cono con cuatro accesos de fluido o vías que pueden ser entradas o salidas de fluido, en función del circuito hidráulico en el que se inserta dicho dispositivo.

Incluye una caja 1 que presenta una cámara 10 en la que está montado en modo deslizante un obturador 2 constituido por un cono hueco que incluye un faldón 21 de forma general cilíndrica y, en un extremo de dicho faldón, un fondo calado 22 cuyo papel se indicará más adelante, mientras que el extremo opuesto del faldón está dotado de un evasado en forma de disco anular plano 23.

El cono es guiado en su movimiento de deslizamiento a lo largo del eje central longitudinal de su faldón cilíndrico, mediante una parte de pared cilíndrica 101 de la cámara, con interposición de una junta de estanqueidad 3, rodeando esta parte de pared cilíndrica 101 el cono 2 a proximidad de su fondo calado 22.

En la pared del área de la cámara 10 exterior al faldón, del lado del fondo calado 22, desemboca un primer acceso 41 de fluido en la parte lateral de esta pared, y un segundo acceso 42 de fluido centrado en el eje central longitudinal del faldón en la parte de fondo de la pared situada frente al fondo calado 22; por lo tanto, el primer acceso 41 de fluido es obturable mediante el faldón del cono progresivamente desde una posición del cono en la que dicho fondo calado 22 topa contra la parte de fondo de la pared de la cámara donde desemboca el segundo acceso 42 (aquí sin obturar este último), que se abre progresivamente en sentido inverso.

En la parte lateral de la pared de la cámara 10 exterior al faldón que se encuentra frente a esta última cuando el primer acceso 41 está completamente abierto, desemboca un tercer acceso 43 de fluido que está, por lo tanto, completamente obturado por el faldón cuando el primer acceso 41 está completamente abierto, y que se abre progresivamente cuando este primer acceso se obtura progresivamente (y a la inversa).

Finalmente, en la pared de la zona de la cámara 10 interior al faldón que está opuesta a la que incluye el segundo acceso 42, desemboca un cuarto acceso 44 centrado en el eje longitudinal del faldón y que no es obturable por el mismo.

El primer acceso 41 y el tercer acceso 43, que son obturables mediante el faldón 21, son orificios de extremos de conductos 11 y 13 de una sola pieza con la caja 1, que se extienden en dirección radial con relación al faldón, partiendo de la pared lateral de la cámara. El segundo acceso 42 es un orificio de extremo de un conducto acodado 12 cuya parte situada más allá del codo partiendo del segundo acceso se extiende en la misma dirección que el segundo conducto 12 pero, en este caso, en sentido opuesto. El cuarto acceso 44 de la cámara 10 desemboca directamente, habiéndose previsto la caja 1 para fijarse a una base 1' de caja a la que se puede fijar la caja 1 mediante tornillos que atraviesan unas bridas respectivas de la caja 1 y la base 1'; en este caso, la cámara 10 queda prolongada, más allá del cuarto acceso 44, mediante un conducto 14 perteneciente a la base 1', que se extiende en la dirección del eje central longitudinal del faldón 21.

Un asiento 5 de cono, calado por motivos que se indicarán más adelante, que se extiende en el cuarto acceso 44, queda pinzado entre la caja 1 y la base 1'; una parte de dicho asiento 5, que se extiende anularmente en el cuarto acceso 44, presenta una cara anular 51 vuelta hacia el interior de la cámara y, más concretamente, hacia el fondo calado 22 del faldón, sirviendo dicha cara 51 de apoyo al evasado 23 en forma de disco del faldón del cono.

Para accionar el cono 2 en traslación selectivamente en un sentido u otro a lo largo del eje central longitudinal del faldón 21, se ha fijado un accionador 6 a la caja, más concretamente a la pared lateral del segundo conducto 12. Este accionador está constituido por un motor eléctrico 6 dotado de un árbol de salida móvil en rotación y con sentido de rotación reversible, del tipo paso a paso o del tipo sin colector, conocido mediante el nombre de "motor tipo brushless", o de otro tipo que, alimentándose eléctricamente en reposo, presenta entonces un par resistente notablemente superior al debido a los roces, para permitir el mantenimiento de una posición de regulación, llevando un acoplamiento mecánico 7 de unión del árbol de salida al cono, incluyendo este acoplamiento 7 un sistema tornillo-tuerca 71 (cuyo detalle no está representado en las figuras) asimismo reversible. En el caso de un motor paso a paso, ventajosamente, se puede elegir un motor dotado de medios de codificación de posición que permitan señalar amplitudes de movimientos efectuados.

Por medio del sistema tornillo-tuerca 71, el movimiento rotativo paso a paso del árbol de salida del motor 6 se transforma en un movimiento de traslación paso a paso de un pistón de salida 72 del sistema tonillo-tuerca.

El extremo libre del pistón de salida 72 está atornillado a un extremo de un árbol 73 de mando del obturador 2, que desemboca en la cámara 10 y cuyo extremo opuesto está fijado a la zona central del fondo 22 del obturador.

A tal efecto, dicho fondo 22 incluye un agujero central en el que está engatillado el árbol de mando 73; el material que rodea el agujero central está unido al faldón mediante uno o varios puentes de materia que se extienden en planos radiales del faldón 21, entre los cuales están definidos unos calados destinados a permitir transferencias de fluido entre el segundo acceso 42 y el cuarto acceso 44 de la cámara 10 en cualquier circunstancia; se observa que el acoplamiento mecánico 7 que se extiende desde el árbol de salida rotativo del motor 6 hasta el fondo del cono 2 no es retractable elásticamente, siendo posible su retractación únicamente tras la reversibilidad del sistema tornillo-tuerca sin retorno elástico hacia una posición más en extensión.

El dispositivo termostático incluye, además, un elemento termostático 8 de seguridad con cera dilatable independiente y, a tal efecto, del mismo modo, el asiento 5 para el cono 2 incluye un disco central con un agujero central en el que está fijado el elemento
termostático 8; el disco central está unido a la parte anular del asiento 5 mediante uno o varios puentes de material que se extienden a lo largo de planos radiales con relación al faldón 21, entre los cuales se definen unos calados destinados a permitir transferencias del fluido entre el curto acceso 44 y la cámara 10. Una parte del elemento termostático 8, en este caso su copela 80 que contiene la cera, está situada directamente y mantenida fija en el conducto 14 que se extiende en la base 1' y, en consecuencia, en la corriente de fluido que recorre dicho conducto 14.

Otra parte del elemento termostático 8, con su pistón 81, está alojada en una brida 82 de forma general cilíndrica fijada a la parte fija del elemento termostático y que se extiende en el interior del faldón 21 como el pistón 81 en dirección del extremo del árbol de mando 73 fijado en el fondo 22 del cono; el pistón 81, que constituye aquí la parte móvil del elemento termostático, es relativamente corto, se prolonga en el interior de la brida 82 mediante un eje de maniobra 83 adaptado para extenderse en forma de saliente fuera del extremo libre de la brida 82 cuando la temperatura del fluido en el conducto 14 es superior a una temperatura predeterminada.

El eje de maniobra 83 incluye, del lado de la parte fija del elemento termostático, una base sometida a la acción de un muelle de retroceso 84 helicoidal comprimido entre dicha base y la cara interna del extremo libre de la brida 82; de este modo, cuando la temperatura de la corriente de fluido en la que se sumerge la copela del elemento termostático desciende tras una elongación del pistón 81 y del eje de maniobra 83, el eje 83 y el pistón 81 retroceden en posición retractada.

Además, un sensor de temperatura 9 que se extiende en forma de saliente en el conducto 34 de la base 1' a proximidad de la copela del elemento termostático es portado por la pared lateral de dicho conducto; la función de dicho sensor consiste en detectar la temperatura de la corriente de fluido en dicho conducto, y transmitir por respuesta una señal eléctrica de temperatura detectada en un ordenador (no representado) que pilota el motor 6. El ordenador que recibe dicha señal de temperatura detectada pilota el motor 6 con el fin de que éste accione el cono 2, bien proporcionalmente a la diferencia entre la señal de temperatura detectada y una señal de consigna de temperatura que genera habida cuenta, por ejemplo, de las condiciones de rodadura, y proporcionalmente pues a la diferencia entre la temperatura detectada y la temperatura de consigna, bien en función de otro algoritmo elegido no proporcional.

De este modo, el árbol de salida del motor 6 es accionado en rotación en un sentido o en otro en función del sentido de las variaciones de temperatura del fluido en el conducto 14 de la base 1' detectadas por el sensor 9, y desplaza, proporcionalmente a la diferencia entre las temperaturas o en función de otro algoritmo, el cono 2 en traslación en un sentido o en otro mediante el acoplamiento mecánico 7 inelástico con sistema tornillo-tuerca reversible.

En el caso de una elevación de temperatura, el movimiento del acoplamiento 7 es una retracción que provoca progresivamente una obturación del primer acceso 41 y una apertura del tercer acceso 43; en el caso de una reducción de temperatura, el movimiento del acoplamiento 7 es una extensión que provoca progresivamente una apertura del primer acceso 41 y una obturación del tercer acceso 43.

En el caso en que el motor 6, el sensor 9 o el ordenador, o cualquier otro elemento de la cadena de pilotaje situado entre el sensor y el motor tenga un fallo, y que, por ello, no se accione el cono en traslación en el sentido de la obturación del primer acceso 11 y de la apertura del tercer acceso 43 cuando debería accionarse habida cuenta la temperatura del fluido, la parte móvil del elemento termostático (es decir, su pistón) que se extiende y se retracta respectivamente según las elevaciones y disminuciones de temperatura en el conducto 14 de la base 1', toma el relevo del motor 6 para accionar en traslación el cono en cuanto la temperatura de la corriente del fluido sobrepasa un valor predeterminado, por ejemplo en 5ºC, la que debería haber provocado el accionamiento, mediante la cadena de accionamiento normal que incluye el sistema tornillo-tuerca (figura 2). Como el acoplamiento 7 es inelástico y el sistema tornillo-tuerca 71 es reversible, el movimiento de traslación del cono comunicado al árbol de mando 73 provoca, por medio del sistema tornillo-tuerca 71, una rotación del motor correspondiente al umbral cercano a 5ºC a la rotación que el motor debería haber efectuado; además, el cono 2 queda en la misma posición incluso en caso de enfriamiento del elemento termostático.

Se puede observar que, entonces, los modos de regulación prescritos por el ordenador ya no son conformes con las exigencias, y que se pueden crear señales de indicación de fallos.

Asimismo, se puede observar que el valor del umbral de temperatura que activa la intervención del elemento termostático 8 queda determinado por las características de las dos cadenas de accionamiento del cono 2 (la que incluye el motor y la que incluye el elemento termostático), así como por la distancia que separa, en funcionamiento normal, el extremo libre del eje de maniobra 83 de la del árbol de mando 73.

En un circuito de refrigeración de motor de combustión interna, por ejemplo de vehículo, son posibles distintas configuraciones.

En una primera configuración, la salida del motor de combustión interna está unida a la entrada de un radiador de refrigeración y a la de distintos aparatos, como un aerotermo, un intercambiador de aceite de caja de cambios y un intercambiador de aceite de motor, y el primer acceso 41 está unido a la línea de enlace entre, por una parte, el radiador y, por otra, el motor y dichos aparatos; esta es una entrada de fluido caliente. El segundo acceso 42 está unido a la salida de los aparatos mencionados anteriormente, siendo ésta una entrada de fluido menos caliente. El tercer acceso 43 está unido a la salida del radiador, por lo que se trata de una entrada de fluido frío. El cuarto acceso 44 está unido a la entrada del motor por medio de una bomba de circulación, siendo una salida de fluido que puede encontrarse a la temperatura del fluido que sale del motor o del fluido que sale del radiador, o a una temperatura inferior, según que el obturador abra completamente el primer acceso y cierre el tercero, o cierre el primer acceso, u ocupe una posición Intermedia, en función del algoritmo del ordenador, en este caso el ordenador de a bordo del vehículo.

En una segunda configuración, la salida del motor de combustión interna está unida al cuarto acceso 44, siendo una entrada de fluido caliente; el tercer acceso 43 está unido a la entrada del radiador de refrigeración, siendo una salida de fluido caliente, ya que está siempre más o menos en comunicación con el cuarto
acceso; el primer acceso 41 está unido a la entrada del motor por medio de la bomba, siendo por lo tanto una salida que, cuando dicho acceso no está obturado, es una salida de fluido caliente; el segundo acceso 42 está unido a la entrada de los demás aparatos ya mencionados, y se trata de una salida de fluido caliente ya que está siempre en comunicación con el cuarto acceso; la salida del radiador y la de los demás aparatos está unida asimismo a la entrada del motor por medio de la bomba. En este caso, el dispositivo termostático no asegura una función de mezclador, sino que reparte el fluido caliente de entrada entre el motor, el radiador y los demás aparatos, con el fin de que el motor reciba fluido refrigerante a la temperatura adecuada.

En ambos casos, se han previsto unos medios apropiados para comprobar que el dispositivo termostático está "abierto" (primer acceso 41 abierto) al arrancar el motor en frío.

El dispositivo termostático representado esquemáticamente en las figuras 3 y 4 es una válvula termostática con válvula de tres accesos de fluido o vías, que pueden ser entradas o salidas de fluido en función del circuito hidráulico en el que se inserta el dispositivo.

En las figuras 3 y 4 y en el resto del texto, los elementos correspondientes idéntica o aproximadamente a elementos de las figuras 1 y 2 de la parte anterior de la descripción, llevan las mismas referencias numéricas.

Este dispositivo termostático incluye una caja 1 que presenta una cámara 10 de forma general cilíndrica y un obturador 2' montado deslizante en la caja y formado por una válvula.

La cámara 10 incluye un primer acceso 41 obturable mediante la válvula 2' y, a tal efecto, presenta un asiento troncocónico 411 evasado hacia el exterior de la cámara con objeto de servir de apoyo a la pared lateral de la válvula; este primer acceso 41 se extiende en una pared de fondo de la cámara 10 y está centrado sobre el eje central longitudinal de la misma; es obturable mediante la válvula progresivamente desde una posición de la válvula en la que ésta está alejada del asiento 411 hasta una posición en la que se encuentra en apoyo en el asiento, y pudiendo abrirse progresivamente en sentido contrario.

En su extremo opuesto a aquel en que se extiende el primer acceso 41, la cámara presenta otro acceso 44 también centrado en el eje central longitudinal de la cámara, y que no puede obturarse.

La caja 1 está prevista para fijarse a una base 1' de caja a la que se pude fijar la caja mediante tornillos que atraviesan unas bridas respectivas de la caja 1 y de la base 1'; la cámara 10, cuya pared lateral está alojada, por lo menos en una parte de su longitud, en la base 1', se prolonga pues más allá de dicho otro acceso 44, mediante un conducto 14 que se extiende en la base 1' en la dirección del eje central longitudinal de la cámara 10. En la pared lateral de dicho conducto 14, desemboca un acceso adicional 43 que tampoco puede obturarse.

El primer acceso 41 es un orificio que se extiende en la parte lateral de la pared de un conducto 11 en una sola pieza junto con la caja, y que se extiende en dirección radial con relación a la cámara 10, del otro lado de la válvula 2'.

Para accionar la válvula 2' en traslación selectivamente en un sentido o en otro a lo largo de la prolongación del eje central longitudinal de la cámara 10, un accionador de motor 6 está fijado a la caja y, más concretamente, a la pared lateral del conducto 11 que desemboca en la cámara por el acceso obturable 41.

Dado que dicho motor 6 y su acoplamiento 7 que le une al obturador 2' son idénticos a los del modo de realización representado en las figuras 1 y 2, no se repetirá su descripción; simplemente, el árbol de mando 73 está fijado a la zona central de una válvula 2' en lugar de estar fijado a la zona central del fondo de un cono.

A tal efecto, la válvula 2' incluye un agujero central en el que está engatillado el árbol de mando 73.

Este dispositivo termostático incluye asimismo un elemento termostático 8 de seguridad con cera dilatable independiente; con objeto de portar este elemento termostático 8, la superficie interna de la zona de la pared lateral de la cámara 10 que está próxima al acceso 44 que desemboca en el conducto 14 de la base 1', presenta una garganta anular 102 en la que están engatillados los extremos de un guardamonte 85 que se extiende diametralmente en la cámara y con un agujero central en el que está fijado el elemento termostático 8.

Al igual que anteriormente, una parte del elemento termostático 8, a saber su copela 80 que contiene la cera, está situada directamente y mantenida fija en el conducto 14 que se extiende en la base 1' en la corriente de fluido que recorre dicho conducto 14. Dado que el montaje del elemento termostático 8 es idéntico al del modo de realización anteriormente descrito, no se repetirá su descripción.

Asimismo, al igual que en el modo de realización anteriormente descrito, un sensor de temperatura 9 que se extiende de forma saliente en el conducto 14 de la base 1' a proximidad inmediata de la copela del elemento termostático es portado por la pared lateral del conducto; dicho sensor se encuentra aproximadamente frente al acceso adicional 43; la función de dicho sensor es idéntica a la del sensor del modo de realización anterior.

De este modo, el árbol de salida del motor 6 es accionado en rotación en un sentido o en otro en función del sentido de las variaciones de temperatura del fluido en el conducto 14 de la base 1' detectadas por el sensor 9 y desplaza, proporcionalmente a la diferencia entre temperatura detectada y temperatura de consigna o en función de otro algoritmo, la válvula 2' en traslación en un sentido o en otro por medio del acoplamiento mecánico 7 inelástico con sistema tornillo-tuerca reversible.

En el caso de una elevación de temperatura, el movimiento del acoplamiento 7 es una retracción que provoca progresivamente la apertura del primer acceso 41; en el caso de una disminución de la temperatura, el movimiento del acoplamiento 7 es una dilatación que provoca progresivamente la obturación del primer acceso 41.

En caso de que el motor 6, el sensor 9, el ordenador o cualquier otro elemento de la cadena de pilotaje situado entre el sensor y el motor tuviera un fallo y de este modo la válvula 2' no se accionara en traslación en el sentido de apertura del primer acceso 41, cuando debería accionarse habida cuenta de la temperatura del fluido, la parte móvil del elemento termostático (es decir, su pistón), que se extiende asimismo y se retracta según la elevación y la reducción, respectivamente, de la temperatura en el conducto 14 de la base 1', toma el relevo del motor 6 para accionar en traslación la válvula en cuanto la temperatura de la corriente de fluido sobrepasa un umbral predeterminado, por ejemplo 5ºC, la que debería haber causado la activación por parte de la cadena de accionamiento normal que incluye el sistema tornillo-tuerca (figura 4). Dado que el acoplamiento 7 es inelástico y el soporte tornillo-tuerca 71 es reversible, el movimiento de traslación de la válvula 2' comunicado al árbol de mando 73 provoca, por medio del sistema tornillo-tuerca 71, una rotación del motor correspondiente al umbral cercano a 5ºC, a la rotación que el motor debería haber efectuado; la válvula 2' queda en la misma posición incluso en caso de enfriamiento del elemento termostático.

Al no cerrarse la válvula 2', los modos de regulación prescritos por el ordenador dejan de estar conformes con las exigencias, por lo que se pueden crear señales de indicación de fallo.

El valor del umbral de temperatura que activa la intervención del elemento termostático 8 queda determinado por las características de las dos cadenas de accionamiento de la válvula 2' (la que incluye el motor y la que incluye el elemento termostático), así como por la distancia que separa, en funcionamiento normal, el extremo libre del eje de maniobra 83 del del árbol de mando 73.

En un circuito de refrigeración de motor de combustión interna, por ejemplo de vehículo, son posibles distintas configuraciones.

En una primera configuración, la salida del motor de combustión interna está unida a la entrada de un radiador de refrigeración y a la de distintos aparatos, como un aerotermo, un intercambiador de aceite de caja de cambios y un intercambiador de aceite de motor, y el acceso adicional 43 está unido a la línea de enlace de dichos elementos; se trata pues de un acceso de entrada de líquido caliente. El primer acceso 41 está unido a la salida del radiador, por lo que es un acceso de entrada de líquido frío. El otro acceso 44 está unido a la entrada del motor por medio de una bomba de circulación, por lo que se trata de un acceso de salida de líquido caliente o templado, según que el primer acceso 41 esté obturado o no en función del algoritmo del ordenador. La salida del aerotermo y de los intercambiadores también está unida a una (otra) entrada de la bomba de circulación.

En una segunda configuración, la salida del motor a combustión interna está unida a la entrada del aerotermo y de los intercambiadores, así como al acceso adicional 43, por lo que se trata de un acceso de entrada de líquido caliente. El primer acceso 41 está unido a la entrada del radiador, por lo que se trata de un acceso de salida de líquido caliente. El otro acceso 44 está unido a la entrada del motor por medio de la bomba, por lo que se trata de una salida de líquido caliente; la salida del radiador está unida a la misma entrada de la bomba para aportarle líquido frío. La salida del aerotermo y de los intercambiadores está unida a otra entrada de la bomba. En este caso, el dispositivo termostático no asegura en sí una función de mezclador, sino que reparte el fluido caliente de entrada entre el motor y el radiador, con el fin de que el motor reciba fluido refrigerante a la temperatura adecuada.

También en estos dos casos, unos medios apropiados permiten comprobar que el dispositivo termostático está "abierto" al arrancar el motor en frío.

El dispositivo termostático representado esquemáticamente en la figura 5 es una válvula termostática de válvula plana idéntica al dispositivo de las figuras 3 y 4, salvo por el hecho de que permite, además, asegurar una función de doble paso; por ello, sólo se describen sus órganos adicionales con relación al dispositivo de las figuras 3 y 4, habiéndose señalado los órganos comunes en la figura mediante las mismas referencias numéricas. En esta variante del dispositivo de las figuras 3 y 4, la base 1' incluye interiormente, en el lado opuesto de su cara de apoyo para la caja 1 y más allá del sensor 9 y del acceso adicional 43 al tomar distancia de esta cara de apoyo, una cámara 10' en la alineación de la cámara 10 de la caja 1 y de mayor sección transversal que la de la zona interna del conducto 14 en el que está alojada la pared lateral de dicha cámara 10, con el fin de conectarse a la misma mediante un resalte. Además, la copela 80 del elemento termostático 8 se prolonga del lado opuesto al pistón 81 mediante un pie 86 al que está fijada una válvula de estanqueidad de doble paso 87 con forma de cubeta de mayor sección transversal que la zona interna del conducto 14 en la que está alojada la pared lateral de la cámara 10 de la caja 1 y cuyo fondo está del lado del resalte, con objeto de que este último constituya el asiento 11' de la válvula 87. En la cámara 10' de la base 1' desemboca naturalmente un acceso de doble paso 12'. Mediante dicho montaje, la válvula 87 de estanqueidad de doble paso está, por supuesto, en posición de mayor apertura cuando el obturador 2' está en posición de cierre, y en posición de cierre cuando el sensor 9 detecta una temperatura muy elevada.

Por supuesto, la invención no se limita a los modos de realización descritos y representados anteriormente, por lo que se podrán plantear otros sin salir de su marco, especialmente de las formas de realización adaptadas a otras aplicaciones, por ejemplo, en circuitos de circulación de aceite o de circulación de carburante de vehículos, así como en circuitos de calefacción o cualquier otra aplicación que incluya un circuito en el que circula un fluido cuya temperatura debe ajustarse.

Claims (10)

1. Dispositivo termostático que incluye una caja (1) que presenta una cámara (10) que incluye, por lo menos, dos accesos (41, 42, 43, 44; 41, 44) de fluido de los que por lo menos uno es obturable mediante un obturador (2; 2'), un motor (6) fijado a la caja y dotado de un árbol de salida móvil en rotación y con sentido de rotación reversible, unido mecánicamente al obturador mediante un acoplamiento (7) con sistema tornillo-tuerca (71) adaptado para accionar dicho obturador en traslación selectivamente en un sentido en el que obtura progresivamente el acceso obturable (41), y en un sentido en el que lo abre progresivamente, en función de la temperatura de una corriente de fluido que recorre el dispositivo detectada por un sensor (9), y un elemento termostático (8) de seguridad situado, por lo menos en parte, en la misma corriente de fluido y que incluye una parte móvil (81) adaptada para accionar en traslación el obturador cuando, tras un fallo, éste no ha sido accionado por el acoplamiento con sistema tornillo-tuerca y la temperatura de dicha corriente de fluido sobrepasa, en un valor predeterminado, la que debería haber provocado dicho accionamiento por el sistema tornillo-tuerca, caracterizado porque el motor (6) es de un tipo que presenta en reposo un par resistente, para permitir el mantenimiento de una posición de regulación; el acoplamiento (7) con sistema tornillo-tuerca (71) es sustancialmente inelástico y el sistema tornillo-tuerca es reversible con el fin de que, en caso de accionamiento en traslación del obturador (2; 2') por la parte móvil (81) del elemento termostático (8), el movimiento de traslación sea transmitido por el obturador al sistema tornillo-tuerca y provoque una rotación del motor (6).

2. Dispositivo termostático según la reivindicación 1, en el que el motor (6) es un motor eléctrico de un tipo que se alimenta eléctricamente en reposo para presentar entonces un par resistente notablemente superior a debido a los roces, por ejemplo un motor paso a paso o un motor sin colector llamado "motor tipo brushless".

3. Dispositivo termostático según la reivindicación 1, caracterizado porque el motor (6) es un motor paso a paso dotado de medios de codificación de posición.

4. Dispositivo termostático según la reivindicación 1, caracterizado porque el valor predeterminado es de alrededor de 5ºC.

5. Dispositivo termostático según la reivindicación 1, caracterizado porque incluye una caja (1) y una base (1') fijadas una a otra, incluyendo la base (1') un conducto (14) en el que desemboca un acceso (44) de la cámara que no es obturable y donde están situados, por lo menos en parte, un sensor (9) y una parte fija (80) del elemento termostático (8).

6. Dispositivo termostático según la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara (10) incluye dos accesos (41, 43) obturables mediante un obturador (2) formado por un cono accionado selectivamente en un sentido en el que obtura progresivamente uno de los accesos, abriendo progresivamente el otro, y a la inversa.

7. Dispositivo termostático según la reivindicación 6, caracterizado porque incluye, además, dos accesos (42, 44) que no son obturables mediante el obturador (2) y que están en comunicación de forma permanente.

8. Dispositivo termostático según la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara (10) incluye dos accesos (41, 44) de los que uno es obturable mediante un obturador (2') constituido por una válvula accionada selectivamente en un sentido en el que obtura progresivamente uno de los accesos, y a la inversa.

9. Dispositivo termostático según la reivindicación 8, caracterizado porque incluye una caja (1) y una base (1') fijadas una a otra, incluyendo la base (1') un conducto (14) en el que desemboca un acceso (44) de la cámara que no es obturable, en cuya pared lateral desemboca un acceso adicional (43) que tampoco es obturable.

10. Dispositivo termostático según la reivindicación 9, caracterizado porque el elemento termostático (8) incluye una copela (80) de la que es solidaria un válvula (87) de estanqueidad de doble paso, y la base (1') incluye interiormente una cámara (10') en la que desemboca un acceso de doble paso (12') y que está unida a la zona interna del conducto (14) mediante un asiento (11') para la válvula (87) de estanqueidad de doble paso, la cual se encuentra en posición de mayor apertura cuando el obturador (2') está en posición de cierre, y en posición de cierre cuando el sensor (9) detecta una temperatura muy elevada.