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La présente invention concerne un ensemble perfec- tionné .de thermostat et de relais destiné à fonctionner comme une structure unitaire et destiné à faciliter l'insertion de l'élément sensible à la température dans une masse de liquide en circulation, par exemple le liquida re,. froidissant d'un moteur à combustion interne.
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Selon l'invention, l'élément sensible à la température, par exemple un thermostat à contacts à colonne de mercure, est enfermé à l'intérieur d'une enveloppe métallique, laquelle peut être fixée de façon à pénétrer dans une masse de liquide, par exemple le liquide refroidissant d'un moteu combustion Interne, Le thermomètre, qui consiste normalement en un tube contenant une colonne de mercure, est sup- porté dans un puits d'immersion à l'aide du liquide refroi- lissant afin d'éviter la rupture du tube.
Une garniture conductrice de la chaleur entoure le réservoir? mercure l'intérieur de 1''enveloppe métallique, de sorte que le mercure est facilement sensible aux variations de température de la masse liquide,
Le tube du thermomètre est; maintenu centré à l'intérieur de l'enveloppe métallique et il est en outre protégé contre une rupture à l'aide d'un manchon, en fibre ou autre matière médiocre conductrice de la chaleur, qui entoure la plus grande partie du tube du thermomètre et est maintenu serré en position par la fixation de l'enveloppe métallique à un boîtier contenant le relais.
L'invention se propose notamment de réaliser un ensemble unitaire d'un thermomètre du type à immersion et d'un relais associé qui constitue un ensemble ramassé suscepti- ble d'être monté rapidement dans une position particulière et d'en être enlevé facilement aux fins d'examen ou de remplacement. ,
On décrira maintenant un mode préféré de réalisation de l'invention- en se référant au dessin annexé, dans lequel: la fig. 1 est une coupe verticale passant sensiblement par l'axe de l'ensemble du thermostat selon l'invention, la fig. 2 est une vue en plan par dessus de l'ensemble de la fig. 1, une partie du bottier étant arrachée,
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la fig. 3 est une coupe selon la ligne 3-3 de .la fi 1, et la fig. 4 est un schéma de câblage représentant l'ensemble des figs. 1 à3 installé en service.
L'ensemble représenté aux figs. 1 à 3 comprend de façon générale une pièce moulée cylindrique 10 manie à une extrémité d'une bride 11 sur laquelle.une base 12 d'un relais 13, est fixée par des vis 14, L'autre extrémité de la pièce moulée 10 a un diamètre réduit et munie d'un filetage extérieur 15 destiné à entrer en prise avec le taraudage d'une ouverture d'une section de conduit ou autre récipient à fluide 16. L'extrémité à bride de la pièce moulée ou corps.10. est évidée de façon à ménager un puits 17 dont l'extrémité fermée 18 présente un alésage axial 19 communiquant. avec un trou suralésé 20 s'étendant vers l'intérieur à partir de l'extrémité filetée du corps et dont le diamètre est légèrement supérieur à celui de l'alésage 19.
Un puits à immersion 24 constitué par une- enveloppe en forme de dé, a son extrémité ouverte brasée ou autrement fixée dans l'alésage 20. L'extrémité inférieure fermée du puits 21 a un diamètre réduit, comme représenté en22 de façon à constituer un épaulement ou rebord intermédiaire 23 à l'intérieur de l'enveloppe. Un thermostat 24 du type à colonne de mercure est agencé de façon à pouvoir être faci lement fixé en position centrée à l'intérieur du puits 21 et comporte un corps cylindrique présentant une extrémité inférieure 25 de plus faible diamètre, constituant unréservoir à mercure'qui s'étend dans l'extrémité réduite du puits 21. Le thermostat comprend aussi une seconde portion de diamètre réduit 26 qui délimite un second réservoir à mercure.
Un bourrelet annulaire 27 en une seule pièce avec le tube en verre du thermostat s'appuie contre une bague
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annulaire de compression 28 qui, à son tour, s'applique sur le rebord 23. Une seconde bague de compression 29, en une matière compressible, est placée de façon à reposer contre le côté opposé du bourrelet 27, contre lequel elle est serrée au moyen d'un manchon isolant 30 reçu télescopiquement dans le puits 17 et l'enveloppe 21. Ce manchon est maintenu en position en raison du contact de friction avec la paroi cylindrique de l'alésage 12 et du fait de son contact de butée avec la base 12 de l'ensemble de relais 13.
Lorsque cette base 12 est fixée sur la bride 11 du corps 10, elle exerce une légère pression dans le sens de la longueur du manchon 30 à l'effet de comprimer légèrement la bague élastique 29 et, par suite,de fixer le thermostat en position. La partie de diamètre réduit 22 du puits peut être remplie d'un composé conducteur de la chaleur approprié, tel qu'un mélange de graisse de silicone et de graphite destiné à constituer une garniture fortement sensible à la chaleur entre le réservoir à mercure 25 du.thermostat et le puits à immersion.
Une bobine 31 de chauffage électrique est enroulée autour du petit diamètre du thermostat délimitant le second réservoir à mercure 26. Cette bobine chauffante 31 sert à fournir périodiquement de la chaleur auxiliaire au thermostat,.dans un but qu'on expliquera par la suite. Un fil 32 conducteur de l'électricité et des fils de sortie 33 et 34 sont connectes à la bobiné 31 et sortent du manchon 30 à travers des Pentes 35 formées à son extrémité supérieure.
Le corps .du thermostat est représenté comme étant muni de deux contacts- espacés 36 et 37 connectés électriquement à la colonne de mercure du thermostat, de même qu'aux fils de sortie 38 et 39 respectivement, qui sortent à travers les fentes 35 du manchon 30.,
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On sa référera maintenant â l'ensemble de relais 13..
Il est fixé à la base 12 à l'intérieur d'un boîtier 40 qui est fixe à la base par des vis 41, Le relais proprement 'dit est de construction classique et comprend un aimant 42, une
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armature .3 pivotant sur un support i- et sollicitée à l'écart du noyau e l'aimant par un ressort de tension --6 Le mouvement sollicité de l'armature ,-,.,3,, est limité par une vis de butée réglable Jf2' Une plaque transversale 8 en une matière isolante, par exemple en ébonite ou autre matière. appropriée,, est fixée sur l'armature 43 à l'aide de rivets
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4¯ traversant une rondelle métallique 10. Sur les extrémités extérieures de la plaque'8. sont fixés des bras de contact 1,,2 qui sont m.us par l'armature de façon à venir au contact de contacts espacés 51aj 21b et 2a et 55.b et à s'er. écarter.
On se référera maintenant à la fig. 4 qui montre la schéma de câblage de l'ensemble du thermostat et du relais.
Le thermostat est représenté schématiquement dans une installation en service dans laquelle on désire qu'il actionne
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des signaux appropriés ou lampes 51 et . On suppose que l'enveloppe à immersion 21 de la fig. 1 est située de façon que son extrémité inférieure soit submergée à l'intérieur d'un fluide s'écoulant dans le conduit et que les signaux ou lampes servant à indiquer la condition de températurede ce fluide, la lampe 53 indiquant la température normale ou désirée du fluide et la lampe 54 étant destinée à indiquer la limite supérieure de la température du fluide.
Là bobine chauffante 31 associée au thermostat est
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connectée entre les lignes 5.2-:ili., positive et négative res-. pectivement d'alimentation en courant électrique à l'aide
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des conducteurs Jg,33, une résistance limite étant insérée dans le conducteur 33¯. Une résistance variable -r8 comman-
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dée à la main est insérée dans le conducteur 34 afin de permettre de faire varier la température de la bobine 31 et par. suite de. régler la position de réglage de la température du contact 36 du thermostat.
L'aimant 42 du relais est connecté entre- les lignes 55 et 56 à l'aide de conducteurs 59 et 60 et son excitation est commandée par ,le circuit shunt composé des conducteurs 38, et 39 qui partent des électrodes 36 et 37 du thermostat 24 et sont réunis aux conducteurs 52 et 60 sur les côtés opposés de l'électro... aimant 42. Une résistance appropriée 61 est intercalée dans le conducteur et une résistance analogue 62 est intercalée dans le conducteur 60, ces résistances étant de préférence fixées sur la base 12 de l'ensemble de relais.
Tant que la colonne de mercure du thermostat 24 reste au dessous de l'électrode 37 du thermostat, l'aimant 42 du relais est excité et les contacts .±1,52 s'appliquent contre les contacts fixes 52a, 52b, en établissant ainsi un circuit d'excitation pour le signal ou la lampe 53, Si et lorsque la colonne de mercure vient au contact de l'électrode 34 du thermostat, le circuit shunt est établi de façon à court.
circuiter l'aimant 42 et par suite permettre au ressort 46 d'amener l'armature du relais dans une position où elle férue les contacts 51a, 51g de façon à allumer la lampe 54, Naturellement, le circuit avertisseur n'est donné qu'à titr d'exemple de circuits de travail connectés par les 'contadts fila , 51b et 52a 52b. On pourrait évidemment remplacer les lampes il et par divers autres dispositifs électriques.
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The present invention relates to an improved thermostat and relay assembly for functioning as a unitary structure and for facilitating the insertion of the temperature sensitive element into a body of circulating liquid, for example liquida re. ,. cooling of an internal combustion engine.
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According to the invention, the temperature-sensitive element, for example a thermostat with mercury column contacts, is enclosed inside a metal casing, which can be fixed so as to penetrate into a mass of liquid, for example the cooling liquid of an internal combustion engine, The thermometer, which normally consists of a tube containing a column of mercury, is sup- ported in an immersion well with the aid of the cooling liquid in order to avoid rupture of the tube.
Is there a heat conductive gasket around the tank? mercury inside the metal casing, so that mercury is easily sensitive to temperature variations of the liquid mass,
The thermometer tube is; kept centered within the metal casing and further protected against breakage by a sleeve, of fiber or other poor heat conductive material, which surrounds most of the thermometer tube and is held tight in position by attaching the metal casing to a housing containing the relay.
The invention proposes in particular to provide a unitary assembly of a thermometer of the immersion type and of an associated relay which constitutes a collected assembly capable of being mounted rapidly in a particular position and of being easily removed therefrom. for review or replacement. ,
A preferred embodiment of the invention will now be described with reference to the accompanying drawing, in which: FIG. 1 is a vertical section passing substantially through the axis of the thermostat assembly according to the invention, FIG. 2 is a plan view from above of the assembly of FIG. 1, part of the bootmaker being torn off,
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fig. 3 is a section along line 3-3 of .la fi 1, and FIG. 4 is a wiring diagram showing all of Figs. 1 to 3 installed in service.
The assembly shown in figs. 1 to 3 generally comprises a cylindrical molded part 10 operated at one end of a flange 11 on which a base 12 of a relay 13 is fixed by screws 14, The other end of the molded part 10 has a reduced diameter and provided with an external thread 15 for engaging the thread of an opening of a section of conduit or other fluid container 16. The flanged end of the molding or body.10. is recessed so as to provide a well 17 whose closed end 18 has an axial bore 19 communicating. with an overbore hole 20 extending inwardly from the threaded end of the body and slightly larger in diameter than the bore 19.
A dip well 24 consisting of a die-shaped casing, has its open end brazed or otherwise secured in the bore 20. The closed lower end of the well 21 has a reduced diameter, as shown at 22 so as to provide a small diameter. shoulder or intermediate rim 23 inside the casing. A thermostat 24 of the mercury column type is arranged so that it can be easily fixed in a centered position inside the well 21 and comprises a cylindrical body having a lower end 25 of smaller diameter, constituting a mercury tank which extends into the reduced end of the well 21. The thermostat also comprises a second portion of reduced diameter 26 which delimits a second mercury reservoir.
A one-piece annular bead 27 with the thermostat glass tube rests against a ring
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compression ring 28 which, in turn, rests on the flange 23. A second compression ring 29, of compressible material, is placed so as to rest against the opposite side of the bead 27, against which it is clamped. by means of an insulating sleeve 30 telescopically received in the well 17 and the casing 21. This sleeve is held in position due to the frictional contact with the cylindrical wall of the bore 12 and due to its abutment contact with the base 12 of relay assembly 13.
When this base 12 is fixed to the flange 11 of the body 10, it exerts a slight pressure in the direction of the length of the sleeve 30 in order to slightly compress the elastic ring 29 and, consequently, to fix the thermostat in position . The reduced diameter portion 22 of the well may be filled with a suitable heat-conducting compound, such as a mixture of silicone grease and graphite to provide a highly heat-sensitive liner between the mercury reservoir 25 of the well. .thermostat and immersion well.
An electric heating coil 31 is wound around the small diameter of the thermostat delimiting the second mercury reservoir 26. This heating coil 31 is used to periodically supply auxiliary heat to the thermostat, for a purpose which will be explained later. An electrically conductive wire 32 and lead wires 33 and 34 are connected to the coil 31 and exit from the sleeve 30 through Slopes 35 formed at its upper end.
The body of the thermostat is shown as having two spaced contacts 36 and 37 electrically connected to the mercury column of the thermostat, as well as to leads 38 and 39 respectively, which exit through slots 35 of the sleeve. 30.,
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We will now refer to the relay set 13.
It is fixed to the base 12 inside a housing 40 which is fixed to the base by screws 41. The relay itself is of conventional construction and comprises a magnet 42, a
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armature .3 pivoting on a support i- and biased away from the core e the magnet by a tension spring --6 The requested movement of the armature, -,., 3 ,, is limited by a adjustable stop Jf2 'A transverse plate 8 made of an insulating material, for example ebonite or other material. suitable ,, is fixed to the frame 43 with rivets
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4¯ passing through a metal washer 10. On the outer ends of the plate'8. are fixed contact arms 1,, 2 which are m.us by the frame so as to come into contact with spaced contacts 51aj 21b and 2a and 55.b and to er. remove.
Reference will now be made to FIG. 4 which shows the wiring diagram of the thermostat and relay assembly.
The thermostat is shown schematically in an installation in service in which it is desired to activate
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appropriate signals or lamps 51 and. It is assumed that the immersion jacket 21 of FIG. 1 is located so that its lower end is submerged within a fluid flowing in the conduit and the signals or lamps serving to indicate the temperature condition of this fluid, the lamp 53 indicating the normal or desired temperature fluid and the lamp 54 being intended to indicate the upper limit of the temperature of the fluid.
The heating coil 31 associated with the thermostat is
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connected between lines 5.2-: ili., positive and negative res-. power supply by means of
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conductors Jg, 33, a limiting resistor being inserted in the conductor 33¯. A variable resistor -r8 controls
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Dée by hand is inserted into the conductor 34 in order to allow the temperature of the coil 31 to be varied and by. Following. adjust the temperature adjustment position of thermostat contact 36.
The magnet 42 of the relay is connected between the lines 55 and 56 by means of conductors 59 and 60 and its excitation is controlled by, the shunt circuit composed of the conductors 38, and 39 which leave the electrodes 36 and 37 of the thermostat 24 and are joined to the conductors 52 and 60 on opposite sides of the electromagnet 42. A suitable resistor 61 is interposed in the conductor and a similar resistor 62 is interposed in the conductor 60, these resistors preferably being fixed. on the base 12 of the relay assembly.
As long as the mercury column of the thermostat 24 remains below the electrode 37 of the thermostat, the magnet 42 of the relay is energized and the contacts. ± 1.52 apply against the fixed contacts 52a, 52b, thus establishing an excitation circuit for the signal or the lamp 53, If and when the mercury column comes into contact with the electrode 34 of the thermostat, the shunt circuit is established in a short manner.
circuit the magnet 42 and consequently allow the spring 46 to bring the armature of the relay into a position where it passes the contacts 51a, 51g so as to light the lamp 54. Naturally, the warning circuit is only given as an example of working circuits connected by the 'contadts fila, 51b and 52a 52b. The lamps could obviously be replaced by various other electrical devices.