"Transducteurs" La présent* invention est relative à des transduc-
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forme nouvelle et avantageuse, ainsi que de systèmes incorporant ces transducteur? .
Conformément à un premier aspect de la présente invention, on a prévu un dispositif d'e�brayage qui comprend un élément d'embrayage tournant pour la réception ou la transmission d'une commande rotative, et un transducteur thermo-mécanique à mettre en action par apport de chaleur pour amener l'élément dans une position de réception ou de transmission de commande, ou pour l'écarter de celle-ci.
La forme préférée du transducteur est un logement rempli d'une matière, ordinairement une huile ou une cire, qui peut être expansée par la chaleur pour produire le mouvement. Un cire ou autre matière absorbant la chaleur, tout en subissant un changement d'état pour engendrer le mouvement, est particulièrement préférée. L'expansion ou dilatation du logement (qui est conçu de préférence sous la forme d'un soufflet ou d'un cylindre muni d:un piston) par la matière contenue dans celui-ci est aisément réalisée pour produire une poussée élevée sur une distance utile, bien que normalement courte.
Pour certaines applications, le transducteur peut être doté d'un circuit interne servant à la circulation d'un agent réfrigérant de moteur ou de tout autre fluide chauffant, en communication thermique avec la matière.
Une application importante du dispositif consiste en la commande du ventilateur de refroidissement rotatif du radiateur d'un moteur à combustion interne. Pour cette application, l'élément d'embrayage tournant peut être pourvu du ventilateur rotatif monté de façon à être commandé par cet élément et le transducteur peut être disposé de manière à amener l'élément d'embrayage dans une position de réception de commande, où il est en prise avec un élément d'entraînement tournant en continu.
Pour augmenter le degré de réponse du transducteur, des organes sont prévus de préférence pour favoriser le mouvement du fluide et augmenter ainei le degré d'échange de
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organes peuvent opérer pour prévoir un flux rapide de fluide chauffant, un flux turbulent de fluide chauffant (produit
par des obstructions, par exemple) ou les deux à la fois. Avantageusement, le transducteur est monté de façon à tourner avec la commande rotative et est construit pour faciliter le mouvement du fluide chauffant. Si le transducteur est monté pour exécuter une rotation, les meilleurs résultats sont obtenus en dotant le transducteur d'au moins une voie de passage interne, dont la forme et disposition sont telles qu'un effet de pompage centrifuge soit exercé sur le fluide chauffant.
Avantageusement, un dispositif d'embrayage conforme à l'invention comprend, en association avec celui-ci, un système de commande de flux d'agent réfrigérant, actif pour exposer le transducteur à un flux d'agent réfrigérant audessus de la température de transition ou ordre de température de la matière susceptible d'être expansée pour mettre
en action l'embrayage dans une voie, ainsi que pour exposer le transducteur à un flux d'agent réfrigérant au-dessous de la température de transition ou ordre de température de la matière pour mettre en action l'embrayage dans l'autre voie,
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uniquement lorsque la température de cet agent est supérieure à la température de transition ou ordre de température de la matière expansable, ainsi qu'une vanne active pour exposer le transducteur à un flux d'agent réfrigérant au-dessous de la température de transition ou ordre de température lorsque la vanne thermostatique est fermée.
La description ci-après, dans laquelle référence est faite aux dessins annexés, montre l'application au ventilateur de refroidissement d'un moteur et est donnée à titre d'exemple en se référant aux dessins annexés, dans lesquels:
la figura 1 est un schéma général d'un moteur diesel pourvu d'un système de refroidissement incorporant un premier dispositif d'embrayage conforme à la présente invention; la figure 2 reproduit en détail le dispositif d'embrayage de la figure 1 et l'équipement associé;
la figur? 3 est un second dispositif d'embrayage conforme à l'invention; et la figure 4 montre la disposition d'un troisième dispositif d'embrayage et d'un circuit de refroidissement de moteur.
En se référant à la figure 1., le moteur diesel 1 comprend un circuit de refroidissement conçu de façon que l'agent réfrigérant parvienne à un radiateur! en passant par le conduit 2 et retourne au moteur en empruntant le con-
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dissement 4 sensible à la température, pourvu d'un détecteur de température (figure 2), s'ouvre pour permettre à une petite partie de l'agent réfrigérant d'éviter le radiateur
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d'embrayage 8 associée à une poulie 9 commandée en continu
par le moteur. Le déplacement de la surface d'embrayage
dans une position de réception de commande, où elle est en prise avec la poulie, donne lieu à la commande du ventilateur par le moteur.
Ur. tube Sa est raccordé au conduit 5 et est situé dans un logement 10 en général cylindrique, garni d'un remplissage d'huile ou de cire 11, de façon que l'agent réfrigérant mis en dérivation circule avec le remplissage selon une relation d'échange de chaleur. La paroi périphérique du logement est munie, comme représenté, de profondes ondulations circonférentielles pour obtenir une forme semblable à un soufflet.
L'expansion du remplissage pendant le chauffage contraint le logement à se dilater axialement et à déplacer
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manière rotative sur un palier prévu à une extrémité du logement, jusqu'à ce que la surface d'embrayage porte contre la
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que cette poulie. A son extrémité opposée au ventilateur, le logement 10 est posé par une monture 12 sur un ressort hélicoïdal 13 qui contraint la monture 12 à entrer en contact avec l'intérieur de la paroi 14, d'une enveloppe à partir de laquelle saille le logement 10. La compression du ressort 13 libère
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palier.:, des tensions sévères qui peuvent résulter du chauffage
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La compression du ressort 13 force le siège 15, prévu à l'extrémité du tube Sa, à coopérer avec un pivot centrai 16 pour arrêter ou réduire la circulation d'agent réfrigérant dans le conduit .5 et limiter ainsi l'expansion ou dilatation du remplissage 11.
Au besoin, il peut être prévu un système de préchauffage (qui peut être électrique) et un dispositif de limite d'expansion (interrupteur ou vanne, tel que ceci est approprié) pour réduire la durée de réponse de l'appareil
et prévoir une compensation pour l'usure.
Dans la forme de réalisation de la figure 3, la voie de passage pour l'agent réfrigérant est composéed'une chambre cylindrique 201 pourvue d'une admission d'agent réfrigérant 202 communiquant avec une position axialement centrale de celle-ci, ainsi que d'une émission d'agent réfrigérant 203 communiquant avec la position périphérique de
la chambre.
Un transducteur est monté d'une manière rotative dans la chambre 201. Ce transducteur est sous la forme d'un cylindre 204 axialement court, rempli de cire de pétrole
205 moléculairement raffinée, dont l'ordre de fusion est d'en-
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Un piston 206 pourvu d'une bague d'étanchéité 207, monté pour exécuter une rotation avec le cylindre 204, retient la cire dans ce cylindre et est commandé extérieurement lorsque la cire fond, si bien qu'un ventilateur normalement fixe 208 est contraint par serrage d'établir une liaison de commande entre les faces d'embrayage 209 et 210 tournant en continu. L'adaptateur 214 sert à coupler l'appareil à un arbre d'entraînement, normalement l'arbre de commande d'un moteur dont
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Le ressort 211 sert à forcer le piston intérieurement dans le cylindre, de telle sorte qu'il en résulte des contractions de la cire. En l'absence de tout ressort, toute fuite entre le piston et le cylindre résulte en une introduction d'air ou d'agent réfrigérant.
Les tubes 215 partant de l'ouverture centrale.: 212 du piston et parvenant 3. sa périphérie, sont entourés de cire et sont munis de saillies métalliques externes 213 pour favoriser l'échange de chaleur entre la cire et l'agent réfrigérant dans les tubes. Eu égard à l'agent réfrigérant, le
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d'agent réfrigérant produit par l'effet de pompage centrifuge favorise le chauffage et le refroidissement rapide de la cire et, par conséquent, un engagement et dégagement rapide des faces
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Des modifications appropriées peuvent être apportées au montage si la cire de pétrole 205 est remplacée par une matière qui se contracte à la liquéfaction.
Dans la forme de réalisation de la figure 4, un élément actif 301, un embrayage 302 et un ventilateur 303 sont prévus pour favoriser le refroidissement de l'agent réfrigérant d'un moteur par un radiateur 304. La sortie d'agent réfrigérant
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L'entrée d'agent réfrigérant 202'est reliée au tube 303 par l'intermédiaire d'une soupape de non-retour 306, et également au tube d'afflux d'agent réfrigérant 307 aboutissant au côté plus chaud H du radiateur par l'intermédiaire d'une vanne thermostatique 308.
La vanne thermostatique 308 est du type soufflet rempli de cire et fait usage d'une cire qui fond à une tempé-
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nominale à laquelle l'élément actif entre en prise avec l'embrayage.
Lorsque l'afflux d'agent réfrigérant coté chaud H du radiateur atteint la température active de la vanne thermo-
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refoulée vers le tube de retour 305., par l'effet de pompage centrifuge de 1' élément actif. Comme la température de
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teur est obtenu. Si la température de l'agent réfrigérant circulant dans le tube d'afflux 307 s'est réduite pour fer-
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l'agent réfrigérant à partir du côté froid du radiateur,
par l'intermédiaire d'un tube 309 pourvu d'une soupape de non-retour 310, pour provoquer un dégagement positif rapide
de 1 embrayage 302. Le dispositif assure une protection raisonable contre un état équilibré impliquant le glissement de l'embrayage.
Tel que ceci se dégage nettement de ce qui précède ; les dispositifs précisément décrits en liaison avec lea dessins annexés, ne sunt donnés qu'à titre d'exemple, mais diverses modifications de ceux-ci sont possibles. Par exemple, la vanne 4 peut être supprimée, en particulier lorsque le remplissage est une cire dont le degré d'expansion volumineux est très élevé dans les limites d'un petit domaine de température.
REVENDICATIONS
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qu'il comprend un élément d'embrayage tournant pour la réception ou la transmission d'une commande rotative, ainsi qu'un transducteur thermo-mécanique à mettre en action par apport de chaleur pour amener l'élément dans une position de réception ou de transmission de la commande, ou pour l'écarter de celle-ci.
"Transducers" The present invention relates to transducers
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new and advantageous form, as well as systems incorporating these transducers? .
According to a first aspect of the present invention, there is provided a clutch device which comprises a rotating clutch element for receiving or transmitting a rotary drive, and a thermo-mechanical transducer to be put. in action by supplying heat to bring the element into a position for receiving or transmitting control, or to move it away therefrom.
The preferred form of the transducer is a housing filled with a material, usually an oil or wax, which can be expanded by heat to produce motion. Particularly preferred is wax or other heat-absorbing material while undergoing a change of state to generate movement. The expansion or expansion of the housing (which is preferably designed in the form of a bellows or cylinder with a piston) by the material contained therein is readily accomplished to produce high thrust over a distance. useful, although normally short.
For some applications, the transducer may have an internal circuit for circulating an engine coolant or other heating fluid in thermal communication with the material.
An important application of the device consists in controlling the rotary cooling fan of the radiator of an internal combustion engine. For this application, the rotating clutch element can be provided with the rotating fan mounted so as to be controlled by this element and the transducer can be arranged so as to bring the clutch element into a command receiving position, where it is engaged with a continuously rotating drive element.
To increase the degree of response of the transducer, members are preferably provided to promote movement of the fluid and thus increase the degree of exchange of fluid.
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organs can operate to provide a rapid flow of heating fluid, a turbulent flow of heating fluid (product
by obstructions, for example) or both at the same time. Advantageously, the transducer is mounted to rotate with the rotary control and is constructed to facilitate movement of the heating fluid. If the transducer is mounted for rotation, the best results are obtained by providing the transducer with at least one internal passageway, the shape and arrangement of which is such that a centrifugal pumping effect is exerted on the heating fluid.
Advantageously, a clutch device in accordance with the invention comprises, in association therewith, a system for controlling the flow of coolant, active to expose the transducer to a flow of coolant above the transition temperature. or order of temperature of the material capable of being expanded to put
in action the clutch in one way, as well as to expose the transducer to a flow of coolant below the transition temperature or temperature order of the material to activate the clutch in the other way,
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only when the temperature of this agent is above the transition temperature or temperature order of the expandable material, as well as an active valve to expose the transducer to a flow of coolant below the transition temperature or order temperature when the thermostatic valve is closed.
The following description, in which reference is made to the accompanying drawings, shows the application to the cooling fan of an engine and is given by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:
Figure 1 is a general diagram of a diesel engine provided with a cooling system incorporating a first clutch device according to the present invention; FIG. 2 shows in detail the clutch device of FIG. 1 and the associated equipment;
the figur? 3 is a second clutch device according to the invention; and Figure 4 shows the arrangement of a third clutch device and an engine cooling circuit.
Referring to Figure 1., the diesel engine 1 comprises a cooling circuit designed so that the coolant reaches a radiator! passing through duct 2 and returns to the engine via the con-
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temperature sensitive outlet 4, fitted with a temperature sensor (figure 2), opens to allow a small portion of the coolant to bypass the radiator
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clutch 8 associated with a continuously controlled pulley 9
by the engine. The displacement of the clutch surface
in a command receiving position, where it is engaged with the pulley, gives rise to the control of the fan by the motor.
Ur. Tube Sa is connected to the duct 5 and is located in a generally cylindrical housing 10, filled with an oil or wax filling 11, so that the refrigerant bypassed circulates with the filling in a relation heat exchange. The peripheral wall of the housing is provided, as shown, with deep circumferential undulations to obtain a shape similar to a bellows.
The expansion of the filling during heating forces the housing to expand axially and move
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rotatably on a bearing provided at one end of the housing, until the clutch surface bears against the
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than this pulley. At its end opposite the fan, the housing 10 is placed by a mount 12 on a helical spring 13 which forces the mount 12 to come into contact with the inside of the wall 14, of a casing from which the housing protrudes. 10. The compression of the spring 13 releases
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bearing.:, severe voltages which may result from heating
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The compression of the spring 13 forces the seat 15, provided at the end of the tube Sa, to cooperate with a central pivot 16 to stop or reduce the circulation of coolant in the duct .5 and thus limit the expansion or expansion of the filling 11.
If necessary, a preheating system (which may be electric) and an expansion limit device (switch or valve, as appropriate) can be provided to reduce the response time of the device.
and provide compensation for wear.
In the embodiment of Figure 3, the passageway for the coolant is composed of a cylindrical chamber 201 provided with a coolant inlet 202 communicating with an axially central position thereof, as well as 'an emission of coolant 203 communicating with the peripheral position of
bedroom.
A transducer is rotatably mounted in chamber 201. This transducer is in the form of an axially short cylinder 204 filled with petroleum wax.
205 molecularly refined, the order of fusion of which is of en-
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A piston 206 provided with a sealing ring 207, mounted to perform rotation with the cylinder 204, retains the wax in this cylinder and is externally driven when the wax melts, so that a normally fixed fan 208 is forced by it. clamping to establish a control connection between the clutch faces 209 and 210 continuously rotating. Adapter 214 is used to couple the device to a drive shaft, normally the drive shaft of a motor whose
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The spring 211 serves to force the piston internally into the cylinder, so that wax contractions result. In the absence of any spring, any leakage between the piston and the cylinder results in the introduction of air or coolant.
The tubes 215 starting from the central opening: 212 of the piston and reaching its periphery, are surrounded by wax and are provided with external metal projections 213 to promote the exchange of heat between the wax and the cooling agent in the tubes. tubes. With regard to the refrigerant, the
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of coolant produced by the centrifugal pumping effect promotes rapid heating and cooling of the wax and therefore rapid engagement and release of the faces
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Appropriate modifications can be made to the assembly if the petroleum wax 205 is replaced by a material which contracts on liquefaction.
In the embodiment of FIG. 4, an active element 301, a clutch 302 and a fan 303 are provided to promote the cooling of the coolant of an engine by a radiator 304. The coolant outlet
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The coolant inlet 202 ′ connects to tube 303 through a non-return valve 306, and also to coolant inflow tube 307 terminating at the hotter side H of the radiator through the heat sink. 'intermediary of a thermostatic valve 308.
Thermostatic valve 308 is of the bellows type filled with wax and uses a wax which melts at a temperature.
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rated at which the active element engages the clutch.
When the flow of coolant from the hot side H of the radiator reaches the active temperature of the thermo-valve
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returned to the return tube 305., by the centrifugal pumping effect of the active element. As the temperature of
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tor is obtained. If the temperature of the refrigerant circulating in the flow tube 307 has reduced to close
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the refrigerant from the cold side of the radiator,
via a tube 309 provided with a non-return valve 310, to cause rapid positive release
of 1 clutch 302. The device provides reasonable protection against a balanced condition involving slippage of the clutch.
As this emerges clearly from the above; the devices specifically described in connection with the accompanying drawings are given only by way of example, but various modifications thereof are possible. For example, the valve 4 can be omitted, in particular when the filling is a wax of which the degree of voluminous expansion is very high within a small temperature range.
CLAIMS
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that it comprises a rotating clutch element for receiving or transmitting a rotary control, as well as a thermo-mechanical transducer to be put into action by supplying heat to bring the element into a receiving or transmission of the command, or to deviate from it.