ES2309256T3 - Dispositivo de accionamiento electrotermico. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo (1) actuador electrotérmico que comprende - un actuador (6) térmico que tiene un cuerpo (8) que contiene un material (MD) térmicamente expansible, un pistón (7) parcialmente introducido en dicho material expansible y medios (MT) de sellado que operan entre dicho cuerpo (8) y dicho pistón (7), - un calentador (10) eléctrico, que puede calentar dicho cuerpo (8) con el fin de producir un aumento en el volumen de dicho material (MD) expansible, y desplazar dicho pistón (7), - un árbol (3) que puede deslizarse tras el desplazamiento de dicho pistón (7), - terminales (11, 12) eléctricos para alimentar dicho calentador (10), en el que - dicho cuerpo (8) y dicho calentador (10) están dispuestos en una cavidad (Z1, Z2) interna de una caja (2) del dispositivo (1), - dicho árbol (3) tiene una primera parte (3A) constantemente dispuesta dentro de dicha cavidad (Z1, Z2) y una segunda parte que puede salir al exterior de dicha cavidad (Z1, Z2) a través de un paso formado en un extremo de dicha caja (2), - dichos terminales (11, 12) tienen cada uno una primera parte colocada dentro de dicha cavidad (Z1, Z2) y una segunda parte que sobresale fuera de dicha cavidad (Z1, Z2), - dicha caja (2) está formada por al menos dos semicarcasas o piezas (2A, 2B) acopladas o unidas entre sí, estando presente un área de unión entre dichas piezas (2A, 2B), área que está formada por dos superficies (S) de unión dirigidas una hacia otra, perteneciendo cada superficie a una de dichas piezas, caracterizado porque se prevén medios (15, G; 31, G1; 31, G2; 31; R, 40) de sellado dispuestos de manera operativa entre dichas superficies (S) de unión y que cooperan con una pieza (2A, 2B) respectiva de la caja (2) con el fin de aislar herméticamente al menos una parte (Z2) de dicha cavidad (Z1, Z2) interna con respecto al entorno externo, donde está definido un asiento (16, SG; 30, SG; 30, SG2; 30; SR) en la superficie (S) de unión de al menos una (2B) de dichas dos piezas, para alojar parcialmente dichos medios (15, G; 31, G1; 31, G2; 31, R, 40) de sellado.

Description

Dispositivo de accionamiento electrotérmico.

La presente invención se refiere a un dispositivo actuador electrotérmico.

Los dispositivos del tipo indicado, también conocidos como actuadores térmicos, comprenden habitualmente una caja, fabricada por ejemplo a partir de material termoplástico, dentro de la que están contenidos un cabezal térmico y, al menos parcialmente, un árbol de accionamiento.

El cabezal comprende un cuerpo fabricado a partir de un material conductor eléctrica y térmicamente (tal como acero), que contiene un material térmicamente expansible (como por ejemplo una cera) dentro del que está introducido un pistón al menos parcialmente; dicho cuerpo está en contacto con un calentador eléctrico, normalmente una resistencia PTC, alimentada eléctricamente a través de dos terminales.

En algunos casos, los actuadores térmicos del tipo anterior fallan, debido al ataque provocado por agentes externos presentes en el aire.

Por el documento WO9832141, sobre el que se basa el preámbulo de la reivindicación 1, se conoce un actuador térmico del tipo indicado, cuya caja está rellena de material apto para aislar del entorno componentes sometidos a tensión eléctrica.

Dicho material puede reticularse para formar una espuma elástica y compresible, es decir, que tenga una resistencia mecánica reducida frente al desgarro. De este modo, tras el primer ciclo de funcionamiento del actuador térmico, la parte del material aislante que reviste los componentes móviles del actuador térmico puede desgarrarse, mientras que la parte restante del material aislante dentro de la caja no se rompe, de modo que reviste los componente eléctricos fijos y los protege frente a los agentes potencialmente dañinos presentes en el aire ambiente.

La presente invención tiene el objetivo general de realizar técnicas nuevas para obtener el aislamiento de los componentes internos de un actuador térmico, y concretamente de sus partes eléctricas, con respecto al entorno externo.

Este y otros objetivos, que se harán evidentes a continuación, se consiguen según la invención mediante un dispositivo actuador electrotérmico que tiene las características de las reivindicaciones anexas, que deben considerarse como una parte integrante de la presente descripción.

Objetivos, características y ventajas adicionales de la presente invención surgirán a partir de la siguiente descripción detallada y a partir de los dibujos anexos, que se proporcionan como un mero ejemplo, no limitativo, en los que:

- la figura 1 es una primera vista en alzado de un actuador térmico fabricado según una primera realización de la invención;

- la figura 2 es una segunda vista del actuador térmico de la figura 1;

- la figura 3 es una vista desde arriba del actuador térmico de la figura 1;

- la figura 4 es una sección según la línea IV-IV de la figura 3;

- la figura 5 es una vista en perspectiva del actuador térmico de la figura 1, con la caja respectiva abierta;

- la figura 6 es una vista en despiece ordenado de algunos componentes del actuador térmico de la figura 1;

- la figura 7 es una vista en perspectiva de un actuador térmico fabricado según una segunda realización de la invención, con la caja respectiva abierta;

- la figura 8 es una vista en despiece ordenado de algunos componentes del actuador térmico de la figura 7;

- la figura 9 es una vista en perspectiva de dos partes que constituyen la caja del actuador térmico de la figura 7;

- la figura 10 es una vista en perspectiva de un actuador térmico fabricado según una tercera realización de la invención, con la caja respectiva abierta;

- la figura 11 es una vista en despiece ordenado de algunos componentes del actuador térmico de la figura 10;

- la figura 12 es una sección que es similar a la de la figura 4, del actuador térmico de la figura 10;

- la figura 13 es una primera vista en alzado de un actuador térmico fabricado según una cuarta realización de la invención;

- la figura 14 es una sección según la línea XIV-XIV de la figura 13;

- la figura 15 es una vista en perspectiva del actuador térmico de la figura 13, con la caja respectiva abierta;

- la figura 16 es una vista en despiece ordenado de algunos componentes del actuador térmico de la figura 13;

- la figura 17 es una vista en perspectiva de dos partes que constituyen la caja del actuador térmico de la figura 13, según una variante de este último;

- la figura 18 es unan vista en despiece ordenado de una parte de la figura 17;

- la figura 19 es una sección que es similar a la de la figura 4, del actuador térmico según la variante de las figuras 18 y 19;

- la figura 20 es una vista en alzado de un actuador térmico fabricado según una quinta realización de la invención;

- la figura 21 es una sección según la línea XXI-XXI de la figura 20;

- la figura 22 es una vista en perspectiva del actuador térmico de la figura 20, con la caja respectiva abierta;

- la figura 23 es una vista en perspectiva de dos partes que constituyen la caja del actuador térmico de la figura 20.

Las figuras 1 a 6 representan una primera realización de un dispositivo actuador electrotérmico o actuador térmico fabricado según la invención.

El dispositivo actuador térmico, indicado con 1 en conjunto, comprende una caja 2 externa formada por dos semicarcasas 2A y 2B fabricadas a partir de material termoplástico. Cada semicarcasa 2A, 2B tiene medios de acoplamiento diseñados para cooperar con medios de acoplamiento análogos de la otra semicarcasa; en particular, en el caso ejemplificado, tales medios de acoplamiento mutuo están representados por aletas AL elásticas, estando diseñada cada una de ellas para cooperar con un diente DE de acoplamiento respectivo; la forma de tales aletas AL y dientes DE es visible en particular en la figura 6. Sobre las superficies de las semicarcasas 2A, 2B destinadas a coincidir, indicadas con S, también están definidos vástagos P sobresalientes y cavidades SP, cuyas funciones se harán más evidentes a continuación.

En un extremo longitudinal de la caja 2 está definida una abertura, de la que sale una parte de un árbol 3 de accionamiento. Cada semicarcasa 2A, 2B define un soporte 4 respectivo, que tiene orificios 5, a través de los que puede fijarse la caja 2 mediante tornillos u otros medios de fijación conocidos a una parte estacionaria del aparato sobre el que está ensamblado y/o se usa el actuador 1 térmico.

Dentro del cuerpo 2 está alojado un actuador térmico, al que a continuación en el presente documento se hará referencia como cabezal térmico, indicado con 6 en conjunto, que comprende al menos un pistón 7 o elemento de empuje respectivo; un extremo de pistón 7 está retenido dentro del cuerpo del cabezal térmico, indicado con 8, mientras que su otro extremo sale del mismo, a través de medios de sellado adecuados (indicados con MT en la figura 4), para operar un empuje del árbol 3; preferiblemente, el pistón 7 está introducido al menos parcialmente en y está en contacto con una cera MD u otro material térmicamente expansible que está dentro del cuerpo 8.

El cuerpo 8 del cabezal 6 se mantiene, de una manera conocida, en una posición apropiada dentro de la caja 2, dentro de la que también está dispuesto el árbol 3 al menos parcialmente. Este último puede moverse bajo la acción del pistón 7, contra la fuerza de un resorte 9 dispuesto dentro de la caja 2, entre la parte superior de esta última y un ensanchamiento 3A del árbol 3; como puede observarse en la figura 4, en correspondencia con el ensanchamiento 3A, el extremo del árbol 3 tiene una concavidad dentro de la que está colocado el extremo del cuerpo 8 desde el que sale el pistón 7; el otro extremo del árbol 3 sale de la abertura citada anteriormente de la caja 2.

El número 10 de referencia designa un elemento de calentamiento para el cabezal 6 térmico, como por ejemplo un termistor PTC o de coeficiente de temperatura positivo, mientras que 11 y 12 designan dos terminales de suministro eléctrico. Los terminales 11 y 12 tienen cada uno una parte interna respectiva, que está alojada dentro de la caja 2; tales partes internas de los terminales 11 y 12 tienen láminas elásticas respectivas para el contacto eléctrico con el elemento 10 de calentamiento y con el cuerpo 8 del cabezal 6, que está fabricado a partir de un material conductor eléctrica y térmicamente, como por ejemplo acero; de este modo, puede determinarse una continuidad eléctrica a lo largo del terminal 12, el cabezal 6, el elemento 10 de calentamiento y el terminal 11.

Preferiblemente, las dos semicarcasas 2A y 2B están realizadas de modo que al menos una parte de las superficies S respectivas puedan acoplarse de manera recíproca en correspondencia con un plano que cruza de manera axial el cabezal 6 térmico y/o el árbol 3 de accionamiento.

El tipo y el funcionamiento del dispositivo 1 se conocen en sí; de forma breve, mediante el suministro eléctrico a los terminales 11 y 12, el elemento 10 de calentamiento genera calor, que se transfiere al cuerpo 8 del cabezal 6, para provocar la expansión de un material adecuado, como por ejemplo una cera, contenido dentro del mismo cuerpo 8. Dicha expansión provoca un movimiento lineal del pistón 7, que a su vez genera un empuje sobre el árbol 3; dicho movimiento continúa hasta que el ensanchamiento 3A del árbol 3 choca con un tope 13 respectivo definido dentro de la caja 2. Tras la finalización del suministro eléctrico a los terminales 11 y 12, el calentador 10 se enfría progresivamente, y lo mismo ocurre para la cera, que de este modo se contrae; el pistón 8 y el árbol 3 vuelven a la posición de reposo inicial, en virtud de la acción del resorte 9.

Según un aspecto importante, en la realización de la invención a la que se refieren las figuras 1 a 6, el cuerpo 8 está dotado preferiblemente de un perfil circular de sellado, o una garganta o asiento circular que puede recibir una junta anular elástica, preferiblemente una junta de tipo tórico; el asiento circular citado y la junta respectiva están indicados con 8A y 15, respectivamente, por ejemplo en figura 6. El asiento 8A está situado cerca de una parte del cuerpo 8 que tiene una sección cuadrangular, o de cualquier modo cerca de una parte del cuerpo 8 que tenga caras planas.

Según otro aspecto, en la realización de las figuras 1 a 6, la cavidad interna de la caja 2 está subdividida en dos zonas de funcionamiento, indicadas con Z1 y Z2 en las figuras 4 a 6, por medio de una pared intermedia. La pared intermedia citada está formada por la conexión de las dos mitades 2A' y 2B' de pared, definidas respectivamente por las semicarcasas 2A y 2B, como puede observarse por ejemplo en la figura 5.

Como puede imaginarse por ejemplo a partir de la figura 4 ó 5, la zona Z1 está destinada a contener los elementos móviles y realmente mecánicos del actuador 1 térmico, es decir, el árbol 3 y el resorte 9, así como la parte frontal del cabezal 6; la zona Z2 está destinada en su lugar a contener los elementos realmente eléctricos, es decir, el calentador 10, la parte interna de los terminales 11, 12 y la parte predominante del cuerpo 8 del cabezal 6.

Las mitades 2A' y 2B' de pared anteriormente mencionadas se extienden desde la parte inferior de las semicarcasas 2A y 2B respectivas hasta la altura de las superficies S respectivas, o hasta el plano definido por las superficies S; como resultará a continuación, en la parte superior de las mitades 2A' y 2B' de pared están presentes asientos respectivos para alojar una parte del cabezal 6 térmico o una parte de los medios 15 de sellado respectivos. En cada mitad 2A', 2B' de pared, que preferiblemente forma una parte de la superficie S de la semicarcasa respectiva, está definido un asiento 16 semicircular, que es visible por ejemplo en las figuras 5 y 6; en el ejemplo no limitativo de dichas figuras, el asiento 16 semicircular está dotado de dos rebordes, para mejorar la colocación y/o el sellado de la junta 15 (sin embargo, dichos rebordes podrían estar presentes sólo en parte, u omitirse completamente).

Mediante el acoplamiento de las dos semicarcasas 2A, 2B, y por tanto, las mitades 2A' y 2B' de pared, los asientos 16 forman un alojamiento circular para la junta 15 que está montada sobre el cuerpo 8 del cabezal 6; la junta 15 opera por tanto un sellado, al menos un sellado radial entre el cuerpo 8 del cabezal 6 y dicho alojamiento circular, y por tanto entre el cuerpo 8 y el cuerpo 2 del dispositivo 1.

En las realizaciones de las figuras 1 a 6, se proporciona una junta de sellado perimetral, indicada con G, que opera en asientos SG realizados a lo largo de una parte de las superficies S de las semicarcasas 2A, 2B destinadas a coincidir, concretamente a lo largo de la parte que pertenece a la zona Z2. Como puede observarse por ejemplo en las figuras 4 y 5, la junta G también está prevista para cooperar en el sellado con la junta 15 anular, montada sobre el cuerpo 8 del cabezal 6; para este fin, y como puede observarse en la figura 6, la junta G tiene dos extremos EG conformados para coincidir con la sección conformada de la junta 15, por ejemplo a través de una interferencia elástica; en el caso ejemplificado en la figura 6, los extremos EG tienen para ese fin una forma ligeramente ampliada y/o definen una concavidad.

La junta G perimetral elástica puede moldearse ventajosamente sobre, o moldearse conjuntamente con, una de las dos semicarcasas, por ejemplo la semicarcasa 2B, para rodear la parte respectiva de la zona Z2 que alberga los elementos eléctricos, y por tanto para extenderse al menos en parte también sobre la mitad 2B' de pared respectiva, como puede observarse en las figuras 5 y 6; para ese fin, la semicarcasa 2B está equipada con un asiento SG adecuado, sobre el que puede moldearse la junta G o con el que puede moldearse la misma; también la otra semicarcasa, es decir la semicarcasa 2A, tendrá preferiblemente un asiento respectivo, también indicado con SG, destinado a recibir y cooperar en el sellado con la junta G llevado a cabo por la semicarcasa 2B. Claramente, la junta G podría obtenerse como un elemento separado de las semicarcasas, para luego insertarse en el asiento SG respectivo.

Según otro aspecto importante de la invención, en la versión ejemplificada en las figuras 1 a 6, la semicarcasa 2B define un saliente, o una parte 18 tubular sobresaliente, desde la que salen las partes de los terminales 11, 12 que son externas a la caja 2, estando destinadas dichas partes a la conexión con cables o conectores eléctricos, no mostrados, para alimentar el calentador 10. Como puede observarse, por ejemplo a partir de la figura 1, la parte 18 tubular rodea las partes externas citadas de los terminales 11, 12, que de manera conveniente se conforman como un "faston"; la parte 18 tiene sobre la superficie externa respectiva una garganta o asiento perimetral, indicado con 18A en las figuras 5 y 6. De manera favorable, en una versión preferente, los extremos externos de los terminales 11, 12 y la parte 18 tubular pueden estar fabricados o conformados como un conector eléctrico estándar, tal como un conector Rast 5 o Rast 2,5.

La parte 18 tubular tiene la función de cooperar con un elemento de sellado externo, indicado con 19 en la figura 6, al menos parcialmente elástico, que es adecuado para su inserción sobre la misma parte 18. En el ejemplo, el elemento 19 externo tiene una forma hueca apta para conectar con sellado el perfil de la parte 18 tubular con el perfil del conductor o cable eléctrico que va a cablearse con los terminales 11 y 12.

Cerca del extremo de mayor sección del elemento 19, está definida internamente una proyección 19A perimetral, destinada a acoplarse elásticamente con o de otro modo entrar en el asiento 18A que está sobre la parte 18 tubular, para fines de sellado. El otro extremo del elemento 19 de sellado externo es sustancialmente cilíndrico o está conformado de otro modo para adaptarse de manera elástica sobre al menos un conductor o cable eléctrico pasante, con el fin de llevar a cabo un sellado sobre este último.

El ensamblaje del actuador 1 térmico de las figuras 1 a 6 es muy sencillo de realizar.

La junta G se inserta en o se moldea conjuntamente con el asiento SG de la semicarcasa 2B; a continuación en la parte de la zona Z2 definida por la semicarcasa 2B, se montan entonces los terminales 11, 12, el calentador 10, el cabezal 6 y la junta 15; preferiblemente, la junta 15 se monta previamente sobre el cabezal 6, en correspondencia con el asiento 8A respectivo, o se coloca en correspondencia con el asiento 16 durante las operaciones de montaje anteriores del cabezal 6 en el cuerpo 2 o la semicarcasa 2B.

En caso de que el asiento 8A permita el movimiento de la junta 15, durante el montaje del cabezal 6 se tendrá cuidado para verificar que la junta 15 está colocada en correspondencia con el asiento 16 respectivo de la mitad 2B' de pared, y de modo que la misma junta 15 esté acoplada de manera operativa con los extremos EG de la junta G.

Tras el ensamblaje del árbol 3 y del resorte 9 dentro de la semicarcasa 2B, también realizado de una manera conocida, la semicarcasa 2A se acopla con la semicarcasa 2B. Tal operación se lleva a cabo para garantizar que dentro del asiento 16 de la mitad 2A' de pared se inserta la parte respectiva de la junta 15 y dentro del SG de la semicarcasa 2A se inserta la parte respectiva de la junta G. La fijación mutua entre las dos semicarcasas 2A, 2B se obtiene mediante el enganche de las aletas AL y los dientes DE de la semicarcasa 2B con las aletas AL y los dientes DE de la semicarcasa 2A; la colocación recíproca precisa de las dos semicarcasas se obtiene y garantiza por el acoplamiento de vástagos P y cavidades SP de las mismas semicarcasas.

Tras la formación de la caja 2, tal como se describió anteriormente, dentro de esta última se formarán las dos zonas Z1 y Z2, estando aislada la zona Z2 del entorno externo por las juntas 15 y G.

Debe observarse que la parte frontal del cuerpo 8 del cabezal 6 penetrará hasta la zona Z1; el sellado en el área en la que el cuerpo 8 cruza la pared divisoria formada por las mitades 2A', 2B' de pared se garantiza por la junta 15, que opera para formar un sello estando definidos los asientos 16 en las mismas mitades de pared.

El hecho de que la parte frontal del cuerpo 8 pueda salir hacia la zona Z1 permite, conjuntamente con la presencia de la concavidad anteriormente mencionada de la parte 3A del árbol 3, usar un cabezal 6 relativamente largo, o aprovechar toda la carrera de su pistón 7; esto resulta ventajoso para que un pistón 7 pueda realizar una carrera relativamente larga; en el ejemplo representado, la carrera del pistón 7 es en particular de aproximadamente 6 mm. En estas condiciones, la parte 3A del árbol 3 puede volver por tanto a una extensión mayor, bastante más allá del perfil del cabezal 6 desde el que sale el pistón 7.

El aislamiento del entorno se completa montando el elemento 19 de sellado externo, que en primer lugar se inserta sobre el cable de suministro del actuador 1 térmico; tras la conexión de dicho cables a los terminales 11, 12, el elemento 19 se acopla de la manera anteriormente descrita sobre la parte 18 tubular, a través de la inserción de la proyección 19A del primero en la garganta 18A de la última.

En una posible variante de realización del actuador 1 térmico, las funciones de las juntas 15 y G de las figuras 1 a 6 pueden estar integradas en dos mitades de junta especulares; una variante de este tipo se representa en las figuras 7 a 9, en las que las mitades de junta citadas se indican con G1; debería observarse que en las figuras 7 a 9 se usan los mismos números de referencia de las figuras anteriores, con el fin de indicar elementos que son equivalentes técnicamente a los ya descritos.

En una realización de este tipo, la junta 15 anular de las figuras 5 a 6 está dividida sustancialmente en dos semianillos 15', siendo cada uno de una sola pieza con una parte G1' respectiva de las mitades G1 de junta, siendo dicha parte G1' sustancialmente igual a una mitad de la junta G perimetral de las figuras 5 a 6; por tanto, dichas juntas están divididas sustancialmente por un plano que coincide o es paralelo al de las superficies S de acoplamiento de las semicarcasas 2A, 2B.

Las mitades G1 de junta están colocadas en asientos SG y 16 respectivos de las semicarcasas 2A, 2B, para sobresalir ligeramente o salir de las superficies S, en particular para acoplarse y presionarse mutuamente con fines de sellado durante el ensamblaje. Además en esta versión, cada mitad de junta podría moldearse con o moldearse sobre la semicarcasa respectiva, o montarse en la última, tras su fabricación por separado.

Con respecto a la realización anterior, en este caso, cada semicarcasa 2A, 2B está asociada a la mitad G1 de junta respectiva, de modo que el semianillo 15' está colocado en el asiento 16 respectivo definido en la mitad 2A', 2B' de pared, y la parte G1' está colocada en el asiento SG respectivo. El cabezal 6 se coloca entonces dentro de una de las dos semicarcasas, por ejemplo la semicarcasa 2B, de modo que la garganta 8A del cuerpo 8 esté situada en correspondencia con el semianillo 15' de la mitad G1 de junta. A continuación, acoplando las semicarcasas 2A, 2B de las maneras descritas anteriormente, las semicarcasas coinciden de manera recíproca y con el cuerpo 8 del cabezal 6, con fines de sellado; como ya se indicó, puede estar prevista una ligera interferencia elástica para ese fin entre las dos mitades G1 de junta para mejorar el efecto de sellado.

En las figuras 8 y 9 también son visibles, o parcialmente visibles, elementos 20 elásticos, que tienen una ranura respectiva, que está previstos para llevar a cabo un sellado entre los terminales 11, 12 eléctricos y la caja 2, o mejor la semicarcasa 2B en la que están previstos los pasos para dichos terminales.

Los elementos 20 de material elástico pueden montarse o moldearse sobre los terminales 11, 12 y los terminales pueden conducirse entonces hacia la semicarcasa 2B respectiva. Alternativamente, los elementos 20 podrían conducirse hacia o moldearse sobre la semicarcasa 2B, en correspondencia con los pasos para los terminales 11, 12; a continuación, un terminal respectivo se conduce entonces hacia la ranura de cada elemento 20.

En las dos realizaciones de las figuras 1 a 6 y 7 a 9, respectivamente, el sellado perimetral llevado a cabo por las juntas 15 y G o por las mitades G1 de junta se refiere a la zona Z2 solamente, en la que están dispuestos los elementos eléctricos; sin embargo, está claro que un sellado de este tipo podría extenderse del mismo modo a la zona Z1, y por tanto a toda la cavidad interna de la caja 2 del actuador 1 térmico; en este caso, el sellado llevado a cabo sobre el cabezal 6 (a través de la junta 15 a modo de anillo de las figuras 1 a 6 o las mitades G1 de junta de las figuras 7 a 9) podría desplazarse ventajosamente al árbol 3 deslizante. Una variante de realización de este tipo se muestra en las figuras 10 a 12, en las que se usan los mismos números de referencia de las figuras previas, para indicar elementos que son equivalentes técnicamente a los ya descritos.

En el caso de las figuras 10 a 12 las dos semicarcasas 2A, 2B tienen asientos 30 semicirculares respectivos cerca de los pasos superiores que forman la abertura de la caja 2 a través de la que se mueve el árbol 3; los asientos 30 semicirculares están previstos con el fin de alojar partes respectivas de una junta anular elástica, por ejemplo una junta tórica, indicada con 31.

En la realización de las figuras 10 a 12, a diferencia de la técnica anterior, el árbol 3 no tiene las rebabas longitudinales típicas producidas por la operación de moldeo. En otras palabras, según la técnica tradicional, se moldean árboles del tipo del indicado con 3 por medio de dos moldes con un semiperfil simétrico que se abren de forma ortogonal con respecto al eje del mismo árbol; esto tiene como consecuencia que se forma una línea de unión longitudinal a lo largo del árbol obtenido por moldeo, línea que es potencialmente abrasiva en dos lados y en toda la longitud del mismo árbol. En el caso de la realización de las figuras 10 a 12, el árbol 3 está realizado en su lugar de modo que su zona destinada a operar en combinación con la junta 31 está libre de dicha línea de unión; esto puede obtenerse moldeando el árbol 3 por medio de dos semimoldes que se abren en el sentido del eje del árbol.

Para el resto, la variante de realización de las figuras 10 a 12 es similar de manera conceptual a la realización de las figuras 1 a 6, aunque en este caso se prevé una junta G2 perimetral que se desarrolla casi por toda la superficie S de la semicarcasa 2B; también en este caso, los extremos EG2 de la junta G2 perimetral están conformados de manera adecuada para cooperar con la junta 31, como puede observarse por ejemplo en la figura 12. Las dos semicarcasas 2A y 2B también tienen asientos SG2 para alojar la junta G2, asientos que se extienden por casi todas las superficies S respectivas de las semicarcasas 2A, 2B.

Claramente, también en este caso la junta G2 podría moldearse con o sobre una de las dos semicarcasas, o concebirse como un elemento separado. Finalmente, además, como en la realización de las figuras 7 a 9, la disposición de sellado de la realización de las figuras 10 a 12 podría obtenerse a través de dos mitades de junta especulares, estando destinada cada una para asociarse a una semicarcasa y comprendiendo un semianillo, que equivale a una mitad de la junta 31, y una parte perimetral, que equivale a una mitad de la junta G2.

Las figuras 13 a 19 muestran otra posible realización de la presente invención, en la que los medios de sellado para aislar la cavidad interna de la caja 2 del actuador 1 térmico del entorno se forman mediante la distribución a lo largo de la superficie S de acoplamiento de un material que puede realizar un sellado, concretamente un material que puede endurecerse y/o reticularse tras el ensamblaje de las dos semicarcasas 2A y 2B; un material de este tipo podría ser, por ejemplo, una resina, o una silicona, o un adhesivo, etc. El material citado podría tener, por ejemplo, características elásticas o rígidas, y también poder mantener las dos semicarcasas 2A, 2B adheridas entre sí; para un mejor rendimiento, también podrían preverse los medios AL, DE de acoplamiento.

Como en el caso de las figuras 10 a 12, en la variante de realización de las figuras 13 a 19 están previstos un anillo 31 de sellado sobre el árbol 3 y un sellado perimetral, que se extiende a lo largo de la superficie de unión entre las semicarcasas 2A, 2B de la caja 2. Con este fin, la semicarcasa que soporta los terminales 11, 12, es decir, la semicarcasa 2B, tiene sobre la superficie S respectiva un saliente R perimetral que es visible en por ejemplo las figuras 15 a 16, cuyos extremos están en contacto con junta 31. La semicarcasa opuesta, es decir, la semicarcasa 2A, está dotada en su lugar de una garganta SR o asiento correspondiente apto para recibir el saliente R perimetral.

La cavidad del asiento SR tiene preferiblemente dimensiones mayores que las del saliente R; en la parte ampliada de la figura 14 puede observarse en particular la diferencia dimensional entre dicho saliente R y el asiento SR respectivo, y cómo se forma un espacio o hueco entre los mismos. Un espacio de este tipo está previsto para recibir un material 40 que puede sellar y/o pegar entre sí el perímetro externo de las semicarcasas 2A, 2B, y así realizar un sellado perimetral conjuntamente con la junta 31; el material 40 usado para este fin puede ser de cualquier tipo conocido, tal como un adhesivo que permanezca elástico tras el endurecimiento o la polimerización respectivos, y también el proceso de suministrar y/o distribuir dicho material puede ser de cualquier tipo conocido.

Como resulta, por tanto, también en este caso se obtiene un sellado perimetral por medio de la junta 31 que opera sobre el árbol 3 y el material 40 de sellado que rellena el espacio citado. El aislamiento completo del dispositivo del entorno puede obtenerse proporcionando sobre los terminales 11, 12 elementos de sellado respectivos como los indicados previamente con 20 (figuras 8 y 9), o proporcionando la parte 18 tubular que rodea las partes externas de los terminales 11, 12 y el elemento 19 de protección externo respectivo (figuras 6 ó 10). También en la realización de las figuras 13 a 19 las semicarcasas 2A, 2B pueden estar equipadas con las mitades 2A' y 2B' de pared, que forman una pared divisoria que separa la zona Z2 que contiene los elementos eléctricos de la zona Z1 que contiene los elementos mecánicos del actuador 1 térmico.

En una posible variante de realización una pared 2A'-2B' divisoria de este tipo está dotada preferiblemente de una parte de pared más delgada, indicada con 41 en las figuras 15, 16 y 18, en correspondencia con los asientos 16 semicirculares, parte de pared más delgada que puede realizar una interferencia mecánica con el cuerpo 8 del cabezal 6; durante el ensamblaje, dichas partes 41 de pared delgadas pueden deformarse fácilmente siguiendo a la interferencia con el cuerpo 8 del cabezal 6, para adaptar su forma de manera adecuada.

La interferencia citada entre las partes 41 semicirculares delgadas y la superficie del cuerpo 8, preferiblemente en un área en la que está presente la garganta 8A, puede por tanto realizar una separación o sellado fácil entre las zonas Z1 y Z2, concretamente durante el tiempo que es necesario para realizar un relleno parcial o total de la zona Z2 con un material eléctricamente aislante adecuado, indicado con 42 en la figura 19. Un relleno de este tipo puede llevarse a cabo, por ejemplo, con un material de silicio o una resina u otro material adecuado, una vez ensambladas las dos semicarcasas de la caja 2, y después de haber montado los demás detalles adicionales (el cabezal 6, el calentador 10, los terminales 11, 12, el resorte 9, la junta 31).

Con dicho fin, a diferencia de las realizaciones previas, al menos una de las dos semicarcasas 2A, 2B está equipada con un orificio o paso para la inyección de la resina u otro material aislante. Como es visible en la figura 17, la resina puede inyectarse en la zona Z2 a través de un orificio F1 de la semicarcasa 2B, presente entre los dos terminales 11, 12; el aire que está presente en la misma zona Z2 puede escapar, durante la inyección del material, a través de los pasos F2 que son parte de los asientos para los terminales 11, 12.

Tras la inyección, se obtiene como resultado el relleno de la zona Z2 con un material 42, que forma un bloque que rodea, y por tanto aísla y protege, los elementos eléctricos internos del actuador 1 térmico; un bloque de este tipo de material 42 aislante es visible por ejemplo en la figura 18; el material 42 aislante es preferiblemente del tipo que puede endurecerse, dando lugar así a un cuerpo de recubrimiento sólido y compacto.

Debería apreciarse, para el caso de la inyección del material 42, que la junta 31 puede omitirse finalmente. También debería observarse que en la variante de realización de las figuras 13 a 19, con o sin inyección de resina interior, el sellado perimetral realizado por el adhesivo 40 de la figura 14 podría limitarse sólo a la parte de las superficies S de contacto de las semicarcasas 2A, 2B que rodean la zona Z2; para tal caso, preferiblemente se preverá sobre la garganta 8A del cuerpo 8 del cabezal 6 la junta 15 respectiva.

Las figuras 20 a 23 representan otra posible realización de un actuador térmico según la invención; también dichas figuras usan los números de referencia de las figuras anteriores, con el fin de indicar elementos que son equivalentes técnicamente a los ya descritos. La realización de las figuras 20 a 23 es similar a la descrita con referencia a las figuras 13 a 19, con la diferencia de que en este caso el saliente R perimetral y el asiento SR respectivo tienen unas dimensiones y forma sustancialmente complementarias, o unas dimensiones que pueden determinar una interferencia mínima, como puede observarse por ejemplo a partir de la figura 21; sin embargo, como alternativa, el dispositivo 1 podría tener superficies S, o superficies R, SR, que fueran planas o que tuvieran una forma diferente de la representada como ejemplo. Esto con el objetivo de realizar un sellado por medio de un proceso de soldadura, justo en correspondencia con el área de conexión entre el saliente R y el asiento SR, tal como una soldadura por vibración o soldadura por ultrasonidos, o a través de fusión térmica u otro proceso adecuado para sellar y unir herméticamente las dos semicarcasas 2A y 2B. Por tanto, debería observarse que, en este caso, las semicarcasas no tienen los medios para el acoplamiento mutuo constituido por los vástagos P y las cavidades SP respectivas.

Para el resto, también con referencia a la variante de realización que se comenta, se aplican las mismas consideraciones que para la realización de las figuras 13 a 19; debería observarse, por ejemplo, que también en este caso la junta 31 está prevista sobre el árbol 3; en lugar de la junta 31, podría preverse la junta 15 de las figuras 5 y 6, montada en la garganta 8A del cuerpo 8 del cabezal 6, y que coopera con los asientos 16 semicirculares de las mitades 2A' y 2B' de pared.

En el caso de las figuras 20 a 23 puede obtenerse el aislamiento de la zona Z2 del actuador 1 térmico a través de una junta perimetral tal como se describió y completó anteriormente proporcionando para los terminales 11, 12 elementos de sellado respectivos del tipo indicado anteriormente con 20 (figuras 8 y 9), o podría dotarse a la semicarcasa 2B de la parte 18 tubular que rodea las partes externas de los terminales 11, 12, con el elemento 19 de protección externo respectivo (figuras 6 o 10).

Otra posibilidad es la de distribuir resina alrededor de las partes externas de los terminales 11 12; con el fin de favorecer un proceso de este tipo, en la semicarcasa 2B están previstos rebajes o asientos, indicados con 50 en la figura 23, que rodean un área de la parte externa de los terminales 11, 12 y están destinados a contener el material aislante, tal como material de silicio, resina, etc. Debería apreciarse que dicha posibilidad de sellar el área de paso de los terminales 11, 12 también es aplicable a las realizaciones ilustradas y descritas previamente.

En el actuador térmico descrito la zona Z2 usada para contener el elemento eléctrico resulta estar perfectamente aislada y protegida frente a la acción agresiva de agentes peligrosos que pueden estar presentes en el entorno, tales como agua, condensado de agua, humedad, etc. Además, como se explicó para algunas posibles implementaciones de la invención, el sellado con respecto al exterior puede referirse a toda la cavidad interna de la caja 2, o sólo a partes de la misma.

Siendo el principio de la invención el mismo, podrían variarse en gran medida los detalles y materiales de construcción y las realizaciones con respecto a la descripción y los dibujos anexos. Además, los detalles individuales previamente descritos podrían producirse u obtenerse con cualquier otra técnica conocida y podrían omitirse parcialmente, o estar presentes en una disposición y número diferentes, con el fin de cumplir los objetivos de la presente invención.

En las realizaciones ilustradas, el calentador 10 tiene una forma global circular, pero está claro que tal forma podría ser diferente, por ejemplo, una forma rectangular.

Claims (26)

1. Un dispositivo (1) actuador electrotérmico que comprende

- un actuador (6) térmico que tiene un cuerpo (8) que contiene un material (MD) térmicamente expansible, un pistón (7) parcialmente introducido en dicho material expansible y medios (MT) de sellado que operan entre dicho cuerpo (8) y dicho pistón (7),

- un calentador (10) eléctrico, que puede calentar dicho cuerpo (8) con el fin de producir un aumento en el volumen de dicho material (MD) expansible, y desplazar dicho pistón (7),

- un árbol (3) que puede deslizarse tras el desplazamiento de dicho pistón (7),

- terminales (11, 12) eléctricos para alimentar dicho calentador (10), en el que

- dicho cuerpo (8) y dicho calentador (10) están dispuestos en una cavidad (Z1, Z2) interna de una caja (2) del dispositivo (1),

- dicho árbol (3) tiene una primera parte (3A) constantemente dispuesta dentro de dicha cavidad (Z1, Z2) y una segunda parte que puede salir al exterior de dicha cavidad (Z1, Z2) a través de un paso formado en un extremo de dicha caja (2),

- dichos terminales (11, 12) tienen cada uno una primera parte colocada dentro de dicha cavidad (Z1, Z2) y una segunda parte que sobresale fuera de dicha cavidad (Z1, Z2),

- dicha caja (2) está formada por al menos dos semicarcasas o piezas (2A, 2B) acopladas o unidas entre sí, estando presente un área de unión entre dichas piezas (2A, 2B), área que está formada por dos superficies (S) de unión dirigidas una hacia otra, perteneciendo cada superficie a una de dichas piezas,

caracterizado porque se prevén medios (15, G; 31, G1; 31, G2; 31; R, 40) de sellado dispuestos de manera operativa entre dichas superficies (S) de unión y que cooperan con una pieza (2A, 2B) respectiva de la caja (2) con el fin de aislar herméticamente al menos una parte (Z2) de dicha cavidad (Z1, Z2) interna con respecto al entorno externo, donde está definido un asiento (16, SG; 30, SG; 30, SG2; 30; SR) en la superficie (S) de unión de al menos una (2B) de dichas dos piezas, para alojar parcialmente dichos medios (15, G; 31, G1; 31, G2; 31, R, 40) de
sellado.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque cada superficie (S) de unión se encuentra al menos en parte sobre un plano que cruza dicho cuerpo (8) o dicho árbol (3) de manera axial.

3. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho árbol (3) sobresale fuera de dicha caja (2) a través de un paso parcialmente definido en una primera (2B) de dichas dos piezas y parcialmente definido en una segunda (2A) de dichas dos piezas.

4. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque

- en la superficie (S) de unión de una primera (2B) de dichas dos piezas está definido un primer asiento (16, SG; 30, SG; 30, SG2; 30; SR), para alojar parcialmente dichos medios (15, G; 31, G1; 31, G2; 31, R, 40) de sellado, y

- en la superficie de unión de la segunda pieza (2A) está definido un segundo asiento (16, SG; 30, SG; 30, SG2; 30; SR), para alojar parcialmente dichos medios (15, G; 31, G1.; 31, G2; 31, R, 40) de sellado, en el que en particular dichos medios (15, G; 31, G1; 31, G2; 31, R, 40) de sellado comprenden un junta (15, 31) anular parcialmente alojada dentro de dicho primer asiento y parcialmente alojada dentro de dicho segundo asiento.

5. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios (15, G; 31, G1; 31, G2; 31, R, 40) de sellado comprenden una junta (15, 31) anular.

6. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha caja (2) comprende al menos un asiento (16, 30), parcialmente obtenido en una primera (2B) de dichas dos piezas y parcialmente obtenido en una segunda (2A) de dichas dos piezas, apto para alojar medios de sellado de forma (15, 31) anular.

7. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque en un área externa de dicho cuerpo (8) del actuador (6) térmico está definido un alojamiento (8A), en el que en particular dichos medios de sellado comprenden una junta (15) anular montada sobre o dentro de dicho alojamiento (8A).

8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque dicho alojamiento (8A) tiene forma de garganta con un desarrollo circular.

9. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha cavidad (Z1, Z2) está subdividida transversalmente en una primera y una segunda zona (Z1, Z2) por medio de una pared (2A', 2B') intermedia, estando colocada en la primera zona (Z1) dicha primera parte (3A) de dicho árbol (3) y estando colocados en la segunda zona (Z2) dicho calentador (10), dicha primera parte de dichos terminales (11, 12) y al menos una parte de dicho actuador (6) térmico, en el que en particular dicha pared intermedia está formada por la conexión de dos mitades (2A', 2B') de pared, siendo cada mitad (2A', 2B') de pared una parte integrante de una pieza (2A, 2B) respectiva de dicha caja (2).

10. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque dicho primer asiento (16, SG; 30, SG; 30, SG2; 30; SR) comprende al menos un primer alojamiento (16) sustancialmente semicircular que está definido en la superficie (S) de unión de dicha primera pieza (2B) y porque dicho segundo asiento (16, SG; 30, SG; 30, SG2; 30; SR) comprende al menos un alojamiento (16) sustancialmente semicircular que está definido en la superficie de unión de dicha segunda pieza (2A).

11. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque dicha cavidad (Z1, Z2) está subdividida transversalmente en una primera y una segunda zona (Z1, Z2) por medio de una pared (2A', 2B') intermedia formada por la conexión de dos mitades (2A', 2B') de pared, siendo cada mitad (2A', 2B') de pared una parte integrante de una respectiva de dicha primera y segunda pieza (2A, 2B) de dicha caja (2), porque dicho primer asiento (16, SG; 30, SG; 30, SG2; 30; SR) comprende al menos un primer alojamiento (16) sustancialmente semicircular que está definido en la mitad (2A', 2B') de pared de dicha primera pieza (2B) y porque dicho segundo asiento (16, SG; 30, SG; 30, SG2; 30; SR) comprende al menos un alojamiento (16) sustancialmente semicircular que está definido en la mitad (2A', 2B') de pared de dicha segunda pieza (2A).

12. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios (15, G; 31, G1; 31, G2; 31; R, 40) de sellado comprenden un elemento (G; G1; G2; R, 40) de sellado que está dispuesto sustancialmente paralelo a las superficies (S) de unión de dichas dos piezas (2A, 2B) de la caja (2).

13. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho asiento (SG; SG) se extiende a lo largo de una parte limitada de la superficie (S) de unión de la pieza (2A, 2B) respectiva de la caja (2) y porque dichos medios (15, G; 31, G1; 31, G2; 31; R, 40) de sellado comprenden una primera junta (G; G1) perimetral parcialmente alojada en dicho asiento (SG; SG), en el que en particular dichos medios (15, G; 31, G1; 31, G2; 31; R, 40) de sellado comprenden además una junta (15) anular que coopera con dicho cuerpo (8) y dicha primera junta (G) perimetral comprende dos extremos (EG) en contacto con dicha junta (15, 31) anular.

14. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque dicho segundo asiento (SG; SG) se extiende a lo largo de una parte limitada de la superficie (S) de unión de dicha segunda pieza (2B) de la caja (2) y porque dichos medios (15, G; 31, G1; 31, G2; 31; R, 40) de sellado comprenden una junta (G; SG) perimetral parcialmente alojada en dicho segundo asiento (SG; SG).

15. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho asiento (SG2) se extiende a lo largo de una parte predominante de la superficie (S) de unión de la pieza (2A, 2B) respectiva de la caja (2) y porque dichos medios (15, G; 31, G1; 31, G2; 31; R, 40) de sellado comprenden una junta (G2) perimetral parcialmente alojada en dicho asiento (SG2).

16. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque dicho segundo asiento (SG2) se extiende a lo largo de una parte predominante de la superficie (S) de unión de dicha segunda pieza (2A) de la caja (2) y porque dichos medios (15, G; 31, G1; 31, G2; 31; R, 40) de sellado comprenden una junta (G2) perimetral parcialmente alojada en dicho segundo asiento (SG2).

17. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de sellado (15, G; 31, G1; 31, G2; 31.; R, 40) comprenden al menos una primera junta (G1) perimetral que tiene una parte (15A) con forma semianular y una parte (G1') de sellado perimetral.

18. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho asiento (16, SG; 30, SG; 30, SG2; 30; SR) comprende un alojamiento (30) sustancialmente semicircular definido en una pared terminal de la pieza (2A, 2B) respectiva de la caja (2).

19. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque dicho segundo asiento (16, SG; 30, SG; 30, SG2; 30; SR) comprende un alojamiento (30) sustancialmente semicircular definido en una pared terminal de dicha segunda pieza (2A) de la caja (2), en el que en particular dichos medios (15, G; 31, G1; 31, G2; 31, R, 40) de sellado comprenden al menos una junta (31) anular que opera un sello sobre dicho árbol (3) y colocada en correspondencia con dichos alojamientos (30) semicirculares.

20. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios (15, G; 31, G1; 31, G2; 31, R, 40) de sellado se obtienen al menos en parte a través de un proceso de soldadura de las superficies (S) de unión, o las piezas (2A, 2B) se hacen solidarias entre sí a través de un proceso de fusión y solidificación de material que constituye las dos piezas (2A, 2B), en el que en particular dicha superficie (S) de unión comprende al menos un saliente (R) solidario con una de dichas dos piezas (2A, 2B) de la caja (2) e insertado en dicho asiento (SR), que está definido en la otra de dichas dos piezas y, preferiblemente, dicho saliente (R) y dicho asiento (SR) tienen una forma y dimensiones sustancialmente complementarias, o tales que determinan una interferencia mínima, y porque en correspondencia con el área de acoplamiento entre dichos saliente (R) y primer asiento (SR) dichas dos piezas de la caja se sueldan
entre sí.

21. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios (15, G; 31, G1; 31, G2; 31, R, 40) de sellado comprenden un saliente (R) solidario con una de dichas dos piezas (2A, 2B) de la caja (2) e insertado en dicho asiento (SR), que está definido en la otra de dichas dos piezas, en el que en particular dicho saliente (R) tiene dimensiones menores que dicho primer asiento (SR), estando formado un espacio entre dicho saliente (R) y dicho asiento (SR) para contener un material (40) que pueda sellar y/o pegar de manera recíproca dichas dos piezas (2A, 2B) de la caja (2), siendo dicho material (40) parte de dichos medios (15, G; 31, G1; 31, G2; 31, R, 40) de sellado.

22. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque dentro de dicha segunda zona (Z2) está presente un material (42) eléctricamente aislante, y porque al menos una de dichas piezas (2A, 2B) de la caja (2) tiene un orificio o paso (F1) para la inyección de dicho material (42) eléctricamente aislante, en el que en particular dicho material (42) eléctricamente aislante puede endurecerse y/o formar un cuerpo rígido dentro de la caja (2) tras su inyección.

23. Dispositivo según la reivindicación 22, caracterizado porque se prevén medios (15, 2A', 2B', 41) de separación, que actúan para evitar la infiltración de dicho material (42) eléctricamente aislante hacia dicha primera zona (Z1) de la cavidad (Z1, Z2), en particular durante una operación de inyección del mismo material en dicha segunda zona (Z2) de dicha cavidad.

24. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque se prevén medios de sellado adicionales para evitar infiltraciones hacia el interior de dicha cavidad (Z1, Z2) a lo largo de dichos terminales (11, 12).

25. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque dicha junta (31) anular opera un sellado sobre dicho árbol (3) y porque este último, al menos en el área que coopera con dicha junta (31) anular, está libre de líneas de unión o rebabas longitudinales.

26. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque dichos medios (15, 31) de sellado de forma anular realizan un sello que es al menos parcialmente radial sobre al menos uno de dicho cuerpo (8) y dicho árbol (3).