IT8048044A1 - Perfezionamento negli interruttori elettrici termosensibili. - Google Patents

Description

DOCUMENTAZIONE

RILEGATA

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione, ..avente per titolo:

"Perfezionamento negli interruttori elettrici termosensibili

RIASSUNTO

Oggetto dell?invenzione ? un interrutto re._elettrico ter "mico ? avente un materiale termi -ca mente dilatabile che opera su un diaframma elastomerico per azionare un interruttore in cui l'interruttore ? costituito da un elemento a molla elettri? camente conduttore e viene azionato da una disposizione trasmettitrice di_ forza che agisce a parti -re. dal diaframma per effettuare l'operazione di commutazione con oppure senza una azione a scatto. __ DESCRIZIONE DELL* INVENZIONE _ La presente invenzione si_ riferisce ad un interruttore elettri co termico e pi? parti co lannente ad un interruttore^ elettrico termico avente un elemento motore con un materiale termicamente dilatabile che agisce su un diaframma elastomerico per effettuare l'azionamento dell'interruttore.

Nei sistemi in cui si desidera controllare accuratamente una funzione elettrica di phiusura e di. apertura in risposta a sollecitazione termica, in cui vi ? una erogazione ? di corrente . . elettri .c -a- ?? -relativamente elevata ? prati ca comune quella di us re. un elemento bimetallico per effettuare la commufazione. Tuttavia, un tale interruttore normalmente presenta un effetto di isteresi o differenza di tem pelatura di ripristino -che ? sostanzialmente superio re a quello che si de /sider .a in certe applicazioni. ' _ Per esempio , nei sistemi per il raffredda mento di veicoli aventi un ventilatore azionato da un motore elettrico per far passare forzatamente la s-ria attraverso il radiatore, ? desiderabile che il ventilatore venga azionato soltanto quando il termo stato ? largamente aperto ed il radiatore, in assenza di una tale circolazione di aria forzata, non ? quindi pi? capace di soddisfare le esigenze di ra freddamente dei motore. A titolo di illustrazione, in im tipico sistema di raffreddamento per veicoli , il termostato pu? essere tarato in modo da essere largamente aperto alla temperatura di 220?F (pari a_l04?C) e, pertanto , si desidera che il ventilatore genga messo in funzione soltanto quando la terape ratura del refrigerante supera" questo livello , in j un-a certa misura richiesta, per esempio quando il _ j.:Vei.c?lo si trova a riposo. Il ventilatore dovrebbe . .quindi essere . disinserito quando la temperatura .dei refrigerante discende al disotto di questo va-_ lor e _ con il veicolo in movimento , allo scopo di _ ;

...^durre al minimo la utilizzazione di energia e- . _let tri Ca da parte del_ventilatore.je pertanto il_ ) consumo di combustibile. Un interruttore a biimetallo presenta ?una minima differenza di temperatura di ripristino di circa 10-20?P (pari a 5,6 e 11,2?C) duranteJL VUs0-?__e? se impostato in -modo da effettuare la commutazione di accensione alla temperatura ' del refrigerante di 230?P (pari a 110?C) esso pu? ' non essere disinserito se non quando la temperatu-_m _del refrigerante si trova;all'incirca ^ 210?P _ (pari a 99?C) che ? sostanzialmente inferiore al : valore desiderato_per_ottenere le nigliori presta-_ j zioni possibili del motore. Perci?, non soltanto_ 81 verifica uno_spreco di consumo di combusti-_ ; bile, ma il compoatamento del motore viene anche influenzato con un sostanziale ritardo nel raggiungimento_del desideratoci vello di __t emP e ra tur a_d el refrigerante. Inoltre, la differenza di tempera- ! _ tura_dl ripristino dell'interruttore pu? quindi _ ! sovrapporsi all'intervallo di temperatura di _fun-_ zionamento del termostato, cos? che il ventilatore potrebbe rimanere inserito indefinitamente con suo relativo .consumo d? combustibile , poich? il., termostato .quindi, non. potrebbe indipendentemente sapere, quando allargare, per\ diminu? re ..la., tempera tur a delrefrigerante , ma invece dipenderebbe dalle, caratter?stiche di differenza di ripristino in relazione al funzionamento del .ventilatore. D'altra, parte se la. temperatura di inserimento viene aumentata per impedire / una tale sovrapposizione con il termostato , il fu lnzionamento ' del. ventilator 'e v .i .ene s .osta zi alment e . ritardato nel soddisfacimento delle . esi-_ genze di raffreddamento, del. motore.: _

_ E'_.noto. che l'uso, di un .materiale, termica mente. dilatabile e . di un. diaframma elastomeri co per azionare un interruttore potrebbe.. diminuire. la_di^_ iferenza. di ripristino. di_temperatura__o__laJL_si;e.resi_J presentata da un interruttore a bimetallo ._ Tuttavia le note combin 'azioni tipica .mente -- richiedono- una_-co-m plessa progettazione del diaframma e/o_degli_elemen dell 'interruttore e presenta limitata versatilit?. _

Questi problemi .vengono risolti mentre vengono anche ottenuti altri vantaggi dalla__presente invenzione oon un interruttore elettrico termico avente un elemento motore con un materiale_termicajnen te dilatabile che agisce su un diaframma elastom rico e quindi attraverso una disposizione trasmetti tri ce di? forza per azionare un meccanismo interruttore con oppure senza una azione ? scatto , in dipendenza dall'intervallo. di differenza di temperatura di ripristino che si . desidera, che, nell'uno e . nell'altro caso. pu? essere prodotto sostanzialmente pi? piccolo in confronto con i noti interruttori bimetallici disponibili. La disposizione traspettitrice ?di forza permette .al diaframma di avere una forma di facile fabbricazione e di uniforme sp?-sore che sia facile da montare e gii elementi elettrici dell'interruttore sono anche facili da fabbricare e.da montare. L'interruttore comprende un alloggiamento a cui ? collegato l'elemento motore con una interposizione di un diaframma, ed in cui ' un elemento di contatto elettrico stazionario ? |montato insieme con un elemento di collegamento ele ttrico a massa e con un elemento a molla di intert^^ore elettricamente conduttore. Per l'impiego in tili sistema di refrigerante di un veicolo, l'elemento a molla dell'interruttore ? intrinsecmaente mantenuto fuori di contatto con _1*elemento di contatto ! stazionario, ed ? flessibile in modo da far contatto con esso per collegarlo elettricamente_con 3/elemento j_di collegamento a massa per chiudere i^ circuito del motore del ventilatore. Tuttavia, si comprender? ? che, per altre applicazioni , queste condizioni pos sono essere invertite. La disposizione trasmetti tr .c? di forza ? anche montata nell 'alloggiamento del l'interruttore e per questa particolare applicazio ne dell 'interruttore opera per trasmettere una for dal diaframma in modo da trattenere l' elemento a la dell 'interruttore contro l ' elemento di eollegamento a massa ed in modo da flettere anche l ' elem? a molla dell* interruttore dalla sua condizione di disinserimento alla sua condizione di inserimento, quando il materiale dilatabile si espande, mentre viene raggiunta la desiderata temperatura di in ser mento che diventa la temperatura di taratura dell? terruttore. La disposi zione trasmettitrice di forz comprende una superficie convessa che viene impegn ta dal diaframma e permette al diaframma stesso di stirarsi^ intorno ad esso per consentire la dilatazione del materiale termicamente dilatabile in seg to ad escursioni di temperatura attraverso la temp tura di inserimento. In una forma di realizzazione la disposizione trasmettitrice di forza comprende una sfera che impegna il diaframma ed una molla e coidale di compressione disposta fra la sfera e lo elemento a molla dell'interruttore per provocare l azione a scatto di questo ultimo ed una risultante L bassa differenza di temperatura di ripristino, per - esempio circa 10?F (pari a 5,6?C) o meno. Inoltre la molla elicoidale ? cedevole nella condizione di inserimento per permettere il suo adattamento alla ..massima prevista condizione di sovra tempera tur a s -za - toccare il fondo ed in questo, modo un sovra-for L zamento dell? elemento a molla dell ? interruttore . c.o -tro il contatto stazionario durante una tale es tr ..ma .escursione, di temperatura. In una. altra forma ^ realizzazione la disposizione, trasmettitrice d .forza .comprende un organo rigido...che provoca la _ .flessione dell' elemento a molla dell?interruttore _verso la sua condizione di ins e riment essenza azio-.ne _a .scatto, cos? che si. otti ene_ una differenza, di _?einPera^ura A:i .ripristino anche pi? bassa, di val _re .inferiore a 5?F._ (pari .a 2, 8?C) . ..Questo risulta .viene, ottenuto mentre vengono ?ncora permesse so-^ . stanziali escursioni di .tempera tura del . materiale L?ertoicamente dilatabile . attraverso la temperatura -di inserimento, consentendo lo. stiramento del diaf .ma intorno ad una superficie convessa. che ? forma .sull..' estremi t?..di_questo organo rigido in cui ess .ini: 2 gna_.il .diaframma.

_ Questi ed . altri scopi e vantaggi de_lla_ .presente invenzione appariranno pi? evidenti dalla seguente descrizione e dai disegni, in cui:

la figura 1 rappresenta una vista illust ti va di un sistema di raffreddamento del motore di . un veicolo avente un ventilatore con azionamento elettrico , la cui messa in funzione viene effettuata Per mezzo di un, interruttore in confarmi t? alla Presente ?nvenziome;

figura , 2 rappresenta una vista in sezione trasversale in scala ingrandita di . una forma di realizzazione dell'interruttore, con ?'interruttore rappresentato nella sua condizione aperta;

la figura 3 rappresenta una v 'ista sim "ile quella della figura 2, ma con l'interruttore rappresentato nella sua condizione chiusa; -la figura 4 rappresenta una vi sta presa lung? la linea 4-4 della figura 25

_ la figura 5 rappresenta una vista in sezione trasversale in scala ingrandita di un 'altra forma di realizzazione dell'interruttore , con 1 'interruttore rappresentato nella sua condizione aperta ;

la figura 6 rappresenta una vista simile .

alla figura 5, ma con l'interruttore rappresentato nella sua condizione chiusa.

Con riferimento alla figura 1 , in essa ? rappresentato un interruttore 10, in conformit? al la presente invenzione, usato in un sistema di raf freddamente del motore di un veicolo per controlla re un motore 12 che trascina un ventilatore 14 per far passare aria attraverso un radiatore 16 per il motore 18 del veicolo. Il refrigerante che viene f -to circolare attraverso il motore per mezzo di una Pompa, non rappresentata, viene fatto ritornare in derivazione attraverso il motore , oppure viene diretto al radiatore attraverso un tubo flessibile sotto il controllo di ..un termostato 22. Dopo essere stato raffreddato dal radiatore, il refrigerante viene riportato al motore per mezzo di un altro tubo flessibile 24?. Il termostato 22 ? montato sul .motore 18 nella uscita del refrigerante ed ? del tipo convenzionale che pu? essere calibrato in mo-.do da aprirsi largamente quando la temperatura del ^refrigerante nell?uscita del motore .raggiunge un .certo livello di temperatura desiderato, per esempio 22??F (pari a 104?C) ? Se la temperatura del re-_ frigerante successivamente dovesse tendere ad auamentare si desidera che il ventilatore venga inserito per fornire un maggiore raffreddamento sul ra diatore, ma quindi con la diminuzione della tempera'tura del refrigerante al__disotto di questo valor i desidera che il ventilatore venga disinserito in modo da eliminare il suo sfruttamento di energia eettrica e cos? ridurre al minimo il consumo di com ustibile. Inoltre, la temperatura di ripristino de 'interruttore non dovrebbe cadere molto al disotto vvero non dovrebbe soprapporsi alla regolazione i tempera tura di larga apertura del termostato. Al rimenti, il termostato potrebbe dare inizio alla trozzatura e cos? tendere ad aumentare la temperaura del refrigerante costringendo l?interruttore d entilatore a rimanere chiuso quando l'effetto di affreddamento supplementare fornito dal ventilat'o-

ionamento del ventilatore pu? essere necessario oltanto per soddisfare le esigenze di raffredda- . ento del motore quando il veicolo viene fermato ma causa della sovrapposizione,di temperatura fra ermostato ed interruttore del ventilatore . pu? esse e..fatto rimanere chiuso quando il veicolo . ? fermo d anche quando il veicolo si muove e pu? costrinere un sufficiente passaggio di aria attraverso il adiatore.

Date questa serie di condizioni , nelle fi ure 2 e 3 ? rappresentata una forma di realizzazio e dell'interruttore 10 che ? capace di inserire il ventilatore con un effetto di isteresi o differenza di temperatura di ripristino non superiore a cir - 10?F (pari a 5?6?C) e pu? perci? essere tarato i modo da inserire il ventilatore alla temperatura Ai. 230?F (pari a 1 10?C) oppure soltanto 10?F (pa a 5,6?C) al disopra della regolazione della temp ratura del termostato a cui corrisponde una larg apertura e quindi pu? disinserire il ventilatore alla temperatura di 220?F (pari a 104?C) prima c .la ..temperatura del refrigerante diminuisca nell' ..tervallo di temperatura di strozzatura del termo stato. Con riferimento alle figure 1 e 2, l?inte _ruttore 10 ? idoneo ad essere montato direttamen _sul motore 18 e comprende un attacco esagonale 3 consistente di materiale elettricamente condutto .L?attacco o raccordo 30 presenta una filettatura Ai tipo maschio 32 che impegna una apertura file ..ta prevista nel motore che ? aperta verso il ref gerante }3 del motore in vicinanza al punto in c _ il refrigerante raggiunge il termostato 22? L?a _ tacco. 30 presenta un foro centrale 34 estendente attraverso . di esso il. quale si- collega con un f q rp_._cieco 36 nell 'estremit? 37. dellh-ttacco e sposta al . refrigerante ...Come rappresentato nelle ii _re . 2 e 4, un diaframma circolare normalmente pia 38 .di . spessore uniforme e consistente di materiale __iL.di Sposto.? su. una__faccia in ^adiacenza alla sua perii eria .con lo. spallamento radiale 40. ,_del ..foro allargato 36 . e? sull.'., al tra. sua _f acci a., ?. ?m Lpegnato in opposizione.. a questo_.spallamento per _ mezzo, di una. flangia 42 estender tesi radialmente verso..l'esterno dale^flangia essendo prevista _.su _ Una coppa rigida 44 che _? . collocata nel percorso d refrigerar te. _La coppetta .44_.?_.chiusa dal diaframm _38_e_viene_ riempita con un materiale termicamente dilatabile 46, per esempio cera. La coppetta 44 ? ^Jman en t e m errt e collegata all ^attacco 30 mediante i 1 ribadim en to d eli ' e s tremi t?_ anulare 37 di ques to jiltimo sulla flangia della coppetta. Questo ribad mento co strLnge_la flangia 42 della coppetta^ stret mente contro il diaframma 38 ed_.il diaframma a sua volta strettamente contro lo spallamento_ 40 iin mo do tale che la cera venga chiusa_ eim eticamente nel la coppetta per formare un elemento motore per azi nare_ l'interrutjtore mentre il_ refrigerante ?iene chiuso emeticamente _dal foro 34 dell'attacco. __

Una sfera 58 ? applicata in modo stretta mente scorrevole nel foro 34 ed impegna i lati opp sti con il centro del diafr .amma 38. ed una estr .emit di una molla elicoidale a compressione 52 che ? mo tata nel foro 34 ma con sostanziale gioco laterale .rispetto ad esso. L?estremit? opposta della molla elicoidale 52 si impegna con un lato 54A di un elemento a molla di interruttore circolare elettrica- . mente conduttore 54, consistente di . un materiale resiliente per esempio acci?io armomico. L'elemento a molla di interruttore 54 ? realizzato a forma di dischetto, e viene montato nell'attacco 30 in un foro allargato di alloggiamento 56 che si raccorda .al foro 34 nella sua estremit? opposta ? quella che si .raccorda con il foro . allargato 36 di alloggiamento del diaframma. L'attacco 30 presenta un altro foro allargato 0 di diametro maggiore che si raccorda al. foro allargato 56 ed un. elemento di appoggio elettricamente conduttore 60 a forma di anello ? ..applicato in maniera non stretta in un foro allar-.gato pi? gande ? e contro lo spallamento radiale 62 che si raccorda a questi fori allargati . Il raggio interno dell' elemento di appoggio 60 si estende radialmente verso l'interno della periferia dello elemento a molla di interruttore 54 e presenta una piccola interferenza lato-a-lato o gioco assiale .pou?esso , per .cui l'elemento a molla dell 'interrutto re viene imprigionato nell'attacco. Un cappellotto stampato 66 di materiale non conduttore presenta uno -spallamelito 67 che si applica strettamente nel foro allargato ..?? e.1.'estremit?_anulare-esterna 68 -jdell'attacco viene riha tita sullo spigolo esterno -Ideilo spallamento 6.7 del .cappellotto per collegare -permanentemente il cappellotto all'attacco ed in qu . sto.modo comprimere un anello .elastomerico 69 contro il foro allargato e l'elemento di appoggio 60 per chiudere-cos? ermeticamente l'interno del_ raccordo su questa estremit? _e.-trattenere anche_ strettamente -in .posto lj.elemento di.,appoggio. Un _ elemento di contatto .elettrico 70 viene fissato sul cappellotto 66.per il fatto che viene stampato in _ posto con esso_.e si estende dalla faccia intern a 72 del cappellotto in modo da trovarsi-in opposizione e dat potersi impegnare con una porzione centrale _ del lato 54B dell '-elemento_a molla di interruttore i_54f come rappresentato nella figura 2? L'elemento d _contatto 70 ? formato con -un terminale,di tipo ma-.-schio a corpo unico .74.che si.estende in un coIlari no centrale .7.5.formato sul cappellotto 66 e riceve |!.._u*L:tappo 76 che viene collegato per-mezzo..di__un fi lo isolato 78_ad un rel?._80 nel circuito del motore f.del .ventilatore che viene azionato dalla "batteria &2 del veicolo.

Nella condizione normalmente aperta* dello interruttore , come rappresentato nella figura 2, il materiale dilatabile 46 s? trova in condizione contratta e non vi e alcun pr e caricamento sulla molla elicoidale 52 cos? che il diaframma 38 rimane ., relativamente piatto e l ' elemento a molla di interruttore 54 mantiene intrinsecamente la sua condizione di re-montaggio con il suo bordo periferico trattenuto non s?trettamente fra l ' elemento di appoggio .

60 e lo spillamento rastremato 83 che raccorda il foro 34 dell'attacco ed il foro allargato 56. In ' questo stato , il lato 5 4A dell' elemento a molte. 54 r dell'interruttore, impegnato dalla molla elicoidale 52 ? convesso, mentre l 'altro suo lato 54B ? poncavo e distanziato di una sostanziale distanza sul suo centro dal contatto stazionario 70 per provocare cos? una condizione di^ apertura nel circu?- ^ to del motore del ventilatore. Quindi , quando il mateirale dilatabil? 46 sperimenta un innalzamento di temperatura ?in questo caso un incremento della _ temperatura del refrigerante esso si dilata e facendo^ ci? il mezzo trasmettitore di forza fornito dal-La sfera 58 e dalla molla elicoidale 52_trasmette una forza dal diaframma 38 per trattenere positivamente il lato 54B dell'elemento a molla 54 in adiacenza al suo bordo periferico contro l 'elemento di ? appoggio di massa 60 per assicurare il suo collegam to a massa. In aggiunga? il mezzo trasmettitore di forza agisce anche sul centro dell' elemento a moll di interruttore 54 per sollecitare il suo lato 54B verso l'impegno con il contatto stazionario o immo hile ??. L'interruttore ? tarato in modo tale che, alla desiderata temperatura di chi usra dell' interruttope^ che in questo caso ? di . 230?F (pari a 110 la . forza trasmessa e sufficiente a far scattare l'e mento a molla 54 dell'interruttore in impegno con elemento di contatto stazionario 70? come rappresentato nella figura 3, ..con il suo lato 54B avente quindi una superficie convessa, mentre l'altro .suo lato 54A, che ? impegnato dalla molla elicoidale 5 presenta quindi una .superficie .concava. . L'elemento di contatto stazionario 70 viene quindi .collegato a massa sul blocco 26 del motore attraverso l'elem to a molla 54 dell'interruttore? .l' elemento 1 di col~ legamento a massa 60 e l 'attacco esagonale 30, con manteniraento dell' elemento a molla dell'interruttore contro l'elemento di collegamento a massa per a sicurare un_ collegamento a massa ~ positivo in modo ?? chiudere cos? il circuito del motore del ventila o.re ed inserire e mantenere irfserito il motore del ventilatore. Il materikale dilatabile 46 pu? ulteri mente dilatarsi per il fatto che la temperatura del refrigerante continua a salire anche se il ventilatore e inserito, per? tali escursioni di temperatura non possono danneggiare l?interruttore poi ch? la superficie convessa della sfera 58 permette al diaframma di stirarsi intorno ad essa dentro il foro 34 ed anche perch? la molla elicoidale 52 per predeterminazi?ne rimane contraibile , vale a dire non tocca mai la posizione di fondo , alla massimla prevista escursione di temperatura.

Con l 'interruttore nella sua condizione ^-.inserimento o di chiusura, come rappresentato figura 3? e quando la temperatura comincia a _discendere al disotto della temperatura di chiusura dell?interruttore , il materiale dilatabile 46 si ' _contrae per diminuire la forza ?, del diaframma 38 sulla sfera 58 e sulla molla elicoidale 52 ed in .questo modo sull? elemento a molla 54_dell^interruttore . fino a quando alla fine l? elemento a molla .5.4. dell' interruttore viene fatto ritornare ed essere ripristinato nella sua condizione aperta, interrompendo il collegamento elettrico come rappresentato nella figura 2- Perci? , l'interruttore ha la capacit? di controllare ed in particolare di abbassare la differenza di temperatura di ripri stino mediante s

scelta dell'indice di dilatazione del materiale dilatabile 46 , dell'indice elastico della molla di co pressione 52 e/o della forza dell' el era ento a molla 54 dell'interruttore.

Per esempio, la differenza di temperatura di ripristino pu? essere diminuita mediante sc?lta di materiali dilatab?ili aventi indici di dilatazione progressivamente superiori,e con i materiali disponibili in commercio la forma di realizzazione de l?interruttore delle figure 2 e 3 ? facilmente capa^ ce di operare con una differenza di temperatura di ripristino di 10?F (pari a 5?6?C) oppure anche di meno..D'altra parte,.la molla di.compressione 52 pu avere un indice elastico superiore ;che richiede una minore dilatazione dal materiale.,dil?tabile usato e perci? un minor cambiamen'to di temperatura per ottenere ia forza richiesta per far scattare l'elemento a molla dell'interruttore nella sua condizione chiusa. Viceversa, un minore indice elastico richieder? un?maggior cambiamento di temperatura per ridurre la forza della molla che agisce sull ' elemento a molla^dell' interruttore in misura suffi ciente per consentire il. ripristino e la interruzione del contatt elettrico. Q uindi , per quant9 "riguarda lo stesso elemen?o a molla 54 dell?interruttore, esso pu? essere scelto in modo da richiedere una minore forza di scatto e perci? una minore variazione di_temperatura in confronto con un elemento a molla che richieda una forza di scatto maggiore a causa della minore compressione della molla di compressione 52 ! [richiesta per la commutazione di inserimento. Con la s?pra indicata possibilit? di controllare la_ !_ temperatura di ripristino e per la applicazione del Rotore del ventilatore per radiatore rappresentato,<:>? la forma di realizzazione dell? figure 2-3 pu? cos? essere immediatamente tarata in modo da effe'ttuare l?inserimento del ventilatore alla temperatura di 230?F (pari a 110?C) ed il ripris temperatura di 220?F (pari a 104?C) in modo da disinserire spegnere il ventilatore senza sovrappo-!sizione con il funzionamento del termostato e seniza sostanzialmente ritardare il funzionamento del _ventilatore^, quando richiesto. Tuttavia, si com-_ !prender? che queste temperatura di regolazione e

4 di ripristino sono soltanto illustrative di ci? |che l'interruttore ? capace di fare in una applicazione commerciale particolarmente esigente

la forma di realizzazione dell ?interruttere rappresentata nelle figure 5 e 6 ha la capacit? di controllare la differenza di ripristino ad una valore anche inferiore, per esempio una differenza temperatura di ripristino inferiore a 5?F (pari 2, 8?C) C Questo risultato viene raggi-unto con una semplice modificazione del mezzo di trasmissione ?i forza come rappresentato nelle figure 5 e 6, incui parti corri spondenti a quelle rappresentate nel la forma di realizzazione delle figure 2? 3 e 4 son state contrassegnate con gli stessi numeri e la str tura di sostituzione ? stata identificata con nuovi -numeri . Con riferimento alle figure 5 e 6, il me zo trasmettitore di forza ? semplicemente costituit da un organo rigido 90 che ? applicato in modo scor revole nel foro 34 nell?attacco. 30 fra il diaframma 38 e l? elemento a molla" di? interruttore 54? L'organ 90 presenta una forma a manubrio da ginnastica con . una * tes ta arrotondata 92 ad una estremit? che impegna il centro del diaframma 38 e con una testa arro fondata 94 all' estremit? opposta che impegna il centro dell' elemento a molla 54 dell'interruttore. ln questa forma di realizzazione e con l?interrutto re nella sua condizione aperta o di- disinserimento , come -rappresentato nella figura 5? hon vi ?. ancora alcun precaricamento . su! mezzo trasmettitore di for za, in questo caso, ,l' organo rigido . 90 e l'elemento a molla 54 dell'interruttore ? condizionato similmente a quello della forma di realizzazione delle figure 2, 3 e 4* Quindi , qUando. il materiale dilatabile 46 si dilata, l 'organo rigido 90 viene forzato dal diaframma 38 ad agire direttamente sullo elemento a molla 54 dell'interruttore in modo da trattenerlo contro l'elemento di massa 60, mentre viene forzato verso l'impegno con 1 'elemento di co tatto stazionario 70. Tuttavia, in questa forma di rea-lizzazione che non prevede l'impiego di una mol la di compressione ed anche se l' elemento di inter ruttore a molla presenta ancora la sua curva carat r?stica' tra forza e spostamento, l'unica sorgente sforzo sull' elemento a molla dell'interruttore ? quella determinata dal materiale dilatabile e che viene trasmessa attraverso l'organo rigido 90. _ _ In altre parole , il mezzo di accumulazione dell' energia cinetica, vale a dire la molla ? stato rimosso e perci? l'entit? della dilatazion e_della contrazione in chiesta per le operazioni di inserimento o_chiusura e di disinserimento o aper-TURA ? stata f ed ? direttamente in relazione con la differenza di ripristino. Come jrisul to di ci?, l'interruttore nelle figure 5 e 6 non scatta per la chiusura ed ? facilmente capace di _ ripristinarsi con una differenza di temperatura in feriore a 5?F (pari a 2,8?C) cos? che il ventilato potrebbe quindi essere inserito alla temperatura di 225?F (pari a 107?C) ovvero soltanto circa 5?F (pari a circa 2,8?C) al disopra della regolazione larga apertura del termostato e quindi potrebbe es disinserito alla temperatura di 220?F (pari a 104? per evitare l*a sovrapposizione con il termostato e eon un ritardo anche inferior ?e nel riavviamento de ventilatore , quando richiesto. Inoltre, vi ? la superficie convessa 92 dell'organo rigido 9 Q che permette al diaframma 38 di avvolgersi intorno ad essa come rappresentato nella figura 6, per assorbire un continua dilatazione del materiale termicamente dilatabile 46 durante escursioni di temperatura al di della temperatura di taratura 0 di chiusura dell?in terruttore , quando l ?elemento a molla dell ? interrut tore si trova contro l 'elemento di contatto stazionario e l'organo rigido viene cos? fermato in modo da non potersi ulteriormente spostare. ?

Sar? inoltre compreso da coloro che sono esperti nel ramo che, mentre ambedue le forme di r lizzazione sono state descr .itte come aventi una o 'pe alone di . inserimento o di chiusura con l'aumentare della temperatura ed una operazione di ripristino o di apertura a seguito della diminuzione di tempe

.. -

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI

   -1. In un interruttore elettrico termico - avente un elemento motore, con un materiale tennica-- mente dilatabile che agisce su un diaframma elasto--merico per azionare un meccanismo di commutazione -che pu? operare con oppure senza una azione a scat-?io: una perfezionata disposizione di azionamento dell'interruttore che compr?nde in combinazione un mezzo di contatto elettrico , un mezzo di collegamento a massa elettrico, un_ elemento a molla di_ in-? to^ruttore elettricamente conduttore intrinsecamen--te trattenuto fuori di. contatto con detto me zzo di -contatto in una .condizione diapertura dell'interruttore e che ? flessibile per far contatto ..con esso _ per. collegarlo a detto mezza di .collegamento, a massa nella condizione chiusa dell?interruttore, ed un -mezzo trasmettitore di-forza, per trasmettere.. forza -dal diaframma in modo_ da. trattenere detto . elemento a-molla dell?interruttore contro . detto . mezzo di _ ..collegamento a massa ed ..in. modo anche dajflettere_ elemento a molla dell'interruttore da una all'altra .delle sue condizioni di_commutazione, in seguito al _la_dilatazione.del..materiale termicamente dilatabi-..le mentre viene,raggiunta, una.predeterminata tempe--ratura ed .in .modo quindi..da perme11ere all?elemento a molla dell'interrut.tore^di essere,ripris?t?inato-in -detta prima condizione di commutazione con il d-isce dere della temperatura al disot.to della temperatura i_predeterminata,..detto mezzo.trasmettitore.di f_o_rzaj comprendendo una superficie,convessa che si_impegna con .il .diaframma e permette ad_esso__di stirarsi_in--tom o.ad essa .per_consentire una^sostanziale_dilajta _ zione del.materiale temicamente dilatabile con escursioni di temperatura attraverso la temperatura -Predeterminata.

   _ _ 2?__??.un..interruttore elettrico termico avente un elemento motore con im materiale termi caj-.mente dilatabile che. agisce su un diaframma elasto meri co normalmente piatto , avente spessore uni f orrae? Per azionare un meccanismo di commutazione che pu? operare con oppure senza una azione a scatto: una perfezionata disposizione di azionamento dell interruttore comprendente in com . binazione, . un mezz di contatto elettrico , un mezzo di collegamento a _massa elettrico comprendente un elemento di collegamento a massa anulare, un elemento a molla di interruttore elettricamente conduttore a forma di di-? schett ?o, intrinse "camente ma .ntenuto fuori di contat *"-t0_ con_ detto mezzo di contatto nella condizione di apertura dell'interruttore e che ?_f lessi bile per far contatto con esso attraverso il centro aperto di detto elemento di collegamento a massa per il suo collegamento all' elemento di collegamento a ma r j~a,_ .nella condizione chiusa dell?i .nterruttore? ed _ un mezzo trasmettitore di forza per trasmettere un forza dal diaframma per trattenere detto elemento^ a molla dell'interruttore in adiacenza alla sua perii eri a_contro detto elemento di collegamento a mas sa ed in modo anche da_flettere l'elemento a molla dell^ interruttore dall 'una all'altra delle sue con? dizioni di commutazione in seguito alla dilatazione del materiale termicamente dilatabile, mentre viene raggiunta una predetenninata temperatura e pe permettere . quindi all' elemento a molla dell 'interr tore di essere ripristinato in cetta prima condi zi ne di commutazione con il discendere della tempera tura al disotto della temperat ura predeterminata, detto mezzo trasmettitore di forza comprendendo un sUperficie convessa che si impegna con il diaframm permette ad esso di stirarsi intorno alla. superfici Per consentire da dilatazione termica -sostanziale del materiale termicamente dilatabile con escursioni " di temperatuj? attraverso la temperatura predeter minata.

   3* In un interruttore elettrico termico vente un elemento motore con un materiale termicamente dilatabile che ' agisce su un diaframma elastomerico per azionare un meccanismo di commutazione jpu? operare con oppure senza una azione a scatto: una perfezionata disposizione di azionamento dello interruttore comprendente in cmmbinazione un mezzo di contatto elettrico, un mezzo di collegamento a massa elettri co , un elemento a molla di interruttore elettricamente conduttore intrinsecamente manten to fuori di contatto con detto mezzo di contatto ne la condizione di apertura dell ' interruttore e che ? flessibile per far contatto con esso per il suo col legamento a detto mezzo di collegamento a massa nel . la condizione chiusa dell?interruttore , ed un mezzo trasmettitore per trasmettere forza dal diaframma in modo da trattenere detto elemento a molla di _ interruttore contro detto mezzo di collegamento a massa e' per flettere anche l' elemento a molla ..dell'interruttore dall 'una all'altra delle sue con . dizioni di commutazione in seguito alla dilatazione del materiale termicamente dilatabile, mentre viene aggiunta una predeterminata temperatura, , _e per permettere quindi all'elemento a molla dello interruttore di essere ripristinato in detta pri ma .condizione di commutazione con il discendere de la temperatura al disotto della temperatura pre-_ determinata, detto mezzo trasmettitore di forza _ comprendendo una molla di compressione ed un or-__gano rigido che sono disposti in serie, detto ori gano rigido avendo una superficie convessa che si impegna con il diaframma e permette al diaframma d _ stirarsi intorno ad essa, per cui la molla di com-. pressione e la superficie convessa permettono coo-_ perendo fra di loro una sostanziale dilatazione de materiale termicamente dilatabile con escursioni d temperatura attraveso la temperatura predeterminat 4'? In un intertuttore elettrico termico avente un elemento motore e?nv.un materiale termica mente dilatabile che agisce su un diaframma .elastomerico per azionare un meccani ano di .commutazione. c puo operare con oppure ' senza una azione a scatto: %ia perfezionata disposizione . di., azionamento dello interruttore comprendente in combinazione ? un mezzo di. contatto elettrico, un mezzo di collegamento a massa elettrico, un elemento a molla di interruttor elettricamente conduttore intrinsecamente mantenuto fuori di contatto con detto mezzo di contatto in un condizione di apertura dell?interruttore e che ? __ flessibile per far contatto con esso per il ,suo col gamento a detto mezzo di collegamento a massa in un condizione chiusa dell'interruttore, ed un mezzo tr sraettitore di forza per trasmettere forza dal diafr ma per trattenere detto elemento a molla dell'inter ruttore contro detto mezzo di collegamento a massa e per flettere anche l'elemento a molla dell'interruttore dall'una all'altra delle sue condizioni di commutazione in seguito al fatto che il materiale t micamente.dilatabile si dilata mentre viene raggiun ta una temperatura predeterminata e per permettere quindi all?elemento a molla dell'interruttore di es re .ripristinato in .detta prima condizione dell'inte ruttore a seguito della diminuzione della temperatu al disotto della temperatura predeterminata, detto mezzo trasmettitore di forza comprendendo un organo rigido avente una superficie. convessa che si impegna con il diaframma e permette al diaframma di stirarsi intorno ad essa per consentire una sostanzia-. ..le dilatazione del .materiale termicamente dilatabile _con escursioni, di temperatura attraverso la temperatura predeterminata

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   ?ss? "Interruttore elettrico termico".-

   La presente invenzione si riferisce ad un interruttore elettrico termico e pi? parti co larmente ad un interruttore elettrico termico avente un elemento motore con un materiale termicamente dilatabi le che agisce su un diaframma elastomeri co per effettuare l 'azionamento dell'interruttore.

   Nei sistemi in cui si desidera controllare accuratamente una funzione elettrica di chiusura e di apertura in risposta, a sollecitazione termica, in cui vi ? una erogazione di corrente elettricarelativamente elevata ? pratica comune quella di us re. un elemento bimetallico per effettuare la commutazione. Tuttavia, un tale interruttore normalmente presenta un effetto di isteresi o differenza di tem pe^tura di ripristino che ?_ sostanzialmente superio re a quello che si desidera in certe applicazioni.

   _ Per esempio , nei sistemi per il raffredda mento di veicoli aventi un ventilatore azionato da un motore elettrico per far passare forzatamente la aria attraverso il radiatore, ? desiderabile che il ventilatore venga azionato soltanto quando il teimo stato ?__ largamente aperto ed il radiatore, in assenza di una tale circolazione di aria forzata, non ? quindi pi? capace di soddisfare le esigenze di ra freddamente del motore. A titolo di illustrazione , in un tipico sistema di raffreddamento per veicoli , il termostato pu? essere tarato in modo da essere largamente aperto alla temperatura di 220?F (pari a 104?C) e , pertanto , si desidera che il ventilatore genga messo in funzione soltanto quando la tempe ratura del refrigerante supera questo livello, in un-a certa misura richiesta, per esempio quando il veicolo si trova a riposo. Il ventilatore dovrebbe quindi essere disinserito quando la temperatura del refrigerante, discende al disotto di questo va-.lpre con il veicolo in movimento, allo scopo di ridurre , al minimo la utilizzazione di energia e-_lettri ca da parte del ventilatore e pertanto il consumo di combustibile. Un interruttore a .biumetallo. presenta una minima differenza di temperatura d ripristino di circa, 10-20?F (pari a 5,6 e l i , 2?C) duran te i ' uso , e , se impostato in modo da eff ettua re la_c?mmutazi on e _di__ac cension e_ alla temperatura del refrigerante di 230?F (pari a 110?C) esso pu? non essere disinserito se non quando la temperatura^ dei r ef rigerante_si_ trova all ' incirca, a_21 0?F (pari a 99? C) che ? sostanzialmente inferiore al_ _valore desi derato per^ ottenere le migliori_prestazioni possibili del motore. Perci? , non soltanto _ sf Ve ri_f i ca uno _spre c o di con sumoj? i c ombu s ti -bile , ma_ il compostamento del_motore vi en p anche influenzato con un sostanziale ritardo_nel raggiungi mento del _d e si derato livello di temperatura del refrigerante. Inoltre, la differenza di_temperatura di ripristino dell'interruttore pu? quindi _ _ sovrapporsi, all'intervallo di temperatura di fun-_ zionamento del termostato, cos? che il ventilatore [potrebbe rimanere inserito indefinitamente con suo relati vo_ consumo di combustibile, poich? il ..termostato quindi non potrebbe indipendentemente sapere quando, allargare, per diminuire la temperatura del . refrigerante, ma invece dipenderebbe dalle caratteristiche di differenza di ripristino in relazione al funzionamento del ventilatore. D'altra parte se la temperatura di inserimento viene aumentata _ per. impedire .una tale _soyrapposizione_.con. il termostato,, il funzionamento del. ventilatore viene sosta zialmente . ritardato nel soddisfacimento delle esigenze di. raffreddamento del motore.

   _ _ __E' noto che l'uso di un materiale termica mente dilatabile e _di__un. diaframma . elastomeri co per azionare un interruttore potrebbe diminuire la_diiferenza di., ripristino di_ temperatura_.o_ la_isteresi. presentata da _un interruttore a bimetallo. Tuttavia le note combinazioni tipicamente richiedono una coni plessa progettazione del ...diaframma e/oj?egli elemen dell linter rutto re e presenta limitata versatilit?. _ __Questi problemi vengono risolti mentre vengono anche ottenuti al tri vantaggi dallajpresente invenzione con un interruttore elettrico termico avente un elemento motore con un mater .iale termicajmente .dilatabile che_agisce_su un diaframma elastom ri co e quindi attraverso una disposizione trasmetti . trice di forza per azionare un meccanismo interruttore con oppure senza una azione a scatto, in dipendenza dall?intervallo di differenza di temperatura di ripristino che si desidera, che, nell 'uno e nell?altro caso pu? essere prodotto sostanziaimente pi? piccolo in confronto con i noti interruttori bimetallici di sponibili . La disposizione trasmetti trice -di forza permette .al diaframma di avere una foima di facile fabbricazione e di uniforme spessore. che sia facile da montare e gii elementi elettrici dell' interruttore sono anche facili da fabbricare e da montare. Lt' interruttore comprende un alloggiamento a cui ? collegato l' elemento motore con una interposizione di un diaframma, ed in cui _ un elemento di contatto elettri co stazionario ? montato insieme con un elemento di collegamento elettrico a massa e con un elemento a molla di interelettricamente conduttore. Per l'impiego in un sistema _di refrigerante di un veicolo, l' elemento a molla dell?interruttore ? intrinsecmaente mantenuto_fuori di contatto con l' elemento di contatto stazionario, ed ? flessibile in modo da far contatto con esso per collegarlo elettricamente con l? elemento di collegamento a massa per chiudere il circuito del raptore_ del ventilatore. Tuttavia, si comprender? che, per altre applicazioni, queste condizioni possono essere invertite. La-disposizione trasmettitr ce di forza ? anche montata nell'alloggiamento dell'interruttore ? per questa particolare applicaziojqe dell'interruttore opera per trasmettere una for dal diaframma in modo da trattenere l'elemento a m la dell'interruttore contro l?elemento di collegamento a massa ed in modo da flettere anche l'elem?n a molla dell'interruttore dalla sua condizione di' .disinserimen'to alla su'a con.dizione?di?inserimento, quando il materiale dilatabule si espande, mentre viene raggiunta la desiderata temperatura di inseri mento che diventa la temperatura di taratura dell'i Jterruttore. La disposizione trasmettitrice di -forza 5^ ?renc^e Una superficie convessa che viene impecia ta dal diaframma e permette al diaframma stesso di ^stirarsi intorno ad esso per consentire la dilatazione del materiale termicamente dilatabile in segu to ad escursioni di temperatura attraverso la temp tura di inserimento. In una forn a di realizzazione la disposizione trasmettitrice di forza comprende una sfera che impegna il diaframma ed una molla e coidale di compressione disposta fra la sfera e lo elemento a molla dell'interruttore per provocare l azion.e a.scatto.di q^ue.sto ultimo ed. una risultante bassa differenza di temperatura di, ripristino , per esempio circa 10?F (pari a 5,6?C) o meno. Inoltre, la molla elicoidale ? cedevole nella condizione di inserimento per permettere il suo adattamento alla massima prevista condizi?ne di sovratemperatura se za toccare il fondo ed in questo modo un sovra-for zamento " dell* elemento a molla dell 'interruttore co -tro il contatto stazionario durante una .tale . estre ma escursione di temperatura. In una altra forma . di realizzazione la. disposizione trasmettitrice di forza comprende un organo rigido che provoca la _ . flessione dell'elemento a. molla dell 'interruttore Terso la sua condizione di inserimento senza azione_.a_scatto, cosi, che si _o.ttiene _una differenza di temperatura di .ripristino anche pi? bassa, di vaio re . inferiore a 5?F. (pari 2, 8?C) , ..Questo risultat viene. ottenuto mentre vengono ancora. permesse sostanziali escursioni distempera tura del materiale . termicamente dilatabile, attraverso la temperatura _ _di . inserimento consentendo lo. stiramento del . diafr ma intorno ad... una superficie convessa. che_? format .su.ll.' estremi t?_d.i_questcL_organo rigido_in cui _essa impegna . il_ diaframma, _

   Questi ed . hit ri scopi . e. vantaggi^ della .presente invenzione appariranno pi? evidenti dalla seguente descrizione e dai disegni, in cui:

   _ la figura 1 rappresenta una vista illus ti va di un sistema di raffreddamento del motore di un veicolo avente un ventilatore con azionamento elettrico , la cui messa in funzione viene effettua xa per mezzo di un interruttore in confarmi t? alla Presente invenzioine?

   figura .2 rappresenta una vista in sezione trasversale in scala ingrandi ta di . una forma di realizzazione dell'interruttore, con l'interrut tore rappresentato nella sua condizione aperta; ._ _ la figura 3 rappresenta una vista simile quella della figura 2, ma con l'interruttore rappresen tato nella sua condi ?zione ' chiusa; _ . _ _ _ la figura 4 rappresenta una vista presa lungo la linea 4-4 della figura 2i

   _ la figura 5 rappresenta una vista in sezione trasversale in scala ingrandita di un 'altra forma di realizzazione dell 'interruttore , con l'in ^?rruttore rappresentato nella sua condizione aper

   _ _ la figura 6 rappresenta una vista simile alla figura 5, ma con l'interruttore rappresentato nella sua condizione chiusa.

   Con riferimento alla figura 1 , in essa ? rappresentato un interruttore 10, in conformit? al la presente invenzione, usato in un sistema di raf -freddamente del motore di un veicolo per controlla re un motore 12 che trascina un ventilatore 14 per far passare aria attraverso un radiatore 16 per il motore 18 del veicolo. Il refrigerante che viene f . to circolare attraverso il motore per mezzo di una Pompa, non rappresentata, viene fatto ritornare in derivazione attraverso il motore , oppure viene diretto al radiatore attraverso un tubo flessibile 2 sotto il . controllo di un termostato 22. Dopo essere stato raffreddato dal radiatore, il refrigeran-_te viene riportato al motore per mezzo di un altro .tubo flessibile 24?. Il termostato 22 ? montato sul motore 18 nella uscita del refrigerante ed ? del tipo, convenzionale che . pu? essere calibrato in modo da aprirsi largamente quando, la temperatura del .refrigerante nell'uscita del motore raggiunge un certo livello di temperatura desiderato , per esempio 22??F (pari a 104?C) . Se la temperatura del re Lfrigerante successivamente dovesse tendere ad au-.mentare si desidera che il ventilatore venga inserj to per fornire un maggiore raffreddamento sul ra odiatore, ma quindi con la diminuzione della tempenatura del refrigerante al disotto di questo valor si desidera che il ventilatore venga disinserito in modo da eliminare il suo sfruttamento di energia elettrica e cos? ridurre al minimo il consumo di com tustibile. Inoltre, la temperatura di ripristino d l'interruttore non dovrebbe cadere molto al disotto Ovvero non dovrebbe soprapporsi alla regolazione di temperatura di larga apertura del termostato. Al trimenti, il termostato potrebbe dare inizio alla strozzatura e cos? tendere ad aumentare la temperatura del refrigerante costringendo l'interruttore d ventilatore a rimanere chiuso quando l'effetto di raffreddamento supplementare fonaito dal ventilat?ore non e in pratica necessario. Per esempio, il fun zionamento del ventilatore pu? essere necessario soltanto per soddisfare le esigenze di raffreddamento del motore quando il veicolo viene fermato ma a causa della sovrapposizione, di temperatura fra termostato ed interruttore del ventilatore pu? esse re- fatto rimanere chiuso quando il veicolo ? fermo ed anche quando .il veicolo si muove e pu? costringere un sufficiente passaggio di aria attraverso il radiatore.

   ? __ Date questa serie di condizioni, nelle fi gure 2 e 3 ? rappresentata una forma di realizzasiO ne.dell'interruttore .10.che ? capace di inserire il -ventilatore con un effetto di isteresi o differenza di temperatura di ripristino non superiore a circa . - 10?F (pari a 5,6?C) e pu? perci? essere tarato in modo da inserire il ventilatore alla temperatura di 230?P (pari a 1 10?C) oppure soltanto 10?F (pari a 5?6?C) al disopra della regolazione della temperatura del termostato a cui corrisponde una larga apertura e quindi pu? disinserire il ventilatore alla temperatura di 220?F (pari a 104?C) prima che ..la temperatura del refrigerante diminuisca nell 'in7 _.tervallo di temperatura di strozzatura del termostato. Con .riferimento alle figure 1 e 2, l 'interruttore 10 ? idoneo ad essere montato direttamente sul motore 18 e comprende un attacco esagonale 30 | consistente di materiale elettricamente conduttore. -.L'attacco o raccordo 30 presenta una filettatura _di tipo maschio 32 che impegna una apertura filetta? jta prevista nel motore che ? aperta verso il refrigerante 33 del motore in vicinanza al punto in cui _il refrigerante raggiunge il termostato 22. L'attacco 30 presenta un foro centrale 34 estendentesi attraverso idi. esso.. il quale si collega con un foif': ? '

   ro_ cieco 36 nell' estremit? 37 dell?ttacco e spoeta al refrigerante. .Come . rappresentato nelle_figure 2 e 4, un diaframma circolare normalmente piatto 38. di spessore uniforme e consistente di materiale elasti co ? disposto su una... faccia in' adiacenza alla sua periferia con lo spallamento radiale 40 del foro allargato 36 . e sull 1 altra sua faccia ? impegnato in opposizione. a questo, spallamento per mezzo di una flangia 42 estendentesi radialmente verso_ l'esterno dal e flangia essendo prevista su una coppa rigida 44 che b collocata nel percorso d refrigeran te. La coppetta 44 ? chiusa dal diaframma 38 e viene riempita con un materiale termicamente dilatatile 46, per esempio cera. La coppetta 44 ? Permanentemente collegata all'attacco 30 mediante il ribadimento dell'estremit? anulare 37 di questo ultimo sulla flangia della coppetta. Questo ribadi mentOj/ costringe la flangia 42 ideila coppettajstrett mente contro _il _diafrajnraa__38 ed il diaframma a_sua volta strettamente contro lo .spallamento 40 ?in _mo* do tale che la cera venga chiusa eimeti camente nella _coppetta per formare^ i m elem?nto motore per azio nare l'interruttore mentre il refrigerante eiene ch.iuso_eme?i cernente dal foro 34 dell'attacco. _ Una sfera 58 b applicata in modo strettamente scorrevole nel foro 34 ed impegna i lati opp sti con il centro del diaframma 38 ed una estremit? ci una molla elicoidale a' compressione 52 che ? mon *

   tata nel foro 34 ma con sostanziale gioco lateral rispetto ad esso. L' estremit? opposta della molla elicoidale 52 si impegna con un lato 54A di un ei m6nto a molla di interruttore circolare elettrica mente conduttore 54? consistente di un materiale siliente per esempio acci?io armonico. L' elemento a molla di interruttore 54 ? realizzato a forma d dischetto e viene montato nell'attacco 30 in un foro. .allargato di alloggiamento 56 che si raccord al foro 34 nella, sua estremit? opposta ? quella c si raccorda con .il. foro allargato 36 di alloggiac to del diaframma. L'attacco 30 presenta un altro . .toro allargato 58 di diametro maggiore che . si .rac corda al foro allargato 56 ed un elemento di .appo gio elettricamente conduttore. 60 a forma di anell _? applicato in maniera non stretta in un foro ali gat0 pi? gande 58 e contro lo spallamento radiale 62 che si raccorda a questi fori allargati . Il ra gio interno dell' elemento di appoggio 60 si esten ^d^.almente verso l'interno della periferia dello .elemento a molla di interruttore .54.. e presenta un ^piccola interferenza lato-a- lato 0 gioco . assi .ale con. esso , per cui .l'elemento a molla dell'interru ;re. .viene imprigionato .nell'attacco. Un cappellott stampato 66 di materiale non conduttore presenta uno spallamento 67 che' si applica strettamente ne foro allargato. 58 e 1* estremit? anulare, esterna 6 dell'attacco viene ribatita sullo spigolo esterno dello spallamento 67 del . cappellotto per collegar permanentemente il cappellotto all 'attacco ed in sto modo comprimere un anello elastomerico 69 contro il foro allargato 58. e 1* elemento di appoggio 60 per. chiudere cos? ermeticamente l'interno del _ raccordo su questa estremit? e trattenere anche strettamente in posto l' elemento. di appoggio. Un elemento di contatto elettrico 70 viene fissato su cappellotto 66 per il. fatto che viene stampato in posto con esso e. si estende dalla faccia interna del cappellotto in modo da trovarsi in opposizione e da potersi impegnare con una porzione centrale del lato 54B dell'elemento a molla di interruttore 54? come rappresentato nella . figura 2? L' elemento contatto 70 ? formato con . un terminale di tipo maschio a corpo unico 74 .che si . est?nde in un collar no centrale .75 formato sul cappellotto 66 e ricev un. tappo 76 . che viene collegato per mezzo di un f lp... isolato 78, ad un rel? 80 nel_ circuito del motor del .ventilatore che viene azionato dalla batteria 82 del veicolo.

   _ Nella . condizione normalmente aperta dell interruttore, come rappresentato nella figura 2, il materiale dilatabile 46 si trova in condizione contratta e non vi ? alcun pre caricamento sulla m slicoidale 52 cos? che il diaframma 38 rimane relativamente piatto e l' elemento a molla di inte ruttore 54 mantiene intrinsecamente la sua condiz ne di re-montaggio con il suo bordo periferico tr tenuto non strettamente fra l'elemento di appoggi _ .6. 0 e. lo spallamento rastrem .ato. 83 che raccorda il foro 34 dell'attacco ed il foro allargato 56. In. questo stato , il lato 54A dell' elemento a molla 5 dell'interruttore, impegnato dalla molla elicoida le 52 ? convesso, mentre l'altro suo lato 54B ? Roncavo e distanziato di una sostanziale distanza sul suo centro dal contatto stazionario 70 per pr vocare cos? una condizione di apertura nel circu? to del motore del ventilatore. Quindi , quando il mateirale dilatabile 46 sperimenta un innalzament di temperatura iin questo caso un incremento dell temperatura del refrigerante esso si dilata e fac Mdo ci? il mezzo trasmettitore di forza fornito da la sfera_58 e dalla molla elicoidale 52 trasmette una forza dal diaframma 38 per trattenere positiv mente il lato 54B dell'elemento a molla 54 in adi | cenza al suo bordo periferico contro l'elemento d appoggio di massa 60 per assicurare il suo collega to a massa. In aggiunga, il mezzo trasmettitore di forza agisce anche sul centro dell' elemento a moll di interruttore 54 per sollecitare il suo lato 54B verso l'impegno con il. contatto stazionario o immo hile 70. .L'interruttore ? tarato in modo tale che, alla desiderata temperatura di chi usra dell? inter ruttore, che in questo caso ? di 230?F (pari a 110 la forza trasmessa ? sufficiente a far scatare l'e mento a molla 54 dell?interruttore in impegno con elemento di contatto stazionario 70? come rappresentato nella figura 3, con il suo lato 54B avente quindi una superficie convessa, mentre l'altro suo tto. 54A, che ? impegnato dalla molla elicoidale 5 presenta quindi una superficie concava. L'elemento di contatto stazionario 70 viene quindi collegato

   B. massa sul blocco 26 del motore attraverso l'elem to a molla 54 dell'interruttore, l' elemento di col legamento a massa 60 e l 'attacco esagonale 30, con mantenimento dell' elemento a molla dell'interrutto re contro l'elemento d,i collegamento a massa per a sicurare un collegam ' ento a massa positivo in modo da chiudere cos? il^circuito del motore del ventil tore ed inserire e mantenere inserito il motore de rve 'ntila ??'t .ore. Il materikale dilatabile 46 pu? ulter mente dilatarsi per il fatto che la temperatura del refrigerante continua a salire anche se il ventilatore ? inserito, per? tali escursioni di tempera tura non possono danneggiare l?interruttore poich? la superficie convessa della sfera 58 permette al diaframma di stirarsi intorno ad essa dentro il fo 34 ed anche perch? la molla elicoidale 52 per predeterminazione rimane contraibile, vale a dire non tocca mai la posizione di fondo, alla massimla pre vista escursione di temperatura.

   _ _ Con l'interruttore nella sua condizione di inserimento o ?i chiusura, come rappresentato nella figura 3? e quando la temperatura comincia a discendere al disotto della temperatura di chiusur dell'interruttore , il materiale dilatabile 46 si contrae per diminuire la forza ?, del diaframma 38 sulla sfera 58 e sulla molla elicoidale 52 ed in _ questo modo sull' elemento a molla 54 dell'interrut jtore fino a quando alla fine l? elemento a molla 54 dell?interruttore viene fatto ritornare ed esse ripristinato nella sua condizione aperta, interrom pendo il collegamento elettrico come rappresentato nella figura 2. Perci? , l'interruttore ha la capacit? di controllare ed in particolare di abbassare la differenza di temperatura di ri pii stino mediant scelta dell?indice di dilatazione del materiale dilatabile 46'? dell'indice elastico della molla di co pressione 52 e/o della forza dell? elemento a molla 54 dell?interruttore.

   Per esempio , la differenza di temperatura di ripristino pu? essere diminuita mediante sc?lta di materiali dilatabili aventi 'indici di dilatazione progressivamente superiori e con i materiali disponibili in commercio la forma di realizzazione de l?interruttore delle figure 2 e 3 ?. facilmente capa ce di operare con una differenza di temperatura di ripristino di 10?F (pari a 5*6?C) oppure anche di l?eri?b? D?altra parte , la molla di compressione 52 pu avere un indice elastico superiore che richiede una minore dilatazione dal materiale dilatabile usato e perci? un minor cambiamento di temperatura per otte nere la forza richiesta per far scattare l? elemento a molla dell'interruttore nella sua condizione chiu sa."? Viceversa, un minore indice elastico richieder? maggi or cambiamento di temperatura per ridurre ?a/forza della molla che agisce sull' elemento a mol la. dell'interruttore in misura sufficiente per con/ sentire il. ripristino e la interruzione del contatt elettrico. <3 uindi, per quanti riguarda lo stesso e iemen&o a molla 54 dell'interruttore, esso pu? esi sere scelto in modo da richiedere una minore forza j di scatto e perci? una minore variazione distempera tura in confronto con un elemento a molla che richieda una forza di scatto maggiore a__causa del minore compressione^ della molla di compressione 5 richiesta per la commutazione di inserimento. Con la sopra indi cata possibilit? di_ controllare la temperatura di ri pristino e per_la_ applicazione d motore del ventilatore per radiatore rappresentato la_ forma di Realizzazione dell? figure 2-3 pu? cos? essere immediatamente tarata in modo da effet tuare jL?inserimento del ventilatore alla temperatu ra. di 230?F (pari a 110?C) ed il ri pristino alla temperatura di 220?F (pari a 104?C) in modo da disinserire o spegnere R1_ ventilatore senza sovrappo sizione con il jfunzionamento del_termo stato e senza sostanzialmente ritardare il funzionamento del ventilatore, quando_ ri chiesto. _Tuttavia,_si comprender? che queste temperatura di regolazione e di ripristino sono soltanto illustrative di ci? che l1 interruttore ? capace di fare in una applica zione commerciale particolarmente esigente.

   forma di realizzazione dell'interrutt re rappresentata nelle figure 5 e 6 ha. la capacit? di controllare la differenza di ripristino ad una valore anche inferiore, per esempio una differenza temperatura di ripristino inferiore a 5?F (pari a 2,8?C) . Questo risultato viene raggi -unto con una semplice modificazione del mezzo di trasmissione ?. forza come rappresentato nelle figure 5 e 6, in cui parti corrispondenti a quelle rappresentate nel la forma di realizzazione delle figure 2, 3 e 4 son state contrassegnate con gli stessi numeri e la str tura di sostituzione ? stata id ?entificata con nuovi numeri . Con riferimento alle figure 5 e 6? il me zo trasmettitore di forza e semplicemente costituit da un organo rigido 90 che e applicato in modo scor ievole nel foro 34 nell'attacco 30 fra il diaframma 38 e l' elemento a molla di interruttore 54. L'organ 90 presenta una forma a manubrio da ginnasti ca con una testa arrotondata 92 ad una estremit? che impegna il centro del diaframma 38 e con una testa arro tondata 94 all'estremit? opposta che impegna il centro dell' elemento a molla 54 dell'interruttore. In questa forma di realizzazione e con l'interrutto re nella sua condizione aperta 0 di- disinserimento , come rappresentato nella figura 5, non vi ? ancora alcun pr e caricamento sul mezzo trasmettitore di for za, in questo caso. , l'organo rigido 90 e l'elemento a. molla 54 dell'interruttore ? condizionato similmente a quello della forma di realizzazione delle figure 2, 3 e 4. Quindi , quando il materiale dilatabile 46 si dilata, l'organo rigido 90 viene forzato dal diaframma 38 ad agire direttamente sullo elemento a molla 54 dell'interruttore in modo da trattenerlo contro l'elemento di massa 60, mentre - viene forzato verso l'impegno con l 'elemento di conT tatto stazionario 70. Tuttavia, in questa forma di realizzazione che non prevede l'impiego di una molla di compressione ed anche se l' elemento di interruttore. a molla presenta ancora la sua curva caratteristica, tra forza e spostamento , l'unica sorgente di sforzo sull'elemento a molla dell'interruttore ? quella. determinata dal materiale dilatabile e che ' viene trasmessa attraverso l' organo rigido 90? _ _ ' _ _ In altre parole , il mezzo di accumulazione dell'energia cinetica, vale a dire la inolia, ? stato rimosso e perci? l'entit? della dilatazione e della contrazione ri chiesta per le operazioni di inserimento 0 chiusura e di disinserimento 0 aper-.^ra_?. s^a"ka. diminuita, ed ? direttamente in relarzione con la differenza di ripristino. Come risultato di ci?, l'interruttore nelle figure 5 e 6 non ' scatta per la chiusura ed ? facilmente capace di ripristinarsi con una differenza di temperatura inferiore a 5?F (pari a 2,8?C) cos? che il ventilato potrebbe quindi essere inserito alla temperatura di 225?F (pari a 107?C) ovvero soltanto circa 5?P (pari a circa 2,8?C) al disopra della regolazione larga apertura del.termostato e quindi potrebbe es disinserito alla temperatura di 220?P (pari a 104? per evitare la sovrapposizione con il termostato e con un ritardo anche inferiore nel riavviamento del ventilatore, quando richiesto. Inoltre, vi ? la superfi eie convessa 92 dell'organo rigido 90 che permette al diaframma 38 di avvolgersi intorno ad essa come rappresentato nella figura 6, per assorbire un continua dilatazione del materiale termicamente dilatabile 46 durante escursioni di temperatura al di della temperatura di taratura o di chiusura dell'in terruttore, quando l'elemento a molla dell'interrut tore si trova contro l'elemento di contatto stazionario e l'organo rigido viene cos? fermato in modo da non potersi ulteriormente spostare

   _ Sar? inoltre compreso da coloro che sono sperti nel ramo che, mentre ambedue le forme di re iizzazione sono state descritte come aventi una oper ione di inserimento o di chiusura con l'aumentare ella temperatura ed una operazione di ripristino di apertura a seguito della diminuzione di tempe

   RIVEND ICA ZIONE

   - In un interruttore elettrico termico avente un elemento motore con uri materiale termi ca-?ente dilatabile che agisce su un diaframma elastomerico per azionare un meccanismo di commutazione che pu? operare con oppure senza una azione a_ scatto: una perfezionata disposizione di azionamento dell'interruttore che comprende in combinazione un mezzo di contatto elettrico , un mezzo di collegamento a massa elettrico , un elemento a molla di interruttore elettricamente conduttore intrinsecamente trattenuto fuori di contatto con detto mezzo di -contatto in una condizione diapertura dell'interruttore e che ? flessibile per far contatto . con esso - per collegarlo a detto mezzo di collegamento a massa nella condizione chiusa dell'interruttore, ed un mezzo trasmettitore di .forza per . trasmettere forza dal . diaframma in modo., da trattenere detto elemento a. molla dell' interrut?ore 1 contro detto mezzo di -.collegamento 'a massa ed in modo anche , da flettere elemento a molla dell?interruttore da una all'altra delle sue condizioni di commutazione, in seguit 'o' al -la . dilatazione del materiale termicamente dilatabile. mentre viene raggiunta una. predeterminata tempe-_ratura ed in modo quindi da permettere all' elemento .a molla dell'interruttore di essere ripristinato in detta prima condizione di commutazione con il disce dere della temperatura al disotto della temperatura -predeterminata, detto mezzo trasmettitore di forza - comprendendo una superficie convessa che si impegna con il .diaframma e. permette ad esso di stirarsi in--torno ad .essa per consentire una_ sostanziale dilata zione del materiale termicamente dilatabile con escursioni di temperatura attraverso la temperatura Predeterminata.
2. 2. In un interruttore elettrico teimiico avente, un elemento motore con hn materiale termicamente .dilatabile. che agisce su un diaframma elastomeri co normalmente piatto , avente spessore uniforme? Per azionare un meccanismo di? commutazione che PU? operare con oppure senza una azione a scatto: una perfezionata disposizione di azionamento dell interruttore comprendente in combinazione , un mezz di contatto elettrico , un mezzo di collegamento a massa elettrico comprendente un elemento di collegamento a ma?saa anulare, un elemento a molla di in terruttore elettricamente conduttore a forma di di schetto, intrinsecamentejnantenuto fuori di contat to con detto mezzo di contatto nella condizione di apertura dell 'interruttore e che ? flessibile per far contatto con esso attraverso il centro aperto di detto elemento di collegamento a massa per il suo collegamento all' elemento di collegamento a ma sa, nella condizione chiusa dell 'interruttore! ed _un_mezzo trasmettitore di forza per traanettere u forza dal diaframma per trattenere detto_ elemento_ ; a jnolla dell'interiuttore jin adiacenza alla sua pe riferia contro detto elemento di collegamento a ma sa ed in modo anche da flettere l' elemento a molla dell'interruttore dall 'una all'altra delle sue con dizioni di co .mmutazione in . seguit .o alla dilatazione jdel materiale termicamente dilatabile, mentre viene raggiunta una predeterminata temperatura e p permettere quindi all' elemento a molla dell?interruttore di essere ripristinato in detta prima condizi ne di commutazione con il discendere della temperatura al disotto della temperat ura predeterminata, detto mezzo trasmettitore di. forza comprendendo una superficie convessa che si impegna con il diaframma permette ad esso di stirarsi intorno alla superfici Per consentire da dilatazione termica sostanziale del materiale termicamente dilatabile con escursioni di temperatura, attraverso la temperatura pre?eter minata?,
3. 3. In un interruttore elettrico termico a vente un elemento motore con un materiale termica-. mente dilatabile che agisce su un diaframma . elastomerico per azionare un meccanismo di . commutazione c pu? operare con oppure senza una azione a scatto: _ una perfezionata disposizione di azionamento dello interruttore comprendente in cmmbinazione un mezzo di contatto elettrico , un mezzo di collegamento a massa elettrico , un elemento a molla di interruttore elettricamente conduttore intrinsecamente mant^n to fuori di contatto con detto mezzo di contatto ne ?

   la- condizione di apertura dell* interruttore e che ? flessibile per far contatto con esso per il suo col legamento a detto mezzo di collegamento a massa nel .la condizione chiusa dell'interruttore, ed un mezzo trasmettitore per trasmettere forza dal diaframma in modo da trattenere detto elemento a molla di . interruttore contro detto mezzo di collegamento ..a massa e? per flettere anche l'elemento a molla dell'interruttore dall 'una all'altra delle sue condizioni di commutazione in seguito alla dilatazione del materiale termicamente dilatabile, mentre Yiene aggiunta una predeterminata temperatura, _ e .per permettere quindi all'elemento a molla dello .. interruttore di essere ripristinato in detta pri ma condizione di commutazione con il discendere del-. la _ tempera tura al disotto della temperatura pre-.determinata, detto mezzo trasmettitore di forza _ comprendendo una molla^ di cmmpressione ed un organo rigido che sono disposti in serie, detto ori gano rigido avendo una superficie convessa che si impegna con il diaframma e permette al diaframma di stirarsi intorno ad essa, per cui la molla di comi_pressione e la superficie convessa permettono cooperando fra di loro una sostanziale dilatazione del materiale termicamente dilatabile con escursioni di temperatura attraveso la temperatura predeterminata _ _ 4'. In un intertuttore elettrico termico avente un elemento motore conviti materiale termicamente dilatabile che agisce su un diaframma elastomeri co per azionare un meccanismo di commutazione c pu? operare con oppure senza una azione a scatto: ^?? perfezionata disposizione di azionamento dello interruttore comprendente in combinazione un mezzo di. contatto elettrico, un mezzo di collegamento a massa elettrico , .un elemento a molla di interruttor elettricamente conduttore intrinsecamente mantenuto fuori di contatto con detto mezzo di contatto in un condizione di apertura dell?interruttore e. che ? flessibile per far contatto con esso per il suo col gamento a detto mezzo di collegamento a massa in un condizione chiusa dell?interruttore, ed un mezzo tr emettitore di forza per trasmettere forza dal diafr ma per trattenere detto elemento a molla dell'.inter ruttore contro detto mezzo di collegamento a massa e per flettere anche l?elemento a molla dell?interruttore dall 'una all'a 'ltra delle sue condizioni .. di commutazione in seguito al fatto che il materiale t micamente dilatabile si dilata mentre viene raggi un ta una temperatura predeterminata e per permettere quindi all'elemento a molla dell 'interruttore di es re ripristinato in detta prima condi zione dell 'inte ruttore a seguito della diminuzione della temperatu al disotto della temperatura predeterminata, detto mezzo trasmettitore di forza comprendendo un organo rigido avente una superficie convessa che si impegna con il .diaframma e permette al diaframma di sti rarsi intorno ad essa per consentire una sostanziale dilatazione del materiale termicamente dilatabil con escursioni di temperatura attraverso la tempera tura predeterminata.

   RIASSUNTO

   Oggetto dell'invenzione ? un interrottore elettrico termico avente un materiale termicamente dilatabile che opera su un diafragma elastomerico per azionare un interruttore in cui l'interruttore ? costituito da un elemento a molla elettri camente conduttore e viene azionato da una disposi zione tras?etti trice di forza che agisce a partire dal diaframma per effettuare l'operazione di com mutazione con oppure senza una azione a scatto.