ES2607119T3 - Dispositivo de lubricación mínimo - Google Patents

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ES2607119T3 ES10192341.5T ES10192341T ES2607119T3 ES 2607119 T3 ES2607119 T3 ES 2607119T3 ES 10192341 T ES10192341 T ES 10192341T ES 2607119 T3 ES2607119 T3 ES 2607119T3
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Abstract

Un dispositivo (1) de lubricación mínimo que comprende un depósito (2) de almacenamiento para un fluido lubricante y una bomba (6) para dicho lubricante, caracterizado porque dicha bomba (6) es una bomba de desplazamiento positivo de tipo de alta presión con su puerto de suministro conectado a una pluralidad de elementos (50A, 50B ..) modulares adaptados para mezclar un flujo de aire comprimido con dicho lubricante, presentando dichos elementos modulares un elemento (88) mezclador alimentado con un flujo de aire comprimido en el que se abre una salida de un regulador (84) de flujo de aguja alimentado por el lubricante procedente de la bomba (6).

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo de lubricacion mmimo
La presente invencion se refiere a un dispositivo mmimo de lubricacion de aire/aceite.
Mas en particular, se refiere a un dispositivo modular.
La lubricacion aire/aceite representa una realidad relativamente reciente, y es el resultado de la introduccion de tecnologfas avanzadas que han permitido su aplicacion principalmente en el campo del mecanizado en seco. Tambien ha reemplazado los sistemas de pulverizacion tradicionales debido a su impacto ambiental negativo. Esencialmente, la lubricacion tiene lugar mediante la alimentacion de un flujo de aire continuo que proporciona no solo un medio de transporte para el aceite hasta el punto de lubricacion, sino tambien un medio de enfriamiento para los elementos que se van a lubricar y para el sistema de lubricacion.
El aceite, inyectado en el flujo de aire a intervalos regulares, cubre las superficies que se van a lubricar, reduciendo asf la friccion y el desgaste.
Los dispositivos de lubricacion de aire/aceite son actualmente de dos tipos.
Un primer tipo de dispositivo comprende un deposito de aceite que es presurizado por una fuente de aire comprimido. El aceite presurizado de esta manera es alimentado a una valvula de aguja que tiene una salida acoplada a un conducto a traves del cual fluye aire comprimido.
El flujo de lubricante que sale de la valvula es por lo tanto transportado por el aire comprimido y conducido hacia la region de lubricacion.
Este sistema presenta el inconveniente de ser sensible a la presion presente en el punto de lubricacion en el lado del usuario. A este respecto, cuanto mayor es la presion en ese punto, mayor es la presion del aire de transporte presente en el conducto en el que se suministra el aceite, con una cantidad de aceite por lo tanto menor inyectada en el flujo. Como es sabido, la cantidad de aceite que fluye a traves de un orificio (valvula de aguja) depende de la diferencia de presion entre el conducto en el que se suministra dicho aceite y la presion inicial del fluido (presion en el deposito de aceite). En consecuencia, dicho tipo de dispositivo no puede utilizarse si esta presente un usuario en donde la presion en el punto de suministro sufra una variacion considerable.
Tambien tiene el inconveniente de usar un deposito de aceite presurizado. Esto significa que el sistema tiene que ser detenido, despresurizando asf el deposito, cada vez que el lubricante tiene que ser llenado.
Un tipo de dispositivo de lubricacion diferente, mas adecuado para estas condiciones de presion variable, presenta un deposito de aceite a presion atmosferica. Una lmea de aceite sale del deposito para alimentar una pluralidad de microbombas de desplazamiento positivo accionadas por aire comprimido.
Cada una de estas microbombas entrega un volumen preestablecido de lubricante en un conducto a traves del cual fluye aire comprimido. De esta manera, la cantidad de lubricante es constante incluso si el caudal de aire disminuye debido a cualquier sobrepresion que se produzca en la region a lubricar (lado del usuario).
Los documentos US 2002/144865-A1 y US 6065689-A describen dispositivos de lubricacion de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1.
Estos dispositivos presentan el inconveniente de ser costosos. A este respecto, cada punto de lubricacion debe estar provisto de una bomba respectiva conectada en paralelo con los ya presentes y alimentada por el deposito. La bomba tambien esta conectada a la lmea de aire comprimido. Ademas, el suministro de aceite no es continuo sino pulsado.
Un objeto de la presente invencion es, por lo tanto, proporcionar un dispositivo de lubricacion aire/aceite que represente una mejora respecto a la tecnica conocida, siendo al mismo tiempo menos costoso y de mayor rendimiento. Estos y otros objetos se alcanzan mediante un dispositivo de lubricacion de aire/aceite de acuerdo con las ensenanzas de las reivindicaciones adjuntas.
Otras caractensticas y ventajas de la invencion seran mas evidentes a partir de la descripcion de una realizacion preferida pero no exclusiva del dispositivo de lubricacion de aire/aceite, ilustrada a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos adjuntos, en los que:
Las figuras 1, 2 y 3 son respectivamente una vista frontal, lateral y posterior del dispositivo de la presente invencion;
La figura 4 es una vista en despiece ordenado de una bomba de alta presion presente en el dispositivo de la figura 1;
La figura 5 es una seccion a traves de la bomba de la figura 4;
Las Figuras 5A-5D muestran una serie de estados operativos de la bomba de la figura 4;
La figura 6 es una vista en despiece ordenado de un elemento mezclador aceite/aire modular de la presente invencion;
La figura 7 muestra un circuito esquematico del elemento mezclador modular.
5 Con referencia a dichas figuras, estas muestran un dispositivo de lubricacion de aire/aceite indicado globalmente por el numero de referencia 1.
Comprende un deposito 2 de almacenamiento de fluido lubricante soportado por una placa 3 a la que esta fijado el dispositivo. El deposito comprende un elemento (por ejemplo, de tipo flotante) para detectar el nivel de fluido dentro de el y un filtro 5 asociado con una abertura 6 para introducir lubricante en el deposito. La placa 3 de fijacion comprende un 10 conducto que conecta un extremo del deposito al puerto de succion de una bomba 6 de alta presion fijada debajo de la placa.
El conducto alimenta el fluido lubricante desde el deposito 2 al puerto 7 de succion. La bomba 6 comprende un primer bloque 6A hidraulico para bombear el fluido a traves de un cilindro 9 y un segundo bloque 6B neumatico para accionar el cilindro 9.
15 El cilindro 9 del bloque hidraulico se desliza dentro de una camara de compresion. La camara 10 de compresion comprende centralmente un puerto 11 de alimentacion de fluido conectada al puerto 7 de succion. El puerto 11 divide esencialmente la camara de compresion en una primera camara 12A y una segunda camara 12B. El cilindro 9 tiene una dimension transversal tal que cuando esta en una primera posicion de fin de carrera (figura 5), una primera cara 9A de la misma esta orientada hacia el puerto 11, mientras que en una segunda posicion de fin de carrera (figura 5C) una 20 segunda cara 9B de la misma esta orientada hacia el puerto 11. La primera y la segunda camara estan conectadas cada una a un elemento 15 de valvula que se puede abrir cuando la presion de aceite en la camara supera un determinado lfmite.
En el ejemplo la configuracion de los elementos 15 de valvula comprende un asiento para alojar una bola 13 (que actua como valvula) cargada por un resorte 14. La carga de resorte determina la presion a la que el fluido es expulsado por la 25 bomba de alta presion. En este caso la presion de salida es alta, entre 10 y 100 bar.
La salida de cada elemento de valvula esta conectada a una lmea 18 de suministro de la bomba.
El piston 9 es accionado por un vastago 20 de piston, en cuya superficie actuan una pluralidad de elementos 19 de sellado. El funcionamiento de la bomba es evidente para un experto en la tecnica y por lo tanto no se describira.
El bloque 6B neumatico comprende una primera y una segunda camara 21A, 21B que alojan respectivamente un primer 30 y un segundo piston 23A, 223B. El primer y el segundo piston son identicos en el ejemplo y comprenden cada uno tres regiones 24A, 24B, 24C de seccion transversal de radio maximo divididas en dos regiones 25A, 25B de seccion transversal reducida. En cada camara 21A, 21B estan presentes seis elementos 26 de junta que cooperan con los pistones para definir cinco camaras A1-A5, B1, B5.
Cada piston define tambien otras dos camaras A0, A6, B0, B6 finales. Los pasos P5, P6 y P7 estan presentes, 35 conectando la camara A3 a B3, A1 a B1 y A5 a B5, respectivamente.
La camara A1 esta conectada a un conducto 31 de aire a presion a traves de una conexion 30.
Las camaras A3 y A5 estan conectadas a puertos 32 de descarga.
Tambien estan presentes los pasos ilustrados esquematicamente en las figuras 5A a 5D: el pasaje P1 conecta la camara A2 a B6, el pasaje P2 conecta la camara a4 con B0, el pasaje P3 conecta la camara B2 con A0 y el pasaje P4 40 conecta la camara B4 a A6.
El segundo piston 23A acciona la bomba hidraulica a traves del vastago 20 de piston. El funcionamiento de la bomba se describe en las figuras 5A-5D. En la figura 5A ambos pistones estan a la izquierda. En la practica, las camaras A0 y B0 tienen un volumen mmimo.
La figura 5A - El aire comprimido penetra en las camaras A1 y B1, conectadas a las camaras B4 y A4. La presion en B4 45 no hace que el piston 23A se mueva porque la camara A6 ya esta bajo presion. La presencia de aire comprimido en la camara A4 presuriza en cambio la camara B0 a traves de P2 con el consiguiente movimiento del piston 23B hacia la derecha (figura 5B). El aire presente en la misma se descarga a traves de P1 en A2, que esta conectado a A3, y consecuentemente a traves del puerto 32A de descarga.
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La figura 5B - El movimiento del segundo piston 23B presuriza la camara B2 y, a traves de P3, presuriza la camara A0, con el consiguiente movimiento del piston 23A hacia la derecha (figura 5C). El aire presente en A6 se descarga a traves de P4 en B4, luego en B5, A5 y consecuentemente a traves del puerto 32B de descarga.
La figura 5C - El movimiento del primer piston 23A presuriza la camara A2 y, por consiguiente, a traves de P1, presuriza la camara B6, con el consiguiente movimiento del segundo piston 23B hacia la izquierda (figura 5D). El aire presente en B0 se descarga a traves de P2 en A4 y, por consiguiente, a traves del puerto 32B de descarga.
La figura 5D - El movimiento del segundo piston 23B presuriza la camara B4 y, por consiguiente, a traves de P4, presuriza la camara A6, con el consiguiente movimiento del primer piston 23A hacia la izquierda (figura 5A). El aire presente en A0 descarga a traves de P3 en B2, luego en B3, A3 y consecuentemente a traves del puerto 32A de descarga.
El funcionamiento neumatico del segundo piston 23B hace que el piston 9 se mueva por medio del vastago 20 de piston, para permitir asf que el fluido lubricante sea bombeado.
La bomba de alta presion proporciona aceite presurizado (ventajosamente entre 10 y 100 bar) a la lmea 18 de suministro.
Debajo de la bomba se montan una serie de elementos modulares 50A, B, C, D, E montados apoyados unos sobre otros y fijados juntos y a la bomba por un par de tornillos 61 pasantes alojados en agujeros de fijacion proporcionados a traves de cada elemento modular y en la bomba.
La bomba tiene una superficie 70 provista de un orificio 18 que comunica con un puerto de suministro de la bomba y un orificio 33 que comunica con la alimentacion de aire comprimido 31.
Cada elemento modular (figura 6) presenta un primer pasaje 72 con su eje coincidente con el eje del orificio 33 de bomba y un segundo pasaje 73 con su eje coincidente con el eje del orificio 18 de bomba. Los pasajes 72 y 73 son pasajes a traves abriendose en ambas superficies 74 y 75 del elemento modular.
Cuando varios elementos modulares estan fijados a la bomba como en la figura 3, los pasajes 72 y 73 de cada elemento modular definen un conducto 81 de aceite presurizado y un conducto 80 de aire comprimido conectado respectivamente al puerto de suministro de la bomba 6 y a una fuente o alimentacion 31 de aire comprimido. Cada elemento 50 modular extrae de estos conductos el aire comprimido y el aceite presurizado necesarios para su funcionamiento.
En particular, el circuito esquematico de cada elemento 50 modular se muestra en la figura 7. A partir de esto puede verse que el lubricante suministrado por la bomba 6 pasa a traves del conducto 81 al regulador 84 de flujo que regula la cantidad de aceite entrante. El regulador 84 de flujo presenta un elemento de valvula 84a de aguja en el que estan montadas una escala 84B graduada y un boton 84C de accionamiento. La lmea 90 de salida del regulador 84 de flujo se abre hacia un elemento 88 mezclador. Se intercepta por un elemento de cierre que en el ejemplo es un piston 82 piloto acoplado a una valvula 89 cargada por muelle controlada por una valvula 83 solenoide. El conducto 90 presenta tambien una rama que la conecta a un piston 87 anti-goteo conectado ademas a la alimentacion de aire comprimido.
Cuando el aire esta presente en el conducto 80 asume la posicion mostrada por la flecha F (opuesta a la ilustrada, con el resorte 87A comprimido). Cuando el conducto 80 esta sin presion, el resorte 87A se alarga y el piston vuelve a la posicion ilustrada para aspirar el lubricante presente en el conducto 90 dentro de una camara 87B.
El conducto 80 comunica a traves del conducto 72 con un grifo 85 de regulacion del flujo de aire, cuya salida se abre en el elemento 88 mezclador a traves de un conducto 810. El grifo 85 tambien presenta un elemento 85A de valvula de aguja que tiene una cabeza 85B que permite su accionamiento.
Como en el caso anterior, el conducto 810 es interceptado por otro piston 82 piloto con una valvula 89 cargada por muelle, tambien controlada por la valvula 83 solenoide.
El conducto 831 de entrada de la valvula 83 solenoide (opcionalmente, y no presente por ejemplo en los elementos 50D, 50E) comunica con el conducto 80 de aire comprimido. Es capaz de conectar un conducto 832 que controla los pistones 82 piloto a una lmea 833 de descarga (pistones 2 abiertos y lmeas 86 y 810 operativas), o al conducto 831 de entrada (pistones 2 cerrados y lmeas 86 y 810 inoperantes).
El elemento 88 mezclador es esencialmente una boquilla que puede ser suministrada directamente sobre cada modulo 50 (figura 6), o pueden conectarse al respectivo modulo a traves de tubos T de aire y lubricante adecuados que lo llevan directamente en proximidad al punto en el que se requiere la lubricacion. En el primer caso es suficiente un unico tubo de aire/aceite, que se extiende desde el modulo hasta la posicion de uso.
Al concluir la descripcion del dispositivo, debe observarse que, si la valvula 83 solenoide esta ausente, los orificios proporcionados en cada elemento 50 modular que derivan de los conductos 831, 832 y 833 estan cerrados por una
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placa 150. En ese caso, los pistones 82 piloto estan siempre en una posicion tal que permita que los fluidos pasen a los conductos 90 y 810.
Ademas, el grifo 88 de aire tampoco podna proporcionarse. Cada modulo podna entonces ser alimentado por una fuente de aire diferente, por lo que el conducto 80 esta ausente. La operacion del dispositivo es evidente para el experto en la tecnica a partir de la descripcion anterior, y es como sigue.
La bomba 6 presuriza el fluido lubricante (por ejemplo, aceite) retirado del deposito 2. La bomba funciona con aire comprimido que es proporcionado por la fuente 31 de aire comprimido. Alimenta tanto aire como aceite a cada uno de los modulos 50 fijados a el en serie, a traves de los conductos 80 y 81 formados por pasos provistos directamente dentro de cada uno de los modulos y acoplados entre sf por medio de juntas 73A, 73B. Los diversos modulos estan fijados entre sf mediante tornillos 61 que pasan a traves de orificios 8 adecuados dispuestos en cada modulo.
Cada modulo preve la mezcla de una cantidad de fluido ajustable por el regulador 84 de flujo. La cantidad de aire suministrada por cada modulo puede tambien ser ajustada, por medio del grifo 85.
De esta manera se consigue un ajuste preciso de la cantidad de aceite suministrada por cada elemento 50 modular y, por medio de un posible contador de carrera del piston para el piston 9 de la bomba 6, la cantidad de aceite suministrada al grupo de elementos modulares o a cada uno individualmente puede ser monitoreado durante las pruebas. A este respecto, en una etapa previa a la utilizacion del dispositivo se podna activar un elemento 50 modular a la vez y se podna regular la cantidad de aceite suministrada (medida por el contador de carrera del piston). De esta manera puede conseguirse un ajuste preciso de la cantidad de aceite suministrada por cada elemento, combinando asf las ventajas de un sistema de bombeo de desplazamiento positivo con las de un sistema de deposito presurizado.
Ademas, ventajosamente la bomba 6, debido a la forma en la que se forma, es auto-modulada con base al requerimiento de lubricante por el grupo de elementos 50. Si no hay requerimiento de lubricante por estos elementos, cesa el funcionamiento ya que la presion en la camara de compresion del piston 9 es igual a la presente en el conducto 81 de aceite. Cuando sin embargo uno de los modulos esta activado la presion de aceite en 81 disminuye y entonces la bomba se activa.
En una realizacion mejorada, se proporciona un tubo 900 de vortice en el conducto 810 de cada modulo (figura 7) para regular la temperatura del aire alimentado a la boquilla 88. De esta manera, la temperatura del aire alimentado a la boquilla 88 puede regularse mediante un tornillo regulador adecuado. Esto permite obtener un efecto de refrigeracion valido ademas de la lubricacion.

Claims (13)

  1. 5
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    15
    20
    25
    30
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    Reivindicaciones
    1. Un dispositivo (1) de lubricacion mmimo que comprende un deposito (2) de almacenamiento para un fluido lubricante y una bomba (6) para dicho lubricante, caracterizado porque dicha bomba (6) es una bomba de desplazamiento positivo de tipo de alta presion con su puerto de suministro conectado a una pluralidad de elementos (50A, 50B ..) modulares adaptados para mezclar un flujo de aire comprimido con dicho lubricante, presentando dichos elementos modulares un elemento (88) mezclador alimentado con un flujo de aire comprimido en el que se abre una salida de un regulador (84) de flujo de aguja alimentado por el lubricante procedente de la bomba (6).
  2. 2. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicacion precedente, en donde dicha bomba (6) de alta presion es capaz de proporcionar dicho elemento modular con aceite a una presion entre 10 y 100 bar.
  3. 3. Un dispositivo como se reivindica en una o mas de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha bomba (6) de alta presion es accionada por aire comprimido.
  4. 4. Un dispositivo como se reivindica en una o mas de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho elemento (50A, 50B.) modular comprende un dispositivo (82, 89) de cierre para el flujo de aceite y/o el flujo de aire dirigido a dicho elemento (88) mezclador.
  5. 5. Un dispositivo como se reivindica en una o mas de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho elemento modular presenta un grifo (85) para ajustar el flujo de aire alimentado a dicho elemento mezclador.
  6. 6. Un dispositivo como se reivindica en la reivindicacion precedente, en donde dicho elemento modular presenta un elemento (87) anti-goteo adaptado para almacenar el aceite si esta ausente el aire comprimido.
  7. 7. Un dispositivo como se reivindica en una o mas de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho elemento modular comprende unos medios (61) de fijacion que permiten su fijacion a otros elementos modulares identicos y/o a dicha bomba (6) de alta presion.
  8. 8. Un dispositivo como se reivindica en una o mas de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho deposito (2) esta montado sobre una placa (3) que comprende una superficie a la que esta asegurada dicha bomba, comprendiendo dicha superficie un primer orificio para alimentar aceite de dicho deposito a dicha bomba.
  9. 9. Un dispositivo como se reivindica en la reivindicacion precedente, en donde dicha bomba (6) presenta una superficie a la cual puede fijarse un elemento (50A, 50B.) modular, comprendiendo dicha superficie un orificio que comunica con un puerto de suministro de dicha bomba para alimentar el aceite presurizado al elemento modular y/o un segundo orificio para alimentar aire comprimido.
  10. 10. Un dispositivo como se reivindica en una o mas de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho elemento modular presenta una superficie (74) adicional para fijar otro elemento modular identico, presentando dicha superficie adicional un orificio (73) para alimentar aceite presurizado directamente desde dicha bomba al otro elemento modular, y/o un segundo orificio (72) para alimentar aire comprimido.
  11. 11. Un dispositivo como se reivindica en una o mas de las reivindicaciones precedentes, en donde varios modulos fijados juntos definen un conducto (81) de aceite presurizado y/o un conducto (80) de aire comprimido conectado respectivamente al puerto de suministro de la bomba y a una fuente de aire comprimido, extrayendo cada modulo aire comprimido y lubricante presurizado de dichos conductos.
  12. 12. Un dispositivo como se reivindica en una o mas de las reivindicaciones precedentes, en donde dicha bomba (6) comprende un cuerpo que aloja un par de cilindros (23A, 23B) accionados por aire comprimido, uno de los cuales es ngido con otro cilindro para bombear el fluido lubricante.
  13. 13. Un dispositivo como se reivindica en una o mas de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho elemento (50A, 50B...) modular comprende un tubo (900) de vortice dispuesto para bajar la temperatura del flujo de aire con el que dicho lubricante ha de ser mezclado.
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