BRPI0508298B1

BRPI0508298B1 - Fuso para uma máquina-ferramenta com um elemento de mancal com uma adução capilar para a alimentação de lubrificante

Info

Publication number: BRPI0508298B1
Application number: BRPI0508298-6A
Authority: BR
Inventors: Möller Bernd
Original assignee: Paul Mueller Gmbh & Co. Kg. Unternehmensbeteiligungen
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2005-03-16
Publication date: 2018-03-06
Also published as: ATE389502T1; CA2560907C; US7600921B2; DE112005001267A5; KR101140537B1; JP2007529334A; EP1941971A1; CA2560907A1; DE502004006568D1; WO2005092565A1; TWI344404B; EP1941971B1; US20070189650A1; EP1579951B1; CN100586649C; JP4789921B2; TW200602153A; EP1579951A1; ES2426353T3; BRPI0508298A

Abstract

fuso para uma máquina-ferramenta com um elemento de mancal com uma adução capilar para a alimentação de lubrificante. a presente invenção refere-se a um fuso para uma máquina-ferramenta, especialmente fuso do motor, com uma carcaça (6) para o alojamento de um motor elétrico e de um eixo alojado em elementos de mancal (2,3,4,5) e acionável por esse, especialmente com um alojamento de ferramenta para uma ferramenta para a usinagem de uma peça a trabalhar, sendo que pelo menos um elemento de mancal (2,3,4,5) apresenta uma adução capilar (15,16,17,18) para a alimentação de lubrifucante por um elemento de bomba (20). além disso, a invenção refere-se a um elemento de mancal (2,3,4,5) para tal fuso (1) com pelo menos um recesso (11,12,13,14) para o alojamento de uma adução capilar (15,16,17,18) para a alimentação de lubrifaicante por um elemento de bomba (20). por fim, a invenção refere-se a um processo para operação de tal fuso para uma máquina-ferramenta, sendo que mediante uma interpretação de um elemento sensorial se realiza uma dosagem temporal e/ou quantitativa de lubrificante para uma lubrificação de pelo menos um elemento de mancal.

Description

(54) Título: FUSO PARA UMA MÁQUINA-FERRAMENTA COM UM ELEMENTO DE MANCAL COM UMA ADUÇÃO CAPILAR PARA A ALIMENTAÇÃO DE LUBRIFICANTE (51) Int.CI.: B23Q 5/04; B23Q 11/12; F16C 33/66; F16N 7/12 (30) Prioridade Unionista: 22/03/2004 EP 04 006 803.3 (73) Titular(es): PAUL MUELLER GMBH & CO. KG. UNTERNEHMENSBETEILIGUNGEN (72) Inventor(es): BERND MÕLLER

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para FUSO PARA UMA MÁQUINA-FERRAMENTA COM UM ELEMENTO DE MANCAL COM UMA ADUÇÃO CAPILAR PARA A ALIMENTAÇÃO DE LUBRIFICANTE

DESCRIÇÃO

A presente invenção refere-se a um fuso para uma máquinaferramenta com as características do preâmbulo da reivindicação 1. Além disso, a invenção refere-se a um elemento de mancal para tal fuso e a um processo para a operação de tal fuso.

Como estado da técnica já é conhecido, há tempo, uma lubrifi10 cação óleo-ar convencional para a alimentação de óleo como lubrificante aos elementos de mancal de fusos para máquinas-ferramenta. Com tal lubrificação óleo-ar estão sendo alimentadas quantidades de óleo em determiJ nados intervalos, sendo que as quantidades de óleo alimentáveis não devem passar a um nível inferior de uma determinada quantidade mínima.

A invenção tem como base a tarefa oferecer um fuso para uma máquina-ferramenta na qual um elemento de mancal pode ser também alimentado com quantidades mínimas e uniformemente com lubrificante. Além disso, hão de ser oferecidos um elemento de mancal e um processo para a operação de tal fuso.

A tarefa é solucionada para o fuso pelas características da parte marcante da reivindicação 1 em conexão com as características do preâmbulo. Formas de execução vantajosas do fuso são descritas nas reivindicações dependentes 2-7. Para o elemento de mancal, a tarefa é solucionada pelas características da parte marcante da reivindicação 8 em conexão com as características do preâmbulo. Para o processo, a tarefa é solucionada pelas características da parte marcante da reivindicação 9 em conexão com as características do preâmbulo.

Com o fuso de acordo com a invenção, o óleo está sendo alimentado como lubrificante através de pelo menos uma adução capilar a pe30 Io menos um elemento de mancal. Em contraposição à lubrificação óleo-ar conhecida, o transporte de óleo não é realizado mediante uma corrente de ar mas dentro de aduções capilares (mangueiras ou tubos capilares) conti2 «« · a a a a a a a a «

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a > aaaa aa aa a · a a a a a aaaa a · aa a a · a a * a a « a a a a > a« *· «« a nuamente cheias com óleo de maneira que com uma alimentação aumentada se realiza, sem retardo, por causa das aduções capilares existentes, uma reação e alimentação de óleo imediatas no local necessitado, por conseguinte, na extremidade de cada adução capilar. É possibilitada uma lubrificação uniforme também de quantidades mínimas de, especialmente, 10 10ΟμΙ/h (micro-liter por hora).

As aduções capilares possuem, tipicamente, um diâmetro de abertura de abaixo de 2/10 mm, sendo que aduções de acordo com a lubrificação óleo/ar usual possuem um diâmetro de abertura de, tipicamente, pelo menos 2 mm.

De maneira vantajosa, a adução capilar é alojada em um entalhe (furo) no anel interno e externo do elemento de mancal (por exemplo, de um rolamento de esferas e de rolos, rolamento de esferas de contato angular) e o lubrificante é alimentado diretamente ao local do contato rolante sem ar como meio de transporte. Com isso, contrário à lubrificação óleo-ar usual, o mancal não pode ficar seco por sopro.

Em uma forma de execução alternativa, o óleo é levado através da adução capilar quase que imediatamente próximo do elemento de mancal e um último trecho em direção ao elemento de mancal é vencido por alimentação de ar arrastando óleo na extremidade da adução capilar.

Em uma forma de execução vantajosa, o elemento de bomba é configurado, por exemplo, como micro-bomba de anel dentada ou como micro-válvula (por exemplo, em forma de piezoatores).

O elemento de bomba é unido, em uma forma de execução vantajosa, a um elemento de distribuição partindo do qual saem várias aduções capilares. Por isso, pode ser possibilitada uma repartição confiável do lubrificante para vários elementos de mancal no fuso.

, A resistência à circulação de um capilar é proporcional à 4. potência do diâmetro de abertura (lei de Hagen-Polseuille). Através de uma canalização adicional de retorno (bypass), a quantidade de óleo alimentada pode ser reduzida a poucos por cento do fluxo volumétrico do elemento de bomba, dado que a quantidade de óleo transportada pelo elemento de bom3 ·«· ··· *·· f!

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-* · · · · ·* β· ·· ba é dividida na relação entre as resistências à circulação e os capilares bypass. Por isso, o elemento de bomba pode trabalhar em um faixa favorável de trabalho.

Os capilares podem ser realizados integrados como parte da alimentação de óleo ou como estranguladores capilares no elemento de mancal (por exemplo, como meandro fabricado pela técnica de microsistema, ou semelhante).

Em uma forma de execução alternativa, o elemento de bomba pode ser executado, por exemplo, por correntes de fuga correspondentemente definidas ou por geometrias de divisão definidas de tal maneira que as propriedades do bypass são realizadas pela própria característica da bomba.

Por um elemento de filtro no bypass pode ser aumentada, permanentemente, a limpeza do lubrificante na corrente secundária. A quantidade de óleo transportada pelo elemento de bomba é dividida na relação entre as seções transversais dos capilares de alimentação e os capilares do bypass.

De acordo com uma forma de execução vantajosa, o elemento de bomba, o elemento de distribuição e outros elementos podem ser integrados, economizando espaço, na caraça do fuso.

O elemento de mancal de acordo com a invenção possui pelo menos um entalhe para o alojamento de uma adução capilar para a alimentação de lubrificantes mediante um elemento de bomba. Tais elementos de mancal podem ser utilizados para um fuso de configuração descrita e podem ser utilizados para a ligação a aduções capilares para a alimentação de lubrificantes para a lubrificação dos corpos de mancal e dos mancais.

No processo de acordo com a invenção para a operação do fuso, através de uma interpretação de um elemento sensorial é executada uma dosagem temporal e/ou quantitativa de lubrificantes para a lubrificação suficiente de pelo menos um elemento de mancal.

A invenção é explicada melhor à luz de exemplos de execução nas figuras dos desenhos. Os desenhos mostram:

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0 1 figura 1 uma vista total esquemática de um fuso com aduções capilares para a alimentação de lubrificantes, figura 2 uma primeira forma de execução de elementos de mancal em um fuso de acordo com a figura 1, figura 3 uma outra forma de execução de elementos de mancal de um fuso de acordo com a figura 1 assim como figura 4 um circuito de regulação para uma dosagem de lubrificantes em função do consumo.

A figura 1 mostra um fuso 1 representado esquematicamente para uma máquina-ferramenta (fuso de operação) com um eixo, alojado em elementos de mancal 2, 3, 4 e 5, acolhidos em uma carcaça 6 do fuso 1. Os anéis externos 7, 8, 9 e 10 dos elementos de mancal 2, 3, 4 e 5 possuem entalhes 11, 12, 13 e 14 (furos) para o alojamento de aduções capilares 15, 16, 17 e 18, representadas esquematicamente e por isso aumentadas, que podem ser configuradas como mangueiras capilares em si conhecidas.

Em soma, são representadas quatro aduções capilares 15, 16, 17 e 18 que são conectadas através de um distribuidor 19 com um elemento de bomba 20. O distribuidor 19 pode apresentar ainda estranguladores capilares 42, 43, 44 e 45 e possui ainda uma outra linha capilar 21, a saber, um bypass, que pode possuir também um estrangulador capilar 46. Os estranguladores capilares podem ser ajustados individualmente e podem servir para a dosagem das correntes volumétricas transportadas pelas várias aduções capilares e no bypass.

O elemento de bomba 20 transporta lubrificante, por exemplo, óleo de reservatório 22 e leva o lubrificante transportado aos quatro capilares 15, 16, 17 e 18. Uma parte de lubrificante é derivada através de outro tubo capilar 21 e, eventualmente, novamente alimentada, filtrada, ao reservatório 22.

A figura 2 mostra uma possibilidade de disposição de elementos de mancal 23 e 24, situados diretamente um ao lado do outro em uma carcaças 6 de um fuso 1 de acordo com a figura 1. Os anéis externos 25 e 26 dos elementos de mancal 23 e 24 possuem recessos 27 e 28 para o aloja• · · · * · « · · • · · mento de tubos capilares representados esquematicamente 29 e 30.

A figura 3 mostra em outra forma de execução elementos de mancai 31 e 32 alojados distanciados um em relação ao outro na carcaça 6 de um fuso. Entre os elementos de mancai 31 e 32 se encontra um elemento de distribuição 33 para dentro do qual vão aduções capilares 34 e 35. Estas aduções capilares 34 e 35 terminam nos pontos finais 36 e 37 e são conectadas por canais de ligação 38 e 39 lateral mente aos elementos de mancai 31 e 32. Através de um furo 40 se realiza uma alimentação de ar e o óleo é colhido nas regiões terminais 36 e 37 das aduções capilares 34 e 35 e alimentado através dos canais de ligação 38 e 39 aos elementos de mancai 31 e 32.

Da figura 4 depreende-se um circuito de regulação autoexplicativo que possibilita uma regulação da lubrificação em função do consumo. Através de elementos sensoriais podem ser detectados parâmetros de operação do fuso acionado 1 (por exemplo, o numero de rotações, a temperatura do motor, a temperatura do lubrificante, a temperatura do mancai) e por conexões em si conhecidas pode-se avaliar a espessura de uma película lubrificante nos elementos de mancai existentes. Se aqui se passar a um nível inferior de um valor limite, poderá ser alimentada ao regulador de lubrificante, através do elemento de dosagem, uma quantidade aumentada de lubrificante em consequência do que o mancai de fuso receberá uma película lubrificante adicional ficando assim lubrificado suficientemente. A dosagem da quantidade de lubrificante e, com isso, a alteração da atividade do elemento de bomba poderá-ser efetuada, por exemplo, de acordo com as seguintes estratégias:

com valores fixos sobre todo o tempo de ligação da máquina em função do tipo do fuso, execução do mancai, etc. (comparável com processos de lubrificação até agora executados), ou regulado com base em campos característicos, por exemplo, quantidade de óleo = f (número de rotação do fuso) ou regulação com base em uma medição direta da película lubrificante no mancai (atualmente ainda nenhum um processo confiável é dispo-

• · · nível) , regulação com base na avaliação da espessura da película lubrificante com auxílio de grandezas que podem ser medidas facilmente (temperatura do mancal).

T(!)dos as estratégias podem ser utilizadas individualmente ou combinadas.

Como grandeza de regulação pode servir a espessura estimada da película lubrificante e como grandeza de ajuste a quantidade do lubrificante.

LISTAGEM

1	fuso
2,3,4,5	elemento de mancal
6	carcaça
7,8,9,10	anel externo
11,12,13,14	recesso
15,16,17,18	adução capilar
19	distribuidor
20	elemento de bomba
21	adução capilar
22	reservatório
23,24	elemento de mancal
25,26	anel externo
27,28	recesso
29,30	adução capilar
31,32	elemento de mancal
33	elemento de distribuição
34,35	adução capilar
36,37	pontos finais
38,39	canal de ligação
40	furo
41	eixo
42,43,44,45,46	estrangulador

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1 - Fuso para uma máquina-ferramenta, especialmente fuso do motor, com uma carcaça para o alojamento de um motor elétrico e de um eixo alojado em elementos de mancal e acionável por esse, especialmente com um alojamento de ferramenta para uma ferramenta para a usinagem de uma peça a trabalhar, caracterizado pelo fato de que pelo menos um elemento de mancal (2, 3, 4, 5) apresenta uma adução capilar (15, 16, 17, 18) para a alimentação de lubrificante por um elemento de bomba (20).
2 - Fuso, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de mancal (2, 3, 4, 5) apresenta um recesso (11,12,13,14) no anel externo ou anel interno para o alojamento da adução capilar (15,16,17, 18).
3 - Fuso, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que são previstas várias aduções capilares (15, 16, 17, 18) conectadas através de um elemento de distribuição (19) com o elemento de bomba (20).
4 - Fuso, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o elemento de distribuição (19) apresenta outra adução capilar (21) como bypass. <
5 - Fuso, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o fuso (1) apresenta dois elementos de mancal (2, 3, 4, 5), dispostos de maneira contígua, cada um com uma adução capilar (15, 16, 17, 18).
6 - Fuso, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o fuso (1) apresenta dois elementos de mancal (2, 3, 4, 5), dispostos de maneira contígua e distanciada um em relação ao outro, com uma adução capilar (15,16,17,18).
7 - Fuso, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que é previsto um furo (40) para alimentação de ar para o colhimento de lubrificante que sai de uma adução capilar (15, 16, 17,18).
8 - Elemento de mancal para um fuso para uma máquina2 • * ♦ · * ·· · · 4 • · 4 » · · · · · · · · · · ·« ··» · · · · · ferramenta, especialmente para um fuso de acordo com uma das reivindicações 1 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o elemento de mancal (2, 3, 4, 5) apresenta pelo menos um recesso (11, 12, 13, 14) para o alojamento de

5 uma adução capilar (15,16,17,18) para a alimentação de lubrificante mediante um elemento de bomba 20.
9 - Processo para operação de um fuso para uma máquinaferramenta, especialmente de um fuso como definido uma das reivindicações 1a7,
10 caracterizado pelo fato de que através de um circuito de regulação se realiza uma dosagem temporal e/ou quantitativa de lubrificante para uma lubrificação suficiente de pelo menos um elemento de mancal.

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FIG 2

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Carga de mancai