1 / Anatomie d'un lubrificateur d'outillage pneumatique
Ci-dessous, un accesoire classique quand on a de l'outillage pneumatique : le détendeur et le lubrificateur. On peut d'ailleurs voir une petite astuce... De l'air sec peut être prélevé entre détendeur et lubrificateur. Mais dans certaines conditions, le lubrificateur peut refouler, ce qui est très gênant par exemple pour des travaux de peinture. C'est la raison de la présence d'une vanne permettant d'isoler le lubrificateur.
C'est du matériel de GSB, relativement bon marché, et donnant satisfaction depuis des années.
Voyons voir koikigna à l'intérieur dedans...
un corps
un réservoir
un réglage goutte à goutte par vis pointeau
un bouchon percé
un tube muni d'un filtre
A noter que le bouchon percé permet d'éviter un fluc d'air direct vers le liquide. Le perçage axial débouche radialement. C'est par cette petite vis creuse que le bocal est mis en pression. Un flux d'air axial ferait mousser le lubrifiant.
Le régleur de débit d'huile à vis pointeau :
L'huile mise en pression remonte dans le tube, puis passe par deux canalicules jusqu'au pointeau par lequel le débit du goutte à goutte peut être réglé.
Les lubrificateurs sont en principe compensés, c'est à dire que le débit d'huile varie peu en fonction de la pression d'air à l'entrée.
En principe...
L'entrée du lubrificateur. On remarque une membrane en élastomère aurour d'un petit orifice. L'air mettant en pression le bocal est prélevé avant cette membrane par l'intermédiaire d'un petit orifice. L'air qui sera lubrifié passe par l'orifice central de ce qui est un mélangeur. Air et huile se recontrent là dedans.
La sortie du lubrificateur. Le mélange air + huile sort par le petit orifice central. En réalité, ce n'est aps un mélange qui sort, mais une succession de gouttes d'huile dans le flux d'air.
Le dessus. On voit (à 12H) un minuscule orifice dans la fonderie. C'est par là que remonte l'huile.
En résumé, un lubrificateur est un bidule qui permet de faire tomber des gouttes d'huile dans le flux d'air.
Son intérêt est qu'il comporte tout ce qu'il faut pour réaliser un dispositif de microlubrification simple.
Il suffit :
- de le raccorder à un réservoir pressurisé
- de boucher l'orifice servant à mettrre un pression le bocal ; en effet,; compte tenu des impératifs de volume d'un réservoir pour machine outil, la colonne à faire monter demande une pression que le dispositif intégré est bien incapable de fournir. Si le bloc pneumatique est placé à un mètre de haut, et le réservoir par terre, il faut 1 bar !
2 / Réalisation de microbuses avec montage sur Locline.
On peut se les fabriquer, mais il est plus simple de partir de tubes contact pour poste à souder MIG. Un diamètre de 0.6 mm permet d'obtenir une grande vitesse de sortie, et évite le casse tête du perçage d'un si petit diamètre.
Ces tubes contact font 6 mm de diamètre et sont filetés à M6 x 100 sur une extrémité afin de les visser sur la torche...
Note : les deux opérations ci-dessous devraient logiquement être effectuées dans l'ordre inverse, mais les photos ont été prises alors que l'usinage se faisait au gré des idées...
Le filetage est poursuivi sur presque toute la longueur, jusqu'au méplat permettent de visser le tube.
L'entére du tube est percé à 3.3 mm sur environ 5 mm.
Puis ce trou est tarudé à M4. Ceci afin de raccorder le tuyau pneumatique.
Le tuyau est du polyuréthane en 4x2.5. Il a l'avantage d'être très souple.
L'extrémité du tuyau est coupée à 45° ; ceci va faciliter son introduction dans la partie taraudée de la buse.
Il ne reste plus qu'à visser le tube et le tuyau. Si c'est bien vissé à fond et d'aplomb, ça résiste à la presison, et aussi très bien à l'arrachement
Quelques buses prêtes à l'emploi...
Conseil : monter tout de même les tubes avec un produit d'étanchéité. J'avais de microfuites qui se traduisaient par une perte de débit de liqudie...
Pour intégrer les buses aux Locline, l'extrémité de ces dernières est repercée puis taraudée à M6.
Une Locline terminée. Il s'agit de Locline en 1/4".
3 / Le réservoir
Je disposais d'un pulvérisateur de jardin dont le robinet d'arrêt était défectueux. Cet engin comporte une pompe centrale sur le large bouchon, et de deux orifices recevant, l'un une valve de dépressurisation, l'autre le tuyau de pulvérisation.
Ce genre de truc à 8 ou 10 € est parfait. Ca résiste à la pression, c'est translucide (niveau visible), c'est facile à détourner !
On peut enlever la pompe, son cylindre restant en place. L'extrémité de ce cylindre (qui plonge au fond du réservoir) est muni d'un clapet en caoutchouc. Ce serait bien de le remplacer par un bouchon...
Les deux orifices avec leurs bouchons vont recevoir :
- la tubulure de pressurisation (tuyau noir, ne plogeant aps dans le liquide)
- la tubulure d'alimentation : tube transparent.
Il est impératif de monter un filtre. En l'occurence, c'est le filtre d'origine du lubrificateur. Le tube descend bien sûr au fond du bidon.
4 / Les raccordements
Après pas mal d'essais, le montage qui donne entière satisfaction est celui décrit ci-dessous.
Dans l'ordre :
- raccord rapide
- vanne d'arrêt
- raccord en T ; ce raccord sert à récupérer la pression pour le réservoir de fluide de coupe.
- un clapet anti-retour. Voir les explications dans la description des essais, plus haut dnas le texte...
- le lubrificateur
(Il serait sans doute bon de placer en plus un détendeur entre le T et le clapet, afin de réguler tout ça...)
Ce montage pose un léger problème : le clapet vibre, et ces vibrations se retrouvent au niveau du lubrificateur... Ca m'empêche pas le système de fonctionner, mais ça fait "fini à l'arrache" :
Il faut donc amortir ces pulsations. En effet, le clapet passe son temps à s'ouvrir et se fermer : il vibre, on l'entend un peu.
En augmentant le volume d'air entre clapet et lubrificateur, ça devrait aller mieux. C'est effectivement le cas.
La photo ci-dessous montre la liaison complète entre détendeur et lubrificateur :
(la canalisation de mise en pression du réservoir n'est pas branchée).
Le résultat : tout est rentré dans l'ordre !
Avec cette façon de fournir la pression, le résultat est très satisfaisant. Aucun problème pour amorcer le système. Et le niveau dans le tube d'alimentation ne baisse que très lentement - on parle d'heures - si on ferme au niveau des microbuses. Ceci permet, avec un robinet sur la machine, d'arrêter et de reprendre la lubrification sans temps mort.
Démonstration de l'amorçage :
5 / Raccordement de deux micro buses
C'est ce qui a demandé le plus de travail...
Tant que l'on ne raccorde qu'une seule canalisation à la sortie du lubrificateur, il n'y a pas de souci. Mais si l'on tente d'en raccorder deux, on s'aperçoit qu'une seule canalisation reçoit l'huile...
En effet, le liquide ne chemine pas mélangé à l'air. Au contraire, il se dépose sur les parois des canalisations, et est simplement entraîné par le fux d'air.
Il en résulte qu'à la moindre fuite ou dérivation, le liquide s'échappe et ne parvient pas au bout. Il est de ce fait capital de faire desz raccords parfaitement étanches.
Le liquide est non seulement entrîné par l'air, mais aussi par la gravité. Ainsi, en plaçant un raccord en T ou en Y, on constate que le débit de liquide des buses dépend totalement de la position du raccord. Si un côté est plus incliné, plus haut ou plus bas, le débit change du tout au tout.
L'idée est donc de pulvériser le liquide à l'entrée d'un raccord en Y et de le diriger exactement dans la direction de la bissectrice d'un raccord en Y.
Pour pulvériser le liquide, il suffit de placer un réducteur de diamètre suffisament long pour avoir un effet directeur. On pourrait l'appeler canon à gouttes...
Il a naturellement été réalisé totalement au pif.
Un bout d'alu un perçage central de 2 mm, une sortie en forme de diffuseur, évasée. Simple chanfrein en fait.
Cette pièce est introduite et scellée dans un mamellon :
Puis ce qui dépasse est éliminé au tour.
L'entrée est reprise en entonnoir afin de récupérer un maximum de liquide et de limiter les turbulences.
Naturellement, tout ceci a été étudié en simulation puis testé en soufflerie
Idéalement, il faudrait donner à ce truc la forme d'une entrée de culasse monocarburateur à deux soupapes d'admission...
En fait une simple vérification à l'air libre montre qu'on obtient bien un spray.
La sortie ; on ne distingue pas l'orifice. Il est en retrait par rapport à l'extrémité. Idéalement il faudrait un écoulement laminaire, mais alors l'huile se redépose... Donc, ni trop long, ni trop court... Trop court, le spray est trop turbulent, et la répartition aléatoire.
Les sorties du Y sont en 1/4", alors que les raccords des buses sont en 1/8". Il faut des réducteurs. Et il faut qu'ils soient strictement identiques. Ici, je les ai fabriqués à partir de ces raccords de bas de gamme que 'lon trouve d'origine sur beauoup de compresseurs et outils pneumatiques.
Dressage, perçage, taraudage.
Et voici le répartiteur terminé :
Il est loin d'être parfait. Le liquide est malgré tout sensible à la position, ce qui est le signe d'une vitesse insuffisante dans le canaon.
Mais on dispose tout de même d'une bonne marge de manoeuvre avant d'avoir une differnce de débit à la sortie de deux buses.
Il est donc suffissant de le placer de fçaon à ce que les branches du Y soient à peu près symétriques par rapport aux axes d'un repère orthonormé. A peu près : grâce à ce dispositif, on n'est pas à 10° près ; c'était le but recherché, et ça marche.
6 / Raccordement divers
Pour l'instant, ce que j'ai pu constater expérimentalement :
- la moindre fuite sur les raccords est une porte de sortie pour le liquide : tout le liquide est perdu, et plus rien n'arrive au bout des canalisations.
- on peut placer une longue canalisation entre le lubrificateur et la fine canalisation des buses. Mais on n'a pas intérêt à ce que cette canalisation soit trop fine car l'arrivée de liqudie est irrégulière. Le liquide ne s'étale pas à la surface intérieure, et arrive par à coups, au rythme des gouttes qui tombent du pointeau. De même, si la canalisation est trop large, le liqudie progresse moins vite (air moins rapide), et met plus de temps à arriver. Gênant lors du démarrage du système. J'ai obtenue de bons résultats avec du tutau 6x4mm. Mais je réessayerai une fine : les premiers essais ayant été faits avant finalisation du lubrificateur, et les conditions de pression et vitesse ayant changé, il se peut que le résultat soit différent
[EDIT] test avec 5 mètres de 4x2.5. Pas de problème contrairement aux premiers essais. L'avantage d'une petite tubulure, c'est sa faible inertie. Il est alors possible de placer des électrovannes directement après le lubrificateur, et donc de télécoçmmander la coupure. J'attends 3 électrovannes remportées sur eBay en début d'après midi... Provisoirement, je coupe en pliant le tube...
- pour les essais, le teflon est suffisant. Mais je vous conseille très fortement d'utiliser un produit d'étanchéité. Pour ma part j'ai utilisé du vulgaire produit freinfilet Loctite, qui est largement suffisant. Frinfilet normal (Loctite 243). J'utilise ça depuis longtemps sans aucun problème, même si ce n'est pas à proprement parler fait pour les raccords de tuyauterie. Il y a quelques années, on trouvait la recommandation de ce produit sur au moins un site de fabricant de matériele pneumatique.
- attention aux saletés. Le diamètre des buses, 0.6mm, fait que la moindre impureté bouchera ou réduira le passage. Se munir d'un fil de même diamètre pour les nettoyer... En particulier attention aux débris de Téflon quand on met au point le système. Il s'en retrouve toujours dans les tuyaux après quelques démontages / remontages, même en nettoyant bien les filetages.
- on peut imaginer un système centralisé. Plusieurs robinets à la sortie du lubrificateur. Mais alors le résultat sera différent selon qu'au bout on a une ou deux buses. Typiquement, pour une fraiseuse ou une scie, il en faut deux. Pour un tour, il faut une. Dans ce cas, le tour recevra la même quantité de liquide, donc deux fois plus...
- il est indispensable de placer un robinet sur chaque machine ! [EIDT] pas forcément, voir plus loin.
- pour orienter correctement les buses vers pièces et outils, on trouvera toutes les informations nécessaires sur les sites de fabricants de tels dispositifs.
Voilà, c'est fini pour le moment.
Il me reste à fixer tout ça proprement sur les machines, et à faire quelques vidéos de démonstration.
Je vous assure que c'est vraiment un très gros plus par rapport à l'arrosage classique. Le refroidissement obtenu est effarant. On ne se retourve pas avec des litres de liquide par terre, et on en consomme très peu. Les pièces n'ont même pas besoin d'être nettoyées : un coup d'air comprimé suffit.
Pas besoin d'un gros débit de liquide ni d'un gros goutte à goutte. 2 à 4 bars suffisent. Pour le débit d'huile, si on en croit les fabricants, 1 goutte par seconde, c'est beaucoup trop. Mais il vaut sans doute mieux trop que pas assez. Par rapport à un système commercial hors de prix à alimentation séparée air / huile, on constate que le débit de liquide n'est pas absolument régulier. Et donc, il vaut mieux un peu trop afin d'âtre sûr que le flux ne s'interrompe pas.
Sans vouloir me vanter, je pense que ce système est considérablement supérieur à un Airmist, Kool Mist, ou autre dispositif à canalisations rigides et venturi. Il s'utilise avec le même type de flexibles qu'un arrosage classique. Pas de trucs aimantés et de tuyaux partout. Simple et pratique à utiliser, réglage débit / pression très souple.