Pilastri della compressione: lubrificatori a cilindro ad alimentazione forzata

La Madison-Kipp Lubricator Co. di Madison, Wisconsin, iniziò a produrre lubrificatori ad alimentazione forzata nel 1898. Questo modello 50 a cricchetto sfruttava il principio a cilindro e pistone di Kipp, che non richiedeva valvole di ritegno. (Foto: Madison-Kipp Lubricator Co.)

Poiché i primi compressori alternativi venivano utilizzati a velocità e pressioni più elevate, la lubrificazione del pistone, degli anelli e della guarnizione dell'asta rappresentava un problema da risolvere.

Se la pressione del cilindro scendesse al di sotto della pressione atmosferica per una parte del ciclo, si potrebbero utilizzare delle tazze di gocciolamento alimentate a gravità per lubrificare il cilindro o la guarnizione dell'asta.

L'invenzione dei lubrificatori ad alimentazione forzata è stata uno sviluppo fondamentale che ha consentito ai compressori alternativi di funzionare più velocemente e di comprimere i gas a pressioni più elevate.

Questi dispositivi sono dotati di una o più pompe che iniettano piccole quantità di lubrificante pressurizzato nel cilindro e nella guarnizione a ogni corsa del pistone del compressore, oppure sono temporizzate in modo da erogare una quantità dosata in base alla velocità di funzionamento del compressore. Il lubrificatore è azionato dall'albero motore del compressore o da un piccolo motore elettrico.

Oggigiorno sono molto diffusi i sistemi di lubrificazione ad alimentazione forzata, offerti da numerosi produttori.

Lo sviluppo di questi sistemi comuni è stato ispirato dall'esigenza di lubrificare motori a vapore e locomotive. La lubrificazione continua consentiva velocità più elevate dei pistoni e riduceva i tempi di fermo e la manodopera associati alla "oliatura" di cuscinetti e boccole del motore.

La Richardson-Phenix Co. di Milwaukee iniziò a produrre lubrificatori nel 1904. Questo lubrificatore Richardson con alimentazione a vista era disponibile con una o due camere per diversi lubrificanti e da una a venti alimentazioni per pressioni fino a diverse migliaia di psig. (Foto: Richardson-Phenix Co.)

I lubrificatori automatici apparvero per la prima volta nel Regno Unito nel 1860. Questi dispositivi azionati a vapore fornivano olio lubrificante ai cilindri di una macchina a vapore e talvolta anche ai cuscinetti. I lubrificatori a vista, che consentivano un'osservazione visiva del tasso di lubrificazione, apparvero intorno al 1887.

La prima invenzione statunitense di lubrificatori automatici fu attribuita a Elijah McCoy. Nato in Canada, figlio di schiavi liberati e istruito, McCoy emigrò nel Michigan, ma trovò lavoro solo come pompiere e oliatore presso la Michigan Central Railroad.

Nella sua officina meccanica di Ypsilanti, sviluppò un lubrificatore automatico a olio per i motori a vapore di locomotive e navi.

Questa invenzione del 1872 fu il primo dei 50 brevetti di McCoy riguardanti i sistemi di lubrificazione. Non avendo il capitale necessario per produrre i suoi lubrificatori in grandi quantità, solitamente cedeva i diritti di brevetto ai datori di lavoro o li vendeva agli investitori.

Una di queste era la Detroit Lubricator Co. di Detroit, che nel 1912 sosteneva di essere il più grande produttore di dispositivi lubrificanti al mondo.

I lubrificatori con il nome McCoy non furono prodotti fino al 1920, quando fondò la Elijah McCoy Manufacturing Company. È interessante notare che un'altra delle invenzioni di McCoy, una vaschetta raccogli-olio per locomotive, era una delle preferite dagli ingegneri ferroviari.

La McCord Manufacturing Co. di Detroit iniziò a produrre lubrificatori ad alimentazione forzata nel 1904. Fu una delle prime aziende a offrire lubrificatori ad alimentazione forzata con doppio scomparto per compressori e motori a vapore. Questo modello a cricchetto a doppio scomparto e capacità di un quarto di gallone aveva un prezzo di listino di 30 dollari nel 1914. (Foto: McCord Manufacturing Co.)

Per evitare copie di qualità inferiore, lo richiedevano chiamandolo "Real McCoy", termine generalmente attribuito all'origine di questo iconico termine.

Entro la fine del XIX secolo, i lubrificatori automatici per motori a vapore erano diventati di uso comune. Questi dispositivi erano necessari anche per un numero crescente di motori a gas, compressori d'aria alternativi e compressori ad ammoniaca per la refrigerazione e la produzione di ghiaccio. Alcuni dei primi produttori di compressori svilupparono i propri lubrificatori a cilindro ad alimentazione forzata.

Ad esempio, Norwalk, pioniere nello sviluppo di compressori d'aria ad alta pressione, aveva un tipo di lubrificatore ad alimentazione forzata già nel 1885.

Nacquero anche numerosi produttori di lubrificatori dedicati, concentrandosi principalmente sulle applicazioni di motori a vapore, locomotive e motori a trazione a vapore.

Le prime versioni del moderno lubrificatore ad alimentazione forzata apparvero all'inizio del secolo. Nel 1898, OG Kipp e un altro uomo fondarono un'azienda per produrre un sistema di lubrificazione automatica di loro invenzione. Trasferitasi a Madison, Wisconsin, nel 1902, l'azienda cambiò il suo nome in Madison-Kipp Lubricator Co.

Nel 1914, Madison-Kipp pubblicizzò di essere il più grande produttore esclusivo di lubrificatori ad alimentazione forzata al mondo e di averne prodotti oltre 500.000 esemplari.

Il suo lubrificatore per impieghi gravosi modello 50 può ospitare da uno a cinquanta punti di alimentazione con pressioni fino a 2000 psig (138 bar).

Utilizzava il principio del cilindro e dello stantuffo di Kipp, che non richiedeva valvole di ritegno o dispositivi simili. I tubi di alimentazione visibili consentivano di osservare l'esatta quantità di olio erogata, e i pulsanti di regolazione permettevano di regolare ogni alimentazione con una precisione pari a una frazione di goccia per ogni corsa dello stantuffo. Il Modello 50 era ancora in produzione trent'anni dopo.

La Manzel Brothers Co. di Buffalo iniziò a produrre pompe per olio ad alimentazione forzata intorno al 1905. Nel 1914, questo modello HA fu offerto regolarmente con una prova gratuita di 30 giorni. (Foto: Manzel Brothers Co.)

Altri due lubrificatori ad alimentazione forzata furono brevettati nel 1904. Uno, ideato da Henry Winkenwerder della Milwaukee Metal Working Co., fu prodotto dalla Richardson-Phenix Co. di Milwaukee. I lubrificatori Richardson-Phenix furono ampiamente pubblicizzati all'inizio del 1900 con una o due camere per diversi lubrificanti e da una a venti alimentazioni per pressioni fino a diverse migliaia di psig.

L'altro brevetto del 1904 fu di John F. McCanna, la cui azienda di Chicago lo produsse per un breve periodo prima di essere acquisita dalla McCord Manufacturing Co. McCord, di Detroit, produsse lubrificatori ad alimentazione forzata per locomotive e per le prime automobili.

Nel 1915, ne venivano utilizzati pochissimi per le automobili, ma l'impiego dei lubrificatori McCord stava rapidamente aumentando per motori a gas, motori a vapore e compressori d'aria di ogni genere e tipo.

I primi lubrificatori McCord erano disponibili con un numero di alimentazioni compreso da una a quattordici, tra cui uno speciale modello a doppio scomparto per motori a vapore e compressori ad aria e ammoniaca.

Tra il 1905 e il 1927, Adoph e Charles Manzel di Buffalo detennero diversi brevetti per pompe dell'olio e lubrificatori ad alimentazione forzata. Una pubblicità della Manzel Brothers Co. del 1908 mostrava un lubrificatore meccanico con da una a sei alimentazioni per motori di trazione.

Un volantino del 1910 affermava che Manzel possedeva il più grande stabilimento degli Stati Uniti interamente dedicato alla produzione di pompe per olio ad alimentazione forzata.

Il brevetto di Adolph del 1912 divenne la base per i lubrificatori ad alimentazione forzata di Manzel per decenni. Una pubblicità del 1914 offriva prove gratuite di 30 giorni e vantava un risparmio di olio lubrificante dal 30 al 60%.

Il lubrificatore automatico Rochester con frizione positiva, prodotto dalla Greene, Tweed & Co. di New York, veniva utilizzato per la lubrificazione di tutti i tipi di motori a vapore, pompe e compressori d'aria e di ammoniaca, 1914. (Foto: Greene, Tweed & Co)

I sistemi di lubrificazione Graco Manzel sono ancora oggi disponibili. È interessante notare che un altro produttore di lubrificazione forzata odierno iniziò a distribuire i lubrificatori Manzel intorno al 1922.

Sloan Brothers si è ritagliata una nicchia come integratore di sistemi di lubrificazione completi, aprendo la strada all'applicazione della tecnologia dei blocchi divisori ai compressori d'aria e di gas. Dopo che la concorrenza ha seguito l'esempio, Sloan ha iniziato a produrre i propri componenti di lubrificazione negli anni '70.

La Greene, Tweed and Co. è stata fondata nel 1863 a Manhattan ed è stata una delle prime aziende produttrici di guarnizioni per bielle per macchine a movimento alternativo.

L'azienda produceva anche una serie di altri prodotti concessi in licenza da inventori. Tra questi, il lubrificatore automatico Rochester, che nel 1914 era in uso su tutti i tipi di motori a vapore, pompe e compressori ad aria e ammoniaca. Questo lubrificatore utilizzava una frizione interna e si diceva fosse "silenzioso".

La tecnologia dei lubrificatori ad alimentazione forzata ha continuato a evolversi nel corso dell'ultimo secolo e gli affidabili lubrificatori odierni sono dotati di sofisticati strumenti di monitoraggio e protezione .