Aparato para enrollar bobinas de alambre en ranuras (11, 111) situadas adyacentes a postes (14,

114'') de un elemento (10) de núcleo de un componente de máquina dinamoeléctrica, que comprende:

- un elemento (15) de suministro de alambre, para suministrar alambre (W) para enrollar las bobinas de alambre mediante movimiento relativo del elemento (15, 115) de suministro de alambre con respecto al elemento (10) de núcleo a lo largo de una trayectoria parcialmente situada en el interior del elemento de núcleo;

- una guía (17, 17'', 51, 51'', 52, 52'', 117, 117'') de alambre soportada en posiciones predeterminadas en relación con el núcleo para alinear el alambre (W) con los postes (14, 114'') durante el enrollamiento;

- medios (21, 22, 50, 51, 150, 151) de soporte para soportar la guía de alambre, teniendo dichos medios de soporte una parte de soporte que ocupa una posición de soporte durante el movimiento relativo del elemento de suministro de alambre para enrollar las bobinas de alambre;

- caracterizado porque la posición de soporte es una posición de dicha trayectoria y que comprende además: medios (35, 29, 30, 66) para mover relativamente la parte de soporte en alineación con postes adyacentes en sincronismo con el movimiento del elemento (15) de suministro de alambre para soportar la guía de alambre como función de la posición del elemento de suministro de alambre durante el enrollamiento de una bobina;

- medios (35, 77, 130) para mover relativamente la parte de soporte para soportar la guía de alambre en alineaciones sucesivas con posiciones radiales del poste cuando se necesita extraer el alambre (W); y

- medios (27'') para mover relativamente el elemento de suministro de alambre en alineaciones sucesivas con posiciones radiales del poste

Aparato y métodos para enrollar bobinas de alambre de núcleos de máquina dinamoelélectrica.

Campo de la invención

La presente invención se refiere al enrollamiento de bobinas de alambre de núcleos de máquina dinamoeléctrica y en particular se refiere a depositar alambre en ranuras mediante una aguja de dispensación de alambre que tiene un movimiento relativo con respecto al núcleo.

Antecedentes de la invención

Las ranuras de núcleo tienen aberturas dirigidas hacia el centro de un núcleo de máquina dinamoeléctrica, como la configuración de estatores de motores sin escobillas de CC. Las bobinas de alambre consisten en vueltas de alambre que tienen partes colocadas dentro de las ranuras y a través de las caras de extremo del núcleo. Con tales configuraciones de bobina y núcleo, el suministro del alambre desde la aguja se produce provocando movimientos relativos repetidos y secuenciales de traslación, rotación y traslación radial entre la aguja y el núcleo.

O bien el núcleo o bien la aguja pueden moverse para generar los movimientos relativos. Las traslaciones relativas son habitualmente paralelas al eje central (O) del núcleo con el fin de formar partes rectilíneas de las bobinas de alambre, que se colocan dentro de las ranuras y más allá de los extremos del núcleo. Los movimientos rotacionales relativos son habitualmente alrededor del centro del núcleo con el fin de formar partes de puente entre dos bobinas de alambre que se colocan a través de las caras de extremo del núcleo. Las traslaciones radiales relativas están habitualmente en la dirección radial del núcleo con el fin de colocar las vueltas de la bobina según una disposición de colocación predeterminada, denominada habitualmente "estratificación", a lo largo de la extensión radial de las ranuras. Los principios de enrollamiento de esta clase se conocen bien y se describen en los documentos US 6.533.208, US 6.991.194 y US 6.622.955 ahora cedidos al cesionario de la presente solicitud.

En las situaciones de enrollamiento para optimizar las dimensiones del estator y aumentar la cantidad de alambre que se requiere para llenar las ranuras, la aguja no puede moverse dentro de las ranuras del núcleo para suministrar el alambre. Esto se debe particularmente a las grandes dimensiones de la aguja con respecto a las aberturas de ranura a través de las cuales se necesitaría pasar la aguja para entrar o salir de las ranuras. Además, debido a la gran cantidad de alambre que llena las ranuras, se carecería de suficiente espaciado de ranura para ningún movimiento de la aguja.

Se deduce que para estas situaciones es deseable que la aguja se mantenga constantemente fuera de las ranuras durante el enrollamiento. En consecuencia, se necesita desviar el alambre que abandona la aguja y guiarlo para su entrada en las ranuras para alcanzar las posiciones predeterminadas requeridas para formar la bobina de alambre. Sólo de esta manera pueden depositarse las vueltas de la bobina de alambre de manera regular dentro de las ranuras, es decir, con un orden de posición deseado y sin cruzarse entre sí, para obtener una bobina que tiene una alta cantidad de alambre colocado en un espacio de ranura mínimo. La precisión con la que se coloca el alambre para formar las bobinas de alambre se ve influida por la velocidad de movimiento relativo de las agujas con respecto al núcleo, y por la precisión de colocación que se produce en las operaciones y los dispositivos para el guiado y la colocación del alambre durante el enrollamiento.

El documento US 3.338.526 proporciona agujas móviles para estatores de enrollamiento con guías de alambre, que se colocan adyacentes a los extremos de las partes de los postes de estator. Las guías de alambre se sostienen mediante medios de soporte situados en el interior del estator. Los núcleos sin escobillas modernos como los enrollados según la invención se diseñan para que sean extremadamente compactos con alta ocupación de alambre y poste. Esto significa que el tamaño del interior cilindrico del núcleo deja muy poco espacio para disposiciones estructurales requeridas para soportar o mover las guías de alambre tal como se muestra en el documento US 3.338.526.

El documento US 2.573.976 también proporciona agujas móviles para enrollar estatores con guías de alambre, que se colocan adyacentes a los extremos de los postes de estator. La aguja está forzada a moverse fuera de la ranura del estator durante los recorridos de traslación que llevan la aguja entre los dos extremos del estator. En el extremo del estator, la aguja se mueve en una dirección radial para llevar el alambre a lo largo de una guía de enrollamiento y al interior de las ranuras. Entonces se desvia el alambre por la guía de alambre sobre guías de alambre adicionales que tienen una configuración cónica. Las guías de alambre adicionales dirigen definitivamente el alambre contra el extremo del estator según una disposición aleatoria.

Sumario de la invención

Por tanto, un objeto de esta invención es proporcionar un método y un aparato para enrollar núcleos de máquinas dinamoeléctricas moviendo relativamente agujas conjuntamente con guías de alambre para suministrar alambre de manera que se coloca con precisión para formar las bobinas de alambre.

Un objeto adicional de la invención es proporcionar un método y un aparato que permiten el enrollamiento a velocidad elevada y una precisión simultánea en la colocación de las vueltas de alambre alrededor de los postes del núcleo.

Los objetos anteriores y otros se logran mediante un aparato y un método según la invención para enrollar bobinas de alambre en ranuras situadas adyacentes a postes de un elemento de núcleo de un componente de máquina dinamoeléctrica, tal como se define respectivamente en las reivindicaciones independientes 1 y 16.

Las realizaciones preferidas de la invención se definen mediante las reivindicaciones dependientes y en la siguiente descripción.

El principio subyacente a la invención proporciona guías de alambre que son relativamente móviles con respecto a la aguja y el núcleo de manera que puede suministrarse un alambre que abandona la aguja a posiciones predeterminadas alrededor de los postes del núcleo con el fin de formar las bobinas de alambre. Las guías de alambre se soportan adyacentes a los extremos del núcleo mediante medios de soporte que ocupan parcialmente posiciones de la trayectoria cuando se necesita mover la aguja durante el enrollamiento. Los medios de soporte son móviles según la posición ocupada por la aguja alrededor de los postes. La guías de alambre y la aguja se mueven relativamente en las direcciones radiales del núcleo para colocar el alambre dentro de las ranuras según una disposición ordenada que proporciona vueltas de alambre situadas progresivamente a diferentes distancias radiales a lo largo del poste.

Breve descripción de los dibujos

Las características adicionales de la invención, su naturaleza y diversas ventajas resultarán más evidentes a partir de los dibujos adjuntos y la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas.

En los dibujos:

- La figura 1 es una vista en alzado parcialmente en sección transversal que muestra una primera realización de la presente invención. En la figura 1 se han omitido algunas partes por motivos de claridad.

- La figura 2 es una vista a escala ampliada del área 2 de la figura 1.

- La figura 3 es una vista en sección transversal parcial, según se ve desde las direcciones 3-3 de la figura 1, que ilustra una etapa de enrollamiento especifica según la presente invención.

- La figura 4 es una vista similar a la figura 3 aunque muestra otra etapa de enrollamiento según la presente invención.

- La figura 4a es a vista en sección transversal parcial según se ve desde las direcciones 4a-4a de la figura 2.

- La figura 5 es una vista a escala ampliada del área 5 de la figura 4 que muestra una aguja de enrollamiento en diversas etapas de una operación de enrollamiento realizada según la presente invención. En la figura 5 se han omitido partes como las pinzas mostradas en las figuras 3 y 4 para mantener guías de alambre por motivos de claridad.

- La figura 6 es una vista en planta parcialmente en sección transversal tal como se veria desde la dirección 6 de la figura 1, aunque muestra una realización adicional de la presente invención. En la figura 6 se han omitido algunas partes por motivos de claridad.

- La figura 7 es una vista en...

1. Aparato para enrollar bobinas de alambre en ranuras (11, 111) situadas adyacentes a postes (14, 114') de un elemento (10) de núcleo de un componente de máquina dinamoeléctrica, que comprende:

2. Aparato según la reivindicación 1 que comprende además:

3. Aparato según la reivindicación 1, en el que los medios para mover relativamente la parte de soporte comprenden medios (27') para mover el componente de máquina dinamoeléctrica en la dirección radial R.

4. Aparato según la reivindicación 1, en el que la parte de los medios (50, 51) de soporte comprende dos elementos separados que ocupan el interior de dicho elemento (10) de núcleo para soportar la guía (17, 17', 51, 51', 52, 52') de alambre; y en el que cada uno de los elementos separados proporciona al menos una guía de alambre.

5. Aparato según la reivindicación 1, en el que una parte (150) de los medios de soporte para la guía (117) de alambre se soporta de manera externa a dicho núcleo (10) en un extremo (100') y en un lado (160) de dicho núcleo; y una parte (151) de los medios de soporte para una segunda guía (117') de alambre se soporta de manera externa a dicho núcleo en un segundo extremo (100'') y en un segundo lado (161) de dicho núcleo.

6. Aparato según la reivindicación 1, en el que el elemento (15, 115) de suministro de alambre se mueve relativamente en alineaciones sucesivas con las posiciones radiales del poste a una distancia del extremo (100', 100'') de núcleo, siendo dicha distancia superior a la distancia desde el extremo del núcleo cuando la parte (15 0, 151) de soporte mueve la guía de alambre en alineaciones sucesivas con posiciones radiales del poste.

7. Aparato según la reivindicación 1, en el que la guía (117, 117') de alambre es una extensión axial de los medios (150, 151) de soporte.

8. Aparato según la reivindicación 1, en el que los medios de soporte comprenden un espaciado libre adyacente a una extensión (51, 51', 52, 52', 117, 117') radial de los medios de soporte; alineando la extensión radial el alambre con las posiciones radiales; y siendo el espaciado libre un paso para que el alambre (W) se mueva más allá de las extensiones radiales y la guía de alambre cuando el elemento de suministro de alambre está relativamente trasladado con respecto al núcleo (10).

9. Aparato según la reivindicación 2, en el que la guía (17, 17') de alambre se soporta alternativamente mediante la primera parte (21) de soporte y la segunda parte (22) de soporte.

10. Aparato según la reivindicación 1, en el que la posición de soporte es una posición (A) donde se produce un movimiento de traslación relativo del elemento (15) de suministro a lo largo de la trayectoria y es externo y próximo a un extremo (10', 10'') del elemento (10) de núcleo.

11. Aparato según la reivindicación 1, en el que la guía (17, 17', 51, 51', 52, 52', 117, 117') de alambre está separada del extremo del elemento (10) de núcleo como función de la ocupación de espacio de la bobina de alambre que está formándose a lo largo del extremo del núcleo.

12. Aparato según la reivindicación 11, en el que la guía (17, 17', 51, 51', 52, 52', 117, 117') de alambre se mueve para separarse del extremo del núcleo tras cada movimiento relativo del elemento de suministro de alambre adyacente al extremo (10', 10'') del núcleo.

13. Aparato según las reivindicaciones 11 ó 12, en el que la guía de alambre comprende dos elementos (50, 51) separados que se mueven para separarse de manera diferenciada del extremo del núcleo.

14. Aparato según la reivindicación 1, en el que la parte de soporte comprende un conjunto (21, 22) de agarre para sujetar las guías (17, 17') de alambre en cada extremo del núcleo.

15. Aparato según la reivindicación 1, que comprende además un elemento (118) de protección alineado dentro de dicho núcleo (10); dotándose al elemento de protección de espaciado (120) para el paso del alambre (W) desde el elemento de suministro de alambre hacia las ranuras (11, 111) durante el enrollamiento.

16. Método para enrollar bobinas de alambre en ranuras (11) situadas adyacentes a postes (14) de un elemento (10) de núcleo de un componente de máquina dinamoeléctrica, que comprende las etapas de:

17. Método según la reivindicación 16, que comprende además las etapas de

18. Método según la reivindicación 17, que comprende además la etapa de soportar alternativamente la guía (17, 17') de alambre con la primera parte (21) de soporte o la segunda parte (22) de soporte.

19. Método según la reivindicación 16, que comprende además la etapa de colocar la parte (21, 22, 50, 52, 117, 117') de soporte a diferentes distancias desde un extremo (10', 10'') del núcleo durante el enrollamiento.

20. Método según la reivindicación 19, que comprende además la etapa de aumentar la distancia desde el extremo de los núcleos a medida que avanza el enrollamiento.

21. Método según la reivindicación 16, que comprende además la etapa de proporcionar un paso (54) de alambre en cada extremo del núcleo, y moviéndose el paso de alambre en sincronismo con el movimiento del elemento (15) de suministro de alambre.

22. Método según la reivindicación 16, que comprende además la etapa de mover relativamente el elemento (15, 115) de suministro de alambre en alineaciones sucesivas con las posiciones radiales del poste a una distancia desde el extremo (100', 100'') del núcleo que es superior a la distancia desde el extremo del núcleo cuando la parte (150, 151) de soporte mueve la guía de alambre en alineaciones sucesivas con posiciones radiales del poste.

23. Método según la reivindicación 16, que comprende además las etapas de:

24. Método según la reivindicación 16, que comprende además las etapas de: