METODO Y APARATO PARA LA TERMINACION DE HILOS EN ESTATORES MULTIPOLARES BOBINADOS HACIA FUERA.
Método para la terminación de hilos (15) conductores en estatores (1,
41) multipolares bobinados hacia fuera,
- en el que los estatores están formados por un núcleo de láminas (2, 42) ferromagnéticas, con un eje (7, 47) y una pluralidad de polos (6, 46) que se extienden radialmente definiendo muescas (60) entre los mismos, y por una placa (3, 43) de bornes que cubre en parte el núcleo y tiene una pluralidad de bornes (4, 44), en el que el hilo (15) se devana alrededor de dichos polos distribuido por un volante (10) y guiado por recubrimientos (16) que se mueven radialmente con respecto al estator, solapándose a la respectiva extensión polar, y en el que, antes y/o después del devanado, se proporcionan operaciones de terminación de hilo de los extremos (5'', 45'') de hilo en dichos bornes con ayuda de dicho volante (10), comprendiendo dichas operaciones de terminación etapas de coger, mover, introducir en los bornes y cortar una parte de hilo (15), caracterizado porque dichas etapas de coger, mover, introducir y cortar dicho hilo se producen por medio de un único instrumento (20, 50) multifuncional que tiene un eje (27, 57) paralelo al eje (7, 47) del estator (1, 41), que puede llevar a cabo una pluralidad de movimientos paralelos a y/o rotaciones alrededor del eje (27, 57) de dicho instrumento (20, 50) multifuncional
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E02425221.
Solicitante: ATOP S.P.A..
Nacionalidad solicitante: Italia.
Dirección: STRADA S. APPIANO, 8/A,50021 BARBERINO VAL D'ELSA (FI.
Inventor/es: PONZIO, MASSIMO, GIACHETTI,ROBERTO.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 10 de Abril de 2002.
Fecha Concesión Europea: 12 de Agosto de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- H02K15/00E4B
Clasificación PCT:
- H02K15/085 ELECTRICIDAD. › H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA. › H02K MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos H01H 53/00; transformación de una potencia de entrada en DC o AC en una potencia de salida de choque H02M 9/00). › H02K 15/00 Métodos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación, montaje, mantenimiento o reparación de máquinas dinamoeléctricas. › por asiento de los conductores en las ranuras estatóricas.
Clasificación antigua:
- H02K15/085 H02K 15/00 […] › por asiento de los conductores en las ranuras estatóricas.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
Método y aparato para la terminación de hilos en estatores multipolares bobinados hacia fuera.
Campo de la invención
La presente invención se refiere al campo de máquinas de devanado de estatores y, precisamente, se refiere a un método para la terminación de hilos en estatores multipolares bobinados hacia fuera.
Además, la invención se refiere a un aparato que lleva a cabo este método.
Antecedentes de la invención
Se conocen estatores multipolares bobinados hacia fuera, formados por una pila de láminas sustancialmente en forma de estrella que muestran una pluralidad de polos que se extienden desde un núcleo tubular. Los estatores de este tipo son adecuados para acoplarse con un inducido concéntrico interno o un inducido anular externo. Son habituales en motores sin escobillas.
Las periferias adyacentes de los polos, o extensiones de polo, forman sustancialmente un cilindro con una pluralidad de ranuras paralelas u oblicuas con respecto al eje del estator. Las periferias de los polos están conectadas al núcleo por medio de paredes de polo que definen muescas correspondientes, accesibles a través de las ranuras. Las muescas tienen que rellenarse con hilo conductor aislado, creando bobinas bobinadas alrededor de las paredes de polo.
Durante el devanado, cuando sea posible, el hilo debe pasar necesariamente a través de las ranuras para entrar en las muescas, y tiene que guiarse para evitar choques contra los bordes de las muescas. Con este fin, existen máquinas de devanado que tienen un brazo de devanado, o volante, que gira haciendo que el hilo siga una trayectoria circular y, por tanto, bobinando la bobina alrededor de cada pared de polo. El hilo sigue la trayectoria circular mientras se guía en las ranuras por medio de recubrimientos de devanado especiales.
Los recubrimientos son normalmente de dos tipos, habitualmente suficientes para devanar los estatores multipolares bobinados hacia fuera más comunes:
- - un par de placas de guiado laterales, que forman sustancialmente un canal que ayuda al hilo a entrar en las ranuras; de este modo se evitan golpeos del hilo contra los bordes de los polos adyacentes al polo que está devanándose;
- - un recubrimiento que permite al hilo rebasar el polo haciendo sustancialmente una doble guía de deslizamiento que desvía el hilo de su propia trayectoria circular y lo lleva a devanarse alrededor de la pared de polo. El recubrimiento normalmente está montado sobre un árbol de soporte, que es coaxial al volante y puede moverse hacia/desde el eje del estator, para depositar de manera uniforme el hilo de manera helicoidal alrededor de la pared de polo. Puede ser o bien un bloque completo, o bien estar formado por dos mitades móviles simétricas.
El volante, en el devanado, gira alrededor del árbol de soporte del recubrimiento con el fin de tener su extremo libre que se mueve en posición orbital tanto con respecto al polo que está devanándose como al recubrimiento que guía el hilo en las muescas.
Cada parte de hilo devanada alrededor de uno o más polos tiene al menos dos extremos. Para garantizar el contacto eléctrico necesario para que pase la corriente de inducción, que hace que el inducido gire y que funcione el motor, los extremos tienen que insertarse en bornes. Los bornes, a su vez, una vez montado el motor, están conectados a los circuitos de alimentación de corriente para el funcionamiento del motor. Los bornes están integrados en una placa de bornes, que es un cuerpo de material de plástico que aísla axialmente la pila de láminas que forma el núcleo ferromagnético del estator.
La terminación, en estatores multipolares bobinados hacia fuera, que permite un devanado mediante un volante, se lleva a cabo de la manera indicada a continuación en el presente documento:
- - antes del devanado de cada polo, o pluralidad de polos en fase, el volante actúa conjuntamente para poner los extremos de hilo en los bornes con un aparato de terminación;
- - al final del devanado de cada polo o de varios polos, el hilo saliente se mantiene estirado por el volante de modo que el aparato de terminación puede cogerlo, actuar conjuntamente con el volante para llevar a cabo la terminación, y finalmente cortar el hilo cerca del borne, agarrar el extremo procedente del volante y esperar al inicio de la siguiente etapa de devanado;
- - en las dos etapas de terminación descritas anteriormente, el movimiento del volante está programado con fracciones de rotación en sentido horario y/o en sentido antihorario y con un movimiento de aproximación del estator, para actuar conjuntamente con el aparato de terminación y hacer que el hilo siga un recorrido que se aproxime al borne.
Tradicionalmente, el aparato de terminación comprende herramientas como elementos de tracción de conductores, cuchillas, pinzas, que se mueven en una dirección que, normalmente, es ortogonal al eje del estator. Cuando se devanan estatores con polos internos, por medio de un árbol oscilante con agujas de distribución de hilo, debido a la posición central del árbol, el aparato de terminación puede disponerse de la manera más sencilla para coger los extremos. En lugar de ello, cuando se devanan estatores con polos externos, con un volante, la posición de las herramientas de terminación interfiere con el movimiento del volante, y su disposición es por tanto compleja.
Además, cuando el volante se mueve, el hilo debe bloquearse en el borne, para evitar que pueda moverse alejándose del borne en el devanado en las primeras bobinas. De hecho, el movimiento del volante mantiene el hilo estirado mientras se lleva a cabo la terminación. El hilo puede bloquearse, en la mayoría de los casos, en un momento adecuado, con un instrumento especial integrado en la máquina y que se engancha con el borne, aproximándose de manera ortogonal al eje del estator.
Sin embargo cuando el borne está ubicado externamente, en el contorno externo del estator, una herramienta que se aproxima al borne, para bloquear el hilo y evitar que se deslice en el borne, obstruiría el volante, que como se ha dicho anteriormente se mueve en una posición orbital alrededor del polo.
Por otro lado, una maniobra de terminación llevada a cabo sin bloquear el hilo es arriesgada, incluso con un borne con forma con autobloqueo especial, debido a la tensión en el hilo estirado por el volante, que puede hacer que se desenganche.
Un problema adicional es que, cuando se introduce un extremo de hilo en un borne, el extremo sobresale una determinada cantidad más allá del borne, y tiene que recortarse. Por tanto, una parte de hilo cortada caerá a la base de la máquina o, cuando sea posible, en un contenedor ubicado por debajo. Esto conlleva el riesgo de que la parte cortada puede atascar en ocasiones la máquina o permanecer accidentalmente devanada en el estator, provocando en ambos casos un grave inconveniente.
El documento US 4 826 092 da a conocer una máquina de devanado de inducido de rotor. Está dotada de un volante y un instrumento multifuncional inclinado que lleva a cabo las operaciones de terminación de hilo: coger un hilo, moverse, depositándolo alrededor de los bornes del inducido y cortar el hilo. El instrumento multifuncional realiza las operaciones a lo largo y alrededor de su propio eje inclinado así como en dirección vertical.
Sumario de la invención
Por tanto es un objetivo de la presente invención proporcionar un método de terminación de hilos en estatores multipolares bobinados hacia fuera en el que las etapas de terminación no obstruyen el movimiento del volante.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo de terminación que se mueve sin obstruir el movimiento del volante durante la terminación.
Un objetivo particular de la presente invención es proporcionar un método de terminación de hilos en estatores multipolares bobinados hacia fuera, con bornes ubicados externamente, pudiendo bloquearse el hilo con respecto a los bornes durante la etapa de terminación con ayuda del volante.
Otro objetivo particular de la presente invención es proporcionar un dispositivo de terminación que lleva a cabo el método anterior en el caso de estatores multipolares bobinados hacia fuera con bornes dispuestos en el contorno, directamente sobre los polos.
Un objetivo particular más de la presente invención es proporcionar un dispositivo...
Reivindicaciones:
1. Método para la terminación de hilos (15) conductores en estatores (1, 41) multipolares bobinados hacia fuera,
- - en el que los estatores están formados por un núcleo de láminas (2, 42) ferromagnéticas, con un eje (7, 47) y una pluralidad de polos (6, 46) que se extienden radialmente definiendo muescas (60) entre los mismos, y por una placa (3, 43) de bornes que cubre en parte el núcleo y tiene una pluralidad de bornes (4, 44),
en el que el hilo (15) se devana alrededor de dichos polos distribuido por un volante (10) y guiado por recubrimientos (16) que se mueven radialmente con respecto al estator, solapándose a la respectiva extensión polar,
y en el que, antes y/o después del devanado, se proporcionan operaciones de terminación de hilo de los extremos (5', 45') de hilo en dichos bornes con ayuda de dicho volante (10), comprendiendo dichas operaciones de terminación etapas de coger, mover, introducir en los bornes y cortar una parte de hilo (15),
caracterizado porque dichas etapas de coger, mover, introducir y cortar dicho hilo se producen por medio de un único instrumento (20, 50) multifuncional que tiene un eje (27, 57) paralelo al eje (7, 47) del estator (1, 41), que puede llevar a cabo una pluralidad de movimientos paralelos a y/o rotaciones alrededor del eje (27, 57) de dicho instrumento (20, 50) multifuncional.
2. Método según la reivindicación 1, en el que, el eje (27, 57) del instrumento multifuncional (20, 50) es incidente con respecto al estator (1, 41).
3. Método según la reivindicación 1, en el que dicha etapa de introducir dicho hilo (15) comprende, antes de empezar una etapa de devanado, una etapa de crear un puente (15') de hilo entre una pinza (24, 25, 54, 55) y un elemento (21, 51) tomador, y una etapa de introducir el puente (15') de hilo en el borne (4, 44) trasladando dicho puente en paralelo a dicho eje (27, 57).
4. Método según la reivindicación 3, en el que dicha etapa de crear el puente (15') puede llevarse a cabo girando la pinza (24, 25) y el elemento (21) tomador alrededor de dicho eje (27).
5. Método según la reivindicación 1, en el que dicha etapa de cortar el hilo (15) se lleva a cabo llevando una cuchilla (23, 53) en paralelo a dicho eje (27) hasta intersecar dicho hilo, sujeto por una pinza (24, 25).
6. Método según la reivindicación 1, en el que dicha etapa de cortar el hilo está asociada a un movimiento de plegado de la parte (5', 45') de hilo cortado que sobresale de un borne (4) para curvarse a lo largo de un lado de borne antes de empezar el devanado.
7. Método según la reivindicación 6, en el que dicha parte (5') de hilo cortado curvada a lo largo del lado de borne se mantiene presionada contra el borne (4) al menos durante una primera fase de devanado de dichos polos (6) para sujetar el hilo en el borne.
8. Método según la reivindicación 7, en el que cuando el borne (4) está dispuesto de manera periférica sobre la extensión polar, la parte (5') de hilo cortado se mantiene presionada de manera elástica mediante un elemento (17) asociado al recubrimiento (16) y dicho elemento (17) se extiende desde el recubrimiento en una dirección ortogonal a dicho eje (27).
9. Método según la reivindicación 1, en el que dicha etapa de coger el hilo (15), cuando tras el devanado, una parte (15) de hilo está estirada entre dicho volante (10) y una bobina (5) bobinada, se lleva a cabo trasladando una pinza (24, 25, 54, 55) en paralelo a dicho eje (7, 27) hasta una posición predeterminada, abriendo dicha pinza (24, 25, 54, 55), girando el volante hasta que dicha parte (15) de hilo estirada no interseque dicha posición predeterminada, cerrando dicha pinza (24, 25, 54, 55).
10. Método según la reivindicación 1, en el que se proporciona una etapa de llevar dicha parte (15) de hilo a dicha posición predeterminada mediante un elemento (22) sobresaliente que gira de manera coaxial a dicha pinza (24, 25) y se engancha en dicha parte de hilo.
11. Dispositivo para la terminación de hilos en estatores multipolares bobinados hacia fuera,
en el que los estatores (1, 41) están formados por un núcleo de láminas (2, 42) ferromagnéticas, con un eje (7, 47) y una pluralidad de polos (6, 46) que se extienden radialmente definiendo muescas (60) entre los mismos, y por una placa (3, 43) de bornes que cubre en parte el núcleo y tiene una pluralidad (4, 44) de bornes,
asociados a una máquina de devanado de estatores que comprende al menos un volante (10) y un recubrimiento (16) que se mueve radialmente con respecto al estator solapándose a la respectiva extensión polar,
medios de terminación de extremos (5', 45') de hilo en dichos bornes con ayuda de dicho volante, comprendiendo dichos medios de terminación medios para coger, mover, introducir en los bornes y cortar una parte de hilo (15),
caracterizado porque dichos medios para coger, mover, introducir y cortar dicho hilo están integrados en un único instrumento (20, 50) multifuncional que tiene un eje (27, 57) paralelo al eje (7, 47) del estator (1, 41), que puede llevar a cabo una pluralidad de movimientos paralelos a y/o rotaciones alrededor de dicho eje (27, 57) del instrumento (20, 50) multifuncional.
12. Dispositivo según la reivindicación 11, en el que dichos medios para introducir dicho hilo (15) comprenden medios para crear un puente (15') de hilo entre una pinza (24, 25, 54, 55) y un elemento (21, 51) tomador, y medios para introducir en un borne (4, 44) dicho puente trasladando dicho puente en paralelo a dicho eje (27, 57).
13. Dispositivo según la reivindicación 12, en el que dichos medios para crear el puente (15') comprenden medios (24') para girar dicha pinza (24, 25) y dicho elemento (21) tomador alrededor de dicho eje (27, 57).
14. Dispositivo según la reivindicación 11, en el que dichos medios para cortar el hilo (15) comprenden una cuchilla (23, 53) que se desliza en paralelo a dicho eje (27, 57) hasta intersecar dicho hilo, sujeto por dicha pinza (24, 25, 54, 55).
15. Dispositivo según la reivindicación 11, en el que dichos medios para cortar el hilo (15) están asociados a un deflector que puede moverse en paralelo a dicho eje y adecuado para plegar la parte (5', 45') de hilo cortado que sobresale desde un borne (4, 44) para curvarla a lo largo del lado de borne antes de empezar el devanado.
16. Dispositivo según la reivindicación 15, en el que, cuando el borne (4, 44) está dispuesto de manera periférica sobre el polo, se proporcionan medios (17) para empujar dicha parte (5', 45') de hilo cortado curvada a lo largo del lado de borne al menos durante una primera fase de devanado de dichos polos (6) para sujetar el hilo en el borne.
17. Dispositivo según la reivindicación 16, en el que dichos medios (17) de empuje comprenden un elemento asociado al recubrimiento (16) que se extiende desde el recubrimiento en una dirección ortogonal a dicho eje (27), desviándose dicho elemento de empuje por un resorte.
18. Dispositivo según la reivindicación 11, en la que dichos medios para coger el hilo comprenden una pinza (24, 25, 54, 55) que puede moverse en paralelo a dicho eje (27, 57) hasta una posición predeterminada, estando formada dicha pinza por un primer y un segundo elemento de agarre adecuados par cerrarse uno sobre otro con un movimiento en paralelo a dicho eje.
19. Dispositivo según la reivindicación 18, en el que se proporciona un segundo deflector (52) para llevar una parte de hilo (15) estirada entre dicho volante (10) y dicho estator (1, 41) a dicha posición predeterminada, comprendiendo dicho segundo deflector un elemento sobresaliente que gira de manera coaxial a dicha pinza y se engancha en dicha parte de hilo.
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