MÉTODO PARA LA FABRICACIÓN DE UN ESTATOR, ASÍ COMO UN ESTATOR FABRICADO MEDIANTE DICHO MÉTODO.

Método para la fabricación de un núcleo de estator (20) para una máquina eléctrica,

en donde en primer lugar se conforma un paquete de láminas (40) esencialmente de forma cuboide compuesto de láminas (21) en forma de tiras, que en una de las siguientes etapas se conforma mediante curvado logrando una forma anular que presenta un sentido axial (a) y que corresponde a un eje de cilindro (z), en donde la forma anular presenta superficies frontales axiales (46), caracterizado porque en otra de las siguientes etapas el paquete de láminas (40) de forma anular se deforma plásticamente en sentido axial (a) en la periferia exterior, al menos, en puntos de las superficies frontales axiales (46)

Estado del arte

La presente invención hace referencia a un método para la fabricación de un estator, así como un estator fabricado mediante dicho método de acuerdo con la clase de las reivindicaciones independientes.

De la patente WO 01/54254 A1 se conoce un método para la fabricación de un estator que se provee para una máquina eléctrica, en particular para un generador para vehículos a motor. Además, en primer lugar se conforma un paquete de láminas de forma esencialmente cuboide a partir de láminas en forma de tiras, y en una de las siguientes etapas se conforma mediante curvado logrando una forma anular. La forma anular de dicho estator o bien, del núcleo de hierro del estator, presenta dos superficies frontales axiales. Se ha comprobado que esta clase de estator

o bien, núcleo de hierro del estator fijado axialmente entre dos placas de cojinete a lo largo de las superficies frontales axiales, presentan una elasticidad y una flexibilidad axial relativamente elevadas. Dicha flexibilidad puede provocar que los medios de sujeción separables, por ejemplo, los tornillos que se utilizan para fijar el estator entre las placas de cojinete, se aflojen o que alternativamente deban ser altamente resistentes, hecho que repercute en sus dimensiones. De esta manera, si dichos tornillos se encuentran dispuestos en la periferia exterior del estator, esto puede generar un incremento del diámetro exterior de la máquina eléctrica.

En los documentos US 4 901 428 y US 5 489 811, las láminas en forma de tiras también se utilizan para la fabricación de paquetes de chapas para estatores.

Ventajas de la presente invención

El método conforme a la presente invención para la fabricación de un estator para una máquina eléctrica, con las características de la primera reivindicación independiente, presenta la ventaja de que mediante el paquete de láminas de forma anular, deformado plásticamente en sentido axial, al menos, en determinados puntos de las superficies frontales axiales, cuya flexibilidad se reduce considerablemente en particular en relación con la unión atornillada entre las dos placas de cojinete, y por lo tanto, se mejora la fijación entre ambas placas de cojinete. Se reduce considerablemente el riesgo de una liberación de los elementos de fijación entre ambas placas de cojinete. Por otra parte, se evita en gran medida que el dentado interior de acción electromagnética del estator se abra en forma de abanico mediante la deformación entre ambas placas de cojinete. Por otra parte, de esta manera se reducen pérdidas electromagnéticas.

Mediante las medidas mencionadas en las reivindicaciones dependientes, se pueden realizar perfeccionamientos ventajosos del método de acuerdo con la reivindicación principal.

Resulta particularmente ventajosa la conformación de superficies de sujeción axiales mediante la deformación plástica de las superficies frontales en ambos extremos axiales del paquete de láminas de forma anular. Esto significa que mediante la deformación plástica en sentido axial se reduce la porción elástica de la deformación del estator en sentido axial. La elasticidad entre ambas placas de cojinete es reducida. La compresibilidad restante del estator resulta ahora homogénea de manera tal que las deformaciones entre los elementos de fijación individuales entre ambas placas de cojinete no resulten muy diferentes. En particular, en la fabricación de las superficies de sujeción axiales mediante un proceso de conformación en frío, las fuerzas de conformación que actúan axialmente generan un incremento de la rigidez axial además de la deformación plástica deseada. Esto repercute de manera ventajosa en los estatores con la técnica de sujeción axial que en el estado montado se someten a una carga por compresión elevada, y debido a su estructura de paquete laminado presentan un comportamiento de asiento principalmente desfavorable para la unión atornillada de la carcasa. Mediante dicha carga de fuerza después del proceso de curvado, en el estator acabado cilíndrico y hueco se reduce considerablemente la fluctuación que existe principalmente de la deformación permanente. Por lo tanto, también se pueden establecer con más precisión las tolerancias de forma y de medida del estator y, de esta manera, se puede cumplir con exigencias aún más elevadas.

De acuerdo con otro acondicionamiento de la presente invención, se prevé que el paquete de láminas de forma anular se presione simultáneamente mediante la deformación axial en su periferia exterior en sentido radial y que, de esta manera, también se deforme plásticamente. Dicha medida evita todas las variaciones demasiado amplias, en sentido axial, generadas mediante la carga de fuerza axial, y cumple exactamente y, por lo tanto, de una mejor manera con la forma exterior del estator o bien, del núcleo de hierro del estator.

Se prevé particularmente que mediante la deformación plástica de la periferia exterior del paquete de láminas se conforme una hendidura radial de la carcasa. En la denominada técnica de sujeción axial en los generadores para vehículos a motor y en máquinas eléctricas en general, no sólo se requiere de una posición axial segura del estator en relación con las placas de cojinete, sino que también se requiere de una disposición exactamente centrada en relación con el rotor dispuesto en el estator. Por lo tanto, mediante la medida conforme a la presente invención, se conforma un diámetro de centrado mediante la hendidura de la carcasa, a través del cual se logra una disposición sumamente exacta del estator en las placas de cojinete, y también una correspondencia sumamente exacta con el rotor. Por otra parte, de esta manera se puede lograr perfectamente la perpendicularidad entre las superficies axiales de sujeción y el diámetro de centrado o bien, la hendidura de la carcasa. Además, se puede prever que mediante la deformación plástica simultánea se conforme en sentido axial y radial un bisel de unión entre las superficies axiales de sujeción y la hendidura de la carcasa. De esta manera, dicho bisel de unión elaborado conforme a la presente invención, economiza otra operación de trabajo, por ejemplo, la de arranque de viruta, y permite además un montaje simple y seguro del estator en una placa de cojinete.

Mediante el método de conformación en frío seleccionado se suprimen, por ejemplo, procesos de trabajo de arranque de viruta costosos, y mediante la supresión de dicho trabajo de arranque de viruta no se forman las rebabas y, por lo tanto, se evitan los problemas de montaje provocados de esa manera.

Conforme a la presente invención, las láminas deben presentar un grosor de entre 0,35 mm y 1 mm, en donde se prefiere un grosor de 0,5 mm y que todas las láminas presenten preferentemente el mismo grosor. Esto ofrece la ventaja de una capacidad y un coeficiente de rendimiento elevados, dado que el grosor de las láminas se encuentra dentro de un margen que se puede lograr mediante la denominada calidad de chapa magnética. Por otra parte, se simplifican los insumos para herramientas y se incrementa la productividad de la instalación de fabricación. Mediante la estructura homogénea (igual grosor) se mejora la propiedad de flexión del núcleo de hierro del estator.

Además, se prevé que la cantidad de n láminas de un paquete de chapas de estator se dispongan en dicho paquete en el mismo orden en que se fabrican en una herramienta troqueladora. Esto presenta la ventaja de que, por una parte, las láminas se pueden utilizar con prácticamente el mismo grosor de material y, de esta manera, las tolerancias previsibles del paquete son lo más reducidas posible para el paquete de chapas de estator. Los errores de separación o de posicionamiento de la placa guiapunzón o bien, la placa de corte durante el troquelado, así como los errores de posicionamiento de la tira de chapa en la herramienta troqueladora se pueden mantener reducidos de esta manera y, por lo tanto, también en el producto final, es decir, el paquete de chapas para estatores.

Además, se prevé que antes del troquelado de las láminas a partir de un producto semiacabado de chapa laminar, por ejemplo una bobina de fleje, se determine su grosor de material mediante un dispositivo de medición, y a partir de un ancho nominal provisto de una tolerancia del paquete de láminas de forma esencialmente cuboide, se determine la cantidad nominal de láminas para el paquete de láminas de forma esencialmente cuboide. Mediante un ordenador se determina la cantidad exacta de láminas para un paquete de chapas de estator. Mediante... [Seguir leyendo]

1. Método para la fabricación de un núcleo de estator (20) para una máquina eléctrica, en donde en primer lugar se conforma un paquete de láminas (40) esencialmente de forma cuboide compuesto de láminas (21) en forma de tiras, que en una de las siguientes etapas se conforma mediante curvado logrando una forma anular que presenta un sentido axial (a) y que corresponde a un eje de cilindro (z), en donde la forma anular presenta superficies frontales axiales (46), caracterizado porque en otra de las siguientes etapas el paquete de láminas (40) de forma anular se deforma plásticamente en sentido axial (a) en la periferia exterior, al menos, en puntos de las superficies frontales axiales (46).

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque mediante la deformación plástica de las superficies frontales (46) en sentido axial, se conforman superficies axiales de sujeción (53) en ambos extremos axiales del paquete de láminas (40) de forma anular.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el paquete de láminas (40) de forma anular es presionado simultáneamente en su periferia exterior en sentido radial, y de esta manera, se deforma plásticamente.

4. Método de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque mediante la deformación plástica de la periferia exterior del paquete de láminas (40) se conforma una hendidura radial de la carcasa (54) en el paquete de láminas.

5. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la deformación plástica del paquete de láminas conforma simultáneamente un bisel de unión (55) en el paquete de láminas.

6. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las láminas (21) presentan un grosor de entre 0,35 mm y 1 mm, en donde se prefiere un grosor de 0,5 mm y todas las láminas (21) presentan preferentemente el mismo grosor de material (s).

7. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una cantidad de n láminas de un paquete de láminas (40) se disponen en dicho paquete en el mismo orden en que se fabrican en una herramienta troqueladora.

8. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque antes del troquelado de las láminas (21) a partir de un producto semiacabado de chapa laminar se determina su grosor de material (s) mediante un dispositivo de medición (M), y a partir de un ancho nominal provisto de una tolerancia, del paquete de láminas (40) de forma esencialmente cuboide, se determina la cantidad nominal de láminas (21) para el paquete de láminas (40) de forma esencialmente cuboide.

9. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque el paquete de láminas (40) se divide en, al menos, dos subpaquetes de láminas (58) y dichos subpaquetes se combinan para conformar un paquete de láminas (40) de manera tal que las rebabas de troquelado (57) de las láminas adyacentes (21) se orienten opuestas unas con otras en un punto de unión interior (65).

10. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque las láminas (21) aún individuales se limpian y se apila en capas la cantidad nominal de láminas (21) para conformar un paquete de láminas (40) sin dividir, alineadas exactamente y presionadas unas contra otras bajo la acción de una fuerza, con el fin de unir entre sí a continuación las láminas (21) mediante una técnica de unión, preferentemente mediante soldadura.

11. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se eliminan las rebabas de punzonado (57) de las láminas (21) que se dirigen axialmente hacia el exterior.

12. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el curvado se realiza bajo una pretensión axial del paquete de láminas (40).

13. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el paquete de láminas

(40) de forma esencialmente cuboide presenta dos extremos frontales 43 que se unen entre sí después del curvado mediante pretensión axial del paquete de láminas (40).

14. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque mediante la etapa de conformación axial, la reducción de la longitud axial en la periferia exterior del paquete de láminas (40) de forma anular es de entre 1% y 10%.

15. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se disponen costuras de soldadura de medio diente (99) sobre las cabezas de dientes (29) de los medios dientes (25) y/o en los extremos frontales (43) de los medios dientes (25).

16. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se aplican costuras de

5 soldadura (81, 83) que a partir de una superficie frontal axial (46) unen entre sí sólo hasta veinte láminas (21) en sentido axial.

17. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque antes del curvado se inserta una bobina de estator (60) en el paquete de láminas de forma esencialmente cuboide.

18. Estator para una máquina eléctrica, en particular un generador para vehículos a motor, provisto de un núcleo de 10 hierro de estator compuesto de láminas (21) en forma de tiras y de arco circular que presenta superficies frontales

(46) axiales, caracterizado porque el núcleo de hierro del estator se encuentra deformado plásticamente en sentido axial (a), al menos, en puntos de las superficies frontales axiales (46) de manera tal que el núcleo de hierro del estator presente una longitud axial mayor en su diámetro interior, en comparación con su diámetro exterior.