Métodos y aparatos que permiten la terminación de los conductores de bobinas de hilo devanados en núcleos magnéticos de componentes de máquina dinamo-eléctrica.

Aparato que permite la terminación de los conductores (12) de bobinas (11) de núcleos (10,

105) de máquinas dinamo-eléctricas, estando los conductores constituidos por una pluralidad de hilos (W), cuyo aparato comprende:

- un medio (30) que sirve para manipular simultáneamente la pluralidad de hilos de manera que quede la pluralidad de hilos colocados según trayectorias predeterminadas en relación con el núcleo;

- el medio de manipulación que comprende un medio (30) que sirve para retener la pluralidad de hilos;

- un medio (211) que sirve para arrastrar en rotación y en traslación el medio de retenida;

- estando el aparato caracterizado porque comprende, además:

- un asiento (28, 29) que ocupa un emplazamiento predeterminado de la trayectoria que sirve para recibir la pluralidad de hilos;

- una superficie de referencia (22') que ocupa una posición adyacente a una entrada del asiento;

- en donde la pluralidad de hilos están curvados adyacentes a una entrada del asiento de manera que sean reorientados a lo largo de una dirección predeterminada (33, 34) que se extiende desde el emplazamiento y

- en donde el medio de retenida (30') retiene una primera longitud de la pluralidad de hilos que se extiende más allá del asiento (28, 29) en la dirección predeterminada (33, 34) y que comprende, además, un medio de control (310) que sirve para arrastrar, en rotación, el medio de retenida de manera que efectúe la torsión de la pluralidad de hilos mantenida según la dirección predeterminada y para arrastrar, en traslación, el medio de retenida de modo que mantenga un esfuerzo de tracción sobre otra parte (17a, 17b) de la pluralidad de hilos contra la superficie de referencia (22') en el curso de la torsión de la pluralidad de hilos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a métodos y aparatos que permiten la terminación de los conductores de bobinas de hilo devanados en núcleos magnéticos de componentes de máquina dinamo-eléctrica.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA ANTERIOR

Las bobinas de hilos pueden formarse devanando simultáneamente una pluralidad de hilos utilizando una devanadora de boquilla, provista de una o más agujas dispensadoras de hilos, que suministran la pluralidad de hilos directamente en las ranuras del núcleo magnético.

Como alternativa, las bobinas de hilos se pueden devanar primero en una forma de devanado utilizando un volante giratorio o girando la forma de devanado con el fin de efectuar una tracción en la parte última de la pluralidad de hilos. Las bobinas de hilos acabadas son luego desprendidas de la forma de devanado y colocadas en una herramienta, que se utiliza para la transferencia a una unidad de inserción, en donde una operación de empuje inserta las bobinas de hilos y el recubrimiento de aislamiento en las ranuras del núcleo magnético.

En general, las bobinas de hilos se forman a partir de un número predeterminado de espiras de hilos, en donde cada espira de hilo consiste en ramas de bobinas formadas a partir de un determinado número de hilos. Las devanadoras, a modo de ejemplo, según estos principios se describen, por ejemplo, en el documento EP 1.076.401 y US 6.557.238.

El documento US 6.141.864 da a conocer una herramienta devanadora que se aplica a un estator y que tiene ranuras para la recepción temporal de conductores para colocarlos juntos y proceder a su corte. Los cables cortados son posteriormente extraídos desde las ranuras y conectados juntos mediante un esfuerzo de torsión. La herramienta devanadora optimiza las operaciones manuales de preparación de los conductores juntos y su corte.

El documento JP 61049636 describe otro método de devanado en donde secciones de hilos conductores se someten a un esfuerzo de tracción en una ranura y a una torsión con un gancho.

Con los estatores modernos, el número de conductores de un núcleo que requiere el encaminamiento y los procedimientos de terminación citados es cada vez mayor. Además, el tamaño y el número de los hilos utilizados para formar la pluralidad de hilos es también creciente. En consecuencia, los tiempos de producción para los procesos de terminación son cada vez más largos y las operaciones automáticas de los procesos se hacen considerablemente más complejas y difíciles de realizar.

Considerando lo que antecede, es un objetivo de esta invención dar a conocer métodos y aparatos para colocar automáticamente los hilos conductores en relación con el núcleo y efectuar una torsión de algunas partes de los mismos hilos conductores para formar un tamaño de sección requerido de la pluralidad de hilos. Otro objetivo de esta invención es dar a conocer el aparato antes citado que puede ser fácilmente ajustado para tener en cuenta las variaciones requeridas en la colocación de los conductores.

Un problema adicional es que los núcleos magnéticos acabados necesitan ser extremadamente compactos sin requerir componentes adicionales para soportar los conductores que se han encaminado próximos a las caras extremas del núcleo. Para conseguir lo que antecede, los conductores se encaminan directamente en contacto con las bobinas y desde esta posición pueden desviarse en direcciones predeterminadas para llegar a someterse a torsión.

Por lo tanto, otro objetivo de esta invención es dar a conocer métodos y aparatos para colocar automáticamente los hilos conductores en relación con el núcleo y efectuar la torsión de algunas partes de los mismos hilos conductores para formar un tamaño de sección requerido sin necesidad del uso de componentes adicionales que necesitan montarse permanentemente en el núcleo acabado para servir de soporte a los conductores.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La invención prevé la utilización de elementos de terminación temporalmente aplicados a por lo menos una extremidad del núcleo magnético, después de haber devanado las bobinas de hilos con la pluralidad de hilos sometidos a un esfuerzo de tracción de forma simultánea. Inicialmente, los conductores formados a partir de la pluralidad de hilos se someten a un esfuerzo de tracción en posiciones predeterminadas alrededor del núcleo, como resultado de los procedimientos de devanado. De forma sucesiva, un manipulador de hilos agarra, de forma selectiva, los conductores formados a partir de la pluralidad de hilos y los desplaza a lo largo de las caras extremas del núcleo. En algunos emplazamientos, el manipulador realiza un esfuerzo de tracción sobre la pluralidad de hilos dentro de los respectivos asientos de los elementos de terminación. Cuando se desplaza la pluralidad de hilos con el manipulador, estos hilos pueden someterse a tracción contra superficies predeterminadas de los elementos de terminación, de modo que la pluralidad de hilos llegue a deformarse para seguir configuraciones predeterminadas que corresponden a las trayectorias en donde los conductores necesitan estar permanentemente situados adyacentes a las extremidades de las bobinas.

A lo largo de las trayectorias, la pluralidad de hilos puede hacerse pasar a través de los respectivos asientos de los elementos de terminación. Al hacerlo así, la pluralidad de hilos puede hacerse cambiar de dirección, de modo que se extiendan finalmente en direcciones predeterminadas. El cambio de dirección se produce curvando la pluralidad de hilos contra las superficies de referencia existentes adyacentes a la entrada del asiento. En consecuencia, la pluralidad de hilos que forma un conductor típico saldrá del asiento y se extenderá más allá en una dirección predeterminada. Una parte de la pluralidad de hilos, que se extiende en la dirección predeterminada, puede someterse juntos a un esfuerzo de torsión durante una determinada longitud mediante movimientos programados del manipulador. Los movimientos programados del manipulador son tales que la pluralidad de hilos se someten juntos a torsión y se someten a un esfuerzo de tracción contra las superficies de referencia que son adyacentes a las entradas de los asientos. Cada asiento mantiene la pluralidad de hilos en una posición predeterminada en el curso de las operaciones de torsión. En consecuencia, la parte resultante de la torsión estará situada en una posición predeterminada por el asiento y se extiende en la dirección predeterminada para una longitud requerida.

Posteriormente, una cuchilla puede cortar las partes resultantes de la torsión en una longitud predeterminada desde el núcleo con el fin de formar extremidades exactas para la conexión a los terminales.

La torsión hace que cada hilo forme una hélice que tiene espiras que se colocarán adyacentes y en contacto con las espiras de las hélices formadas con los otros hilos. Las hélices de los diversos hilos deben ser similares, esto es, su diámetro y su paso deben ser los mismos de modo que se evite el cruzamiento de los hilos.

La herramienta de terminación de hilos puede comprender, además, superficies para presionar los conductores encaminados contra las bobinas para limitar, de este modo, el tamaño global del núcleo acabado.

Debido al gran número de conductores que pueden estar presentes en el núcleo, y también por la complejidad de las trayectorias en donde los conductores necesitan situarse, las tareas de encaminamiento y de torsión de los diversos conductores pueden producirse en varias etapas, que se realizan, de forma secuencial, para el acabado del núcleo. Más concretamente, en cada etapa, un número limitado de conductores acabados del número total de conductores se pueden encaminar y someterse a torsión utilizando elementos de terminación de hilos específicos. En consecuencia, múltiples aparatos de terminación, teniendo cada uno manipuladores de hilos y elementos de terminación de hilos específicos pueden procesar, de forma sucesiva, un núcleo dado para su acabado. Al mismo tiempo, los múltiples aparatos pueden funcionar en paralelo para realizar las respectivas etapas del ciclo de terminación sobre diferentes núcleos con el fin de reducir el tiempo de producción para un núcleo y de este modo, aumentar la productividad.

Para un cierto número de hilos que necesitan someterse a torsión, puede existir un hilo que no llegue a someterse a torsión, que esté situado centralmente entre la pluralidad de hilos. Este hilo puede tener menos contacto con el terminal, porque llega a estar completamente enterrado por los demás hilos. Es preferible evitar que dicho hilo permanezca centralmente y sin torsión aplicada. En esta situación, un menor... [Seguir leyendo]

1. Aparato que permite la terminación de los conductores (12) de bobinas (11) de núcleos (10, 105) de máquinas dinamo-eléctricas, estando los conductores constituidos por una pluralidad de hilos (W) , cuyo aparato comprende:

-un medio (30) que sirve para manipular simultáneamente la pluralidad de hilos de manera que quede la pluralidad de hilos colocados según trayectorias predeterminadas en relación con el núcleo;

- el medio de manipulación que comprende un medio (30) que sirve para retener la pluralidad de hilos;

- un medio (211) que sirve para arrastrar en rotación y en traslación el medio de retenida;

- estando el aparato caracterizado porque comprende, además:

-un asiento (28, 29) que ocupa un emplazamiento predeterminado de la trayectoria que sirve para recibir la pluralidad de hilos;

- una superficie de referencia (22’) que ocupa una posición adyacente a una entrada del asiento;

- en donde la pluralidad de hilos están curvados adyacentes a una entrada del asiento de manera que sean reorientados a lo largo de una dirección predeterminada (33, 34) que se extiende desde el emplazamiento y

- en donde el medio de retenida (30’) retiene una primera longitud de la pluralidad de hilos que se extiende más allá del asiento (28, 29) en la dirección predeterminada (33, 34) y que comprende, además, un medio de control (310) que sirve para arrastrar, en rotación, el medio de retenida de manera que efectúe la torsión de la pluralidad de hilos mantenida según la dirección predeterminada y para arrastrar, en traslación, el medio de retenida de modo que mantenga un esfuerzo de tracción sobre otra parte (17a, 17b) de la pluralidad de hilos contra la superficie de referencia (22’) en el curso de la torsión de la pluralidad de hilos.

2. El aparato según la reivindicación 1, en donde el asiento (28, 29) y la superficie de referencia (22’) constituyen partes de un primer elemento (22) aplicado provisionalmente en dicho núcleo (10) .

3. El aparato según la reivindicación 2 que comprende, además, un segundo elemento (23) con una segunda superficie de referencia (31, 32) que sirve para dirigir la pluralidad de hilos a lo largo de las trayectorias predeterminadas.

4. El aparato según la reivindicación 3, en donde el primer elemento (22) es móvil a lo largo del eje (10’) del núcleo con respecto al segundo elemento (23) desde una primera posición a una segunda posición; estando la segunda posición más cerca del núcleo para mantener la pluralidad de hilos hacia las cabezas (14) de las bobinas en el curso de la torsión y en donde, en la segunda posición, se forma un espacio libre (91) entre las cabezas (14) de las bobinas y el primer elemento (22) y la pluralidad de hilos (W) se pueden disponer a lo largo de las trayectorias predeterminadas situadas dentro del espacio libre.

5. El aparato según la reivindicación 3, en donde el primer elemento (22) comprende una parte anular situada por encima de las cabezas (14) de las bobinas; comprendiendo el segundo elemento una parte cilíndrica anidada dentro de las cabezas de las bobinas y comprendiendo el segundo elemento (23) un asiento (25) que sirve para recibir una parte del primer elemento (22) .

6. El aparato según la reivindicación 1, en donde la superficie de referencia (22’) es una superficie situada frente a las cabezas de las bobinas (14) que sobresalen desde el núcleo y en donde el asiento (28, 29) , forma un paso para los hilos

(W) situados por encima de las cabezas (14) de las bobinas y siendo la dirección del paso perpendicular a la extremidad del núcleo.

7. El aparato según la reivindicación 1 que comprende, además, un elemento de inmovilización (82, 83, 103, 104) , situado en el espacio libre de los puentes (92, 131) de las bobinas para impedir el movimiento de las bobinas en el curso de la torsión.

8. El aparato según la reivindicación 2, en donde el asiento (28, 29) se comunica con un paso (26, 27) que lleva a un acceso en la periferia del primer elemento (22) que permite la introducción de la pluralidad de hilos (W) en el curso de la manipulación.

9. El aparato según la reivindicación 1 que comprende, además, un medio (10, 53) que sirve para distanciar la superficie de referencia (22’) desde el núcleo cuando se manipula la pluralidad de hilos de modo que se coloque la pluralidad de hilos según las trayectorias predeterminadas y que sirve para desplazar la superficie de referencia (22’)

hacia dicho núcleo antes de iniciar la torsión de la pluralidad de hilos (W) .

10. El aparato según la reivindicación 7 que comprende, además, un medio (84, 108) que sirve para guiar los elementos de inmovilización (103, 104) según la dirección radial del núcleo para colocar las partes de los elementos de inmovilización dentro del espacio libre (92, 131) de los puentes (106) en posición adyacente a una cara extrema (106’, 107) del núcleo;

- un medio (110, 116) que sirve para desplazar los elementos de inmovilización (103) según la dirección radial;

-un medio (123, 124, 125, 129) que sirve para arrastrar, en rotación, el medio de desplazamiento (110, 116) de modo que se desplacen colectivamente, en sincronismo, los elementos de inmovilización (103, 104) según la dirección radial;

- un medio (112) que sirve para soportar el medio de desplazamiento y el medio de arrastre en rotación.

11. Un método que permite la terminación de los conductores (12) de las bobinas (11) de los núcleos (10, 105) de la máquina dinamo-eléctrica, estando los conductores constituidos por una pluralidad de hilos (W) , cuyo método comprende la etapa que consiste en:

- manipular la pluralidad de hilos para disponer dicha pluralidad de hilos a lo largo de trayectorias predeterminadas en relación con el núcleo, estando el método caracterizado porque comprende las etapas de:

- recibir la pluralidad de hilos en un asiento (28, 29) situado en un emplazamiento predeterminado de la trayectoria;

- curvar la pluralidad de hilos al nivel de una posición adyacente a una entrada del asiento, de manera que se reorienten los hilos a lo largo de una dirección predeterminada (33, 34) que se extiende desde el emplazamiento;

- retener una primera longitud de la pluralidad de hilos que se extiende más allá del asiento en la dirección predeterminada;

- arrastrar en rotación la primera longitud de modo que se efectúe la torsión de la pluralidad de hilos que se retiene a lo largo de la dirección predeterminada;

- arrastrar, en traslación, la primera longitud que se retiene para mantener un esfuerzo de tracción sobre otra parte (17a, 17b) de la pluralidad de hilos contra una superficie de referencia (22’) adyacente a una entrada del asiento en el curso de la torsión de la pluralidad de hilos.

12. El método según la reivindicación 11 que comprende, además, la etapa que consiste en encaminar la pluralidad de hilos (W) según una segunda superficie de referencia (31, 32) de modo que se coloque la pluralidad de hilos según las trayectorias predeterminadas antes de la orientación de la pluralidad de hilos en la dirección predeterminada.

13. El método según la reivindicación 11 que comprende, además, localizar temporalmente el asiento (28, 29) a

distancias angulares y radiales predeterminadas con respecto al eje central (10’) del núcleo.

14. El método según la reivindicación 11 que comprende, además, el desplazamiento de la superficie de referencia (22’) hacia el núcleo (10) antes de iniciar la torsión de la pluralidad de hilos (W) .

15. El método según la reivindicación 11 que comprende, además, la recepción de un primer subconjunto (42) de la pluralidad de hilos en el asiento (28, 29) y efectuar la torsión del primer subconjunto de la pluralidad de hilos juntos y la

recepción de un segundo subconjunto (42’) de hilos en el asiento (28, 29) y efectuar la torsión del segundo subconjunto de la pluralidad de hilos juntos y efectuar sucesivamente la torsión del primer subconjunto (42) y del segundo subconjunto (42’) juntos.

16. El método según la reivindicación 11 que comprende, además, soportar los puentes (106, 107) de las bobinas (14, 106, 107) hacia las caras del núcleo (106’, 107’) en el curso de la torsión de la pluralidad de hilos.