Aparato para retorcer conductores eléctricos de barra, en particular para devanado de barras de máquinas eléctricas, con sistema de sujeción del conductor.

Aparato (30) para retorcer conductores de barra preformados para devanados de barras de máquinas eléctricas,

comprendiendo cada uno de dichos conductores (25) una o más patas, comprendiendo el aparato (30) de torsión un dispositivo (50) de torsión que tiene al menos unos cuerpos primero (51) y segundo (52) coaxiales entre sí y que se extiende alrededor de un eje (Zt-Zt) de torsión que define una dirección axial y que comprende, respectivamente, unas matrices circulares primera (A1) y segunda (A2) de bolsillos con el centro en tal eje (Zt-Zt), siendo los bolsillos adecuados para recibir las patas (5) de dicho conductores de barra preformados, siendo dichos cuerpos (51, 52) capaces de girar uno respecto al otro alrededor del eje (Zt-Zt) de torsión; caracterizado porque el dispositivo (50) de torsión comprende un sistema para sujetar conductores de barra que comprende al menos un elemento (72, 92) de sujeción deslizante capaz de moverse en una dirección radial con respecto a la dirección axial (Zt-Zt) para asumir una posición operativa avanzada en la que tiene una porción (73, 74, 93, 94) de extremo que se proyecta dentro de un bolsillo asociado y una posición de funcionamiento de retroceso, correspondiendo las posiciones de operación avanzadas y de retroceso, respectivamente, a un estado operativo que sujeta al conductor y un estado operativo que suelta al conductor.

Aparato para retorcer conductores eléctricos de barra, en particular para devanado de barras de máquinas eléctricas, con sistema de sujeción del conductor La presente descripción se refiere a un aparato para retorcer conductores eléctricos de barra, en particular para devanados de barras de máquinas eléctricas.

Se sabe que los componentes de las máquinas eléctricas, tales como estatores y rotores, comprenden conductores 10 eléctricos de barra doblados y diversamente conectados entre sí para hacer los llamados devanados de barras.

En particular, el estado de la técnica incluye devanados de barras hechos a través de conductores eléctricos de barra que tienen una sección transversal esencialmente rectangular, donde por rectangular se quiere decir tanto la sección cuadrada como la sección "plana" con lo que se indica generalmente una sección de forma rectangular en la que uno de los dos lados de la sección es más corto que el otro.

Las conductores de barra mencionados anteriormente son preformados generalmente mediante el doblado en forma de 'U' o de 'P' a partir de los conductores de barra rectos. La patente de Estados Unidos US 7480987 describe un ejemplo de un método para preformar conductores de barra (conocidos en tal documento como "conductores en 20 horquilla") . El preformado es tal que modifica la forma de los conductores rectos de modo que pueden insertarse adecuadamente en bolsillos radialmente alineados adecuados hechos en un dispositivo de torsión adecuado para deformar los conductores preformados mencionados anteriormente después de la inserción. En la práctica, el dispositivo de torsión se usa esencialmente para "extender " las patas de la forma de "U" o de "P" para asegurar que las dos patas del mismo conductor, después de haberlo extraído desde el dispositivo de torsión, pueden subsiguientemente ser insertadas en las ranuras de un núcleo de estator o rotor radialmente desplazado entre sí por un paso predeterminado.

La solicitud de patente estadounidense publicada con el número de US 2009/0178270 describe un método para retorcer conductores de barra preformados después de su inserción en los bolsillos de un dispositivo de torsión.

El documento US 2476745 A divulga un dispositivo de manipulación adaptado para transferir segmentos de conductor conformados a un estator.

Con el fin de doblar de manera precisa los conductores de barra que forman una barra de enrollado, hay una gran necesidad para sujetar de manera estable en la posición de al menos algunos de los conductores de barra mencionados anteriormente después de su inserción en los bolsillos del dispositivo de torsión, por ejemplo durante la operación de torsión. En particular, sin por esta razón introducir limitación alguna, hay una necesidad especialmente grande de sujetar de manera estable en la posición de al menos los conductores de barra previstos para hacer los llamados elementos especiales después de su inserción en los bolsillos del dispositivo de torsión, por ejemplo antes del inicio de la operación de torsión y para toda la duración de tal operación.

El propósito de la presente descripción es proporcionar un aparato de torsión que es tal que satisface el requisito descrito anteriormente en referencia a la técnica anterior.

Tal propósito se logra mediante un aparato de torsión tal como se define en general en la reivindicación 1 y en las reivindicaciones que dependen de ella en realizaciones particulares.

Un propósito adicional de la presente descripción es proporcionar un método de torsión de acuerdo con la invención como se define en la reivindicación adjunta 13 y su reivindicación 14 dependiente.

Otras características y ventajas de la presente invención quedarán claras a partir de la siguiente descripción de sus realizaciones preferidas y no limitativas, en la que:

- la figura 1 muestra esquemáticamente una vista lateral de una realización de un estator para una máquina 55 eléctrica, que comprende un núcleo de estator y un devanado de barras de estator;

- la figura 2 muestra una vista en perspectiva de un primer tipo de conductor básico;

- la figura 3 muestra una vista en perspectiva de un segundo tipo de conductor básico;

-la figura 4 muestra una vista en perspectiva de un conductor de barra adecuado para llevar a cabo la función de un terminal de fase;

- la figura 5 muestra una vista en perspectiva de un conductor de barra adecuado para llevar a cabo la función de un 65 puente;

- la figura 6 muestra una vista en perspectiva de un conductor de barra adecuado para llevar a cabo la función de punto neutro o estrella;

- la figura 7 muestra esquemáticamente una vista desde arriba de una porción del núcleo del estator, en el que es 5 posible ver dos ranuras destinadas a ser llenadas con respectivas láminas aislantes preformadas y conductores de barra;

- la figura 8 muestra esquemáticamente una vista desde arriba de una porción del núcleo del estator, en el que es posible ver dos ranuras que albergan láminas aislantes y conductores de barra respectivos;

- la figura 9 representa un conductor de barra preformado en forma de P;

- la figura 10 muestra una vista desde arriba de un aparato de torsión;

-la figura 11 muestra una vista en perspectiva de una realización de un dispositivo de torsión comprendido en el aparato de torsión de la figura 10;

- la figura 12 muestra una vista desde arriba del dispositivo de torsión de la figura 11

- la figura 13 muestra una vista en sección lateral de una porción del aparato de torsión de la figura 10 en el que dicha porción se muestra en una primera configuración operativa;

- la figura 14 muestra una vista en sección lateral de la porción del aparato de torsión representado en la figura 13, en el que dicha porción se muestra en una segunda configuración operativa;

- la figura 15 muestra una vista en sección parcial del dispositivo de torsión de la figura 11;

- la figura 16 muestra una parte ampliada de la figura 13;

- la figura 17 muestra una vista en sección lateral de una parte adicional del aparato de torsión de la figura 10;

- la figura 18 muestra un posible esquema de llenado del dispositivo de torsión de la figura 11; y -la figura 19 muestra un diagrama de bloques de un proceso de torsión.

En las figuras, los elementos que son iguales o similares se indican con los mismos números de referencia.

Para los fines de la presente descripción por conductor de barra "plano" o "cuadrado" nos referimos a un conductor de barra que tiene cuatro lados sustancialmente planos, cada uno unido a lados adyacentes, típicamente por un borde redondeado.

Por lo tanto, las palabras "plano" o "cuadrado" o palabras equivalentes usadas para describir la sección transversal de una conductor de barra se usan en el sentido general y no deben ser interpretadas para excluir el hecho de que tales conductores de barra tienen bordes significativamente redondeados que se unen a lados sustancialmente 45 planos. La expresión "conductor plano" debe tomarse en el sentido de que el conductor tiene dos lados opuestos la distancia entre los cuales es mayor que la distancia entre los dos lados opuestos restantes. Para los fines de la presente descripción la expresión "conductor rectangular" debe tomarse como una generalización de conductor plano y de conductor cuadrado, siendo el conductor cuadrado un caso especial de un conductor rectangular, en el que los cuatro lados tienen las mismas dimensiones.

En referencia a las figuras adjuntas, el número de referencia 1 indica genéricamente un estator que comprende un núcleo 2 de estator. Por ejemplo, el estator 1 es el estator de una máquina eléctrica como por ejemplo un motor eléctrico, por ejemplo para un vehículo de tracción eléctrico o híbrido.

Queda claro que tal estator también se puede usar en una máquina eléctrica usada como un generador o usada tanto para llevar a cabo la función de un motor como la función de un generador alternativamente. En las figuras adjuntas sólo se ha representado el estator de tal máquina eléctrica puesto que se considera que las partes restantes de una máquina eléctrica o en general de un vehículo de tracción eléctrico o híbrido son ampliamente conocidas por el experto en la técnica.

En aras de la simplicidad y brevedad de la descripción, en este documento tampoco se describirá en detalle un rotor puesto que se considera que un experto en la técnica, que conoce muy bien la estructura de un rotor, puede sin ninguna dificultad prever aplicar las enseñanzas de la presente descripción a un rotor.

En una manera conocida... [Seguir leyendo]

1. Aparato (30) para retorcer conductores de barra preformados para devanados de barras de máquinas eléctricas, comprendiendo cada uno de dichos conductores (25) una o más patas, comprendiendo el aparato (30) de torsión un 5 dispositivo (50) de torsión que tiene al menos unos cuerpos primero (51) y segundo (52) coaxiales entre sí y que se extiende alrededor de un eje (Zt-Zt) de torsión que define una dirección axial y que comprende, respectivamente, unas matrices circulares primera (A1) y segunda (A2) de bolsillos con el centro en tal eje (Zt-Zt) , siendo los bolsillos adecuados para recibir las patas (5) de dicho conductores de barra preformados, siendo dichos cuerpos (51, 52) capaces de girar uno respecto al otro alrededor del eje (Zt-Zt) de torsión; caracterizado porque el dispositivo (50) de torsión comprende un sistema para sujetar conductores de barra que comprende al menos un elemento (72, 92) de sujeción deslizante capaz de moverse en una dirección radial con respecto a la dirección axial (Zt-Zt) para asumir una posición operativa avanzada en la que tiene una porción (73, 74, 93, 94) de extremo que se proyecta dentro de un bolsillo asociado y una posición de funcionamiento de retroceso, correspondiendo las posiciones de operación avanzadas y de retroceso, respectivamente, a un estado operativo que sujeta al conductor y un estado operativo que suelta al conductor.

2. Aparato (30) de torsión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sistema de sujeción comprende una pluralidad de dichos elementos (72, 92) de sujeción deslizantes.

3. Aparato (30) de torsión de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la pluralidad de elementos (72, 92) de sujeción deslizantes comprende al menos un elemento (92) de sujeción asociado con un bolsillo de la matriz primera (A1) y al menos un elemento (72) de sujeción asociado con un bolsillo de la matriz segunda (A2) .

4. Aparato (30) de torsión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones previas, en el que los conductores de barra preformados comprenden un conjunto de conductores básicos (U1, U2) y un conjunto de conductores especiales (S1-S3) para completar el devanado, y en el que los elementos (72, 92) de sujeción deslizantes son adecuados para cooperar con el conjunto de conductores especiales para sujetarlos durante una rotación relativa entre el cuerpo primero y segundo.

5. Aparato (30) de torsión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho bolsillo asociado comprende una pared (53) de apoyo opuesta al elemento de sujeción deslizante y en el que el sistema de sujeción es adecuado, en el estado operativo sujetar el conductor, para sujetar dicha pata (5) entre la pared (53) de apoyo y el elemento (72, 92) de sujeción deslizante.

6. Aparato (30) de torsión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones previas, en el que el dispositivo (50) de torsión comprende al menos un miembro (70) de sujeción deslizante capaz de deslizarse en paralelo a dicha dirección axial (Zt-Zt) y adecuado para cooperar con el elemento (72, 92) de sujeción deslizante para empujarlo en dicha posición avanzada.

7. Aparato (30) de torsión de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el miembro (70, 90) de empuje deslizante comprende al menos un miembro de empuje deslizante primero asociado operativamente con el cuerpo primero (51) y un miembro de empuje deslizante segundo asociado con el cuerpo segundo (52) .

8. Aparato (30) de torsión de acuerdo con las reivindicaciones 7 u 8, en el que el sistema de sujeción comprende al 45 menos un elemento elástico (96) adecuado para mantener el elemento (72, 92) de sujeción deslizante en la posición de retroceso y en el que el miembro (70, 90) de empuje deslizante es tal que empuja el elemento de sujeción deslizante a la posición avanzada en contraste con la acción de dichos elemento elástico.

9. Aparato (30) de torsión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que el elemento (72, 92) de sujeción deslizante y el miembro (70, 90) de empuje deslizante están respectivamente equipados con una pared primera y segunda de interfaz que interfieren una con otra en apoyo, siendo dichas paredes de interfaz planas e inclinadas con respecto a dicha dirección axial (Zt-Zt) .

10. Aparato (30) de torsión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones previas, en el que el aparato 55 comprende una cabeza (40) de contención adecuada para ser desplazada en dicha dirección axial (Zt-Zt) entre una posición de reposo y una posición de trabajo para cooperar con el dispositivo (50) de torsión y dichos conductores de barra, siendo dicha cabeza (40) tal que activa el sistema de sujeción automática y mecánicamente una vez que se ha alcanzado la posición de trabajo.

11. Aparato (30) de torsión de acuerdo con la reivindicación 10 y cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en el que la cabeza (40) de contención es tal que interfiere en apoyo con el miembro (70, 90) de empuje deslizante pasando de la posición de reposo a la posición de trabajo para mover el miembro (70, 90) de empuje deslizante en traslación.

12. Aparato (30) de torsión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones previas, que comprende un 65 dispositivo (100) para ajustar la altura de inserción de dicho conductor dentro de dicho bolsillo, siendo el dispositivo (100) de ajuste adecuado para ajustar la altura de inserción de dicho conductor antes de que se consiga que el 9

estado operativo sujete el conductor.

13. Método (200) para retorcer conductores preformados para devanados de barras de máquinas eléctricas, comprendiendo el método (200) los pasos de:

a) proporcionar (201) un aparato (30) de torsión que comprende un dispositivo (50) de torsión que tiene al menos un cuerpo primero (51) y segundo (52) coaxiales entre sí y extender alrededor de un eje (Zt-Zt) de torsión y que comprende respectivamente una matriz circular primera y segunda (A1, A2) de bolsillos con centro en tal eje;

b) proporcionar (202) una pluralidad de conductores de barra preformados que tienen al menos una pata (5) e insertar las patas de dicha pluralidad de conductores en sus respectivos bolsillos;

c) sujetar (204) al menos una de dichas patas dentro de un bolsillo respectivo accionando un elemento (72, 92) de sujeción respectivo adecuado para interferir en apoyo con una porción de pared de dicha pata dentro de tal bolsillo; 15 d) poner en rotación relativa (205) del cuerpo primero y segundo.

14. Método (200) de torsión según la reivindicación 13, que comprende antes del paso (204) de sujeción, un paso de ajustar (204) la altura de inserción de al menos dicho conductor para la inserción dentro del bolsillo y en el lado 20 opuesto de dicho dispositivo con respecto a un lado de carga, de una hoja (101, 102) de referencia de altura.