Método y aparato para retorcer las porciones finales de conductores de barra, en particular para bobinados de barras de máquinas eléctricas.
Método de retorcimiento (100) para retorcer porciones finales libres (2A,
3A, 2A'3A') de conductores de barra (1, 1') para un bobinado de barra de rotor o estator de una máquina eléctrica, que comprende:
- una etapa de proporcionar (101) un aparato de retorcimiento (10) que comprende al menos un miembro de bolsillo (11) que se extiende alrededor de un eje de retorcimiento (Z-Z) y provisto de una matriz circular (S1) de bolsillos que tiene su centro en el eje de retorcimiento (Z-Z), incluyendo el miembro de bolsillo (11) una estructura principal (11A) provista de un arco (R1) de bolsillos adyacentes de dicha matriz (S1) y una estructura secundaria (11B) que está montada de forma movible con respecto a la estructura principal (11A) y que está provista de otro bolsillo (11B') de dicha matriz (S1), comprendiendo cada uno de los bolsillos de dicha matriz (S1) una abertura de inserción respectiva (11A'', 121B'') que está adaptada para que pase a su través una de dichas porciones finales libres (2A, 2A') para insertar tal porción final libre en dicho bolsillo;
- una etapa de proporcionar (102) un núcleo de estator (20) o núcleo de rotor (20) provisto de una pluralidad de ranuras (24) pobladas por una respectiva pluralidad de dichos conductores de barra (1, 1') que están distribuidos con dichas porciones finales libres (2A, 2A') sobresaliendo de un lado del núcleo de estator (20) o núcleo de rotor (20), formando dichas porciones finales que sobresalen una matriz circular (T1) de porciones finales (2A, 2A'); - una etapa de insertar (103) en el arco (R1) de bolsillos de estructura principal (11A) un arco de porciones finales adyacentes (2A, 2A') de dicha matriz de porciones finales (T1);
- una primera etapa de retorcimiento (104) del arco de porciones finales, que se insertan en dicho arco (R1) de bolsillos, por un movimiento relativo de rotación-traslación entre dicho núcleo (20) y dicho miembro de bolsillo (11); estando el método caracterizado porque además comprende:
- una etapa de trasladar axialmente (105) la estructura secundaria (11B) con respecto a la estructura principal (11A) para insertar en dicho otro bolsillo (11B') de la estructura secundaria (11B) otra porción final (2A) de dicha matriz (T1) de porciones finales; y
- una segunda etapa de retorcimiento simultánea (106), por medio de otro movimiento relativo de rotación-traslación entre dicho núcleo (20) y dicho miembro de bolsillo (11), del arco de porciones finales, que se inserta en el arco de bolsillos (R1) de la estructura principal (11A), y la otra porción final (2A, 2A'), que se inserta en otro bolsillo (11B') de la estructura secundaria (11B).
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IT2011/000004.
Solicitante: Tecnomatic S.p.A.
Nacionalidad solicitante: Italia.
Dirección: Zona Industriale Santa Scolastica, Via Copernico 2 64013 Corropoli (Teramo) ITALIA.
Inventor/es: GUERCIONI,SANTE.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- H02K15/00 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). › Métodos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación, montaje, mantenimiento o reparación de máquinas dinamoeléctricas.
- H02K15/04 H02K […] › H02K 15/00 Métodos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación, montaje, mantenimiento o reparación de máquinas dinamoeléctricas. › de arrollamientos, antes de su montaje en las máquinas (aislamiento de arrollamientos H02K 15/10, H02K 15/12).
PDF original: ES-2524078_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Método y aparato para retorcer las porciones finales de conductores de barra, en particular para bobinados de barras de máquinas eléctricas
La presente invención se refiere a un método y un aparato de retorcimiento para retorcer porciones finales libres de conductores de barra, en particular para bobinados estatores o rotores de máquinas eléctricas.
Es conocido el proporcionar estatores o rotores de máquinas eléctricas, como generados eléctricos o motores, por ejemplo para su uso en vehículos eléctricos híbridos (HEV), en los que el bobinado del estator o rotor se compone de una pluralidad de conductores de barra, que están doblados y conectados diversamente uno a otro con el fin de proporcionar los llamados bobinados de barras.
En particular, la técnica conocida comprende bobinados de barras compuestos de conductores de barra que tienen una sección transversal rectangular, donde el término "rectangular" se refiere a una sección cuadrada igual que a una sección "plana", generalmente indicando la sección rectangular, donde dos lados de la sección son menores que los otros dos.
Los llamados conductores de barra están normalmente preformados por una flexión "U" o "P", comenzando desde conductores de barra lineales. La patente de Estados Unidos US 7.48.987 describe un método ejemplar para preformar conductores de barra (llamados "conductores horquillas" en este documento). Los conductores preformados "U" o "P" también a menudo llamados "conductores básicos preformados" en el campo técnico, tienen típicamente dos patas adyacentes, de diferente longitud, cada una provista de una porción final libre y una porción final opuesta, que se une, por medio de una porción de unión, a la otra pata.
Por ejemplo, con el fin de proporcionar un estator, es conocido realizar dos tipos distintos de retorcimiento en los conductores preformados "U" o "P".
En un primer tipo de retorcimiento, también llamado "retorcimiento desde el lado de inserción", los conductores preformados básicos se insertan adecuadamente en correspondientes bolsillos alineados radialmente, que se proporcionan en un dispositivo de retorcimiento, adecuado para deformar tales conductores después de la inserción. El dispositivo de retorcimiento se utiliza esencialmente para "separar" las patas de la forma "U" o "P", con el fin de que ambas patas del mismo conductor, después de extraer la última del dispositivo de retorcimiento, se puedan insertar sucesivamente en ranuras de un núcleo de estator, que se desplazan radialmente uno de otro por un paso predeterminado.
La solicitud de patente publicada US 29/17827 describe un método de retorcimiento de "lado de inserción" ejemplar para un retorcimiento de paso uniforme de conductores de barra preformados después de su inserción en bolsillos de un dispositivo de retorcimiento.
Después de haber sido objeto del primer tipo de retorcimiento, los conductores de barra se insertan en las ranuras del núcleo del estator a través de un primer lado del mismo (el llamado "lado de inserción") con porciones finales libres respectivas sobresaliendo de un segundo lado del núcleo (el llamado "lado de soldadura" o "lado de conexión") que está opuesto al primer lado.
Las porciones finales libres que sobresalen del lado de soldadura están sometidas a un segundo tipo de retorcimiento llamado "retorcimiento del lado de soldadura" después de ser insertadas en bolsillos provistos en un aparato de retorcimiento adecuado. El objetivo del aparato de retorcimiento es doblar ("retorcer") las porciones finales libres de conductores con el fin de dar forma adecuadamente a tales porciones finales y por tanto permitir la prestación de conexiones eléctricas adecuadas entre conductores con el fin de completar el bobinado.
Es de señalar que la flexión precisa de porciones finales libres de conductores facilita la formación de conexiones entre conductores. Sin embargo, por varias razones, puede ser difícil doblar correctamente y con precisión las porciones finales libres de los conductores, según sea necesario. Por ejemplo, ya que la protrusión de la mayoría de estas porciones finales del lado de soldadura es relativamente pequeña, puede ser difícil acceder a las porciones finales de conductores y realizar las operaciones necesarias para asegurar un flexión correcta tanto en la dirección circunferencial y en la axial con respecto al eje del núcleo de estator. Además, como ejemplo, una conformación precisa de los conductores es complicada por el hecho de que están provistos de una elasticidad intrínseca, que, después de la flexión, intenta conducirles parcialmente de vuelta a su configuración inicial.
La solicitud de patente publicada US 29/3275 describe un método ejemplar de retorcimiento de lado de soldadura de dicho tipo anterior. El método descrito en esta solicitud de patente permite de una sola vez lograr un retorcimiento no uniforme de porciones finales libres de conductores de barra. Con el fin de proporcionar tal retorcimiento, la solicitud de patente describe un aparato de retorcimiento compuesto de un miembro de bolsillo, que está provisto d un miembro de movimiento perdido, para definir un bolsillo de miembro de bolsillo. En particular, el miembro de movimiento perdido se monta móvil circunferencialmente con respecto a una estructura principal de un
miembro de bolsillo.
Se considera la necesidad de proporcionar un método de retorcimiento alternativo, con respecto a dicha técnica conocida anterior, para retorcer porciones finales libres de conductores de barra para bobinados de barras de máquinas eléctricas.
El objetivo general de la presente descripción es proporcionar un método de retorcimiento que sea capaz de satisfacer dicha necesidad anterior.
Éste y otros objetivos se consiguen con un método de retorcimiento como se define en la reivindicación 1 en su forma más general, y en sus reivindicaciones dependientes, en algunas realizaciones específicas de la misma.
Otro propósito de la presente invención es proporcionar un aparato de retorcimiento como se define en la reivindicación 6 en su forma más general, y en las reivindicaciones dependientes, en algunas realizaciones específicas de la misma.
La invención se entenderá más claramente a partir de la siguiente descripción detallada de sus realizaciones, que son ilustrativas y por tanto no limitativas con respecto a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 muestra una vista en perspectiva de una realización actualmente preferida de un aparato de retorcimiento para retorcer porciones finales libres de conductores de barra, en particular para bobinados de máquinas eléctricas, donde el aparato de retorcimiento se muestra en una primera configuración operativa:
la figura 2 muestra una vista en perspectiva del aparato de la figura 1, donde el aparato se muestra en una segunda
configuración operativa;
la figura 3 muestra una vista en planta desde arriba del aparato de la figura 1 en la primera configuración operativa;
la figura 4 muestra una vista desde arriba del aparato de la figura 1, en la segunda configuración operativa:
la figura 5 muestra cuatro vistas en perspectiva de cuatro componentes de aparato de la figura 1;
la figura 6 muestra cuatro vistas en perspectiva de otros cuatro componentes de aparato de la figura 1;
las figuras 7A- 7C muestran tres vistas en perspectiva de un conductor de barra, en tres configuraciones diferentes respectivamente;
las figuras 8A- 8C muestran tres vistas en perspectivas de otro conductor de barra, apropiado para ser usado como terminal de fase, que se muestra en tres configuraciones diferentes, respectivamente;
la figura 9 muestra una vista en perspectiva, donde el aparato de la figura 1 en la primera configuración operativa y se muestra un núcleo de estator o rotor para una máquina eléctrica con una pluralidad de conductores de barra insertados en ranuras respectivas, donde el núcleo y el aparato se muestran en su totalidad en una tercera configuración operativa;
la figura 1 muestra otra vista del núcleo y aparato de la figura 9, mostrada en una sección en perspectiva en una tercera configuración operativa, donde algunos componentes del aparato de retorcimiento se han eliminado;
la figura 11 muestra una vista en perspectiva del núcleo y aparato de la figura 9, generalmente mostrado en una cuarta configuración operativa;
la figura 12 muestra otra vista en corte y perspectiva del núcleo y aparato de la figura 9 en una cuarta configuración operativa;
la figura 13 muestra un detalle ampliado de la figura 12;
la figura 14 muestra otras vista en perspectiva del núcleo y aparato de la figura 9, donde el núcleo... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Método de retorcimiento (100) para retorcer porciones finales libres (2A, 3A, 2Aâ?3Aâ?) de conductores de barra (1, 1â?) para un bobinado de barra de rotor o estator de una máquina eléctrica, que comprende:
- una etapa de proporcionar (101) un aparato de retorcimiento (10) que comprende al menos un miembro de bolsillo (11) que se extiende alrededor de un eje de retorcimiento (Z-Z) y provisto de una matriz circular (S1) de bolsillos que tiene su centro en el eje de retorcimiento (Z-Z) , incluyendo el miembro de bolsillo (11) una estructura principal (11A) provista de un arco (R1) de bolsillos adyacentes de dicha matriz (S1) y una estructura secundaria (11B) que está montada de forma movible con respecto a la estructura principal (11A) y que está provista de otro bolsillo (11Bâ?) de dicha matriz (S1) , comprendiendo cada uno de los bolsillos de dicha matriz (S1) una abertura de inserción respectiva (11Aâ?â?, 121Bâ?â?) que está adaptada para que pase a su través una de dichas porciones finales libres (2A, 2Aâ?) para insertar tal porción final libre en dicho bolsillo;
-una etapa de proporcionar (102) un núcleo de estator (20) o núcleo de rotor (20) provisto de una pluralidad de ranuras (24) pobladas por una respectiva pluralidad de dichos conductores de barra (1, 1â?) que están distribuidos con dichas porciones finales libres (2A, 2Aâ?) sobresaliendo de un lado del núcleo de estator (20) o núcleo de rotor (20) , formando dichas porciones finales que sobresalen una matriz circular (T1) de porciones finales (2A, 2Aâ?) ;
- una etapa de insertar (103) en el arco (R1) de bolsillos de estructura principal (11A) un arco de porciones finales adyacentes (2A, 2Aâ?) de dicha matriz de porciones finales (T1) ;
- una primera etapa de retorcimiento (104) del arco de porciones finales, que se insertan en dicho arco (R1) de bolsillos, por un movimiento relativo de rotación-traslación entre dicho núcleo (20) y dicho miembro de bolsillo (11) ;
estando el método caracterizado porque además comprende:
- una etapa de trasladar axialmente (105) la estructura secundaria (11B) con respecto a la estructura principal (11A) para insertar en dicho otro bolsillo (11Bâ?) de la estructura secundaria (11B) otra porción final (2A) de dicha matriz (T1) de porciones finales; y -una segunda etapa de retorcimiento simultánea (106) , por medio de otro movimiento relativo de rotación-traslación entre dicho núcleo (20) y dicho miembro de bolsillo (11) , del arco de porciones finales, que se inserta en el arco de bolsillos (R1) de la estructura principal (11A) , y la otra porción final (2A, 2Aâ?) , que se inserta en otro bolsillo (11Bâ?) de la estructura secundaria (11B) .
2. Método de retorcimiento (100) según la reivindicación 1, comprende una etapa, antes de la primera etapa de retorcimiento (104) , de hacer que la estructura secundaria (11B) asuma una posición operativa hacia detrás axialmente con respecto a la estructura principal (11A) de forma que, mientras dicho arco de porciones finales se inserta en el arco (R1) de bolsillos, la otra porción final (2A) se puede situar fuera del otro bolsillo (11Bâ?) a cierta distancia axial de la abertura de inserción (11Bâ?â?) de dicho bolsillo (11Bâ?) .
3. Método de retorcimiento según la reivindicación 2, en el que, durante la primera etapa de retorcimiento (104) ,
dicha otra porción final (2A) permanece fuera del otro bolsillo (11Bâ?) . 45
4. Método de retorcimiento (100) según la reivindicación 3, en el que, antes de la primera etapa de retorcimiento (104) , mientras dicho arco de porciones finales se inserta en el arco (R1) de bolsillos, la otra porción final está axialmente desplazada con respecto al otro bolsillo (11Bâ?) por un ángulo predeterminado con respeto al eje de retorcimiento (Z-Z) y en el que, al final de la primera etapa de retorcimiento (104) , la otra porción final está axialmente alineada con el otro bolsillo (11Bâ?) .
5. Método de retorcimiento (100) según la reivindicación 1, en el que la etapa de trasladar axialmente (105) comprende una etapa de distribuir la abertura de inserción (11Bâ?â?) del otro bolsillo (11Bâ?) a nivel o sustancialmente a nivel con las aberturas de inserción (11ªâ?â?) de los bolsillos de dicho arco (R1) .
6. Aparato de retorcimiento (10) para retorcer porciones finales libres (2A, 3A, 2Aâ?, 3Aâ? ) de conductores de barra (1, 1â?) para un bobinado de rotor o estator de una máquina eléctrica, que comprende al menos un miembro de bolsillo (11) que se extiende alrededor de un eje de retorcimiento (Z-Z) y dicho miembro de bolsillo está provisto de una matriz circular (S1) de bolsillos que tienen su centro en el eje de retorcimiento (Z-Z) cada bolsillo (11Aâ? , 11Bâ?) provisto de una abertura de inserción (11Aâ?â?, 11Bâ?â?) que está adaptada para que pase a su través una de dichas porciones finales libres (2A, 2Aâ?) para insertar tal porción en dicho bolsillo, incluyendo el miembro de bolsillo (11) :
- una estructura principal (11A) adaptada para definir un arco (R1) de bolsillos adyacentes de dicha matriz (S1) ;
-una estructura secundaria (11B) que se monta de forma movible con respecto a la estructura principal (11A) y está provista de otro bolsillo (11Bâ?) de dicha matriz (S1) ;
estando el aparato de retorcimiento (10) caracterizado porque la estructura secundaria (11B) está montada de forma deslizante axialmente (Z-Z) con respecto a la estructura principal (11A) .
7. Aparato de retorcimiento (10) según la reivindicación 6, en el que la estructura secundaria (11B) es deslizante con respecto a la estructura principal (11A) sólo en la dirección del eje de retorcimiento (Z-Z) .
8. Aparato de retorcimiento (10) según la reivindicación 6, en el que la estructura secundaria (11B) es tal que asume;
-una posición operativa hacia atrás axialmente, en la que la estructura secundaria (11B) define un hueco (13) del miembro de bolsillo (11) y en la que la abertura de inserción (11Bâ?â?) del otro bolsillo (11Bâ?) está situado a una primera distancia axial (Z-Z) de las aberturas de inserción (11Aâ?â?) de los bolsillos (11A) de dicho arco (R1) ; y -una posición operativa hacia delante axialmente, con respecto a dicha posición hacia detrás, en la que la abertura de inserción (11Bâ?â?) de dicho otro bolsillo (11Bâ?) está situado a una segunda distancia axial de las aberturas de inserción (11Aâ?â?) de los bolsillos (11Aâ?) de dicho arco (R1) .
9. Aparato de retorcimiento (10) según la reivindicación 8, en el que en dicha posición hacia delante, la abertura de inserción (11Bâ?â?) del otro bolsillo (11Bâ?) está a nivel o sustancialmente a nivel con las aberturas de inserción (11Aâ?â?) 20 de los bolsillos (11Aâ?) de dicho arco (R1) .
10. Aparato de retorcimiento (10) según la reivindicación 6, en el que el otro bolsillo (11Bâ?) está situado adyacente a un bolsillo (11Aâ?) de dicho arco (R1) y en el que los bolsillos (11Aâ?) de dicho arco (R1) y en el que los bolsillos (11Aâ?) de dicho arco (R1) están separados angular y uniformemente uno con otro por un ángulo predeterminado (A1) con respecto al eje de retorcimiento (Z-Z) , el otro bolsillo (11Bâ?) angularmente espaciado de dicho bolsillo adyacente (11Aâ?) `por un ángulo que es diferente de dicho ángulo predeterminado.
11. Aparato de retorcimiento (10) según la reivindicación 6, en el que la estructura secundaria (11B) está provista de una pluralidad de dichos bolsillos (11Bâ?â?) . 30
12. Aparato de retorcimiento (10) según la reivindicación 6, en el que la estructura secundaria (11B) está acoplada a la estructura principal (11A) por medio de un acoplamiento preciso para permitir dicho deslizamiento axial (Z-Z) de la estructura secundaria (11B) .
13. Aparato de retorcimiento (10) según la reivindicación 12, en el que, a fin de proporcionar dicho acoplamiento preciso, el miembro de bolsillo (11) incluye un asiento deslizante (12) , en el que se puede deslizar la estructura secundaria (11B) , el asiento deslizante (12) está definido por dos paredes guía circunferencialmente opuestas (12â?, 12â?â?) de la estructura principal (11A) .
14. Aparato de retorcimiento (10) según la reivindicación 6, en el que el miembro de bolsillo (11) comprende una pluralidad de dichas estructuras secundarias (11B) .
15. Aparato de retorcimiento (200) que comprende un aparato de retorcimiento (10) como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 14.
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