Aparato para mover elementos dispensadores de alambre utilizados para devanar bobinas de máquinas dinamoeléctricas.

Un aparato para mover elementos dispensadores de alambre (10) utilizados para devanar bobinas de máquinas dinamoeléctricas,

comprendiendo:

- una carcasa (30)

- un primer elemento tubular (13) teniendo un eje longitudinal (12) ensamblado para originar una reciprocidad longitudinal (T, T') paralelo a dicho eje longitudinal (12);

- un segundo elemento tubular (14) ensamblado para originar una reciprocidad longitudinal (T, T') y oscilación rotacional (S, S') unido a dicho primer elemento tubular (13);

- medios (16, 24) para generar un movimiento de traslación reciprocante (T, T') de dicho primer elemento tubular (13) y del segundo elemento tubular (14);

- medios (28) para generar la oscilación rotacional (S, S') de dicho primer elemento tubular (13) y del segundo elemento tubular (14);

- medios (60, 118, 126) para generar un movimiento rotacional relativo entre el primer elemento tubular (13) y el segundo elemento tubular (14), logrando un movimiento radial (R, R') de los elementos de distribución de alambre (10); caracterizado porque dichos medios (16, 24) que generan el movimiento de traslación reciprocante (T, T') se ensamblan a un primer árbol (20) y los medios (28) que generan la oscilación rotacional (S, S') se sostienen con medios de soporte (29) ensamblados a la carcasa (30) y derivan el movimiento rotacional del primer árbol (20) a través de una unión de transmisión (25, 26).

Aparato para mover elementos dispensadores de alambre utilizados para devanar bobinas de máquinas dinamoeléctricas

El presente invento consiste en soluciones para devanar bobinas de componentes principales de máquinas dinamoeléctricas y, de manera más particular, de aparatos para devanar los núcleos de estátor como los que se utilizan en motores sin escobillas.

Aunque en el presente invento se describe particularmente con respecto a los núcleos del estátor, los principios de éste también se aplican a otros núcleos que necesitan ser devanados con alambre conductor.

Se sabe que los motores sin escobillas utilizan núcleos compuestos por bobinas de alambre devanadas mediante el movimiento de una o más agujas para distribuir el alambre tensionado. Para formar una bobina que tenga diversas espiras, el alambre sale de las agujas en movimiento y se posiciona correctamente en el núcleo. Las agujas se mueven durante un número predeterminado de ciclos para generar un cierto número de espiras completas lo que forma las bobinas devanadas terminadas. Para que el ciclo se complete por una aguja se requiere, generalmente, de una combinación de traslaciones reciprocantes, rotaciones reciprocantes y movimientos radiales increméntales, tal como se describe por ejemplo, en la publicación EP 1191672.

De manera esquemática, una espira de una bobina es una extensión rectangular cerrada de alambre que presenta dos lados rectilíneos unidos por dos lados más cortos. Por lo general, una serie de espiras que forman una bobina consiste en un gran número de extensiones rectangulares apiladas ordenadamente con los lados ubicados correctamente.

Al apilar las bobinas ordenadamente, el espacio ocupado por la bobina en el núcleo resulta óptimo; por lo tanto, se evita que exista contacto de interferencia entre las espiras y la estructura circundante.

Usualmente, los lados largos de la extensión rectangular de la bobina se generan por las traslaciones axiales completadas por las agujas que distribuyen el alambre. Los movimientos de rotación que se completan con las agujas dispensan el alambre para formar dos tramos laterales que normalmente representan los lados más cortos de la bobina. Las traslaciones radiales increméntales apilan las espiras en diferentes planos de la bobina, es decir, a varias profundidades de las ranuras del núcleo - un fenómeno comúnmente conocido como "estratificación" de las espiras.

Las agujas se mueven con soluciones cinemáticas generadas por rotación de un motor de entrada para lograr los movimientos anteriores, tal como se describe en la publicación EP 1191672 antes mencionada.

En la publicación EP 318 63 se describe una solución más limitada. En este caso, las agujas no se mueven en la dirección radial para lograr la estratificación.

Las diferentes soluciones cinemáticas que existen en la técnica influyen de manera significativa en la precisión con la que las agujas se posicionan para formar las bobinas y también la velocidad con que las agujas se mueven para distribuir el alambre.

En otras palabras, las soluciones cinemáticas no solo son importantes para la precisión con la que las espiras llegan a posicionarse en la bobina sino también para el tiempo necesario para ubicar todas las espiras para formar las bobinas terminadas. Esto se ve influenciado principalmente por las transmisiones mecánicas, las tolerancias, la inercia de las partes de las distintas soluciones cinemáticas y también debido a la posición de dichas inercias en el espacio.

Las condiciones de devanado de las bobinas en núcleos sin escobillas se centran particularmente en la posición de las espiras con la mayor precisión dentro del espacio disponible del núcleo de la máquina eléctrica. Al mismo tiempo, es necesaria una mayor rapidez del movimiento de las agujas para incrementar la productividad. El resultado final es la producción de núcleos devanados a alta velocidad donde las bobinas son compactas y poseen una gran cantidad de espiras.

Un objetivo adicional es que el movimiento de las agujas necesita ser ajustado de manera fácil y precisa para adaptar los parámetros de devanado a una amplia variación de configuraciones del núcleo. Particularmente, los movimientos de traslación, los movimientos de rotación y el desplazamiento radial de las agujas necesitan respectivamente, cubrir tramos, conseguir los ángulos y recorrer las profundidades de las ranuras que permitan que las espiras de la bobina se posicionen de manera precisa dentro de las geometrías específicas de los núcleos.

Por la misma razón, los movimientos de las agujas deben completarse en las diferentes etapas de un ciclo temporal, siendo éste necesario para el devanado de las bobinas.

Sobre la base de la descripción anterior, el presente invento busca brindar un aparato mejorado para el devanado de las bobinas de máquinas eléctricas.

Otro objetivo particular del invento consiste en brindar un aparato mejorado que haga que las agujas logren movimientos de traslación, movimientos rotativos y movimientos radiales con un posicionamiento más preciso de las agujas durante las etapas de devanado.

Otro de los objetivos del invento es brindar un aparato mejorado para lograr los movimientos de traslación, los movimientos rotativos y los movimientos radiales de las agujas a una velocidad mayor para incrementar la productividad de las bobinas devanadas.

Un objetivo adicional de este invento consiste en brindar un aparato con soluciones fácilmente ajustables para el devanado de distintas configuraciones del núcleo, manteniendo las ventajas anteriores de la precisión del posicionamiento y el movimiento a alta velocidad de las agujas.

El siguiente objetivo del invento consiste en brindar un aparato de fabricación más simple debido a que se cuenta con un menor número de piezas y porque las piezas tienen una configuración simple y pueden ensamblarse fácilmente.

Resumen del invento

El invento consiste en una nueva solución que presenta elementos movibles (agujas) para distribuir alambre con el fin de formar bobinas de alambre durante la etapa de devanado mediante la traslación en una dirección axial con respecto al núcleo, rotando con respecto al núcleo y mediante la traslación en una dirección radial con respecto al núcleo.

Un primer elemento tubular, que sostiene al menos un elemento de distribución de alambre, puede trasladarse en la dirección axial y rotar con respecto al núcleo. Asimismo, un segundo elemento tubular puede ser ensamblado coaxialmente con respecto al primer elemento tubular y puede rotar con respecto al primer elemento tubular para trasladar radialmente el elemento de distribución de alambre en relación con el núcleo.

Se proveen medios para convertir la rotación relativa entre el primer elemento tubular y el segundo elemento tubular para trasladar el elemento de distribución de alambre en una dirección radial con respecto al núcleo.

Este invento también es aplicable en caso existan múltiples elementos de distribución de alambre que pueden sostenerse mediante el primer elemento tubular a ser trasladado en la dirección axial y rotado con respecto al núcleo.

De manera similar, los múltiples elementos de distribución de alambre pueden trasladarse en la dirección radial con respecto al núcleo mediante la rotación del segundo elemento tubular con respecto al primer elemento tubular.

Cada uno de los elementos de distribución de alambre puede liberar alambre con el fin de formar una bobina alrededor de un respectivo polo del núcleo. De esta forma, se pueden devanar múltiples bobinas a la vez. Estos y otros objetivos pueden lograse por medio del aparato de acuerdo con la reivindicación 1.

Otras características del invento se mencionan en las reivindicaciones dependientes.

Las características adicionales del invento, su naturaleza y las distintas ventajas se apreciarán mejor en los dibujos adjuntos y en la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferentes.

Breve descripción de los dibulos

En los dibujos adjuntos:

- la figura 1, representa una vista de elevación en sección parcial del aparato para mover los elementos de distribución de alambre de acuerdo con los principios del presente invento;

- la figura 2, es una vista en sección parcial como se muestra en las direcciones 2-2 de la figura 1.

- la figura 3a, es una vista parcial como se muestra en las direcciones 3 de la figura 1 que ilustra un mecanismo de palanca. La parte superior del mecanismo de palanca es una vista de las direcciones 3-3? de la figura 4. En la figura 3a, se han omitido ciertas partes del aparato de la figura 1 por razones de claridad.

- la... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para mover elementos dispensadores de alambre (1) utilizados para devanar bobinas de máquinas dinamoeléctricas, comprendiendo:

- una carcasa (3)

- un primer elemento tubular (13) teniendo un eje longitudinal (12) ensamblado para originar una reciprocidad longitudinal (T, T) paralelo a dicho eje longitudinal (12);

- un segundo elemento tubular (14) ensamblado para originar una reciprocidad longitudinal (T, T) y oscilación rotacional (S, S) unido a dicho primer elemento tubular (13);

- medios (16, 24) para generar un movimiento de traslación reciprocante (T, T) de dicho primer elemento tubular (13) y del segundo elemento tubular (14);

- medios (28) para generar la oscilación rotacional (S, S) de dicho primer elemento tubular (13) y del segundo elemento tubular (14);

- medios (6, 118, 126) para generar un movimiento rotacional relativo entre el primer elemento tubular (13) y el segundo elemento tubular (14), logrando un movimiento radial (R, R) de los elementos de distribución de alambre (1); caracterizado porque dichos medios (16, 24) que generan el movimiento de traslación reciprocante (T, T) se ensamblan a un primer árbol (2) y los medios (28) que generan la oscilación rotacional (S, S) se sostienen con medios de soporte (29) ensamblados a la carcasa (3) y derivan el movimiento rotacional del primer árbol (2) a través de una unión de transmisión (25, 26).

2. El aparato según la reivindicación 1, comprendiendo los medios (16, 24) que generan el movimiento de traslación reciprocante (T,T), un brazo oscilante (15) ensamblado para que oscile alrededor de un eje (18) que es perpendicular al primer árbol (2); estando el brazo oscilante (15) conectado al segundo elemento tubular (14); y comprendiendo el brazo oscilante (15) un elemento rotacional (16) para que rote alrededor del eje (19) del árbol (2); y los medios (58) que ajustan los golpes del movimiento de traslación reciprocante (T, T) están ensamblados en el primer árbol (2).

3. El aparato según la Reivindicación 1 donde los medios de soporte (29, 31, 36) comprenden un segundo elemento de la carcasa (29).

4. El aparato según la reivindicación 1, comprendiendo los medios (28) que generan la oscilación rotacional (S, S) levas conjugadas (32, 33) y los elementos de acoplamiento (32, 33) para acoplar y seguir el perfil de las levas (32, 33).

5. El aparato según la reivindicación 1, comprendiendo un segundo árbol (27) rotado por la unión de transmisión (25, 26) para rotar los medios (28), generando la oscilación rotacional (S, S).

6. El aparato según la reivindicación 4, comprendiendo un tercer árbol (35) rotado por los elementos de acoplamiento (32, 33) para rotar un mecanismo de palanca (37) conectado a uno de los elementos tubulares (13, 14).

7. El aparato según la reivindicación 6, comprendiendo el mecanismo de palanca (37) dos palancas (38, 41) conectadas en conjunto mediante un deslizador (43) provisto de una conexión de bisagra (42).

8. El aparato según la reivindación 7, siendo la distancia de la conexión de bisagra (42) cambiada por el tercer árbol (35) para ajustar el ángulo de la oscilación rotacional (S, S).

9. El aparato según la reivindación 4, comprendiendo un tercer árbol (35) rotado por los elementos de acoplamiento (32, 33) para rotar un tren de engranajes (2, 21, 23), estando uno de los engranajes (2) conectado a uno de los elementos tubulares (13, 14).

1. El aparato según la reivindicación 9, comprendiendo el tren de engranaje un primer engranaje (23) ensamblado al tercer árbol (35), un segundo engranaje (21) inactivo ensamblado a un cuarto árbol (22), y un tercer engranaje conectado a uno de los elementos tubulares (13,14).

11. El aparato según la reivindicación 1, moviéndose la posición del cuarto árbol (22) con respecto a la carcasa (3) regulando el golpe angular de la oscilación rotacional (S,S).

12. El aparato según la reivindicación 2, comprendiendo los medios (58) para regular el golpe del movimiento de traslación reciprocante (T, T) un elemento (51) para la traslación a lo largo del primer árbol (2).

13. El aparato según la reivindicación 5, posicionándose el segundo árbol (27), fuera del alineamiento con respecto al primer árbol (2) y a un lado del primer árbol (2) que es opuesto al segundo lado del primer árbol (2), donde se posicionan el primer elemento tubular (13) y el segundo elemento tubular (14).

14. El aparato según la reivindicación 2, siendo el elemento rotativo (16') para la rotación alrededor del eje (19) del árbol (2) rotado por un elemento (51) para su traslación alrededor del primer árbol de los medios (58), regulando los golpes del movimiento de traslación reciprocante (T, T').

15. El aparato según la reivindicación 2, regulándose el golpe del movimiento de traslación reciprocante (T, T'),

cambiando la inclinación del elemento rotativo (16') con respecto al eje (19) del primer árbol (2)