Aparato y método para alinear conductores de bobinas en núcleos de máquinas dinámicas eléctricas antes de operaciones de soldadura.

Aparato para alinear hilos conductores (11a, 11b) que se extienden desde bobinas (11) colocadas en ranuras de un núcleo (10) de una máquina el 5 éctrica dinamo para unir los extremos (11'a,

11'b) de los hilos conductores por medio de una operación de soldadura, llevada a cabo por medios de soldadura (30) que comprende:

un primer elemento (41) que tiene una pluralidad de pasos (40);

un segundo elemento (42) que tiene una pluralidad de pasos (40');

estando el primer elemento (41) y el segundo elemento (42) montados adyacentes entre sí para alinear en pares de pasos (40) del primer elemento (41) con los pasos (40') del segundo elemento (42); cada par de pasos alineados (40,40') formando un solo paso capaz de recibir los extremos de al menos dos hilos conductores (11a, 11b);

medios (41', 42', 46) para mover relativamente el primer elemento (41) con respecto al segundo elemento (42) en la dirección circunferencial (C) del núcleo (10) para provocar que los lados de los pasos (40, 40') acoplen y muevan los extremos (11a, 11b) de los hilos conductores en la dirección circunferencial (C);

medios (61) para empujar en la dirección radial (R) del núcleo sobre tramos inclinados (I) de los hilos conductores para provocar que los extremos (11a, 11b) de los hilos conductores presentes en un solo paso para acoplarse entre sí en la dirección radial (R) y el extremo del hilo conductor más distante en la dirección radial (R) en el paso para acoplar los lados del paso en la dirección radial (R).

Aparato y método para alinear conductores de bobinas en núcleos de máquinas dinámicas eléctricas antes de operaciones de soldadura

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a aparatos y procesos adaptados para soldar conjuntamente los extremos de un par de conductores, donde cada conductor pertenece a una bobina que tiene forma de horquilla. Dichas bobinas se colocan en ranuras de un núcleo de una máquina dinamo eléctrica, y habitualmente se refieren como "púas" en la técnica.

La púa tiene dos patas rectas conectadas conjuntamente con una parte transversal en forma de "puente". A modo de un conjunto, la púa de alguna manera parece una "U" invertida hacia abajo, con un puente que tiene forma de cúspide. Cada pata presenta un extremo libre para insertar la púa en las ranuras de un núcleo, tal como un estator o armadura.

La colocación se hace al distribuir los extremos libres a través de entradas longitudinales de las ranuras y al deslizarías más allá de los lados opuestos del núcleo, hasta que las patas sobresalen por fuera hasta cierto punto. Por lo tanto, los puentes de las púas permanecen fuera en un lado del núcleo, mientras que los extremos libres permanecen fuera en el lado opuesto.

Después de haberse insertado, los extremos libres están doblados para posicionarse en posiciones predeterminadas, donde las conexiones a otros extremos libres se realizan por soldadura.

La presente invención se refiere a aparatos y procesos para alinear los extremos libres a lo largo de direcciones predeterminadas, que garantizan que los extremos libres permanezcan en posiciones predeterminadas antes de las operaciones de soldadura.

La operación de soldadura puede llevarse a cabo con calor por resistencia o a través de un haz de láser que golpea los cabezales de los extremos libres situados en posiciones adyacentes con la finalidad de ser conectados. De este modo, el material de ambos cabezales se funde y forma una unión de conexión que presenta unas características eléctricas y mecánicas concretas, que cierra el circuito bobinado del núcleo de acuerdo con un esquema eléctrico predeterminado.

Un aparato de soldadura donde los extremos libres se sueldan conjuntamente al utilizar una corriente eléctrica para fundir el material se describe en la publicación de la patente europea n° 1.43.828. El documento EP 1376816 describe un método y un aparato para soldar eléctricamente los extremos conductores.

Para las últimas aplicaciones del núcleo, por ejemplo, estatores de motores o generadores eléctricos, los aparatos y procesos para alinear los extremos libres se han refinado con el fin de garantizar una mayor precisión en el poslclonamlento de los extremos libres antes de la soldadura.

Además, los dispositivos implicados en el proceso de alineamiento, tienen que aplicar menos espacio y deben aplicar una mayor fuerza de enderezamiento sobre los conductores para alinearlos, sin dañar el aislante de los conductores.

El incremento de producción por horas de estos componentes de núcleo ha llevado a una reducción del tiempo disponible para realizar la operación de soldadura, de modo que hay menos tiempo para llevar a cabo el alineamiento de los extremos libres.

Objeto de la invención

Es por lo tanto un objeto de la invención alinear los extremos libres de las púas mientras se minimiza el riesgo de que el alineamiento con la herramienta de soldadura no sea preciso.

Es otro objeto de la invención mantener los extremos libres en la posición adecuada durante y después de la etapa de alineamiento para realizar la operación de soldadura.

Es un objeto adicional de la presente invención llevar a cabo rápidamente el alineamiento durante un gran número de extremos libres.

Es aún otro objeto de la presente invención evitar que los conductores se dañen por excesivas fuerzas de alineamiento.

Dichos objetos se consiguen por la presente invención a través de un aparato y un método de acuerdo con las reivindicaciones independientes 1 y 1 incluidas para alinear hilos conductores que se extienden desde tramos de bobinas colocadas en las ranuras de un núcleo de una máquina dinamo eléctrica para unir los extremos de los hilos conductores por medio de una operación de soldadura.

Características adicionales preferidas y ventajosas de la invención se exponen en las reivindicaciones dependientes. Breve descripción de los dibujos

Estos y otros objetos y ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, que se proporciona solamente a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos Incluidos, en los que:

La figura 1 es una vista en alzado de una máquina de soldadura equipada con un conjunto de alineamiento de acuerdo con los principios de la Invención,

La figura 1a es una vista en perspectiva en la dirección 1a de la figura 3a, que muestra dos extremos de soldadura soldados,

La figura 1b es una vista en perspectiva similar a la vista de la figura 1a, que muestra una púa antes de colocarse en un núcleo,

La figura 2 es una vista en escala aumentada a lo largo de la dirección de las flechas 2-2 de la figura 1, que muestra un conjunto de alineamiento posicionado con respecto a los extremos libres de un núcleo,

La figura 2a es una vista aumentada del área Indicada en la figura 2,

La figura 3 es una vista similar a la vista de la figura 2, que muestra una etapa donde los extremos libres han sido alineados,

La figura 3a es una vista aumentada del área Indicada en la figura 3,

La figura 4 es una vista en perspectiva parcial a lo largo de la dirección 4 de la figura 1, que muestra el conjunto de alineamiento de acuerdo con los principios de la invención,

La figura 5 es una vista en alzado desde las direcciones 5-5 de la figura 6,

La figura 6 es una vista desde la dirección 6 de la figura 3a.

Descripción detallada de la invención

Con referencia a las figuras 1, 1a, 1b, el conjunto de soldadura 3 está equipado con un dispositivo láser 31, cuyo haz de láser 31 está alineado con cabezales 11a' y 11b de dos extremos de las patas de púas. Dichos extremos de las patas se referirán de aquí en adelante como extremos libres 11a y 11b (véase la figura la).

La figura 1b muestra una púa 11 antes de colocarse en el núcleo, consistiendo ésta en un estator 1 de la figura 1. La púa presenta dos extremos libres 11a y 11b que pertenecen a las respectivas patas unidas conjuntamente con el puente 11c. La figura 1a muestra dos extremos libres 11ay11bde dos púas distintas después de haberse colocado en el estator y doblarse para hacer la soldadura 12, que consta de material fundido.

De hecho, la figura 1a muestra que, debido a la flexión, un tramo de las patas I se inclina lo que sea necesario para alcanzar la posición donde los extremos libres 11a, 11b se disponen para alinear los cabezales 11 a y 11 b para su soldadura.

En la figura 1, todos los extremos libres del estator 1 se esconden por la parte externa del conjunto de alineamiento 2, mientras que el entrelazamiento de los puentes de las púas 11c puede verse en la base del estator 1.

Bajo el conjunto de alineamiento 2, cerca del lado superior del estator 1, uno puede ver el entrelazamiento de los tramos inclinados I de las patas.

Para la soldadura, el estator 1 se coloca en el asiento 1 (mostrado como una sección transversal) de la mesa de trabajo 25 para alinearse con el conjunto de alineamiento 2 y el conjunto de soldadura 3.

El conjunto de soldadura 3 se manipula por un conjunto de accionamiento 5, que mueve el conjunto de soldadura 3 en ambas direcciones del eje X (perpendicular al plano de la hoja que contiene la figura 1), en ambas direcciones del eje Y, y en ambas direcciones del eje Z.

Con la finalidad de realizar los movimientos en los ejes X, Y, Z, el conjunto de accionamiento 5 se coloca con una corredera 51, que lleva el conjunto de soldadura 3. La corredera 51 se mueve en ambas direcciones del eje Y con el motor 52. La corredera 51 se desliza sobre un travesaño 51, que puede moverse a lo largo de las guías 53 y 53" en ambas direcciones del eje X. El travesaño se mueve en ambas direcciones del eje X con el motor 54.

Las guías 53 y 53" se mantienen con correderas 55 y 55", que pueden moverse a lo largo de las guías 56 y 56" en ambas direcciones del eje Z. Las correderas 55 y 55" se mueven en ambas direcciones del eje Z con el motor 57.

Al enviar controles adecuados a los motores 52, 54, 57 del conjunto de accionamiento 5, es posible alinear y posicionar el haz de láser 31 con los cabezales 11 a y 11 b para hacer las soldaduras 12. El experto en... [Seguir leyendo]

1. Aparato para alinear hilos conductores (11a, 11b) que se extienden desde bobinas (11) colocadas en ranuras de un núcleo (1) de una máquina eléctrica dinamo para unir los extremos (11 a, 11 b) de los hilos conductores por medio de una operación de soldadura, llevada a cabo por medios de soldadura (3) que comprende:

un primer elemento (41) que tiene una pluralidad de pasos (4); un segundo elemento (42) que tiene una pluralidad de pasos (4);

estando el primer elemento (41) y el segundo elemento (42) montados adyacentes entre si para alinear en pares de pasos (4) del primer elemento (41) con los pasos (4) del segundo elemento (42); cada par de pasos alineados (4,4) formando un solo paso capaz de recibir los extremos de al menos dos hilos conductores (11a, 11b);

medios (41, 42, 46) para mover relativamente el primer elemento (41) con respecto al segundo elemento (42) en la dirección circunferencial (C) del núcleo (1) para provocar que los lados de los pasos (4, 4) acoplen y muevan los extremos (11a, 11b) de los hilos conductores en la dirección circunferencial (C); medios (61) para empujar en la dirección radial (R) del núcleo sobre tramos inclinados (I) de los hilos conductores para provocar que los extremos (11a, 11b) de los hilos conductores presentes en un solo paso para acoplarse entre sí en la dirección radial (R) y el extremo del hilo conductor más distante en la dirección radial (R) en el paso para acoplar los lados del paso en la dirección radial (R).

2. Aparato según la reivindicación 1 caracterizado por el hecho de que un paso (4) del primer elemento (41) está delimitado por lados opuestos (W1, W1) orientados en direcciones circunferenciales (C) del núcleo y por lados opuestos (W2, W2) orientados en direcciones radiales (R) del núcleo (1) y;en el que un paso (4) del segundo elemento (42) está delimitado por lados opuestos (W3, W3) orientados en las direcciones circunferenciales (C) del núcleo (1) y por lados opuestos (W4, W4) orientados en direcciones radiales (R) del núcleo (1).

3. Aparato según la reivindicación 1 en el que al menos cuatro extremos de los hilos conductores (11a, 11b, 11c, 11 d) están presentes en un solo paso y los hilos conductores están unidos en pares en sus extremos (11 a, 11 b) por una operación de soldadura que callenta los extremos (11 a, 11 b) de los hilos conductores a unir.

4. Aparato según la reivindicación 3 que comprende medios (5) para mover los medios de soldadura (31) en al menos dos direcciones perpendiculares (X,Y) para alinear los medios de soldadura (3) con los extremos (11 a, 11 b) de los hilos conductores a unir.

5. Aparato según la reivindicación 1 que comprende medios (21, 22, 27) para mover relativamente el núcleo (1) con respecto al primer elemento (41) y el segundo elemento (42) paralelo a un eje longitudinal (A) del núcleo (1) para recibir los extremos (11a, 11b) de los conductores en los pasos individuales.

6. Aparato según la reivindicación 1 en el que el primer elemento (41) y el segundo elemento (42) están configurados como discos que tienen respectivos pasos posicionados en direcciones circunferenciales (C) y las direcciones radiales (R) del núcleo (1).

7. Aparato según la reivindicación 1 en el que los extremos (11a, 11b) de los conductores presentes en un solo paso están acoplados en las direcciones circunferenciales (C) cerca de los extremos (11 a, 11 b) de los conductores.

8. Aparato según la reivindicación 2 en el que el acoplamiento de los extremos (11a, 11b) de los conductores en la dirección circunferencial (C) tiene lugar por medio de los lados de los pasos orientados a las direcciones circunferenciales (C) y el acoplamiento del extremo más distante tiene lugar contra los lados orientados a la dirección radial (R).

9. Aparato según la reivindicación 1 en el que el paso individual resulta más estrecho cuando el primer elemento (41) se mueve con relación al segundo elemento (42) en la dirección circunferencial (C).

1. Método para alinear hilos conductores (11a, 11b) que se extienden desde bobinas colocadas en ranuras de un núcleo (1) de un componente de máquina eléctrica dinamo para unir los extremos (11 a, 11 b) de los hilos conductores por medio de una operación de soldadura llevada a cabo por medios de soldadura (3), comprendiendo las etapas de:

proporcionar un primer elemento (41) que tiene una pluralidad de pasos (4); proporcionar un segundo elemento (42) que tiene una pluralidad de pasos (4);

proporcionar el primer elemento (41) y el segundo elemento (42) montados adyacentes entre sí para alinear en pares de pasos (4) del primer elemento (41) con los pasos (4) del segundo elemento (42); cada par de pasos alineados (4,4) formando un solo paso capaz de recibir los extremos de al menos dos hilos conductores (11a, 11b);

mover relativamente el primer elemento (41) con respecto al segundo elemento (42) en la dirección circunferencial (C) del núcleo (1) para provocar que los lados de los pasos acoplen y muevan los extremos (11a, 11b) de los hilos conductores en la dirección circunferencial (C);

empujar en la dirección radial (R) del núcleo sobre tramos inclinados (I) de los hilos conductores para provocar que los extremos (11a, 11b) de los hilos conductores presentes en un solo paso para acoplarse entre sí en la dirección radial (R) y el extremo del hilo conductor más distante en la dirección radial (R) del paso para acoplar los lados del paso en la dirección radial (R).

11. Método según la reivindicación 1 caracterizado por el hecho de que el paso (41) del primer elemento (41) está delimitado por lados opuestos (W1, W1) orientados en direcciones circunferenciales (C) del núcleo y por lados opuestos (W2, W2) orientados en direcciones radiales (R) del núcleo (1) y;el paso (4) del segundo elemento (42) está delimitado por lados opuestos (W3, W3) orientados en direcciones circunferenciales (C) del núcleo (1) y por lados opuestos (W2, W2) orientados en dirección radial (R).

12. Método según la reivindicación 1 en el que al menos cuatro extremos de hilos conductores (11a, 11b, 11c, 11 d) están presentes en un solo paso y los hilos conductores están unidos en pares en sus extremos (11 a, 11 b, 11 c, 11 d) mediante una operación de soldadura que calienta los extremos (11a, 11 b, 11 c, 11 d) de los hilos conductores a unir.

13. Método según la reivindicación 1 que comprende mover relativamente el núcleo (1) con respecto al primer elemento (41) y el segundo elemento (42) paralelo a un eje longitudinal (A) del núcleo (1) para recibir los extremos (11a, 11b) del conductor en los pasos individuales.

14. Método según la reivindicación 11 en el que el acoplamiento de los extremos (11a, 11b) de los hilos conductores en las direcciones circunferenciales (C) tiene lugar por medio de los lados (W1, W3) de los pasos (4,4) orientados en las direcciones circunferenciales (C) y el acoplamiento del extremo más distal tiene lugar contra los lados (W2, W4) orientados en la dirección radial (R).

15. Método según la reivindicación 1 en el que los extremos (11a, 11b) de los conductores presentes en un solo paso están acoplados en las direcciones circunferenciales (C) cerca de los extremos (11 a, 11 b) de los conductores.