ES2219537T3

ES2219537T3 - Bobinado para maquinas electricas y procedimiento para fabricar tal bobinado usando piezas moldeadas.

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Publication number: ES2219537T3
Application number: ES01945235T
Authority: ES
Inventors: Georg Holzheu; Ulrich Masberg; Michael Menhart; Andreas Grundl; Bernhard Hoffmann; Reinhard Rasch
Original assignee: Continental ISAD Electronic Systems GmbH and Co OHG; ISAD Electronic Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Continental ISAD Electronic Systems GmbH and Co OHG; ISAD Electronic Systems GmbH and Co KG
Priority date: 2000-06-08
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2004-12-01
Anticipated expiration: 2021-06-01
Also published as: EP1437818A3; EP1437818A2; EP1287601B1; WO2001095461A1; ATE264560T1; US6870294B2; EP1287601A1; US20040046475A1; DE50101993D1

Abstract

Procedimiento para la fabricación de un bobinado con piezas de forma para un estátor o un rótor de máquina eléctrica con ranuras (34), en el que el bobinado acabado comprende varias bobinas superpuestas (50, 52, 50¿, 52¿, 50¿, 52¿) con como mínimo una vuelta completa, que tienen conductores de unión (6) situados en las caras laterales del estátor o del rótor, en el que los conductores de unión (6) de bobinas superpuestas (50, 52, 52¿, 50¿, 52¿) están colocados interpuestos y en capas (28, 30), caracterizado porque se utilizan piezas de forma en ¿L¿, y el bobinado se fabrica por capas y la fabricación tiene un ciclo repetitivo con una secuencia que comprende los pasos a y b: (a) colocación de las piezas de forma en ¿L¿ (1, 2, 3) en las ranuras del estátor o del rótor hasta que se completa una capa o una parte de una capa, y (b) unión de las piezas de forma colocadas en el paso (a) con barras de alimentación (42, 22, 46) o con piezas de forma colocadas en el ciclo anterior (1, 2, 3).

Description

Bobinado para máquinas eléctricas y procedimiento para fabricar tal bobinado usando piezas moldeadas.

La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un bobinado con piezas de forma así como a un bobinado para una máquina eléctrica.

Los estátores de máquinas eléctricas (por ejemplo máquinas asíncronas o síncronas en construcción rotativa o lineal, donde el concepto "máquinas eléctricas" comprende tanto motores como generadores) están equipados en general con un bobinado. Éste a partir de una corriente eléctrica, produce un campo magnético variable cuyo efecto a través del entrehierro entre estátor y rótor provoca el movimiento del rótor. En algunas construcciones los rótores también están equipados con bobinado. El obinado está alojado en las ranuras del estátor o del rótor, que por regla general en una máquina de campo radial, son paralelas o tienen un pequeño ángulo respecto al eje de rotación.

En una máquina de corriente alterna polifásica, el bobinado, que generalmente comprende varias bobinas con una o más vueltas, tiene un número de fases igual al número de fases de la alimentación. En general, cada bobina está colocada con sus dos llamados "lados de bobina" en las ranuras, mientras que las llamadas "cabezas de bobina" unen por las caras laterales del estátor las dos secciones de la bobina que se encuentran en las ranuras. Las bobinas o la conexión en serie de varias bobinas de una fase están unidas por un extremo con una alimentación de corriente, y por el otro, las fases están unidas con el llamado punto estrella. Alternativamente las fases pueden estar conectadas también en triángulo.

Puesto que para la generación de un campo magnético variable aproximadamente sinusoidal los lados de bobina de distintas fases se alternan en ranuras sucesivas, las bobinas de distintas fases están superpuestas, de modo que entre los dos lados de bobina de una fase se colocan lados de bobina de otras fases. Por este motivo las cabezas de bobinas superpuestas deben separarse en las caras laterales del estátor o del rótor. Para ello se conocen distintas disposiciones posibles para las cabezas de bobina. En los llamados bobinados de dos o tres pisos, las cabezas de bobina de bobinas superpuestas están por ejemplo en distintos pisos dispuestos en la longitud de la ranura uno sobre otro. En el bobinado en cesta todas las cabezas de bobina unen un piso con otro, dando la impresión de un cordón de borde de cesta. Estas disposiciones de cabezas de bobina están descritas por ejemplo en "Fachkunde Elektrotechnik", editorial Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co., edición 22, 1999, página 331. Tales cabezas de bobina son relativamente voluminosas y ocupan casi toda la cara lateral del estátor.

En las bobinas de hilo, debido a la necesidad de respetar ciertos radios de curvatura mínimos, las cabezas de bobina se separan bastante de las ranuras, lo que dificulta que, con bobinas de hilo se pueda conseguir una disposición compacta de las cabezas de bobina. Además con un bobinado de hilo se consigue un factor de llenado de las ranuras relativamente pequeño, cerca del 40%, puesto que el hilo tiene una sección circular, mientras que las ranuras, en general, tienen flancos rectos. El bobinado de un estátor o de un rótor con hilo es relativamente gravoso y difícilmente automatizable. Por estas razones hace tiempo que ya se propuso (por ejemplo en DE-AS-10 06 506) construir el bobinado de máquinas eléctricas no a partir de hilo sino a partir de piezas de forma prefabricada de sección rectangular. Éstas se insertan por regla general una a una en las ranuras de un estátor y después del montaje se unen eléctricamente por las caras laterales para formar bobinas.

Por "varilla de ranura" se entiende la parte de la bobina que discurre por las ranuras y que forma los lados de las bobinas, y por "conductor de unión" aquella parte que discurre por las caras laterales del estátor y que forma las cabezas de las bobinas.

Mediante la utilización de piezas de forma, con la sección adecuada, se puede aumentar el factor de llenado de las ranuras. Como las piezas de forma se fabrican con un codo en el empalme de la varilla de ranura con el conductor de unión, el problema del radio de curvatura mínimo desaparece, de modo que en principio se pueden conseguir disposiciones compactas de las cabezas de bobina. En los bobinados con piezas de forma con bobinas superpuestas conocidos por el estado de la técnica, para conseguir la separación de las cabezas de bobinas superpuestas se precisan en general muchas piezas de forma distinta y frecuentemente complicada.

El documento DE 197 36 645 A1 propone por ejemplo construir el bobinado de una máquina eléctrica mediante piezas en forma de "C". Para la construcción de una vuelta de bobina se colocan dos piezas en forma de "C" en las ranuras correspondientes, de modo que las caras abiertas se dirigen la una hacia la otra y los brazos de las piezas de forma se unen entre sí en una de las caras. Con el fin de conseguir una disposición compacta de las cabezas de bobina, los brazos que forman los conductores de unión son más planos que las partes de las piezas de forma que están en las ranuras (las varillas de ranura). Las cabezas de bobinas superpuestas se distinguen porque los conductores de unión están desplazados hacia el fondo de la ranura respecto de las varillas de ranura unidas con éstos y así, los conductores de unión de una bobina están unidos en haces hasta una cierta altura. Este acodado se consigue mediante piezas de unión que discurren hacia el fondo de ranura entre las varillas de ranura y los conductores de unión. Puesto que las varillas de ranura deben ser acodadas a distancias distintas, se necesitan muchas piezas de forma diferentes. Las piezas de unión que hacen el codo precisan un espacio adicional en las caras laterales. El documento propone además fabricar las piezas de forma en "C" con chapas troqueladas que están plegadas en capas de modo que en la zona de la varilla de ranura se apilan tantas capas de chapas que se consigue la relación deseada entre el espesor de la varilla de ranura y el espesor del conductor de unión.

El documento DE 44 11 749 C2 se refiere a un bobinado de estátor compuesto por piezas de forma en "U" que no están unidas en las caras laterales sino en la zona de las ranuras. El bobinado completo se fabrica sin el estátor. Éste se monta sobre el bobinado acabado colocando segmentos de material magnético blando en el bobinado. También en este bobinado los conductores de unión son más planos que las varillas de ranura con el fin de permitir la separación de las distintas fases en las caras laterales. Puesto que en los bobinados ondulados con una ranura por polo y fase sólo deben discurrir en paralelo dos fases, la separación se puede hacer fácilmente, de modo que los conductores de unión se encuentran alternativamente en una capa superior o inferior de conductores de unión, en la dirección de la profundidad de ranura. En esta construcción no está previsto la formación de una bobina en espiral puesto que con las piezas de forma mostradas no es posible el paso de una capa de bobina a otra. Por "capa de bobina" se entienden todas las varillas de ranura que tienen la misma distancia al fondo de ranura.

El documento DE 43 21 236 C1 da a conocer un bobinado con piezas de forma en "S", que constan de una varilla de núcleo y de dos mitades de conductor de unión, que parten en direcciones opuestas desde la varilla de núcleo. Los conductores de unión tienen el mismo espesor que la varilla de ranura y discurren inclinados respecto a las direcciones del ancho y de la longitud de las ranuras, de modo que las mitades de conductores de unión se encuentran unas junto a otras a la misma distancia del fondo de la ranura. Cuando hay varias fases superpuestas, entonces, las mitades de conductores de unión se elevan bastante de las ranuras. Las piezas de forma se colocan en el estátor por las cabezas de ranura y a continuación se unen entre sí los extremos de las mitades de conductor de unión superpuestas pertenecientes a distintas capas de bobina. De este modo, se produce un bobinado ondulado con varias fases en el que cada fase cambia de capa de bobinado en cada paso por cabeza de bobina.

Este bobinado se desarrolla adicionalmente en el documento DE 196 32 390 A1 mediante la utilización de piezas de forma relativamente complejas de modo que las mitades de conductor de unión en los extremos de las varillas de ranura, están desplazadas medio espesor de varilla de ranura en la dirección del fondo de ranura. De este modo, una fase, al pasar un punto de unión entre dos mitades de conductores de unión, queda desplazada en un espesor de ranura, pero esto se compensa por el desplazamiento de los conductores de unión respecto de las varillas de ranura. También aquí se muestra un bobinado ondulado. Las piezas de forma tienen una forma compleja y su fabricación es de coste elevado.

Se conoce por el documento US-A-5 422 526, según el cual se ha formulado el preámbulo de las reivindicaciones independientes, un procedimiento para la fabricación de un bobinado con piezas de forma para un estátor de una máquina eléctrica con ranuras. El bobinado acabado comprende varias bobinas superpuestas con varias vueltas completas que tienen conductores de unión en las caras laterales del estátor. Los conductores de unión de bobinas superpuestas están interpuestos y dispuestos en capas.

La invención presenta un procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 1, que se caracteriza porque se utilizan piezas de forma en "L", y el bobinado se fabrica por capas y la fabricación tiene un ciclo repetitivo con una secuencia que comprende los pasos a y b: (a) colocación de las piezas de forma en "L" en las ranuras del estátor o del rótor hasta que se completa una capa o una parte de una capa, y (b) unión de las piezas de forma colocadas en el paso (a) con barras de alimentación o con piezas de forma colocadas en el ciclo anterior.

Según otro aspecto de la invención, presenta un bobinado para una máquina eléctrica con un estátor y/o un rótor con ranuras, en el que el bobinado comprende varias bobinas superpuestas como mínimo con una vuelta completa, en el que las bobinas tienen varillas de ranura y conductores de unión que están situados en las caras laterales del estátor o del rótor, en el que los conductores de unión están colocados interpuestos y en capas. El bobinado está caracterizado porque está fabricado mediante la colocación en capas de piezas de forma en "L" en las ranuras y mediante la soldadura de puntos de unión de las piezas de forma que quedan cubiertos por piezas de forma de la capa colocada a continuación.

En una realización preferida de la invención, un brazo de una dicha pieza de forma en "L" constituye una varilla de ranura situada en una ranura y el otro brazo constituye un conductor de unión situado en una cara lateral del estátor o del rótor.

Preferentemente, el bobinado comprende varias bobinas que están construidas con las varillas de ranura situadas en las ranuras y con los conductores de unión situados en las caras laterales del estátor o del rótor. En una realización ventajosa, los conductores de unión son más planos que las varillas de ranura. El bobinado está realizado como un bobinado polifásico acortado con dos ranuras por polo y por fase.

En una realización ventajosa, se conectan en serie por lo menos dos bobinas, de modo que la corriente circula en una bobina en dirección hacia la cabeza de la ranura y en la otra bobina en dirección hacia el fondo de la ranura.

El bobinado puede, por ejemplo, construirse con un juego de piezas de forma. El juego de piezas de forma comprende, por ejemplo, un tipo de piezas de forma en "L" o dos tipos de piezas de forma en "L" cuyos brazos de conductores de unión son más planos que los brazos de las varillas de ranura. Ventajosamente, el juego de piezas de forma comprende dos tipos de piezas de forma en "L", de los cuales un tipo tiene la forma para unirse con piezas de la misma capa, mientras que el otro tiene la forma para pasar de una capa a la siguiente.

Un bobinado del tipo descrito, se construye ventajosamente con solo un tipo o con dos tipos de piezas de forma, y en caso necesario el bobinado tiene uno o dos tipos de piezas de forma adicionales para la conexión del bobinado.

La invención se describe detalladamente a continuación con la ayuda de ejemplos de realizaciones preferidas y de los dibujos adjuntos. En los dibujos se muestra:

La Fig. 1a, una vista en perspectiva de un tipo de pieza en forma de "L";

La Fig. 1b, secciones A-A y B-B de la Fig. 1;

La Fig. 2, una vista en perspectiva de un segundo tipo de pieza en forma de "L";

La Fig. 3, una vista en perspectiva de otro tipo de pieza en forma de "L";

La Fig. 4, una vista en perspectiva de otro tipo adicional de pieza en forma de "U";

Las Figs. 5a-c, vistas en perspectiva de piezas en forma de "L" ensambladas de distintas maneras;

La Fig. 6, una vista en perspectiva de una disposición de varias piezas en forma de "L";

La Fig. 7, la vista de la Fig. 6 con otra pieza adicional en forma de "L";

La Fig. 8, la vista de la Fig. 7 con todavía otra pieza adicional en forma de "L",

La Fig. 9, una vista en perspectiva de una sección de un estátor o de un rótor de una máquina eléctrica con ranuras en las que están colocadas las piezas en forma de "L";

Las Figs. 10a-c, vista esquemática de las ranuras del estátor o del rótor en distintos momentos durante la fabricación del bobinado;

La Fig. 11, una vista esquemática de las ranuras de un estátor o de un rótor con piezas en forma de "U" colocadas;

La Fig. 12, una vista esquemática de la cara lateral de un estátor bobinado;

La Fig. 13, un esquema de un bobinado trifásico según un ejemplo de realización;

La Fig. 14, una vista en perspectiva de una primera forma de realización de un paquete de barras;

La Fig. 15, una vista en perspectiva de una barra para el punto estrella de la Fig. 15;

La Fig. 16, una vista en perspectiva de otra forma de realización del paquete de barras de alimentación según la invención;

La Fig. 17, una representación esquemática en sección de un punto de unión de una barra de alimentación;

La Fig. 18a, una vista en perspectiva de otra forma de realización de un paquete de barras;

La Fig. 18b, una vista esquematizada de una barra;

La Fig. 19, una vista en perspectiva de una parte de un estátor completo equipado con bobinado y paquete de barras.

En las Figuras las piezas similares o con la misma función se designan con el mismo carácter.

Para simplificar, la siguiente descripción de las realizaciones preferidas se refiere a bobinados de estátor; todo lo dicho vale también para los correspondientes bobinados de rótor. Por ejemplo, las Figs. 9-11 muestran de igual modo vistas de un estátor (en la Fig. 9 de una máquina de rótor interno) y de un rótor (en la Fig.9 de una máquina de rótor externo).

La Fig. 1 muestra un primer tipo de pieza de forma. Antes de explicar esta figura con más detalle, se presentan unos comentarios sobre las realizaciones preferidas.

Las realizaciones preferidas se refieren a bobinados para un estátor de una máquina de campo radial en la forma constructiva de rótor interno. A continuación, la dirección longitudinal de las ranuras será designada como dirección axial y la dirección de profundidad de las ranuras será designada como dirección radial. Los bobinados que se describen son, sin embargo, adecuados para rótores externos y para máquinas lineales; también pueden ser utilizados como bobinados de rótores. Una máquina de campo axial también se puede equipar con un bobinado correspondiente, siempre que los conductores de unión situados en distintas caras se adapten a las respectivas formas del cuerpo envolvente de las caras.

El estátor mostrado en las figuras comprende un cuerpo en forma de paquete de chapa para el guiado del flujo magnético, que está ranurado para recibir las varillas de ranura del bobinado. La parte no ranurada forma la llamada anilla dorsal. Como "caras laterales" se entienden respectivamente las caras del estátor en las que las ranuras están cortadas perpendicularmente. En las máquinas de campo radial mostradas, éstas son las caras axiales del estátor.

Los conductores por los que se une el bobinado al suministro de corriente se denominan "barras". En los bobinados polifásicos descritos se utiliza un número de barras correspondiente al número de fases y en una conexión en estrella, una barra para el punto estrella, punto de unión de las fases del bobinado. En una conexión en triángulo de los ramales, no existe la barra para el punto estrella. Cuando las barras se encuentran una junto a la otra, forman un paquete de barras.

Los aspectos de las realizaciones que se explican en particular se representan en las figuras en su mayoría en combinación de unos con otros, sin embargo cada aspecto puede ser realizado aislado en un bobinado.

Un aspecto de las realizaciones descritas consiste en que el bobinado está construido, por lo menos en parte, con piezas en forma de "L" (piezas en "L"), donde respectivamente un brazo del la pieza en "L" forma una varilla de ranura y el otro brazo forma un conductor de unión perpendicular al primero en la dirección de la cuerda del arco. Mediante la unión del extremo libre de la varilla de ranura de una pieza de forma con el extremo libre del conductor de unión de otra pieza de forma, se construye un bobinado unitario y en las formas de realización preferidas una bobina en espiral. De este modo, dos piezas en "L" unidas forman una espira de una bobina.

Con el fin de obtener un factor de llenado lo mayor posible, las varillas de ranura tienen una sección adaptada a la sección de la ranura, así por ejemplo, en el caso de ranuras rectangulares, tienen una sección rectangular en la que el ancho corresponde esencialmente con la anchura de la ranura. En una ranura se montan varias varillas de ranura. Los conductores de unión tienen igualmente, por ejemplo, una sección rectangular, sin embargo, ventajosamente son más planos que las varillas de ranura, de modo que por ejemplo, conductores de unión de bobinas superpuestas pueden discurrir superpuestos radialmente por capas.

La unión entre el extremo libre de una varilla de ranura (extremo de varilla de ranura) y el extremo libre de un conductor de unión se obtiene ventajosamente, de modo que una lengüeta aplanada en el extremo de varilla de ranura se coloca sobre una zona de unión del extremo de un conductor y se suelda mediante láser con este. Ventajosamente, la zona de unión está aplanada, de modo que la lengüeta y la zona de unión juntas no son más gruesas que el conductor de unión en la zona restante.

En otras realizaciones (no mostradas) las varillas de ranura y los conductores de unión de distintas piezas de forma no se unen mediante una lengüeta, sino mediante una extensión con otra geometría en la varilla de ranura, que se coloca en la posición correspondiente o en una escotadura correspondiente en el conductor de unión. Las piezas de forma se unen entre sí en los puntos de unión, por ejemplo soldadas por soldadura fuerte o por soldadura blanda, o se unen mecánicamente mediante bornes o conexiones enchufables y en caso necesario se sueldan adicionalmente por soldadura fuerte o por soldadura blanda.

Según otro aspecto de las realizaciones descritas, el bobinado completo se puede construir con solo unos pocos tipos de piezas de forma. Según una realización, para la construcción del bobinado sólo se precisan dos tipos de piezas en "L" -excepto para la conexión de las bobinas- cuyos brazos de unión son más planos que los brazos de ranura. Un primer tipo está configurado para uniones en la misma capa del bobinado, mientras que un segundo tipo está configurado para pasar de una capa del bobinado a la siguiente. En una realización preferida se dispone en el extremo de cada brazo de ranura una lengüeta aplanada, de modo que en uno de los tipos de pieza en "L" la lengüeta aplanada y el brazo más plano se encuentran ambos a la altura de la cara inferior del brazo de ranura, mientras que en otro tipo de pieza en "L" la lengüeta aplanada se encuentra en la cara superior de brazo de ranura y el brazo más plano a la altura de la parte inferior del brazo de ranura. De este modo, una pieza de forma del tipo 1 constituye una mitad de espira de bobinado. Mediante la conexión de una pieza de forma del tipo 2 se completa la espira y el bobinado se conecta mediante el conductor de unión a la siguiente capa de bobinado. Mediante la conexión sucesiva de piezas de forma del tipo 1 con piezas de forma del tipo 2 se obtiene una bobina en espiral.

En otra realización, para la construcción del bobinado sólo se requiere un tipo de pieza de forma. De este modo, es posible construir bobinas solo con piezas en "L", por ejemplo del tipo 2, siempre que las ranuras sean suficientemente grandes para dejar bastante espacio en dirección hacia la profundidad de la ranura para las uniones entre las piezas de forma. Alternativamente, cada segunda ranura puede estar desplazada radialmente respecto a la otra ranura, con el fin de hacer posible la construcción de un bobinado con un solo tipo de piezas en "L".

Para la interconexión del bobinado obtenido del modo explicado se utilizan en su caso piezas de forma adicionales. Por ejemplo, está previsto en su caso, un tipo de pieza de forma para la unión de dos bobinas conectadas una después de otra. Preferentemente, esta pieza tiene forma de "U" y comprende dos brazos de ranura y un segmento de unión, que es más plano que los brazos de ranura. Para la conexión de una bobina a la alimentación de corriente se utiliza en su caso otra pieza de forma. En algunas realizaciones se trata de otro tipo de pieza en "L", cuyo brazo de unión es más plano que el brazo de ranura y en el que se ha dispuesto en el extremo del brazo de ranura una lengüeta alargada y aplanada, para la conexión con una barra. En otras realizaciones, estas lengüetas están dispuestas en las mismas barras, de modo que para la conexión del bobinado se pueden utilizar piezas de forma estándar del tipo 1 ó del tipo 2.

En la realización preferida del método de fabricación, las piezas en "L" se insertan axialmente en las ranuras por las caras laterales. Esto tiene la ventaja de que las ranuras pueden estar cerradas en su cabeza con piezas polares o similares y de este modo se reduce el entrehierro efectivo. Después de la inserción, las piezas de forma se unen por su extremo de varilla de ranura con el brazo de unión de una de las piezas de forma insertada por la cara lateral contraria.

En el método descrito, las piezas de forma se insertan por capas y se unen las unas con las otras. De este modo, la capa de bobinado que queda contra el fondo de la ranura se inserta en primer lugar y las capas siguientes se insertan desde el exterior del radio hacia el interior, sucesivamente. Las lengüetas aplanadas de las varillas de ranura se colocan en las zonas de unión correspondientes desde arriba, es decir desde el interior del radio, de modo que los puntos de unión de esta cara quedan accesibles para la soldadura (por ejemplo por láser). El montaje del bobinado puede hacerse, naturalmente, en la dirección inversa, es decir, desde dentro hacia fuera. En esta variante, los puntos de unión se sueldan partiendo del exterior del radio.

Más detalladamente, en un paso (a) se insertan en varias ranuras -por ejemplo en una de cada dos- los brazos de ranura de piezas en "L" por una de las caras del estátor. De este modo, pueden quedar colocados los brazos de ranura de las piezas de forma de la misma capa de bobinado. En el paso (b), los extremos de brazos de ranura de las piezas de forma montadas en el paso (a) -que todavía no están cubiertos por otras piezas de forma- se unen por la cara opuesta, con los brazos de unión de las piezas de forma montadas anteriormente o con barras. Seguidamente (paso c) por la segunda cara se insertan los brazos de ranura de piezas en "L" en las ranuras que han quedado libres en el paso (a), con lo cual las uniones producidas en el paso b quedan tapadas. En el paso (d) se unen por la primera cara los extremos de varilla de ranura de las piezas de forma montadas en el paso (c) con los brazos de unión de las piezas de forma situadas debajo. Estos pasos se repiten hasta que las ranuras se llenan con varillas parcial o totalmente hasta su cabeza. A continuación, se insertan piezas de forma adecuadas por su geometría para la conexión del bobinado. Por ejemplo se insertan piezas en forma de "U" para la conexión en serie de dos bobinas en espiral, o bien una pieza de unión para la conexión de una bobina a una barra.

Según otro aspecto de las realizaciones preferidas, los conductores de unión de espiras superpuestas con como mínimo una vuelta completa están colocados interpuestos. De este modo, los conductores de unión están dispuestos en capas y son ventajosamente más planos que las varillas de ranura, por ejemplo, tan planos que la capa de conductores de unión de distintas espiras superpuestas pertenecientes a una capa de bobinado no es más gruesa que una varilla de ranura. Si se colocan unas sobre otras varias capas de conductores de unión interpuestos, entonces, se pueden construir bobinas con cualquier número de espiras. También en el bobinado de la patente DE 197 36 645 A1 los conductores de unión son más planos que las varillas de ranura. En este caso, los conductores de unión de espiras superpuestas no están interpuestos en las caras, sino que están unidos en haces de cabezas de bobina. Con el fin de alcanzar el haz correspondiente, cada conductor de unión está desplazado en la dirección de la profundidad de la ranura respecto a la varilla de ranura unida con este (acodado), lo cual tiene desventajas (muchas piezas de forma distintas, espacio para el desplazamiento). Por el contrario, en la disposición interpuesta de los conductores de unión no es necesario desplazar los conductores de unión respecto a las varillas de ranura, de modo que el espacio necesario para las cabezas de bobina es menor.

Con el fin de llevar juntos sin codos los conductores de unión aplanados de bobinas superpuestas en disposición interpuesta, éstos están colocados en la cara lateral del estátor, por ejemplo, inclinados respecto a la línea de unión entre las dos ranuras cuyas varillas de ranura están uniendo. Se entiende que la línea de unión es la línea perpendicular a la bisectriz del ángulo del sector definido por las dos ranuras del estátor. Para cada par de ranuras, la línea de unión tiene una dirección distinta. Mediante esta disposición oblicua los conductores de unión de una capa de bobinado se apilan unos sobre otros en forma de escamas.

En los ejemplos mostrados se construye un bobinado con piezas en "L" con conductores de unión interpuestos entre sí.

Con el fin de hacer un bobinado que ocupe el menor espacio posible en las caras laterales, se considera ventajoso realizar el bobinado según un esquema de bobinado en el que deban pasar por las caras laterales el menor número posible de cabezas de bobina superpuestas. Como ejemplo sencillo podemos mencionar un bobinado de corriente trifásica con una ranura por polo y fase (bobinado de un hueco): en este caso en la cara lateral sólo discurren dos cabezas de bobina superpuestas. Se dan otras circunstancias, por ejemplo, en bobinados con varias ranuras por polo y fase (bobinados de varios huecos) que se utilizan para conseguir una distribución del campo más adecuada respecto a los bobinados de un hueco, que se aproxima más a una forma senoidal. Como se desprende de los esquemas para un bobinado trifásico de dos huecos mostrados en la página 331 de "Fachkunde Elektroteknik", en las caras laterales discurren respectivamente 4 cabezas de bobina superpuestas. Incluso en una disposición de los conductores de unión interpuesta de volumen reducido resultarían otras cabezas de bobina voluminosas, puesto que los conductores de unión deberían construirse más anchos para compensar el espesor menor en un factor 4, y de este modo alcanzar aproximadamente la misma sección que las varillas de ranura.

En las realizaciones descritas, con el fin de reducir el número de cabezas de bobina, pasando juntas en los bobinados de varios huecos, el bobinado se realiza acortado. En un bobinado acortado, el ancho de bobina es menor que el paso entre polos. Por paso entre polos se entiende la distancia expresada en número de ranuras entre dos polos magnéticos. El ancho de bobina indica a cuántas ranuras de distancia se coloca el segundo lado de la bobina respecto del primero. En las realizaciones preferidas el paso entre polos es 6 pero el ancho de bobina es sólo 5. Esto significa que las cabezas de bobina son más cortas que las de un bobinado que no es acortado, pues solo deben pasar sobre 4 ranuras en lugar de 5. En conjunto, los segmentos de bobina que discurren por las caras laterales son más cortos y por ello precisan menos espacio y reducen las pérdidas óhmicas del bobinado. En el bobinado trifásico de dos huecos mostrado se consigue mediante la realización acortada que transcurran solamente tres cabezas de bobina en lugar de cuatro. La elección de un esquema de bobinado acortado de este tipo es especialmente ventajosa para bobinados con piezas de forma en el sentido de conseguir una área de cabezas de bobina compacta, pero es utilizable en bobinados de hilo con las ventajas correspondientes.

Los bobinados mostrados en los ejemplos de realización tienen varias bobinas en espiral con dos bobinas conectadas en serie de modo que la corriente en una bobina circula por la espiral en dirección hacia la cabeza de la ranura y en la otra, en dirección hacia el fondo de ranura. Los conductores de unión en las bobinas son más planos que las varillas de ranura y están apilados en las caras laterales con inclinación respecto a la línea de unión entre las dos ranura cuyas varillas están uniendo. Una bobina en espiral se construye de modo que por ejemplo los conductores de unión en una cara lateral unan varillas de ranura de la misma capa y los conductores de unión de la otra cara unan varillas de ranura de capas situadas en capas contiguas en dirección radial. El bobinado se fabrica con piezas en forma de "L".

Mediante la conexión una tras otra de dos bobinas en espiral se consigue que las conexiones a las barras queden dispuestas bien en el lado del fondo de ranura o en el lado de la cabeza de ranura, por tanto las dos en el mismo lado del conductor de unión. Esto es especialmente ventajoso cuando el paquete de barras está dispuesto también en este lado del conductor de unión. Por el contrario, en bobinas individuales (no conectadas en serie) debe llevarse una pieza de conexión cruzando sobre los conductores de unión desde la cabeza de ranura hasta el fondo de ranura, lo cual ocupa espacio en la dirección axial. En el caso de la conexión en serie, la pieza de unión que conecta las dos bobinas en serie puede llevarse paralela a los conductores de unión y de este modo puede ser apilada sobre los conductores de unión con ahorro de espacio en la dirección radial. La pieza de unión puede ser por ejemplo el segmento central de una pieza en "U".

Las piezas de forma utilizadas en los ejemplos de realización -bien en forma de "L" o de otra forma- son fabricadas con técnicas de conformación sin arranque de viruta, por ejemplo por fundición, extrusión, sinterizado, troquelado, estampación, fresado y curvado o bien por combinaciones de estas técnicas de fabricación. Por ejemplo, las piezas se troquelan de una chapa del espesor de la varilla de ranura, y el espesor de la pieza cortada en la zona del conductor de unión y de la lengüeta aplanada se reduce por acuñado masivo y finalmente se corta el material desplazado en el acuñado.

Alternativamente, una pieza de forma puede ser fabricada a partir de productos semiacabados que se ensamblan por ejemplo mediante soldadura por resistencia. En una realización preferida se fabrica, por ejemplo, una pieza en forma de "L" a partir de dos piezas en forma de varilla o piezas en "I" con diferentes secciones, de modo que una pieza en "I" forma el brazo del conductor de unión y la otra el brazo de la varilla de ranura. El brazo de ranura puede formarse a partir de una pieza de sección rectangular, mientras que para el conductor de unión se puede obtener de un fleje plano o de una pieza plana troquelada. Las piezas en "I" se pueden fabricar gracias a su forma sencilla con muy poca pérdida de recorte.

En otra realización, las piezas de forma se construyen con varias capas. Así por ejemplo, sobre una pieza plana en forma de "L" se coloca en la zona de la varilla de ranura una pieza en forma de varilla con el fin de conseguir el espesor en la zona de la varilla de ranura. Se puede formar un paquete con varias capas. En otra realización, se consigue un resultado similar mediante un material de partida plano que se pliega de modo que en la zona de la varilla de ranura se consigue el espesor deseado.

Las piezas de forma comprenden material conductor como cobre o aluminio o aleaciones de estos metales y están aisladas unas de otras.

Para la conexión de los bobinados descritos a un suministro de corriente se utilizan preferentemente barras circundantes a lo largo de las cuales se conectan varias bobinas en paralelo o grupos de bobinas. Éstas se conectan preferentemente a lo largo del perímetro de las barras a intervalos regulares definidos en el esquema del bobinado. Los extremos de las bobinas no se unen con puntos de conexión centrales mediante piezas de unión sino que se unen a las barras, por ejemplo, mediante soldadura.

Las realizaciones del bobinado mostradas, se caracterizan por una zona de cabezas de bobinado compacta. En especial, los conductores de unión son tan planos y están dispuestos de un modo tal que las cabezas de bobina no ocupan en las caras laterales más espacio en dirección radial que el disponible por la profundidad de las ranuras. Además, queda libre la superficie de la cara del estátor detrás de las ranuras. Dicho de otro modo, se trata de la superficie en la parte trasera del estátor que sirve para el cierre del bucle del flujo magnético. Este espacio está disponible para la conexión de las bobinas. Mediante la disposición en esta zona de barras o de otros componentes para la conexión del bobinado, se puede llenar completamente el espacio por lo menos en una cara lateral del estátor y de este modo minimizar la extensión del volumen del estátor en la dirección axial sin actividad magnética. Además, las barras se disponen en la proximidad inmediata de las bobinas. Por este motivo las barras para la conexión del bobinado se colocan preferentemente en la dirección de la profundidad de ranura detrás de los conductores de unión.

En una primera realización, varias o todas las barras están apiladas unas junto a otras en la dirección de la longitud de las ranuras, es decir, en la dirección axial, de modo que lindan ventajosa y directamente con las cabezas de bobina y por este motivo pueden ser unidas directamente al bobinado con trayectos cortos. Ventajosamente, como mínimo una barra tiene elevaciones por la cara dirigida a los conductores de unión con las que se unen los extremos de las bobinas. Por el contrario, según otra realización, varias, o todas las barras están dispuestas en capas en la dirección de la profundidad de ranura. En las dos alternativas, como mínimo una barra tiene, ventajosamente, lengüetas en la cara dirigida a los conductores de unión, que se extienden sobre las otras barras y con las que se une un extremo de bobina respectivamente.

En aquellas realizaciones en las que están conectadas cuatro bobinas en serie, las piezas de unión entre dos y dos bobinas conectadas en serie respectivamente forman una barra adicional de varios sectores aislados entre sí.

En general, la provisión de barras periféricas envolventes es ventajosa por lo demás en todo tipo de bobinado de una máquina eléctrica con bobinas conectadas en paralelo. La descripción anterior, muestra también una construcción de bobinado para una máquina eléctrica con un bobinado de varias fases, en el que varias bobinas conectadas en paralelo o grupos de bobinas están conectadas a una barra periférica.

En conjunto, en las realizaciones descritas se economiza el espacio de las caras laterales del estátor, con lo cual se consigue especialmente una pequeña extensión axial del volumen del estátor sin actividad magnética. Además, el bobinado con piezas de forma preferido tiene un elevado factor de llenado, de modo que se consigue una elevada densidad de par de giro. Por este motivo las realizaciones preferidas resultan adecuadas especialmente para utilización en un motor de arranque combinado con generador de cigüeñal para un vehículo. En este caso, se trata de una máquina eléctrica que simultáneamente es motor de arranque y generador, que está instalada concéntricamente con el cigüeñal de un motor de explosión y que ventajosamente está unido con este eje sin reducción intermedia. Con motivo del limitado espacio de montaje, la posibilidad de extensión axial de un motor de arranque generador es pequeña, mientras que por otra parte para el arranque directo se requieren elevados pares de giro.

Volviendo ahora a las Figs. 1-4, en éstas se representan los tipos de piezas de forma utilizados para la construcción de los bobinados preferidos.

La Fig. 1 muestra una vista en perspectiva de una pieza en "L" 1 del primer tipo. Un brazo 8a de la pieza en "L" 1 constituye una varilla de ranura en el bobinado acabado, mientras que el otro brazo 6a se sitúa en la cara lateral del estátor y une entre sí varias varillas de ranura 8 que se encuentran en las ranuras. A continuación, las varillas de ranura y los conductores de unión serán designados como 8 y 6 respectivamente, mientras que las varillas de ranura y los conductores de unión pertenecientes a tipos concretos de piezas de forma serán designados como 8a, 8b y 6a, 6b respectivamente.

Los conductores de unión 6 son más planos y más anchos que las varillas de ranura 8, tal como puede verse en las vistas en sección de los brazos 6a y 8a de la Fig. 1b. Y en particular, las varillas de ranura 8 tienen un espesor H y un ancho B, donde el ancho B en el ejemplo de realización mostrado, se ha elegido de modo que la varilla de ranura llena el ancho de la ranura. Sin embargo, también son posibles realizaciones en las que en una ranura se disponen varias varillas una junto a la otra, es decir, a la misma altura respecto al fondo de la ranura. El espesor h del conductor de unión 6 es por ejemplo un tercio del espesor H de la varilla de ranura 8, mientras que el ancho b es aproximadamente tres veces el ancho de la varilla de ranura 8. Las secciones de los dos brazos de la pieza de forma mostrada son aproximadamente iguales.

La pieza de forma 1 tiene en el extremo libre de la varilla de ranura 8a una lengüeta aplanada 10a. En el primer tipo mostrado en la Fig. 1, la lengüeta 10a se encuentra a la misma altura que el conductor de unión 6a, es decir al nivel de la cara de la varilla de ranura 8a que en la figura se encuentra en la parte inferior. Las caras inferiores (no visibles) de la varilla de ranura 8a, del conductor de unión 6a y de una zona 12 que se encuentra junto a la varilla de ranura 8a, de transición a la lengüeta 10a, están en un mismo plano. La zona de transición 12 de la lengüeta 10a tiene aproximadamente el mismo espesor que el conductor de unión 6a es decir, un tercio del espesor de la varilla de ranura. En el extremo más exterior de la lengüeta 10a se encuentra una zona de unión 13, que respecto a la zona de transición 12 todavía es más aplanada, en concreto hasta un sexto del espesor de la varilla de ranura. La transición entre las zonas 12 y 13 se realiza mediante un escalón en la cara inferior de la lengüeta 10a. La zona de unión 13 deja libre un espacio en la parte inferior, de altura aproximadamente un sexto del espesor de la varilla de ranura, respecto del nivel de la cara inferior de la varilla de ranura.

Para unir dos piezas de forma se coloca la zona de unión 13 de la lengüeta 10a sobre el extremo del conductor de unión de una segunda pieza de forma y se fija, por ejemplo mediante soldadura, con ésta. Para este fin, la zona de unión 13 de la lengüeta 10a, así como una zona de unión 16 en el extremo del conductor de unión, no dispone de capa aislante, representado en la figura mediante un rayado. La pieza de forma 1 así como las otras piezas de forma mostradas, tienen un recubrimiento aislante en las superficies no rayadas. Con el fin de que el punto de unión de dos piezas de forma, que se encuentra en la cabeza de la bobina densamente empaquetada, no tenga más espesor que un conductor de unión 6, la zona de unión 16 del conductor de unión 6a está aplanada hasta aproximadamente la mitad del espesor del conductor de unión 6a. De este modo la zona de unión 13 de la lengüeta puede ser colocada y soldada sobre la zona de unión 16, sin que se rebase el espesor del conductor de unión 6. Puesto que la zona de transición 12, que se mantiene lo más corta posible, y la unión misma tienen solamente un tercio del espesor de la varilla de ranura 8a, se produce en este punto una reducción de la sección, que tiene en cuenta favorablemente la disposición del conductor de unión en la cabeza de bobinado densamente empaquetada. Puede ser ventajoso que la zona de transición 12 proporcione una separación entre las varillas de ranura y la cabeza de bobinado. Debe tener la mayor sección conductora posible. La zona de transición 12 puede estar conformada como una transición continua entre la varilla de ranura y la zona de unión 13. En otras realizaciones se suprime la zona de transición 12 y la zona de unión 13 enlaza directamente con la varilla de ranura 8.

La Fig. 2 muestra un segundo tipo 2 de pieza en forma de "L", que se utiliza para obtener junto con el primer tipo, una vuelta completa de bobina en espiral. La pieza de forma 2 está construida esencialmente igual que la pieza de forma 1, especialmente son iguales las longitudes y las secciones B-B y A-A de los conductores de unión 6a, 6b y las varilla de ranura 8a, 8b de las dos piezas de forma. En la pieza de forma 2 se dispone también una lengüeta aplanada 10b en el extremo libre de la varilla de ranura 8b. Al contrario que la lengüeta 10a de la pieza de forma 1, la lengüeta aplanada 10b no se encuentra al mismo nivel que el conductor de unión 6b, sino que está desplazada hasta la superficie opuesta de la varilla de ranura 8a. De este modo, la lengüeta 10b de la pieza de forma 2 está dispuesta al nivel de la cara (situada en la parte superior en la Fig. 2) de la varilla de ranura 8b, mientras que el conductor de unión 6b está dispuesto -como en la pieza de forma 1- al nivel de la cara inferior de la varilla de ranura 8b. Por lo demás la lengüeta 10b de la pieza de forma 2 es igual que la lengüeta 10a de la pieza 1: tiene una zona de transición 12 dispuesta directamente junto a la varilla de ranura 8b y que es aproximadamente igual de plana que el conductor de unión 6b, y una zona de unión 13 todavía más aplanada en el extremo de la lengüeta 11. Esta zona 13 es de nuevo tan plana que su espesor junto con el de la zona de unión 16 de un conductor de unión 6 se corresponde aproximadamente con el espesor h de un conductor de unión 6. El escalón entre la zona de transición 12 y la zona de unión 13 se dispone en la cara dirigida hacia abajo de la lengüeta 10b, de modo que en el segundo tipo toda la cara superior de la lengüeta 10b se encuentra al mismo nivel que la cara superior de la varilla de ranura 8b.

La Fig. 3 muestra un tercer tipo de pieza de forma en "L" que se utiliza para la conexión del bobinado con las barras. La pieza de forma 3 es igual en principio que la pieza de forma 1, pero en lugar de la lengüeta 10a tiene una lengüeta alargada 26 que se une con una barra, por ejemplo por soldadura y por esto no tiene aislamiento. La lengüeta 26 tiene ventajosamente el mismo espesor h que un conductor de unión 6. Las piezas de forma 3 se encuentran ventajosamente en la capa más interna del bobinado en la ranura, de modo que las lengüetas alargadas 26 limitan directamente con las barras dispuestas detrás de las ranuras. Alternativamente las piezas de forma 3 también pueden disponerse en la parte más externa del bobinado.

En otra realización preferida, las lengüetas para conexión del bobinado a las barras están dispuestas sobre las mismas barras. En este caso no se necesitan piezas de forma especiales 3 del tercer tipo, sino que, por ejemplo, las piezas de forma 1 del primer tipo se sueldan por su lengüeta con las lengüetas alargadas 26 de las barras.

La Fig. 4 muestra exclusivamente un tipo de pieza de forma en "U" que se utiliza para conectar en serie dos bobinas en espiral de un bobinado. La pieza de forma en "U" 4 tiene dos brazos de varilla de ranura 8b, 8b' que tienen la misma longitud y sección A-A que los brazos de varilla de ranura 8a, 8b de las piezas de forma 1 y 2. Las dos varillas de ranura 8b, 8b' tienen en su extremo libre una lengüeta aplanada 10b, que se dispone al nivel de la cara de las varillas de ranura 8b y 8b' que en el dibujo se encuentra en la parte superior, de forma correspondiente a la lengüeta 10b de la pieza en "L" 2. El conductor de unión 7 que une las dos varillas de ranura 8b, 8b' tiene la misma sección B-B que los conductores de unión 6a, 6b de las piezas de forma 1 y 2, pero es más largo que estos en un paso entre ranuras. Si por ejemplo, el conductor de unión 6b, 6b' de las piezas de forma del primer tipo o del segundo tiene una longitud para formar una bobina con un paso de 5 ranuras, entonces, el conductor de unión 7 de la pieza en "U" para la conexión de dos bobinas es más largo y las dos varillas de ranura 8b, 8b' quedan con una separación de 6 ranuras. Otra particularidad del conductor de unión 7 es que respecto a las dos varillas de ranura 8b, 8b' no está en el mismo plano. Por un lado, se encuentra al nivel de la cara superior (en el dibujo) del brazo de varilla 8b y por el otro, al nivel de la cara inferior del otro brazo de varilla de ranura 8b'. Si en el bobinado acabado los dos brazos de ranura 8b, 8b' de una pieza de forma "U" se encuentran en la misma posición de bobinado, entonces, el conductor de unión 7 está ligeramente oblicuo respecto a la línea de unión entre las dos ranuras con las varillas de ranura 8b, 8b'. Como indica la línea de unión 27, la pieza de forma en "U" puede obtenerse a partir de dos piezas en "L" que tienen en el extremo de su brazo de unión zonas aplanadas que se superponen para ser soldadas

\hbox{entre sí.}

La Fig. 5 muestra distintas posibilidades para fabricar una pieza en "L", no a partir de una pieza única, sino a partir de varias piezas. En la realización preferida mostrada en la Fig. 5ª, una pieza en "L" se compone de dos varillas en forma de "I". La dos piezas en "I" necesarias para el conductor de unión 6 y la varilla de ranura 8 tienen distintas longitudes y secciones y cada una de ellas puede ser obtenida respectivamente de un producto semiacabado. Una varilla de ranura 8 puede ser fabricada, por ejemplo, cortando una barra rectangular y de sección adecuada. En un extremo (no mostrado) de la barra se acuña una lengüeta 10 y el material sobrante se recorta. El otro extremo se acuña y recorta de forma similar para obtener el receptáculo 22, en el cual se coloca una extensión del conductor de unión para ser unida a la varilla de ranura. El conductor de unión 6 se acuña preferentemente de una chapa plana. En una esquina del conductor de unión 6 se acuña en su caso una zona de unión aplanada 16 y el material sobrante se recorta. Preferentemente la varilla de ranura 8 y el conductor de unión 6 se unen entre sí mediante soldadura por resistencia. Para ello, ventajosamente se estampan en la extensión 21 unos salientes para soldadura. En ciertas circunstancias, la varilla de ranura 8 se acuña de nuevo por el extremo mostrado de modo que este extremo de la varilla de ranura tiene el mismo espesor que la extensión 21 del conductor de unión 6. La simetría de espesores y de conductividad térmica conseguida de este modo resulta ser ventajosa para la soldadura. Otras técnicas de unión adecuadas para obtener una conexión eléctrica entre el conductor de unión 6 y la varilla de ranura 8 en las variantes mostradas en la Fig. 5, son además de la soldadura (soldadura por láser), la soldadura blanda, la unión mediante adhesivos conductores, así como las uniones por forma o por presión.

En las variantes mostradas en las Figs. 5b y c, la pieza en "L" está construida con varias capas. La pieza de forma mostrada en la Fig. 5b está construida, por ejemplo, con una capa en forma de "L" 18 y con una segunda capa 19 dispuesta únicamente en la zona de la varilla de ranura. Las zonas de la capa 18 que sobresalen bajo la capa 19 constituyen por un lado el conductor de unión 6 y por el otro lado, la lengüeta 10a. La pieza de forma es también del tipo 1. Para fabricar una pieza de forma del tipo 2 en la que la lengüeta 10b y el conductor de unión 6 no se encuentran en el mismo nivel, se añade según la Fig. 5c otra capa 20, que en el extremo de la varilla de ranura sobresale sobre la capa 19 y de este modo forma una lengüeta. El espesor de la capa 19' en la Fig. 5c es menor que el espesor de la capa 19 de la Fig. 5b. Las capas superpuestas se unen entre sí mediante soldadura blanda, soldadura (ultrasonidos, láser o por resistencia), clinchado o empaquetado por corte.

A continuación se explica con la ayuda de las Figs. de la 6 a la 8, la construcción de un bobinado con bobinas superpuestas mediante piezas en "L". En las figuras se muestra la construcción con pocas piezas de forma de la capa inferior del bobinado. Las piezas de forma se representan para simplicidad sin el estátor y en un plano; en un estátor de una máquina de campo radial las piezas de forma estarían dispuestas sobre la superficie interior de una anilla cilíndrica. La Fig. 6 muestra tres piezas de forma en "L" del tipo 3 con lengüetas alargadas. Las piezas de forma 3 se encuentran en las ranuras en la capa de bobinado interior y están desplazadas una respecto de la otra en dos pasos de ranura, de modo que cada dos ranuras se coloca una varilla de ranura 8a de una pieza de forma 3. Las lengüetas alargadas 26 se encuentran todas ellas en la misma cara lateral del estátor y están unidas allí con barras (no representadas). En la otra cara del estátor se encuentran superpuestos como las escamas de un pez los conductores de unión 6 y de este modo forman una capa 28 de conductores de unión. En la capa de conductores de unión 28 los conductores de unión 6 están apilados de modo que sus extremos libres quedan en la parte superior y las zonas de unión 16 quedan accesibles, mientras que los otros extremos quedan cubiertos por otros conductores de unión 6a. El empalme entre conductor de unión 6a y varilla de ranura 8a de una pieza de forma en "L" 3 queda en la zona tapada.

En la capa de conductores de unión 28 se encuentran superpuestos como máximo tres conductores de unión 6a, tal como puede verse en la figura. Puesto que el espesor h de los conductores de unión 6a en el ejemplo de realización mostrado, es aproximadamente un tercio del espesor H de las varillas de ranura 8a, la capa de conductores de unión 28 no es en ningún punto más alta que las varillas de ranura correspondientes 8a.

Tal como se explicará a continuación, en el ejemplo mostrado, los conductores de unión 6a unen varillas de ranura separadas por cinco ranuras. En otros ejemplos de realización, no mostrados, los conductores de unión unen varillas de ranura con mayores o con menores separaciones, de modo que también en la capa de conductores de unión se superponen respectivamente más de tres o menos de tres conductores de unión. En estos bobinados se escoge ventajosamente el espesor h de los conductores de unión 6 de modo que el espesor de una capa de conductores de unión 28 se corresponda con el espesor H de una varilla de ranura 8. En otras realizaciones en las que no se prevé ningún tipo de pieza de forma especial para la conexión a barras, en los primeros pasos de la fabricación se utiliza el primer tipo de pieza de forma según la Fig. 6.

Si en cada segunda ranura se coloca una pieza de forma 3 como en la Fig. 6, entonces, en las otras ranuras se coloca una pieza de forma del tipo segundo, de modo que su conductor de unión 6b queda en la cara lateral del estátor opuesta a la de los conductores de unión 6a de las piezas de forma 3 ya colocadas (ver Fig. 7). La zona de unión 13 de la lengüeta aplanada 10b de la pieza de forma 2 queda colocada sobre la zona de unión aplanada 16 del conductor de unión 6a de una pieza de forma 3. La pieza de forma 2 se une con la pieza de forma 3, por ejemplo mediante soldadura láser. Para ello se dirige sobre la superficie libre 14 de la zona de unión 13 de la lengüeta 10b un rayo láser de energía adecuada. Con esto, el material de la zona de unión 13 de la lengüeta 10b funde y se une materialmente con la zona de unión 16 del conductor de unión 6 que se encuentra debajo. Alternativamente, se dispone una ranura en la zona 13 de la lengüeta 10b, a través de la cual el rayo láser puede ser dirigido directamente sobre la superficie limítrofe entre el extremo de la zona 13 y la zona de unión 16 que se encuentra debajo. En esta alternativa el rayo láser no precisa fundir el extremo de la zona 13 en todo su espesor.

Puesto que el extremo 13 de la lengüeta 10b de la pieza 2 -tal como se ve en la Fig. 2- está dispuesto al nivel de la cara superior de la varilla de ranura 8b, cuando aquél es colocado sobre la zona de unión 16 del conductor de unión 6a, entonces la varilla de ranura 8b de la pieza de forma 2 queda situada en la misma posición de bobinado que las varillas de ranura 8a de las piezas de forma 3. De este modo se compensa el desplazamiento de la altura que se produce en la capa de conductores de unión 28 debido a la superposición en forma de escamas de los conductores de unión 6a.

En la cara opuesta, el conductor de unión 6b de la pieza de forma 2 queda en posición inclinada, es decir, su extremo no libre está a la misma altura que la lengüeta prolongada 26 de la pieza de forma 3, y a partir de aquí hasta su extremo libre queda apilado sobre las lengüetas.

La Fig. 8 muestra la misma disposición de espiras que la Fig. 7, pero en ella se ha añadido otra pieza de forma 2' en correspondencia con la pieza de forma 2. La pieza de forma 2' está unida por la punta de su lengüeta 13 en el extremo de su brazo de varilla 8b' con la zona de unión de una pieza de forma 3, del mismo modo que la pieza de forma 2. En la cara opuesta su conductor de unión 6b' está apilado sobre el conductor de unión 6b de la pieza de forma 2 en forma de escamas, de modo que la zona de unión 16 queda sobre el extremo de la varilla de ranura de la pieza de forma 3 con el que está unida la punta de su

\hbox{lengüeta
13.}

Si se colocan más piezas de forma 2 y 3 según el esquema de la Fig. 8, entonces se obtiene una capa completa de bobinado de varillas de ranura 8. Los conductores de unión de las piezas de forma 2 ó 2' forman una segunda capa de conductores de unión 30 similar a la capa 28 en la otra cara. Los conductores de unión 6a, 6b de las piezas de forma 2, 3 se encuentran respectivamente en estas posiciones con sus extremos libres encima, de modo que sus zonas de unión 16 no están cubiertas por otros conductores de unión de la misma capa. Las capas de conductores de unión 28 y 30 están apiladas con inclinación, esto es, los conductores de unión 6b (en la perspectiva del dibujo) se apilan desde la izquierda abajo hacia la derecha arriba y los conductores 6a de la derecha abajo hacia la izquierda arriba.

La pieza de forma 2 junto con la correspondiente pieza de forma 3 completan después de la soldadura una vuelta entera de una bobina en espiral. Mediante el conductor de unión 6b de la pieza de forma 2 apilado con inclinación se conecta la bobina a la siguiente capa del bobinado. Para continuar la espiral se coloca una pieza de forma 1 -no mostrada en la Fig. 8- sobre la pieza de forma 3 perteneciente a la primera vuelta y de este modo se inicia una nueva capa de bobinado. La pieza de forma 1 queda sobre la zona de unión 16 de la pieza de forma 2 correspondiente a la zona de unión 13 de la lengüeta 10a y se une con ésta del modo descrito anteriormente. Puesto que la lengüeta 10a de la pieza de forma 1 se encuentra al nivel de la cara inferior de la varilla de ranura 8a de la pieza de forma 1, la diferencia de altura creada por la superposición inclinada en la capa de conductores de unión 30 no es compensada, sino que por el contrario, da lugar a que se forme una espira. Para la formación de una bobina completa se colocan piezas de forma 1 sobre sendas piezas de forma 3 y se unen mediante soldadura en las zonas de unión 16 correspondientes. Para completar esta segunda capa de bobinado, se colocan piezas de forma 2 en las ranuras restantes, es decir en una de cada dos ranuras, sobre las piezas de forma 2 ya colocadas y se unen en los puntos de unión 16 de las piezas de forma 1 mediante soldadura. Los conductores de unión 16 de las piezas de forma 1 constituyen otra capa de conductores de unión 28, que está construida igual que la capa de conductores de unión 28 de las piezas de forma 3 de la Fig. 8. Después de la colocación y la unión de la segunda capa de bobinado se obtienen varias bobinas superpuestas con 2 vueltas respectivamente, cuyos conductores de unión están colocados con inclinación.

La interposición de los conductores de unión de las bobinas superpuestas se representa esquemáticamente en la Fig.12. Ésta muestra una vista esquemática desde arriba de una cara de un estátor bobinado, en el que las caras laterales de los conductores de unión 6b se representan esquemáticamente por líneas. Los conductores de unión 6b están dispuestos aquí en cuatro capas 30 inclinadas superpuestas. Los conductores de unión 6b de las distintas fases están representados por distintos tipos de líneas, por ejemplo los conductores de unión 6b pertenecientes a la fase V por una línea continua, los conductores de unión 6b pertenecientes a la fase W por una línea de trazos y puntos y los conductores de unión 6b pertenecientes a la fase U por una línea de trazos. En una capa de conductores de unión 30 se alternan las distintas fases. Mediante la superposición de varias capas iguales y mediante las correspondientes uniones entre las piezas de forma de estas capas, se obtienen las bobinas en espiral 50, 52, 50', 52', 50'', 52'', cuyos conductores de unión están interpuestos. Cada conductor de unión 6b de una capa 30 pertenece a una bobina distinta. Los conductores de unión de la fase V pertenecen por ejemplo a la bobina 50, 52, los de la fase W a las bobinas 50', 52'y los conductores de unión de la fase U a las bobinas 50'', 52''. La bobina 52'' se superpone por un lado con las bobinas 52, 52' y por el otro lado con las bobinas 50, 50'.

Los conductores de unión están ordenados por la otra cara lateral de modo correspondiente, con la diferencia de que los conductores de unión 6a de la capa 28 unen varillas de ranura de la misma capa de bobinado, mientras que los conductores 6b de la capa 30 unen varillas de ranura de capas de bobinado superpuestas, de modo que después de cada vuelta tiene lugar el paso a la capa siguiente.

En principio, las cabezas de bobinado de bobinas de cable pueden ser colocadas interpuestas en lugar de desviarse por haces en las caras laterales. Aunque en la Fig. 12 se muestra un bobinado trifásico de dos huecos, naturalmente se puede realizar cualquier bobinado de una máquina de corriente alterna o continua del tipo en el que los conductores de unión de bobinas superpuestas estén interpuestos.

La Fig. 9 muestra, igual que en las Figs. 6 a 8 una parte de la capa de bobinado situada en la parte más interna. La ilustración ya no muestra de forma idealizada un bobinado plano, sino una sección de un estátor curvado 32 en una máquina de campo radial de rótor interno (o un rótor en una construcción de rótor externo), en cuyas ranuras 34 están colocadas las piezas de forma 2, 3. Con el fin de que el bobinado sea más visible, sólo se han dibujado las caras laterales del estátor 32. El cuerpo del estátor 32 es naturalmente macizo y está fabricado típicamente con chapa electromagnética, que está apilada en la dirección axial. De este modo, las caras laterales del estátor 32 dibujadas se corresponden aproximadamente con las chapas más externas del paquete.

Las piezas de forma 2, 3 están colocadas directamente sobre el fondo en las ranuras 34. Las ranuras 34 se estrechan en sus cabezas, de modo que las piezas en "L" 2 y 3 únicamente se pueden insertar en la dirección axial. Por la cara dirigida hacia el observador ya se ha colocado una capa de piezas de forma 3, mientras que por la cara opuesta se han colocado tres piezas de forma 2.

En la representación curvada de la Fig. 9 se aprecia que los conductores de unión 6 de las piezas en "L" están ligeramente curvados en la dirección radial. Esto sirve por un lado para apilar los conductores de unión en una capa de conductores de unión 28 lo más compacta posible, y por el otro para seguir la dirección del perímetro del estátor. La curvatura de los conductores de unión mostrada puede producirse al colocar las piezas de forma. También es posible fabricar las piezas de forma con la curvatura correspondiente o bien curvarlas antes de la inserción. En la Fig. 9 se aprecia, que en las máquinas de campo radial, las ranuras del estátor se extienden radialmente desde la base hasta la cabeza. De este modo, la distancia entre dos ranuras es menor en la cabeza que en la base. En un bobinado construido con las piezas en "L" mostradas, esta diferencia puede ser compensada fácilmente puesto que no está fijada la distancia exacta entre dos varillas de ranura 8a, 8b unidas por un conductor de unión 6a ó 6b. Además, la zona de unión 13 de la lengüeta de una varilla de ranura 8a u 8b puede colocarse sobre la zona de unión 16 de los conductores de unión 6a ó 6b de una segunda pieza de forma con una tolerancia suficiente y ser unida a ésta.

A continuación, se explicará con la ayuda de las Figs. 10a-c un ejemplo de realización del método para la fabricación de un bobinado. Las figuras muestran respectivamente una vista esquemática sobre la cara ranurada de un estátor o de un rótor, representando el estátor o el rótor seccionados y desplegados en un plano. Aquí no se muestra el estrechamiento de las cabezas de ranura, de modo que la capa de bobinado más alta es visible en su totalidad. Las ranuras están numeradas del 1 al 12, puesto que el esquema de bobinado del ejemplo se repite cada 12 ranuras.

La Fig. 10a muestra el estátor después de finalizar el primer paso del proceso, en el cual se ha colocado cada dos ranuras 1, 3, 5, 7 y así sucesivamente, una pieza de forma 3 por la cara superior en el dibujo en la dirección de la flecha P, y de modo que todos los conductores de unión 6 de las piezas de forma están orientados a la izquierda (en el dibujo). Las piezas de forma 3 se colocan en las ranuras en una sucesión de izquierda a derecha, de modo que el extremo libre del conductor de unión 6 de todas las piezas de forma 3 queda accesible después de la inserción. Las piezas de forma 3 de las ranuras 1, 5, 9 tienen respectivamente en su extremo libre de la varilla de ranura, una lengüeta aplanada y alargada 26 que resulta adecuada para la conexión del bobinado con una barra (no mostrada) de fase para la alimentación de corriente. Las piezas de forma de las ranuras 3, 7 y 11 tienen una lengüeta aplanada 26' que en este ejemplo es más corta que la lengüeta alargada 26 y que se apoya sobre una barra 40 para el punto de estrella.

Después de la colocación de las piezas de forma de esta primera capa (parcial) del bobinado, en un segundo paso del proceso (no representado) se sueldan las lengüetas aplanadas 26' y 26 mediante soldadura láser con las barras situadas debajo.

Tal como se ve en la Fig. 10c, sobre éstas se coloca en las ranuras restantes una pieza de forma 2 por la cara inferior (que en el dibujo queda abajo) en la dirección de la flecha Q, y de modo que todos los conductores de unión 6b de las piezas de forma 2 estén orientados a la derecha. Las lengüetas aplanadas 10b en el extremo libre de las varillas de ranura 8b de las piezas de forma 2 quedan apoyadas sobre los extremos libres de los conductores de unión 6 de las piezas de forma 3. Cuando todas las piezas de forma 2 de esta capa de bobinado están colocadas, entonces las lengüetas aplanadas 10b se sueldan mediante láser con los extremos libres de las piezas de forma 6 que se encuentran debajo. En la realización del bobinado mostrada aquí, las lengüetas aplanadas 10b tienen una ranura 11 a través de la cual el rayo láser alcanza directamente al conductor de unión 6 de la pieza de forma 3.

La Fig. 10c muestra el estátor al final del siguiente paso de proceso, en el que se insertan piezas de forma 1 en cada dos ranuras 1, 3, 5, 7, etc. en la dirección de la flecha P por la cara del estátor que en el dibujo está arriba, de modo que, quedan colocadas exactamente sobre las piezas de forma 3 colocadas en el paso 1. Las lengüetas aplanadas 10a de las piezas de forma 1 quedan apoyadas sobre los extremos libres de los conductores de unión 6 de las piezas de forma colocadas en el paso 2. Después de que todas las piezas de forma 1 estén colocadas, las lengüetas aplanadas 10a de las piezas de forma 1 se sueldan mediante láser con los conductores de unión 6 de las piezas de forma 2 que se encuentran debajo.

Los pasos del proceso descritos en las Figs. 10b y 10c se repiten hasta que las ranuras estén llenas con varillas de ranura, salvo la capa de bobinado superior. Entonces en lugar del paso mostrado en la Fig. 10b en el que se insertan piezas de forma del tipo 2 por la parte inferior, se colocan piezas de forma en "U" del tipo 4, tal como muestra la figura 11. En el dibujo, todavía no se han insertado completamente todas las piezas de forma en "U". Las piezas de forma en "U" 4 representadas con un rayado tienen respectivamente dos varillas de ranura 8b y 8b' que se colocan en las ranuras 2 y 8, 4 y 10, 6 y 12. Cada dos ranuras hay un brazo de ranura de una pieza de forma en "U". Los conductores de unión 7 de las piezas de forma en "U" están apilados en la cara de abajo en forma de escamas igual que los conductores de unión 6 de las piezas de forma en "L". Con ello, las lengüetas aplanadas 10b de las varillas de ranura 8b, 8b' de las piezas de forma en "U" quedan apoyadas sobre los extremos libres de los conductores de unión 6a de las piezas de forma 1 que pertenecen a distintas bobinas, y en un último paso del proceso se sueldan con éstos mediante soldadura láser.

Mediante las piezas de forma en "U" se conectan en serie dos bobinas en espiral. Esto se explica con más detalle a continuación con la ayuda de la Fig. 12. Como se ha mencionado, la Fig.12 es una representación muy esquematizada de una vista sobre una cara lateral de un estátor bobinado y en particular de la cara lateral que en las Figs. 10 y 11 está debajo. La Fig. 12 muestra los cantos laterales de los conductores de unión 6b apilados en varias capas 30. Para facilitar la visualización, se indica mediante una flecha la dirección de la corriente instantánea en una fase. La fase representada con línea continua empieza con una conexión en una barra en el punto A. Desde aquí la fase alcanza la cabeza de la ranura por una bobina en espiral 50 en cuatro capas de bobinado o de conductores de unión 30. La línea de puntos representa un conductor de unión 6 de la cara opuesta del rótor. Con este conductor de unión se une una pieza de forma en "U", cuyo conductor de unión 7 discurre por la cara lateral mostrada. Mediante la pieza de forma en "U" se conectan en serie bobinas 50 y 52 de igual construcción, de modo que la corriente circula por las dos bobinas en sentidos opuestos como se ve claramente por las flechas. En la bobina en espiral 52 la corriente circula, en el instante mostrado, desde la cabeza de la ranura hacia el fondo de la ranura, mientras que en la bobina 50 circula desde el fondo de la ranura hacia la cabeza de la ranura. La fase está conectada al punto estrella en el punto B. Las otras dos fases representadas por trazos y por trazos y puntos tienen también conexiones a las barras así como las piezas en "U" correspondientes a conductores de unión 7 que en la Fig. 12 no están representados.

La Fig. 13 muestra el esquema del bobinado, según el cual se ha realizado el bobinado de las Figs.1 a 12. Muestra cómo las bobinas están distribuidas en las ranuras del estátor, y cómo en este bobinado en cada ranura solamente se encuentra un lado de bobina (bobinado de una capa). El esquema de bobinado se repite cada doce ranuras. El bobinado está realizado como bobinado trifásico con dos ranuras por polo y fase (bobinado de dos huecos). De esto resulta un paso entre polos de seis ranuras, es decir, los polos magnéticos se encuentran a una distancia de seis ranuras uno de otro. En un bobinado sobre un diámetro el ancho de bobina, es decir, la distancia entre los dos lados de una bobina expresada en ranuras, sería de seis. En el bobinado mostrado en la Fig. 13, sin embargo, el ancho de bobina es menor que el paso entre polos, y es igual a cinco, se trata de un bobinado acortado. Mediante el trazado acortado se consigue que en la cara lateral del estátor vayan juntas como máximo las cabezas de tres bobinas. Para la realización del bobinado descrita anteriormente esto significa que se consigue una disposición del bobinado compacta cuando el espesor h de los conductores de unión es un tercio o menor que el espesor H de una varilla de ranura.

Para mayor claridad, en la Fig. 13 la fase V está destacada mediante una línea gruesa. Las otras fases U, W discurren correspondientemente. La fase V comprende dos bobinas 50, 52 conectadas en serie, que aquí están representadas de forma simplificada por anillos cerrados (de hecho se trata de espirales con, por ejemplo, ocho vueltas). La bobina 50 está unida eléctricamente por una parte con la barra 44 de la fase V y por otra parte con la bobina 52, mediante una pieza de unión 7 que pasa sobre seis ranuras y que puede ser, por ejemplo, una pieza de forma en "U". Ésta está unida eléctricamente con la barra designada Y del punto estrella 40 (en una realización no mostrada en la figura 13). La dirección de la corriente en un instante está indicada por la flecha. Las dos bobinas 50, 52 se encuentran en ranuras vecinas con sus lados de bobina contiguos, de modo que la corriente en las dos ranuras vecinas circula en la misma dirección. Entre los lados de bobina de una bobina 50, 52 hay 4 lados de bobina respectivamente de bobinas de otras fases.

La disposición de las cabezas de bobinado no está representada en la Fig. 13. Sin embargo, si los conductores de unión descritos anteriormente se apilan por capas de modo compacto, entonces casi no quedan espacios intermedios en el compacto "paquete de cabeza de bobinado". Las piezas de unión 7 necesarias para la conexión en serie de dos bobinas se encuentran ventajosamente por este motivo bien en la cabeza, bien en el fondo de ranura, es decir, en el borde del paquete de cabeza de bobina. Cuando el bobinado se compone esencialmente de bobinas en espiral, (es decir, bobinas en las que los conductores de unión no se cruzan en dirección radial) entonces dos bobinas 50, 52 se conectan en serie mediante una pieza de unión 7 de tal modo que en un instante la corriente circula en una bobina en dirección hacia la cabeza de ranura y en la otra, en dirección hacia el fondo de ranura. Puesto que las dos bobinas 50, 52 son idénticas en la construcción por el apilado en capas descrito anteriormente, las dos bobinas 50 y 52 están conectadas en serie por la pieza de unión 7 de modo que la corriente alterna circula en sentido contrario por las dos espirales, es decir, con sentidos de giro opuestos. Mediante esta conexión una tras otra, todas las conexiones de las fases a las barras para la alimentación de corriente 42, 44, 46 así como el punto estrella 40, se encuentran automáticamente en una de las caras radiales del paquete de la cabeza de bobinado, es decir, en el otro lado de las piezas de unión. Ventajosamente, las barras se disponen también en este lado.

Alternativamente se conectan en serie 4 u otro número par de bobinas, tal como se muestra en la Fig. 13. En el esquema de bobinado de la Fig. 13, dos pares de bobinas conectadas en serie están conectas a su vez en serie por la pieza de unión 48. Las piezas de unión 48 pueden estar construidas igual que las piezas de unión 7; según otra realización, éstas forman sectores de una barra adicional, tal como se describirá más adelante.

Las Figs. 14 - 19 muestran ejemplos de realizaciones compactas del paquete de barras. Las barras rodean el estátor, de modo que a lo largo de la periferia pueden conectarse en ellas varias bobinas o grupos de bobinas conectadas en paralelo. Puesto que, en general, por las barras que sirven para alimentar la corriente circula una corriente elevada, para minimizar las pérdidas óhmicas las barras tienen una sección relativamente grande y necesitan por ello mucho espacio. Con el fin de mantener la dimensión axial del estátor lo más pequeña posible, en los ejemplos mostrados, las barras están dispuestas en la zona junto a las aberturas de las ranuras en una cara lateral del estátor. En la disposición compacta de la cabeza de bobina descrita anteriormente, esta superficie en la cara lateral permanece libre de todos modos y puede ser utilizada con economía de espacio para la alimentación de corriente. Los paquetes de barras mostrados son adecuados especialmente para la conexión del bobinado descrito anteriormente, aunque, en principio, pueden ser combinados con cualquier bobinado.

La Fig.14 muestra un ejemplo de disposición de las barras para un bobinado de corriente trifásica según una primera realización. Aquí, las barras, tal como ya se ha dicho, están situadas hacia el fondo de las ranuras detrás de las cabezas de bobina y están unidas mediante las conexiones 49 con la fuente de corriente trifásica. Las barras mostradas en la Fig. 14 están apiladas en la dirección de la longitud de la ranura, es decir, en la dirección axial, de modo que, cada barra individual se encuentra directamente junto a la cabeza de bobina que está en la cara interior. Los puntos de unión 60, 62 para la conexión de las fases a las barras están así situados en la cara interior de las barras. De este modo el bobinado puede unirse a las barras 40, 42, 44, 46 directamente y sin otras piezas de unión, por ejemplo, por soldadura fuerte o blanda, por ejemplo, cuando el bobinado está construido con lengüetas alargadas 26 en el extremo de las varillas de ranura, que llegan hasta los puntos de unión 60, 62.

Sin embargo, aquí debe garantizarse que cada lengüeta alargada 26 únicamente esté en contacto con una barra 40, 42, 44, o 46. Para este fin, las barras 42, 44, 46 están provistas de un recubrimiento aislante, que en los puntos de unión 62 tiene ventanas que están desplazadas unas respecto de las otras, de modo que cada lengüeta 26 esté en contacto como máximo con una ventana. Según otra variante mostrada en las Figs. 14, 16 y 17 los anillos de corriente tienen en los puntos de contacto 62 elevaciones, llamadas protuberancias para soldadura 63, que sobresalen radialmente hacia adentro. Cuando una lengüeta alargada está en contacto y se suelda, entonces, simultáneamente se mantiene separada de las otras barras. La protuberancia para soldadura 63 se estampa, por ejemplo, en las barras 42, 44, 46, y en los puntos donde debe haber una protuberancia para soldadura 63 se estampan en dirección axial de modo que se forma una protuberancia de material desplazado en la cara interior en dirección radial de la barra. El material arrastrado puede tomar la forma, por ejemplo, de una banderola saliente (ver Fig. 17).

Pero en su caso, el bobinado no solo está unido con las barras para la alimentación de corriente, sino que también lo está con una barra para la unión de las tres fases, el llamado punto estrella. Alternativamente, las fases pueden estar conectadas en triángulo, de modo que no se precisa barra para el punto estrella. Puesto que en una fuente de corriente trifásica las tres fases están desfasadas unas de otras 120º, la suma de estas corrientes que circulan por el punto estrella es en cada instante igual a cero. Por esta razón, la barra para el punto estrella 40, con el fin de ahorrar espacio, tiene para conducción de corriente una sección menor que las barras 42, 44, 46, y en la dirección axial es menos gruesa que las otras barras 42, 44, 46. Puesto que la barra de punto estrella 40 en el ejemplo mostrado en la Fig. 14 es demasiado fina para que se pueda soldar a la superficie radial interna una pieza de forma del bobinado, ésta, en lugar de protuberancias para soldadura 63, tiene abrazaderas 60 que se extienden en dirección axial sobre las superficies internas radiales de las otras barras. Sobre estas abrazaderas se pueden soldar por ejemplo las lengüetas alargadas de piezas de forma 3. Para mayor visibilidad la barra del punto estrella 40 con las abrazaderas 60 está representada en la Fig. 15 sin las otras barras.

El paquete de barras mostrado en la Fig. 14 es apropiado para la conexión de un bobinado trifásico con cualquier esquema. Por el contrario, el paquete de barras mostrado en la Fig.16 es apropiado especialmente para la conexión de la realización de un bobinado trifásico con cuatro bobinas conectadas en serie. Éste tiene los mismos componentes que el de la Fig.14, especialmente las tres barras 42, 44, 46 superpuestas axialmente para la conexión del bobinado a la alimentación de corriente, que tienen puntos de unión 62 en forma de protuberancias para soldadura 63, así como una barra 40 para el punto estrella, que está provista de abrazaderas 60, que se extiende sobre la superficie interior radial como mínimo sobre una barra. Además, tiene una barra adicional, esto es una barra-segmento de sector 48, que está dispuesta sobre la cara radial interior del paquete de barras, donde los puntos de unión 60 y 62 de las otras barras 40, 42, 44, 46 son accesibles a través de aberturas correspondientes en la barra de sector 48 y se puede hacer contacto con ellas. La barra-segmento de sector 48 no es continua sino que consta de segmentos de sector aislados entre sí. Éstos forman respectivamente las piezas de unión entre dos pares de bobinas conectadas en serie, indicadas por 48 en el esquema de bobinado de la Fig. 13. A este fin, las lengüetas alargadas 26 de las piezas de forma 3 de los distintos pares de bobinas 52 y 54 están soldadas con los dos extremos de un sector 48.

Según otra realización, las barras no están apiladas axialmente sino radialmente, tal como se muestra en la Fig. 18a. En esta disposición sólo hay una barra 46 dispuesta directamente colindante con las cabezas de bobina, mientras que las otras barras 42, 44 no tienen acceso directo al bobinado. Por este motivo todas las barras están provistas de lengüetas 61 que sobresalen radialmente hacia el interior, en su caso sobre otras barras o sobre las cabezas de bobina. Para la conexión del bobinado, estas lengüetas 61, por ejemplo, se doblan en su extremo hacia adentro y la lengüeta alargada 26 de una pieza de forma 3 se suelda sobre el extremo doblado. También en este ejemplo de realización se puede disponer radialmente una barra dividida en sectores 48 sobre la cara interior del paquete de barras, o se puede colocar una barra para el punto estrella radialmente sobre la cara interior o axialmente sobre las otras barras 42, 44, 46. Las barras pueden fabricarse, por ejemplo, cortando un anillo de una plancha. Sin embargo, en este se produce relativamente mucho recorte sobrante. Por este motivo las barras se fabrican mediante el curvado de varillas de sección adecuada o se componen de sectores de anilla individuales. La Fig. 18b nuestra una barra 40, 42, 44, 46 compuesta de sectores de anilla individuales. Ventajosamente los sectores se unen entre sí por ajuste con presión, insertando con presión salientes 47 en receptáculos correspondientes. Ventajosamente las barras de este tipo se componen en un paquete, de modo que los puntos de unión entre los sectores de barras superpuestas están desplazados entre sí, con el fin de aumentar la estabilidad del paquete de barras.

La Fig.19 muestra una realización de un bobinado en un estátor de una máquina eléctrica de campo radial con un paquete de barras, que corresponde al mostrado en la Fig.18. Aquí se ve claramente la utilización del volumen con ahorro de espacio en la cara lateral del estátor 32, así como la disposición interpuesta de los conductores de unión 6 de las bobinas superpuestas.

Los bobinados descritos en los ejemplos de realización se pueden fabricar con pocas piezas sencillas distintas y se caracterizan por una disposición de las cabezas de bobina con ahorro de espacio.

Claims

1. Procedimiento para la fabricación de un bobinado con piezas de forma para un estátor o un rótor de máquina eléctrica con ranuras (34), en el que el bobinado acabado comprende varias bobinas superpuestas (50, 52, 50', 52', 50'', 52'') con como mínimo una vuelta completa, que tienen conductores de unión (6) situados en las caras laterales del estátor o del rótor, en el que los conductores de unión (6) de bobinas superpuestas (50, 52, 52', 50'', 52'') están colocados interpuestos y en capas (28, 30),

caracterizado porque se utilizan piezas de forma en "L", y el bobinado se fabrica por capas y la fabricación tiene un ciclo repetitivo con una secuencia que comprende los pasos a y b: (a) colocación de las piezas de forma en "L" (1, 2, 3) en las ranuras del estátor o del rótor hasta que se completa una capa o una parte de una capa, y (b) unión de las piezas de forma colocadas en el paso (a) con barras de alimentación (42, 22, 46) o con piezas de forma colocadas en el ciclo anterior (1, 2, 3).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las piezas en forma de "L" (1, 2, 3) se colocan por las caras laterales en las ranuras (34) del estátor o del rótor (32) y se unen en un bobinado, de modo que el extremo libre de un brazo de varilla de ranura (8) de una primera pieza de forma (1) se une, especialmente se suelda, con el brazo de conductor de unión (6) de una pieza de forma (2) colocada por la cara lateral opuesta.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los pasos mencionados en la reivindicación 1 se repiten hasta que como mínimo se han llenado algunas ranuras o una capa de ranuras, y entonces en estas ranuras se colocan piezas de forma (4), que son adecuadas para la conexión de las bobinas (50, 52).

4. Bobinado para una máquina eléctrica con un estátor y/o un rótor con ranuras (34), en el que el bobinado comprende varias bobinas superpuestas (50, 52, 50', 52', 50'', 52'') con como mínimo una vuelta completa fabricada con piezas de forma (1, 2, 3), en el que las bobinas (50, 52, 50', 52', 50'', 52'') tienen varillas de ranura (8) y conductores de unión (6) situados en las caras laterales del estátor o del rótor, en el que los conductores de unión (6) de la bobinas superpuestas (50, 52, 52', 50'', 52'') están colocados interpuestos y en capas (28, 30), caracterizado porque está fabricado mediante la colocación de piezas de forma en "L" (1, 2, 3) por capas en las ranuras (34) y mediante la soldadura de puntos de unión de las piezas de forma (13, 16) que quedan cubiertos por piezas de forma (1, 2, 3) de la siguiente capa (28, 30) de piezas de forma (1, 2, 3) colocada.

5. Bobinado para una máquina eléctrica con un estátor y/o un rótor (32) con ranuras (34) según la reivindicación 4, caracterizado porque un brazo de una pieza de forma en "L" constituye una varilla de ranura (8a, 8b) situada en una ranura y el otro brazo constituye un conductor de unión (6a, 6b) situado en una cara lateral del estátor o del rótor.

6. Bobinado para una máquina eléctrica con un estátor y/o un rótor con ranuras (34) según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque comprende varias bobinas que están construidas con las varillas de ranura (8) situadas en las ranuras y con los conductores de unión (6) situados en las caras laterales del estátor o del rótor, en el que los conductores de unión (6) son más planos que las varillas de ranura (8), en el que el bobinado está realizado como un bobinado polifásico acortado con 2 ranuras (34) por polo y por fase.

7. Bobinado para una máquina eléctrica con un estátor y/o un rótor con ranuras (34) según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el bobinado comprende varias bobinas (50, 52, 50', 52', 50'', 52'') que están construidas con las varillas de ranura (8) que están en las ranuras y con los conductores de unión (6) situados en las caras laterales del estátor o del rótor, en el que se conectan en serie por lo menos dos bobinas (50, 52), en el que la corriente circula en una de las bobinas (50) en dirección hacia la cabeza de la ranura y en la otra bobina (52) en dirección hacia el fondo de la ranura.

8. Bobinado según la reivindicación 7, caracterizado porque dos bobinas (50, 52) conectadas una después de otra están conectadas en serie por una pieza de unión en forma de "U" (4), la cual está formada por dos brazos de ranura (8b, 8b') y por un conductor de unión (7).

9. Bobinado según la reivindicación 7 ó 8, caracterizado porque la corriente circula con sentidos de rotación opuestos en dos bobinas conectadas una después de otra (50, 52).

10. Bobinado según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque los comienzos (26) de la bobinas están todos en el mismo lado -en la dirección de la profundidad de ranura- de los conductores de unión (6).

11. Bobinado según una de las reivindicaciones 4 a 10, caracterizado porque los conductores de unión (6) están configurados más planos y más anchos que las varillas de ranura (8).

12. Bobinado según una de las reivindicaciones 4 a 11, caracterizado porque en las bobinas superpuestas (50, 52, 50', 52', 50'', 52'') los conductores de unión (6) son tanto más planos que las varillas de ranura (8), para que la capa (28, 39) de conductores de unión (6) correspondientes a una capa de varillas de ranura (8) no sea más alta que una varilla de ranura (8).

13. Bobinado según una de las reivindicaciones 4 a 12, caracterizado porque los conductores de unión (6) en las caras laterales del estátor o del rótor, discurren inclinados respecto a la línea de unión de las dos ranuras (34) cuyas varillas de ranura (8) están unidas por los correspondientes conductores de unión (6).

14. Bobinado según una de las reivindicaciones 4 a 13, caracterizado porque una bobina (50, 52, 50', 52', 50'', 52'') está configurada de modo que los conductores de unión (6a) colocados en una cara lateral, unen varillas de ranura (8a, 8b) de la misma capa y los conductores de unión (6b) colocados en la otra cara lateral unen varillas de ranura (8a, 8b) de capas colocadas encima -en la dirección de la profundidad de ranura-.

15. Bobinado según una de las reivindicaciones 4 a 14, caracterizado porque las piezas de forma están construidas con varias capas.

16. Bobinado según una de las reivindicaciones 4 a 15, caracterizado porque las piezas de forma en "L" (1, 2, 3) están fabricadas con dos piezas de forma en "I" con distintas formas de sección y/o de área de sección.

17. Bobinado según una de las reivindicaciones 4 a 16, caracterizado porque las varillas de ranura (8a, 8b) de las piezas de forma en "L" tienen en su extremo libre una lengüeta aplanada (10a, 10b).

18. Bobinado según la reivindicación 17, caracterizado porque los conductores de unión (6a, 6b) de las piezas de forma en "L" tienen en su extremo libre un punto de unión (16), sobre el que se puede colocar la lengüeta aplanada (10a, 10b) de una segunda pieza de forma para la unión con la segunda pieza de forma.

19. Bobinado según una de las reivindicaciones 4 a 18, caracterizado porque entre una varilla de ranura (8) y un conductor de unión (6) unido con aquella, no existe codo alguno en dirección de la profundidad de ranura (8).

20. Bobinado según una de las reivindicaciones 6 a 19, caracterizado porque el bobinado está realizado como un bobinado trifásico de dos huecos con un ancho de bobina de 5 ranuras.

21. Bobinado según una de las reivindicaciones 4 a 20, caracterizado porque varias bobinas conectadas en paralelo o varios grupos de bobinas están conectadas a una barra circundante.