ES2238508T3 - Metodo y aparato para la fabricacion de un estator de generador de ac para vehiculo. - Google Patents
Metodo y aparato para la fabricacion de un estator de generador de ac para vehiculo.Info
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Abstract
Un aparato para la fabricación de un estator de alternador para un vehículo que equipa un núcleo de estator anular (1) que tiene ranuras (2) alineadas circunferencialmente con segmentos conductores (3, 31, 32), que incluye: un soporte de conductores (21, 22) que retiene las porciones rectas de dichos segmentos conductores (3, 31, 32) en sus lados opuestos; un mecanismo de movimiento axial (214) que mueve dicho soporte de conductores (21, 22) en la dirección axial con relación a un núcleo de estator (1); y un sujetador (16) que ajusta a presión porciones de espira (31a, 32a) de dichos segmentos conductores (3, 31, 32) en dicho núcleo del estator (1) en una dirección axial de dicho núcleo del estator (1), en el que: bordes de dichas porciones rectas (31b, 31c, 32b, 32c) son insertadas en dichas ranuras cuando dicho soporte de conductores (21, 22) se mueve con relación a dicho núcleo del estator por dicho mecanismo de movimiento axial (214), caracterizado porque dicho sujetador (16) comprendeun soporte circunferencial (16a) que restringe el movimiento de las porciones de espira (31a, 32a) de dichos segmentos conductores (3, 31, 32) en una dirección circunferencial de dicho núcleo de estator (1) cuando dicho sujetador (16) presiona, adicionalmente, dichas porciones rectas.
Description
Método y aparato para la fabricación de un
estator de generador de AC para vehículo.
La presente invención se refiere a un método y a
un aparato para la fabricación de un estator de generador de AC
para un vehículo, tal como un vehículo de pasajeros o un
camión.
Desde que se ha requerido que el generador de AC
para un vehículo sea más potente, se requiere que la resistencia
del arrollamiento del estator sea cada vez menor, reduciendo de
esta manera la longitud del alambre magnético.
Se conoce bien que una pluralidad de segmentos
conductores configurados en forma de U son insertados,
respectivamente, en ranuras de un núcleo de estator en la misma
dirección y se conectan entre sí para formar un arrollamiento de
estator, incrementando de esta manera la potencia de salida de un
generador de AC de vehículo, como se describe en la Publicación
Internacional Número WO 92/06527 (1992). Debido a que los segmentos
conductores configurados en forma de U se pueden disponer muy
regularmente en esta estructura, se puede incrementar el factor de
espacio de las ranuras y su potencia de salida.
Antes de que porciones de espiras de los
segmentos conductores sean retorcidas en un proceso de fabricación
de la estructura convencional indicada anteriormente, un soporte
anular 310 retiene las porciones de las espiras 301a, 302a, 303a de
los segmentos conductores 301, 302, 33, como se muestra en la
figura 16 de la presente solicitud. Las porciones rectas 301b, 302b,
303b son insertadas en herramientas de torsión 311, 312, que son
retorcidas con respecto al soporte anular 310 en direcciones
opuestas entre sí en un ángulo de T/2 (T es un ángulo de paso del
polo). Como resultado, las porciones rectas 301b, 302b, 303b de los
segmentos 301, 302, 303 son retorcidas a T/2, como se muestra en la
figura 17.
Debido a que el soporte anular 310 retiene
porciones de arco enteras de las porciones de espira 301a, 302a,
303a de los segmentos 301, 302, 303, los extremos de la bobina son
más largos que los extremos de la bobina formados sin utilizar el
soporte anular 310. Es decir, que la longitud del alambre es más
larga.
En este método convencional, cuando los segmentos
301, 302, 303 son insertados en las ranuras, los segmentos 301,
302, 303 son retenidos por el soporte anular 310 en las porciones
de espiras 301a, 302a, 303a. Las porciones rectas 301b, 202b, 303b
son insertadas en las ranuras solamente con las porciones de espiras
301a, 302a, 303a retenidas.
En este método, los segmentos 301, 302, 303 son
retenidos solamente en las porciones de espiras 301a, 302a, 303a
que están dispuestas sobre el extremo del núcleo del estator que
está opuesto al extremo desde el que se insertan los segmentos en
las ranuras. Por lo tanto, las porciones rectas 301b, 302b, 303b no
se pueden colocar con exactitud, y los segmentos 301, 302, 303
pueden colisionar de manera que se pueden dañar las paredes
interiores de las ranuras cuando se insertan los segmentos
conductores en las ranuras. Si se incrementa el número de las
ranuras, entonces se reduce la distancia entre las ranuras, y se
requiere una mayor exactitud del método. Sin embargo, es difícil
proporcionar tal exactitud alta con este método.
El documento
GB-A-644761 describe un aparato para
la fabricación de una armadura para máquinas
dinamo-eléctricas, que comprende las características
del preámbulo de la reivindicación 1.
La presente invención se hace para resolver los
problemas mencionados anteriormente y para proporcionar un método y
un aparato para la fabricación de un estator que mejora la
exactitud en la inserción de los segmentos en las ranuras.
La presente invención consiste en proporcionar un
método y un aparato para la fabricación de un estator que reduce
los daños a los segmentos y que forma los extremos cortos de la
bobina.
Para conseguir los objetos anteriores, se
proporciona un aparato de acuerdo con las características de la
reivindicación 1 y un método de acuerdo con las características de
la reivindicación 12.
Otras formas de realización ventajosas de la
invención se definen en las reivindicaciones dependientes 2 a 11 y
13 a 15, respectivamente.
La figura 1 es un a vista en perspectiva de un
núcleo de estator, de aisladores y segmentos de un estator de
acuerdo con una forma de realización preferida de la invención.
La figura 2 es una vista en perspectiva de
segmentos antes de la torsión.
La figura 3 es una vista en perspectiva de una
herramienta de torsión para las porciones de espiras.
La figura 4 es una vista de la sección
transversal de la herramienta de torsión para las porciones de
espiras.
La figura 5 es una vista fragmentaria de la
sección transversal de los segmentos y un sujetador de
segmentos.
La figura 6 es una vista en perspectiva de
segmentos retorcidos.
La figura 7 es una vista esquemática que ilustra
una etapa de extracción de los segmentos fuera de la herramienta de
torsión.
La figura 8 es una vista esquemática que ilustra
los segmentos retenidos por un soporte lateral exterior y un
soporte lateral interior.
La figura 9 es una vista esquemática que ilustra
una etapa de inserción de porciones extremas de los segmentos en
las ranuras.
La figura 10 es una vista esquemática que ilustra
una etapa de retirada de los segmentos conductores desde un soporte
exterior y un soporte interior.
La figura 11 es una vista esquemática que ilustra
una etapa de inserción de los segmentos en las ranuras.
La figura 12 es un vista fragmentaria de la
sección transversal del estator.
La figura 13 es una vista fragmentaria en
perspectiva del estator.
La figura 14 es un diagrama de flujo que ilustra
las etapas de fabricación del estator.
La figura 15 es una vista esquemática que ilustra
una variación de la etapa de inserción de los segmentos en las
ranuras; y
Las figuras 16 y 17 son vistas esquemáticas,
respectivamente, que ilustran un aparato convencional para la
torsión de las porciones de espira.
Una primera forma de realización de la presente
invención se describe en detalle con referencia a los dibujos que
se acompañan.
Primera forma de
realización
Un método y un aparato para la fabricación de un
estator de generador de AC para un vehículo de acuerdo con una
primera forma de realización de la presente invención se describen
en detalle con referencia a las figuras 1 a 14. La figura 1 es una
vista en perspectiva de un núcleo de estator, de aisladores y
segmentos utilizados en la fabricación de un estator.
Una pluralidad de segmentos conductores 3
configurados en forma de U (referidos en adelante como "los
segmentos") se insertan, respectivamente, en una pluralidad de
ranuras 2 formadas sobre un núcleo de estator cilíndrico en la
dirección circunferencial y porciones marginales de los segmentos
están conectadas para formar un arrollamiento de estator.
Un alambre de cobre que tiene una sección
transversal rectangular está cortado en segmentos que tienen una
longitud predeterminada, que se dobla para formar los segmentos
configurados en forma de U 3. Como se muestra en la figura 2,
existen dos tipos de segmentos 3 configurados en forma de U, un
segmento grande y un segmento pequeño. La porción de espira 32a del
segmento grande 32 rodea la porción de espira 31a del segmento
pequeño 31. Las porciones de borde 32d, 32e del segmento grande 32
tienen superficies cónicas que descienden desde el lado exterior
hacia el lado interior del mismo, y las porciones de borde 32d, 32e
del segmento pequeño 31 tienen superficies cónicas que descienden
desde el lado interior hasta el lado exterior del mismo.
La figura 3 es una vista en perspectiva de una
herramienta de torsión para las porciones de espira de los
segmentos 3. La figura 4 es una vista de la sección transversal de
la herramienta de torsión para las porciones de espira. La
herramienta de torsión 10 para la porción de espira incluye un
miembro de torsión interior 11, un miembro de torsión exterior 12,
mecanismos de torsión 13, 14 para el arrollamiento de los miembros
de torsión interiores y exteriores 11, 12, respectivamente, un
controlador 15, un sujetador de segmentos 16 y un empujador de
segmentos 17.
Los taladros de los segmentos 111, 112 para las
porciones rectas 31b, 32b de los segmentos 3 insertados y retenidos
allí se forman lado a lado radialmente en la herramienta de torsión
del segmento interior 11. Se forman tantos taladros de segmentos
111, 112 (por ejemplo, 36) como corresponden al número de las
ranuras 2 en la dirección circunferencial a intervalos iguales. En
otras palabras, se forman 36 taladros de segmentos 111, 112 en un
círculo a intervalos iguales. Los taladros de los segmentos 121,
122 de la herramienta de torsión del miembro exterior 12 son los
mismos que los taladros 111, 112 del miembro de torsión interior
11. Como resultado, se forman cuatro taladros de segmentos 111, 112,
121, 122 en una línea radial desde los miembros de torsión
interiores 11 hasta el miembro de torsión exterior 12.
Una pareja de segmentos doblados grandes y
pequeños 3 mostrados en la figura 3 se insertan al mismo tiempo en
los taladros de los segmentos 111, 112, 121, 122 de los miembros de
torsión interior y exterior 11, 12.
Después de que los segmentos 31, 32 han sido
insertados en todos los taladros de segmentos 111, 112, 121, 122,
el sujetador anular 16 es puesto en contacto con la porción de
espira 32a del segmento grande 32 desde el lado superior de los
miembros de torsión interior y exterior 11, 12. Debido a que la
porción de espira 31a del segmento pequeño 31 está rodeada por la
porción 32a del segmento grande 32, la porción de espira 31a del
segmento pequeño 31 es presionada hacia abajo por la porción de
espira 32a del segmento grande 32. De esta manera, se previene que
los segmentos pequeño y grande 3 sobresalgan desde los taladros de
los segmentos 111, 112, 121, 122.
La figura 5 es una vista fragmentaria de la
sección transversal de los segmentos insertados en los taladros de
los segmentos y el sujetador de los segmentos. El sujetador de los
segmentos 16 incluye proyecciones cilíndricas 16a insertadas en la
dirección axial entre las porciones de espiras adyacentes 31a, 32a
de los segmentos pequeños y grandes 3. La proyección 16a está
dispuesta en la porción radialmente central de las porciones de
espira 31a, 32a para retener la parte central de las porciones de
espira 31a, 32a entre sus lados circunferencialmente opuestos, para
restringir de esta manera el movimiento circunferencial de las
porciones centrales.
Los miembros de torsión interior y exterior 11 y
12 son retorcidos por los mecanismos de torsión 13, 14, que son
controlados, respectivamente, por el controlador 15. El miembro de
torsión interior 11 retuerce en sentido contrario a las agujas del
reloj, como se ve desde una porción por encima de la herramienta de
torsión 10 de la porción de torsión, y el miembro de torsión
exterior 12 retuerce en sentido horario, respectivamente, en un
ángulo T/2 (es decir, un paso y medio de ranura). Por lo tanto, las
porciones de torsión 31a, 32a de los segmentos pequeño y grande 3
son retorcidas en la dirección circunferencial.
Cuando las porciones de espira 31a, 32a son
retorcidas, la proyección 16a no retiene las porciones de espira
31a, 32a, excepto en la porción radialmente central de las
porciones de espira 31a, 32a en la dirección circunferencial.
Cuando las porciones rectas 31b, 31c, 32b, 32c de los segmentos
pequeño y grande 3 se ensanchan en la dirección circunferencial en
la etapa de torsión del lado de las porciones de espira 31a, 32a,
solamente la parte central de las porciones de espira 31a, 32a
están fijadas, de manera que los dos lados de las porciones de
espira se pueden doblar ligeramente en una línea curvada. De esta
manera, se puede proporcionar los segmentos pequeño y grande 3, que
tienen porciones de espira retorcidas 31a y 32a, como se muestra en
la figura 6. Es importante que ambos miembros de torsión 11 y 12
sean retorcidos uno con relación al otro. Por lo tanto, uno de los
miembros de torsión 11, 12 se puede retorcer si el otro está
fijo.
A continuación se describen las etapas de
tracción de los segmentos pequeño y grande 3 que tienen las
porciones de espira retorcidas 31a, 32a fuera de la herramienta de
torsión 10 y la inserción de los mismos en las ranuras 2 del núcleo
del estator.
La figura 7 es una vista esquemática que ilustra
la etapa de tracción de los segmentos retorcidos fuera de la
herramienta de torsión, y la figura 8 es una vista esquemática que
ilustra los segmentos retenidos por un soporte exterior y un
soporte interior. El empujador del segmento 17 está dispuesto debajo
de los miembros de torsión interior y exterior 11 y 12. Cuando se
eleva el empujador del segmento 17, las porciones de borde 31d,
31e, 32d, 32e de los segmentos pequeño y grande 3 retorcidos por la
herramienta de torsión 10 son empujadas hacia arriba en la
dirección axial. De acuerdo con ello, las porciones rectas 31b,
31c, 32b, 32c de los segmentos 32 son arrastradas parcialmente fuera
de los taladros de los segmentos 111, 112, 121, 122. Los soportes
exterior e interior 21 y 22 retienen las porciones arrastradas
hacia fuera de las porciones rectas 31b, 31c, 32b, 32c.
El soporte exterior 21 tiene miembros dentados
211 y un soporte dentado 212. El soporte dentado 212 es un miembro
cilíndrico que tiene 36 taladros pasantes rectangulares 212a que se
extiende radialmente en correspondencia con las 36 ranuras del
núcleo del estator 1. Cada uno de los miembros dentados 211 tiene
una porción de base 211a que tiene una sección transversal
rectangular y un diente 211b que se extiende radialmente hacia
dentro desde un lado de la porción de base 211a. La sección
transversal de la porción de base 211a corresponde a la forma del
taladro 212a. La porción de base 211a del miembro dentado 211 se
inserta en uno de los taladros 212a. Los miembros dentados 211 se
pueden mover en la dirección radial por el mecanismo de
accionamiento 215.
El soporte interior 22 incluye una pluralidad de
miembros de soporte interiores 221 configurados en forma de abanico
y un dispositivo de extrusión 222 que extruye los soportes
interiores 221 en la dirección radialmente externa. El extremo
radialmente interno de los miembros de soporte 221 tiene una
superficie que se estrecha cónicamente desde arriba hacia abajo. El
dispositivo de extrusión 222 tiene una porción inferior configurada
en forma de cono con la punta hacia abajo.
Los miembros dentados 211 se mueven radialmente
hacia dentro para insertar las porciones dentadas 211b entre las
porciones rectas 31b, 31c, 32b, 32c adyacentes entre sí, que se
extienden desde los taladros de segmentos 111, 112, 121, 122. El
borde de la porción dentada 211b está estrechado cónicamente, de
manera que se puede insertar fácilmente entre las porciones rectas
31b, 31c, 32b, 32c.
Las porciones rectas 31b, 31c, 32b, 32c son
retenidas entre la superficie interior 211d de una porción dentada
211b y la superficie exterior 211e de la porción dentada adyacente
211b. Debido a que los segmentos 3 son impulsados en la medida de
una longitud en la dirección axial antes de ser retenidos por los
miembros dentados 211, las porciones rectas 31b, 31c, 32b, 32c de
los segmentos se pueden retener en porciones inferiores en la misma
longitud que sus extremos superiores.
El dispositivo de extrusión 222 se puede mover
hacia arriba y hacia abajo por el mecanismo de accionamiento 223.
La superficie interior del soporte interior 221 está en contacto
con la superficie cónica del dispositivo de extrusión 222. Por lo
tanto, los miembros de soporte 221 se mueven en un movimiento
radialmente hacia fuera hacia abajo del dispositivo de extrusión
222, y la superficie exterior 221a del soporte interior 221 se pone
en contacto con la porción recta más interna 32b de cuatro
segmentos 3 alineados en una dirección radial, empujando de esta
manera las porciones rectas 31b, 31c, 32b, 32c radialmente hacia
fuera.
Por otra parte, una superficie de soporte
exterior 211c de la porción dentada 211b se acopla con la porción
recta más externa 32c de los cuatro segmentos 3 cuando los miembros
dentados 211 se mueven hacia dentro, empujando de esta manera las
porciones rectas 31b, 31c, 32b, 32c radialmente hacia dentro. Por lo
tanto, los cuatro segmentos alineados 3 son retenidos por la
superficie exterior 221a del soporte interior 221 y por la
superficie de retención exterior 211c del soporte exterior 21 en la
dirección radial.
El soporte exterior 21 y el soporte interior 22
retienen las porciones rectas 31b, 31c, 32b, 32c y se mueven hacia
arriba para empujar los segmentos 3 fuera de la herramienta de
torsión 10. Cuando el soporte exterior 21 y el soporte interior 22
se mueven hacia arriba, el soporte interior 22 y una placa de
soporte 213 del soporte exterior 21 se mueven por los mecanismos de
accionamiento 214, 224 que deben sincronizarse entre sí.
La figura 9 es una vista esquemática que ilustra
una etapa de inserción de los segmentos en las ranuras del núcleo
del estator 1 desde su borde; la figura 10 es una vista esquemática
que ilustra una etapa de retirada del soporte exterior y del
soporte interior desde los segmentos; y la figura 11 es una vista
esquemática que ilustra una etapa de ajuste a presión de los
segmentos en las ranuras.
Como se muestra en la figura 9, el núcleo del
estator 1 está equipado con aisladores 4 y está colocado en la
herramienta de montaje 20. El núcleo del estator 1 está colocado de
tal manera que cada una de las ranuras está colocada opuesta a uno
correspondiente de los segmentos 3 retenidos por el soporte exterior
21 y el soporte interior 22. El soporte exterior 21 y el soporte
interior 22 son bajados desde una porción por encima del núcleo del
estator 1 para insertar los segmentos 3 en las ranuras 2 desde las
porciones de borde 31d, 31e, 32d, 32e.
En esta etapa, el soporte exterior 21 y el
soporte interior 22 retienen las porciones rectas 31b, 31c, 32b,
32c de los segmentos 3 en la porción inferior a lo largo de la
longitud elevada por el empujador del segmento 17. Debido a que las
porciones rectas 31b, 31c, 32b, 32c están retenidas en la posición
próxima a las porciones de borde 31d, 31e, 32d, 32e, se puede
asegurar una alta exactitud en comparación con el aparato que
soporta sólo las porciones de espira 31a, 32a. En otras palabras,
los soportes 21, 22 no sólo son soportes para retener una
pluralidad de segmentos a mover, sino que son guías para guiar las
porciones de borde de los segmentos hasta las aberturas de las
ranuras 2. En la descripción anterior de la presente invención, la
porción recta más externa 32c y la porción recta más interna 32b de
los cuatro segmentos 3 dispuestos en una línea radial tienen una
superficie cónica. Por lo tanto, los cuatro segmentos 3 se pueden
insertar fácilmente en las ranuras 2.
Cuando las porciones rectas 31b, 31c, 32b, 32c de
los segmentos 3 se insertan en las ranuras 2, ambos lados
circunferenciales de las porciones de espira 31a, 32a están
soportados por las proyecciones 16a del sujetador del segmento 16.
Por lo tanto, se pueden prevenir que los segmentos 3 se deslicen en
la dirección circunferencial, de manera que se puede mejorar la
exactitud de la colocación.
Como se muestra en la figura 10, después de que
las porciones rectas 31b, 31c, 32b, 32c de los segmentos 3 están
insertadas en las ranuras 2, los soportes exteriores 21 se mueven
hacia fuera y los soportes interiores 22 se mueven hacia arriba
para liberar los segmentos 3. Como se muestra en la figura 11, una
unidad de presión del segmento 23 es bajada para que el sujetador
del segmento 16 presione hacia abajo las porciones de espira 31a,
32a de los segmentos 3. De esta manera, los segmentos 3 son
ajustados a presionen las ranuras 2 para formar extremos de bobinas
de una altura prescrita.
Cuando los segmentos 3 están ajustados a presión
en las ranuras 2, las porciones de espira 32a de los segmentos
grandes 32 son presionadas hacia abajo por el sujetador de
segmentos 16. Las proyecciones 16a que se extienden hacia abajo
desde la parte inferior del sujetador del segmento 16 retienen las
porciones centrales de las porciones de espiras 31a, 32a para
restringir la desviación circunferencial de los segmentos 3. De
esta manera, las proyecciones 16a previenen que los segmentos 3
colisionen con las paredes interiores de las ranuras 2 que pueden
dañarse.
Las porciones rectas 31b, 31c, 32b, 32c de los
cuatro segmentos 3 alineados radialmente son insertadas en la
ranura 2, de manera que se pueden alinear cuatro segmentos en la
ranura, como se muestra en la figura 12.
Después de que los segmentos 3 están dispuestos
en todas las ranuras 2, las porciones rectas 31b, 31c, 32b, 32c de
los segmentos 3 que se extienden desde las ranuras 2 son retorcidas
de forma alternativa en direcciones opuestas en cada capa,
respectivamente, en un ángulo de T/2 (es decir, un paso y medio de
ranura) por una herramienta de torsión del borde (no se muestra). En
otras palabras, los segmentos 3 en la primera y en la tercera capa
desde la capa más interna son retorcidos en T/2 en una dirección
circunferencial, y los segmentos 3 de la segunda y de la cuarta
capa están retorcidos en T/2 en la otra dirección circunferencial.
La dirección retorcida es la misma en cada capa alrededor del
núcleo del estator 1, y los segmentos en la misma capa se inclinan
en la misma dirección.
Después de que las porciones rectas 31b, 31c,
32b, 32c de cada uno de los segmentos 3 están retorcidas en la
dirección circunferencial, se pelan las películas de aislamiento
que cubren las porciones de borde 31d, 31e, 32d, 32e de los
segmentos 3, a continuación se retira el núcleo del estator con los
segmentos retorcidos, siendo sumergidas las porciones de borde 31d,
31e, 32d, 32e en una solución alcalina fuerte. A continuación, se
conectan eléctricamente las porciones de borde 32d en la primera
capa desde el lado más interno y las porciones de borde 31d en la
segunda capa, y las porciones 31e en la tercera capa y las
porciones de borde 32e en la cuarta capa son conectadas por medio de
soldadura, tal como soldadura TIG, estañado, soldadura con
resistencia, soldadura con haz de electrones, soldadura con haz
láser. De esta manera, se forma un arrollamiento de estator
trifásico como se muestra en la figura
13.
13.
El método de fabricación de un estator utilizando
el aparato descrito anteriormente es describe con referencia a un
diagrama de flujo mostrado en la figura 14.
El método incluye las etapas de fabricar una
pluralidad de segmentos 31, 32, retorcer las porciones de espira
31a, 32a, tirar de los segmentos retorcidos 3 hacia fuera, retener
el núcleo del estator 4 con los aisladores en las ranuras 2,
insertar los segmentos en las ranuras 2 del núcleo del estator 1,
retorcer las porciones de borde, y soldar las porciones de borde
31d, 31e, 32d, 32e. La etapa de pelar la película se puede incluir
delante de la etapa de soldar o en la etapa de fabricación de los
segmentos.
Cuando las porciones de espira 31a, 32a están
retorcidas, la proyección 16a retiene las porciones de espira 31a,
32a parcialmente para restringir el movimiento circunferencial de
las mismas. Esto previene el incremento de la altura y de la
longitud de los extremos de bobina de las porciones de espira 31a,
32a.
Cuando los segmentos 3 son insertados en las
ranuras 2, no son retenidas las porciones de espira 31a, 32a, sino
las porciones rectas 31b, 31c, 32b, 32c. Es decir, que los
segmentos 3 son retenidos en la proximidad de las porciones de
borde 31d, 31e, 32d, 32e de los segmentos 3 a insertar en las
ranuras 2. Por lo tanto, las porciones de borde 31d, 31e, 32d, 32e
se pueden colocar con exactitud en comparación con las porciones de
borde soportadas en su porción de espira. Como resultado, se puede
prevenir que los segmentos 3 se dañen cuando los segmentos 3 son
insertados en las ranuras 2 y, en otro caso, colisionan con las
paredes interiores de las ranuras 2. Incluso si se incrementa el
número de ranuras, se pueden colocar los segmentos con
exactitud.
Los miembros dentados 211 del soporte exterior 21
retienen los segmentos 3 en la dirección circunferencial,
previniendo de esta manera que los segmentos colisionen con las
paredes circunferenciales de las ranuras 2. La superficie exterior
211a del soporte interior 211 y la superficie exterior de soporte
211c del soporte exterior 21 retienen los segmentos 3 en la
dirección radial, previniendo de esta manera que los segmentos
colisionen con las paredes radiales de las ranuras 2.
Las proyecciones 16a retienen el centro de las
porciones de espira 31a, 32a entre los lados circunferenciales de
las mismas para restringir el movimiento circunferencial de los
segmentos 3, cuando los segmentos 3 están ajustados a presión en
las ranuras 2. La proyección 16a restringe el desplazamiento de los
segmentos 3 en la dirección circunferencial para prevenir la
colisión de los segmentos 3 con las paredes circunferenciales de
las ranuras 2 cuando los segmentos 3 son insertados en las ranuras
2.
Una pluralidad de segmentos 3 son procesados al
mismo tiempo en las siguientes etapas: torsión de las porciones de
espira; arrastre de los segmentos retorcidos 3 hacia fuera;
inserción de los segmentos en las ranuras 2 del núcleo del estator
1; torsión de las porciones de borde; y pelado del revestimiento de
aislamiento. Como resultado, se puede reducir el número de las
etapas de fabricación y los costes.
Segunda forma de
realización
La figura 15 ilustra una etapa del ajuste a
presión de los segmentos en las ranuras por medio del uso de un
aparato de fabricación del estator de acuerdo con una segunda forma
de realización. El método de acuerdo con la segunda forma de
realización es casi el mismo que la primera forma de realización,
excepto una etapa de ajuste a presión de los segmentos en las
ranuras.
En la segunda forma de realización, la
herramienta de montaje 20 tiene un soporte axial 24 de los
segmentos. El soporte axial 24 está dispuesto sobre el lado del
núcleo del estator que está opuesto a su lado desde el que se
insertan las porciones de borde 31d, 31e, 32d, 32e de los segmentos
3 para retener las porciones de borde 31d, 31e, 32d, 32e de los
segmentos 3.
En la etapa de ajuste a presión, los segmentos 3
son presionados por el sujetador mientras los segmentos son
retenidos en las porciones de borde 31d, 31e, 32d, 32e por el
soporte axial 24.
Los segmentos 3 están ajustados a presión en las
ranuras 2 mientras los segmentos son soportados tanto en las
porciones de borde 31d, 31e, 32d, 32e como también en las porciones
de espira 31a, 32a. Las porciones de borde 31d, 31e, 32d, 32e son
retenidas para insertar los segmentos 3 en las ranuras 2 suavemente
en la dirección radial. Por lo tanto, se pueden reducir los daños de
las porciones de borde 31d, 31e, 32d, 32e causados en las ranuras
2.
Otra forma de
realización
La sección transversal del conductor se puede
configurar de forma circular. Si cada uno de los segmentos tiene
una sección transversal circular, los taladros de los segmentos
111, 112, 121, 122 de la herramienta de torsión 10 de las porciones
de espira de realizan de forma circular.
Los taladros para mover la pluralidad de
segmentos 3 se puede realizar de forma separada de las guías para
las porciones de borde 31d, 31e, 32d, 32e de las porciones rectas
31b, 31c, 32b, 32c de la pluralidad de segmentos 3 en las aberturas
de las ranuras 2. Por ejemplo, se proporcionan dos soportes en la
dirección axial, de manera que el soporte superior se puede utilizar
como un soporte de segmento y el soporte inferior se puede utilizar
como una guía del segmento en lugar del soporte unitario 21 de
acuerdo con la primera forma de realización.
Los segmentos 3 se pueden disponer en una sola
capa circunferencial en lugar de una pluralidad de capas. En esta
disposición, los soportes 21, 22 descritos en las formas de
realización descritas anteriormente son eficientes para mover la
pluralidad de segmentos y para insertarlos en el núcleo del estator
1 con exactitud.
La presente invención se refiere a un método y un
aparato para la fabricación de un generador de AC para un vehículo,
tal como un vehículo de pasajeros, un camión o similar. El método y
el aparato de acuerdo con la invención son útiles para un
generador potente de AC para vehículo.
Debido a que la guía conduce las porciones rectas
de los segmentos conductores (3, 31, 32) insertados en las ranuras
(2), se puede mejorar la exactitud de la colocación en comparación
con un método, en el que solamente se retiene un extremo de la
porción de espira. Como resultado, se previene que los segmentos
conductores (31, 31, 32) sean dañados por su colisión con las
paredes interiores de las ranuras. La guía del soporte de
conductores (21, 22) es un miembro que guía porciones rectas (31b,
31c, 32b, 32c) de los segmentos conductores (3, 31, 32) en las
posiciones predeterminadas. La guía se puede integrar en un soporte
de conductores que retiene y mueve las porciones rectas (31b, 31c,
32b, 32c) de los segmentos conductores (3, 31, 32), o en un miembro
de guía que guía los segmentos conductores (3, 31, 32) en una etapa
de inserción.
Es preferible, para mejorar la exactitud de la
colocación, que el soporte de los conductores (21, 22) guíe las
porciones rectas (31b, 31c, 32b, 32c) en porciones adyacentes a un
extremo del núcleo del estator (1).
El soporte de los conductores (21, 22) incluye
una guía circunferencial (211d, 211e) que guía lados puestos de las
porciones rectas (31b, 31c, 32b, 32c) en la dirección
circunferencial del núcleo del estator (1).
Debido a que la guía circunferencial restringe el
movimiento circunferencial de los segmentos de los conductores (3,
31, 32), se previene que los segmentos de los conductores (3, 31,
32) colisionen con las paredes interiores de las ranuras (2).
El soporte de los conductores (21, 22) comprende
una guía radial (211c, 221) que guía lados opuestos de las
porciones rectas (31b, 31c, 32b, 32c) en la dirección radial del
núcleo del estator (1).
Debido a que la guía restringe el movimiento
radial de los segmentos de los conductores (3, 31, 32), se previene
que los segmentos de los conductores (3, 31, 32) colisionen con las
paredes radialmente interiores de las ranuras (2).
La guía circunferencial (211d, 211e) y las guías
radiales (211c, 221) se mueven en la dirección radial del núcleo
del estator (1).
El soporte de conductores (21, 22) retiene la
pluralidad de segmentos de conductores (3, 31, 32) al mismo
tiempo.
Las porciones de guía en la dirección
circunferencial (211d, 211e) y las porciones de guíe en la
dirección radial (211a, 221c) se pueden mover en la dirección
radial.
Debido a que una pluralidad de segmentos
conductores (3, 31, 32) son retenidos e insertados al mismo tiempo,
se puede mejorar la eficiencia de la fabricación.
Se puede añadir un sujetador (16) para el ajuste
a presión de los segmentos conductores (3, 31, 32) en el núcleo del
estator (1) en la dirección axial del núcleo del estator (1).
Por lo tanto, los segmentos conductores (3, 31,
32) se pueden insertar en las ranuras y se pueden colocar de la
manera deseada.
Los segmentos conductores (3, 31, 32) están
configurados de una manera preferida en forma de U, y el sujetador
(16) comprende una porción de soporte circunferencial (16a) que
restringe el movimiento de las porciones de espira (31a, 32a) de
los segmentos conductores (3, 31, 32) en la dirección
circunferencial del núcleo del estator (1).
En esta estructura, debido a que las porciones de
soporte circunferencial (16a) intercalan las porciones de espira
(31a, 32a) en el centro entre lados circunferenciales opuestos, se
puede restringir el movimiento circunferencial de los segmentos
conductores (3, 31, 32). La porción de soporte circunferencial (16a)
previene el movimiento circunferencial de los segmentos conductores
(3, 31, 32), de manera que se puede prevenir que los segmentos
conductores (3, 31, 32) colisionen con las paredes interiores
circunferenciales de las ranuras (2) cuando los mismos son
insertados en las ranuras (2).
El soporte circunferencial (16a) tiene una
proyección dispuesta sobre una superficie del sujetador (16) en
contacto con las porciones de espira (31a, 32a) de los segmentos
conductores (3, 31, 32).
Un soporte axial (24) está incluido, además, en
un extremo del núcleo del estator que está colocado opuesto al
sujetador (16) para retener las porciones de borde (31d, 31e, 32d,
32e) de los segmentos conductores (3, 31, 32) en una dirección
axial cuando el sujetador (16) presiona hacia abajo los segmentos
conductores (3, 31, 32).
Cuando el sujetador (15, 23) presiona hacia abajo
los segmentos conductores (3, 31, 32), tanto las porciones de
espira (31a, 31b) como las porciones de borde (31d, 31e, 32d, 32e)
son restringidas. Por lo tanto, los segmentos conductores (3, 31,
32) pueden ser insertados en las ranuras (2) de una manera uniforme
tanto con sus segmentos interiores como con sus segmentos
exteriores. Por lo tanto, se puede prevenir que las porciones
rectas (31b, 31c, 32b, 32c) de los segmentos conductores (3, 31,
32) sean dañadas en las ranuras (2).
Debido a que los segmentos conductores son
guiados en las ranuras en porciones adyacentes a las ranuras, se
puede obtener una mayor exactitud de colocación en comparación con
las porciones de espira que están soportadas solamente en las
porciones de espira (31a, 32a). Como resultado, se puede prevenir
que los segmentos conductores colisionen con las paredes internas de
las ranuras, previniendo de esta manera los daños.
La etapa de inserción previene el movimiento de
las porciones de espira (31a, 32a) de los segmentos conductores (3,
31, 32) configurados en forma de U en las direcciones
circunferenciales del núcleo del estator (1).
La etapa de ajuste a presión incluye una etapa de
restricción del movimiento de las porciones de espira (31a, 32a) en
su posición central.
Por lo tanto, se puede prevenir que los segmentos
conductores (3, 31, 32) se desplacen en la dirección
circunferencial cuando los mismos son insertados en las ranuras
(2), de manera que se puede prevenir que los mismos colisionen con
las paredes interiores de las ranuras (2).
Claims (15)
1. Un aparato para la fabricación de un estator
de alternador para un vehículo que equipa un núcleo de estator
anular (1) que tiene ranuras (2) alineadas circunferencialmente con
segmentos conductores (3, 31, 32), que incluye:
un soporte de conductores (21, 22) que retiene
las porciones rectas de dichos segmentos conductores (3, 31, 32) en
sus lados opuestos;
un mecanismo de movimiento axial (214) que mueve
dicho soporte de conductores (21, 22) en la dirección axial con
relación a un núcleo de estator (1); y
un sujetador (16) que ajusta a presión porciones
de espira (31a, 32a) de dichos segmentos conductores (3, 31, 32) en
dicho núcleo del estator (1) en una dirección axial de dicho núcleo
del estator (1), en el que:
bordes de dichas porciones rectas (31b, 31c, 32b,
32c) son insertadas en dichas ranuras cuando dicho soporte de
conductores (21, 22) se mueve con relación a dicho núcleo del
estator por dicho mecanismo de movimiento axial (214),
caracterizado porque
dicho sujetador (16) comprende un soporte
circunferencial (16a) que restringe el movimiento de las porciones
de espira (31a, 32a) de dichos segmentos conductores (3, 31, 32) en
una dirección circunferencial de dicho núcleo de estator (1) cuando
dicho sujetador (16) presiona, adicionalmente, dichas porciones
rectas.
2. El aparato de fabricación de un estator de
alternador para un vehículo según la reivindicación 1, en el que
dicho soporte circunferencial (16a) comprende una proyección
dispuesta sobre una superficie de dicho sujetador (16) en contacto
con dichas porciones de espira (31a, 32a) de dichos segmentos
conductores (3, 31, 32).
3. El aparato de fabricación de un estator de
alternador para un vehículo según la reivindicación 1 ó 2, que
comprende, además, un soporte axial (24) que soporta porciones de
borde (31d, 31e, 32d, 32e) de dichos segmentos conductores (3, 31,
32) en una dirección axial cuando dicho sujetador (16) presiona
hacia abajo dicho segmentos conductores (3, 31, 32).
4. El aparato de fabricación de un estator de
alternador para un vehículo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha guía circunferencial (211d,
211e) se mueve en una dirección radial de dicho núcleo de estator
(1).
5. El aparato de fabricación de un estator de
alternador para un vehículo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que las porciones de borde (31d, 31e,
32d, 32e) de dichos segmentos conductores (3, 31, 32) tienen
superficies cónicas que se extienden hacia dentro.
6. El aparato de fabricación de un estator de
alternador para un vehículo según la reivindicación 1, en el
que:
dichos segmentos conductores (3, 31, 32)
configurados en forma de U incluyen conjuntos de segmentos
conductores grandes y pequeños, que tienen porciones de espiras de
solape (31a, 32a) de diferentes radios de curvatura; y
dicho soporte circunferencial (16a) restringe el
movimiento circunferencial de dichas porciones de espira de solape
(31a, 32a) cuando dicho sujetador (16) presiona dichos segmentos
conductores en dichas ranuras.
7. El aparato de fabricación de un estator de
alternador para un vehículo según la reivindicación 6, en el que
dicho soporte circunferencial (16) es una proyección formada sobre
una superficie de dicho sujetador de segmentos (16) en contacto con
dicha porción de espira (32a) de dicho segmento conductor grande
(32) y cubre lados circunferenciales de dicho segmento conductor
pequeño (31).
8. El aparato de fabricación de un estator de
alternador para un vehículo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que dicho soporte de conductores (21,
22) incluye un soporte exterior (21) en contacto con un lado
radialmente externo de dicha porción recta de dichos segmentos
conductores (3, 31, 32) configurados en forma de U y un soporte
interior (22) en contacto con un lado radialmente interno de dicha
porción recta de dichos segmentos conductores (3, 31, 32)
configurados en forma de U.
9. El aparato de fabricación de un estator de
alternador para un vehículo según la reivindicación 8, en el que
dichos segmentos conductores (3, 31, 32) con figurados en forma de
U incluyen con juntos de segmentos conductores grandes y pequeños
que tienen porciones de espira de solape (31a, 32a) de diferentes
radios de curvatura.
10. El aparato de fabricación de un estator de
alternador para un vehículo según la reivindicación 8, en el que
dicho soporte exterior (21) tiene una pareja de miembros dentados
(211) que son insertados entre dichas porciones rectas de con
juntos de segmentos conductores (3, 31, 32) alineados
circunferencialmente para retener porciones rectas de uno de dichos
conjuntos de segmentos conductores.
11. El aparato de fabricación de un estator de
alternador para un vehículo según la reivindicación 10, en el
que:
dichos segmentos conductores (3, 31, 32)
configurados en forma de U incluyen con juntos de segmentos
conductores grandes y pequeños que tienen porciones de espiras de
solape (31a, 32a) de diferentes radios de curvatura, y
dicha pareja de miembros dentados (211) retiene
todas las porciones rectas (31b, 31c, 32b, 32c) de uno de dichos
conjuntos de segmentos conductores grandes y pequeños (3, 31, 32)
en sus lados circunferenciales.
12. Un método de fabricación de un estator de
alternador para un vehículo, que comprende:
una etapa de retención para la retención de las
porciones rectas (31b, 31c, 32b, 32c) de segmentos conductores (3,
31, 32) en sus lados circunferencialmente opuestos,
una etapa de inserción para la guía e inserción
de las porciones de borde (31d, 31e, 32d, 32e) de las porciones
rectas (31b, 31c, 32b, 32c) en las ranuras (2),
caracterizado por
una etapa de ajuste a presión para el ajuste a
presión de dichos segmentos conductores (3, 31, 32) configurados en
forma de U en dichas ranuras (2) en porciones de espira (31a, 32a)
de los mismos, en la que
dicha etapa de ajuste a presión comprende una
etapa de restricción del movimiento circunferencial de dichas
porciones de espira (31a, 32a) de dichos segmentos conductores (3,
31, 32) configurados en forma de U.
13. El método de fabricación de un estator de
alternador para un vehículo según la reivindicación 12, en el
que:
dicha etapa de inserción comprende una etapa de
restricción del movimiento circunferencial de dichas porciones de
espira (31a, 32a) en su posición central.
14. El método de fabricación de un estator de
alternador para un vehículo según la reivindicación 12 ó 13, en el
que dicha etapa de ajuste a presión comprende una etapa de soporte
de dichas porciones rectas de dichos segmentos conductores (3, 31,
32) en la dirección axial de dicho núcleo de estator.
15. El método de fabricación de un estator de
alternador para un vehículo según la reivindicación 12, en el que
dichos segmentos conductores (3, 31, 32) configurados en forma de U
incluyen conjuntos de segmentos conductores grandes y pequeños que
tienen porciones de espiras de solape (31a, 32a) de diferentes
radios de curvatura, y dicha etapa de ajuste a presión comprende una
etapa de restricción del movimiento circunferencial de porciones de
espiras de dichos conjuntos de segmentos conductores grandes y
pequeños (3, 31, 32).
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