ES2303600T3 - Procedimiento para una union conductora electrica de hilos laqueados. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para realizar una unión conductora eléctrica de al menos dos hilos provistos de una laca aislante (hilos laqueados) bajo el efecto del ultrasonido, caracterizado porque los hilos laqueados (46, 48, 52, 54, 56) son rodeados al menos parcialmente por un material conductor eléctrico en sus áreas por unir (22, 24, 26, 32, 34, 36), porque a través del efecto del ultrasonido, por un lado se rompe la laca aislante de los hilos y por el otro se produce una unión en arrastre de fuerza entre el material conductor eléctrico y los hilos, en una unión conductora eléctrica simultánea entre ellos.

Description

Procedimiento para una unión conductora eléctrica de hilos laqueados.

La presente invención comprende un procedimiento para realizar la unión de al menos dos hilos provistos de laca aislante (hilos laqueados).

Para unir un hilo laqueado con un conductor se conoce el procedimiento de soldado mediante ultrasonido. En este caso, se lleva a cabo directamente una unión íntima entre el hilo y el conductor. Además se conoce el procedimiento de unir un extremo de un hilo laqueado con un cordón.

Para unir dos hilos laqueados entre sí, sin que la capa de laca se deba remover anteriormente, se conoce el procedimiento de unir en primer lugar un extremo del hilo laqueado con un conductor, y luego unir nuevamente al conductor con el otro extremo mediante soldado por ultrasonido. Este tipo de uniones se conocen, por ejemplo, a través de los motores eléctricos. De esta manera se suelda un devanado del inducido aislado con una plancha de cobre desde el cual sale, a su vez, un hilo aislado.

Para unir múltiples extremos de hilos laqueados de modo que sean conductores eléctricos, también se conoce el procedimiento de introducirlos en un casquillo que presenta una cresta que sale de la superficie y al comprimir el casquillo entallan en la laca que a su vez se rompe. Sin embargo, con esta medida no se garantiza que los hilos que no están directamente en contacto con el casquillo se liberen de este modo para obtener la unión conductora eléctrica deseada con otros hilos.

Por la memoria DE 196 36 217 A1 se conoce un procedimiento y un dispositivo para soldar hilos laqueados. Los hilos laqueados se colocan en un sonotrode o yunque de un dispositivo de soldado por ultrasonido, para ser luego soldados.

La presente invención se origina con el fin de perfeccionar un procedimiento del modo mencionado al comienzo, de modo tal que múltiples hilos laqueados puedan ser unidos entre sí, sin que entre ellos deba correr un elemento de conexión conductor eléctrico y sin que deba retirarse previamente la laca.

Para lograr este objetivo se propone, esencialmente, que los hilos laqueados sean rodeados al menos parcialmente por un material no aislado conductor eléctrico en el área en que son unidos, y que, a continuación, los hilos sean unidos en arrastre de fuerza con el material por efecto del ultrasonido, rompiendo al mismo tiempo la laca aislante. A su vez, no es un requisito obligatorio que los hilos laqueados mismos entren en contacto con el material conductor eléctrico.

Acorde a la invención se aplica ultrasonido, especialmente mediante herramientas de un dispositivo de soldado por ultrasonido, el material que rodea a los hilos laqueados y conforma una envolvente, por lo cual se lleva a cabo un moldeado del material de modo tal que éste se acopla a los hilos laqueados que se encuentran en el exterior en un arrastre de fuerza simultáneo, eventualmente de todos los hilos laqueados. Al mismo tiempo se provoca, por el efecto del ultrasonido, un movimiento relativo entre los hilos laqueados y la envolvente, y como consecuencia, la capa de laca se quiebra de tal modo que se elimina la capa de laca entre los hilos laqueados que están en contacto, y con ello se logra la unión conductora eléctrica deseada. Lo mismo vale en el área de contacto con la envolvente. La laca aislante eliminada se desplaza hacia los intersticios entre los hilos, de modo que no se influye negativamente en el contacto eléctrico deseado.

Está especialmente previsto que múltiples hilos laqueados sean rodeados parcialmente junto con cordones del material, para lograr entonces la unión en arrastre de fuerza por el efecto del ultrasonido.

También es posible unir en un paso de trabajo por un lado los hilos laqueados y/o cordones con el material que los rodea al menos parcialmente y, al mismo tiempo, unir mismo mediante ultrasonido al material con un portador, por ejemplo, una plancha de cobre, mediante soldado por ultrasonido.

Aunque el material que rodea a los hilos laqueados no necesariamente debe poseer una estabilidad propia -se puede utilizar como material, por ejemplo, un trenzado de cobre que rodea a los hilos laqueados- está previsto, preferentemente, que se utilice un material conductor eléctrico en forma de casquillo o cubo. Una solución acorde puede ser utilizada, por ejemplo, para una unión entre un hilo del devanado del inducido y un hilo conector.

El material conductor eléctrico puede ser una tira de chapa conformada como engarzador. Una chapa o una tira de chapa también puede envolver con una o múltiples capas a los hilos por unir.

Acorde a otra propuesta, en una chapa premoldeada que presenta un corte en forma de U, circular o en forma de trapecio abierto se pueden colocar los hilos laqueados y eventualmente otros conductores a ser unidos con ellos, para cerrar posteriormente la chapa premoldeada alrededor de los hilos laqueados y los conductores eventualmente presentes mediante un sonotrode o yunque, y luego efectuar la unión acorde a la invención.

Se puede utilizar un hilo laqueado de aluminio y/o cobre. El material mismo que rodea a los hilos laqueados que conforma la envolvente también, o preferentemente, debe ser de cobre o contener dicho material.

Mayores detalles, ventajas y características de la invención se deducen no sólo de las reivindicaciones de dichas características para sí y/o en combinación, sino también de la siguiente descripción de los ejemplos de ejecución preferidos deducibles del dibujo.

Se muestran:

Figura 1 un hilo laqueado por unir con un portador,

Figura 2 el hilo laqueado unido con el portador acorde al estado de la técnica,

Figura 3 un casquillo que recepta a los hilos laqueados, en un corte longitudinal,

Figura 4 un corte a lo largo de la línea IV - IV en la figura 3,

Figura 5 los hilos laqueados en el casquillo, acorde a las figuras 3 y 4, unidos entre sí y con el casquillo,

Figura 6 los hilos laqueados por unir con un portador,

Figura 7 hilos laqueados unidos con el portador acorde a la figura 6 y

Figuras 8a - 8e representaciones principales de la envolvente que rodea, al menos parcialmente, a los hilos laqueados por soldar.

Acorde al estado de la técnica, es posible unir un hilo laqueado 10, compuesto por un núcleo de un material conductor eléctrico como cobre o aluminio 12 y una capa de laca exterior 14, con un portador conductor eléctrico 16. Esto se lleva a cabo mediante soldado por ultrasonido. Correspondientemente al moldeo del sonotrode y la aplicación de ultrasonido y el efecto de la presión que se llevan a cabo, se deforma el hilo 10, asimismo, en el área de contacto entre el portador 16 y el hilo laqueado 10 se elimina una capa de laca 14 a causa del movimiento relativo entre sí, lográndose de este modo el contacto íntimo 14 como es el soldado. El material de la laca eliminado se almacena entre los puntos de contacto o de soldado identificados con las referencias 18 y 20 en la figura 2.

Sin embargo, un modo de unión de este tipo no es posible si se deben unir múltiples hilos laqueados, así como sus extremos, o múltiples hilos laqueados con un portador. En este caso o bien se debe retirar la envoltura aislante o se debe utilizar un portador de unión, uniendo primero un extremo del hilo laqueado con el portador y luego éste con el extremo de otro hilo laqueado, o bien configurar geométricamente las herramientas (sonotrode, yunque) de un dispositivo de soldado por ultrasonido de modo tal que los hilos laqueados sean fijados con exactitud en una posición determinada.

Acorde a la invención, ahora es posible unir entre sí, de modo que sean conductores eléctricos, a múltiples hilos laqueados mediante un dispositivo de soldado por ultrasonido. Para ello está previsto, acorde a las figuras 3 a 8, que los correspondientes hilos laqueados -en el ejemplo de ejecución sus extremos 22, 24, 26- sean introducidos en un casquillo con forma de cubo 28 de material conductor eléctrico, por ejemplo, cobre. En el casquillo 28 los extremos de los cables 22, 24, 26 están bastante apretados. Pero a causa de la capa de laca, no se forma una unión conductora eléctrica de los hilos entre sí ni de los hilos con el casquillo 28. Acorde a la invención, el casquillo 28 es colocado junto con los extremos de los hilos 22, 24 entre las herramientas, es decir, el sonotrode y el contraelectrodo o yunque de un dispositivo de soldado por ultrasonido, y luego se aplica ultrasonido. De este modo se lleva a cabo una deformación del casquillo 28 de tal modo que rodea en arrastre de fuerza a los extremos de los hilos 22, 24, 26. Al mismo tiempo, a causa de la energía del ultrasonido aplicada, se lleva a cabo un movimiento relativo tanto del casquillo 28 respecto de los extremos de los hilos 22, 24 así como entre ellos mismos, de modo que en sus puntos de unión se rompe la laca, y con ello se logra la unión conductora eléctrica deseada. Por el arrastre de fuerza se garantiza al mismo tiempo el contacto íntimo, asimismo, se puede llevar a cabo parcialmente y de modo adicional un soldado de los extremos de los hilos 22, 24 entre sí o con el casquillo. La laca eliminada se desplaza hacia los intersticios entre los extremos de los hilos 22, 24, 26 y está indicada mediante puntos 30 en la figura 5.

Correspondientemente, también pueden ser unidos entre sí múltiples extremos de los hilos 32, 34, 36 y al mismo tiempo con un portador 38, como se desprende de las figuras 6 y 7. Para ello se insertan los extremos de los hilos 32, 34, 36 en un casquillo 40 que se dispone luego sobre un portador 38 dispuesto, a su vez, sobre un contraelectrodo de un dispositivo de soldado por ultrasonido. Sobre el casquillo 40 actúa luego un sonotrode y como consecuencia se deforma el casquillo y los extremos de los hilos 32, 34, 36 se rodean en unión continua, asimismo, al mismo tiempo se lleva a cabo un soldado con el portador 38. En este proceso también se elimina la laca aislante presente en las áreas de unión entre los extremos de los hilos 32, 34, 36 o la pared interna del casquillo 40, en el producto acabado esta laca se junta en los intersticios entre los extremos 32, 34, 36 o la pared interna del casquillo 40 (véase puntos 42).

Si en los ejemplos de ejecución se ha descrito respectivamente un elemento con estabilidad propia que recepta a los extremos de los hilos en las áreas de los hilos laqueados por unirse entre sí, de modo que sean conductores eléctricos, entonces también prevalece la posibilidad de utilizar un material flexible como material envolvente. Se puede utilizar, por ejemplo, un trenzado de cobre que rodea suficientemente a los hilos laqueados a ser unidos para luego ser solidificados mediante ultrasonido, asimismo, se lleva a cabo una unión en arrastre de fuerza con los hilos laqueados del modo descrito anteriormente y un desaislamiento. También se puede reconocer que el material que permite la unión conductora eléctrica no sólo puede rodear los hilos laqueados en arrastre de fuerza, sino también al menos parcialmente, en unión continua.

Además, es posible unir no sólo los hilos laqueados entre sí, sino también a éstos con, por ejemplo, cordones, de modo que sean conductores eléctricos.

De las figuras 8a a 8e se pueden tomar otros acondicionamientos destacables de material conductor eléctrico moldeado, con el cual se unen en arrastre de fuerza los hilos laqueados y los demás conductores eléctricos eventualmente presentes. En la figura 8a está representada una chapa conformada como engarzador 44 que rodea al conductor 46 a ser soldado. En el ejemplo de ejecución de la figura 8b, una chapa 50 rodea con una o múltiples capas a los hilos laqueados 48 que luego son unidos acorde a la invención.

Pero también es posible colocar los hilos laqueados 52, 54, 56 por soldar en tomas premoldeadas abiertas 58, 60, 62, que presentan un corte con forma de trapecio (figura 8c), forma de una sección circular (figura 8d) o una forma de U (figura 8e). En las formas correspondientes 58, 60, 62 se colocan los hilos laqueados 52, 54, 56 y los otros conductores 64 eventualmente presentes por soldar, y luego se cierran en el proceso de soldado por ultrasonido. Para ello, la herramienta correspondiente del dispositivo de soldado por ultrasonido puede presentar una geometría que permite el cierre o el plegado de las tomas 58, 60, 62. Por el efecto del ultrasonido, los hilos laqueados 52, 54, 56 luego son envueltos por las tomas 68, 62 y rodeados en arrastre de fuerza, asimismo la laca aislante de los hilos 52, 54, 56 se rompe al mismo tiempo y luego los hilos ya no aislados 52, 54, 56 se sueldan entre sí.

Las dimensiones típicas de los hilos laqueados que se unen según el procedimiento acorde a la invención, de modo que sean conductores eléctricos, presentan un diámetro interior de entre 0,2 mm y 4 mm, con un espesor de laca aislante de entre 0,1 mm y 0,2 mm, sin que esto signifique, por ello, una restricción de la invención.

Claims (14)

1. Procedimiento para realizar una unión conductora eléctrica de al menos dos hilos provistos de una laca aislante (hilos laqueados) bajo el efecto del ultrasonido, caracterizado porque los hilos laqueados (46, 48, 52, 54, 56) son rodeados al menos parcialmente por un material conductor eléctrico en sus áreas por unir (22, 24, 26, 32, 34, 36), porque a través del efecto del ultrasonido, por un lado se rompe la laca aislante de los hilos y por el otro se produce una unión en arrastre de fuerza entre el material conductor eléctrico y los hilos, en una unión conductora eléctrica simultánea entre ellos.

2. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque múltiples hilos laqueados (46, 48, 52, 54, 56) y al menos un conductor no aislado (64), como un cordón, son rodeados parcialmente por el material.

3. Procedimiento acorde a la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque se utiliza un material conductor eléctrico en forma de casquillo o cubo.

4. Procedimiento acorde a al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se utiliza un material conductor eléctrico con una estabilidad propia.

5. Procedimiento acorde a al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se utiliza un material conductor eléctrico flexible, como un trenzado.

6. Procedimiento acorde a al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material con los, al menos dos y preferentemente múltiples, hilos laqueados están unidos al menos de modo periférico y al menos parcialmente en unión continua.

7. Procedimiento acorde a al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los hilos unidos entre sí y con el material, al menos en arrastre de fuerza, son unidos como una unidad con un conductor eléctrico como portador (38) mediante soldado por ultrasonido.

8. Procedimiento acorde a al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se utiliza un conductor compuesto por aluminio y/o cobre a modo de hilo laqueado.

9. Procedimiento acorde a al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se utiliza un material conductor eléctrico flexible de cobre o que contiene dicho material.

10. Procedimiento acorde a al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque para la aplicación del ultrasonido se utilizan uno o múltiples herramientas de un dispositivo de soldado por ultrasonido.

11. Procedimiento acorde a al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se utiliza una tira de chapa, como material conductor eléctrico que rodea al menos parcialmente a los hilos laqueados (46, 48, 52, 54, 56) y otros conductores eventualmente presentes.

12. Procedimiento acorde a al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se utiliza una tira de chapa conformada como engarzador (44).

13. Procedimiento acorde a al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los hilos laqueados (48) son rodeados por un material en forma de tiras (50) con una o múltiples capas como material conductor eléctrico.

14. Procedimiento acorde a al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se utiliza una toma premoldeada abierta (58, 60, 62), especialmente con un corte transversal en forma de U, circular o en forma de trapecio, como material conductor eléctrico que rodea al menos parcialmente a los hilos laqueados (46, 48, 52, 54, 56) y otros conductores eventualmente presentes.