ES2859799T3 - Aparatos y método para la producción de estatores de máquinas dinamoeléctricas formadas a partir de un conjunto de segmentos polares - Google Patents

Abstract

Un aparato para posicionar segmentos unipolares durante la fabricación de estatores de máquinas dinamoeléctricas formados como un conjunto de segmentos unipolares (11), cuyo aparato comprende: - un asiento (12) configurado para soportar el conjunto de segmentos unipolares (11); - un conjunto de acoplamiento (250) configurado para acoplar los primeros extremos axiales (10d') de los segmentos unipolares y para hacer que los segmentos unipolares se trasladen desde el asiento (12) a un dispositivo de transferencia (200), comprendiendo el conjunto de acoplamiento (250) una pluralidad de elementos de acoplamiento (252) alineados con el asiento (12), estando cada elemento de acoplamiento (252) dispuesto para acoplarse con un primer extremo axial respectivo (10d') del segmento unipolar respectivo y para desplazar el segmento unipolar respectivo (11) hacia una superficie de referencia (256) para llevar un extremo axial opuesto respectivo (10c) a tope contra dicha superficie de referencia (256); - comprendiendo el dispositivo de transferencia (200) un primer conjunto de sujeción que comprende una primera pluralidad de elementos de sujeción (201, 202, 203) dispuestos para fijar los segmentos unipolares en una primera posición (A) y para sujetar los segmentos unipolares como un conjunto de segmentos unipolares, estando el dispositivo de transferencia (200) dispuesto para desplazarse para transferir el conjunto de segmentos unipolares desde la primera posición (A) a una segunda posición (B), donde está ubicado un conjunto contenedor (300); y - el conjunto contenedor (300) está provisto de un segundo conjunto de sujeción que comprende una segunda pluralidad de elementos de sujeción (311, 312) configurados para sujetar el conjunto de segmentos unipolares; estando posicionado el segundo conjunto de sujeción sobre el conjunto contenedor (300) para mantener el conjunto de segmentos unipolares (11) en una posición predeterminada cuando los segmentos unipolares están ubicados en el conjunto contenedor (300).

Description

DESCRIPCIÓN

Aparatos y método para la producción de estatores de máquinas dinamoeléctricas formadas a partir de un conjunto de segmentos polares

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a la producción de estatores formados a partir de segmentos unipolares, en lo sucesivo denominados como segmentos polares.

En particular, las soluciones previstas por la presente invención se refieren al conjunto de segmentos polares para formar un estátor devanado.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Como es conocido, cada segmento polar se puede devanar de forma singular con uno o más conductores eléctricos (en lo sucesivo también denominados como hilos conductores).

La secuencia de operaciones mediante la cual se producen los segmentos polares normalmente proporciona el devanado de los segmentos polares de manera singular, con el ensamblado de los segmentos polares para formar el estator, conectar los hilos conductores de los segmentos polares a los terminales, fusionar los hilos conductores de los segmentos polares a los terminales y la unión definida de los segmentos polares mediante unión externa.

Una ventaja de un estátor formado a partir de los segmentos polares consiste en el aumento de la cantidad de conductores eléctricos que pueden estar presentes en el estátor acabado. En consecuencia, un estátor formado a partir de segmentos polares es capaz de producir un rendimiento superior para el mismo dimensionamiento del estátor final.

Las líneas de producción existentes de estatores formados a partir de segmentos polares apenas son automatizadas.

Las pocas etapas que son automáticas adoptan robots de uso general, que tienen altos costes y largos tiempos de producción. En esta situación, se requiere que un gran número de estos dispositivos trabajen en paralelo con el fin de alcanzar las cantidades de producción requeridas.

Además, para las operaciones que siguen al devanado de los segmentos polares, estos últimos deben ensamblarse juntos en una situación de unión que no es definitiva. En esta situación existe un alto riesgo de desacoplamiento o posicionamiento incorrecto de los segmentos polares durante las sucesivas etapas de trabajo, que contemplan, por ejemplo: transferencia, terminación de los hilos conductores de la bobina, fusión de los hilos conductores a los terminales, inspección de calidad, unión definitiva de los segmentos polares juntos. En los documentos EP 1098425 y EP 1629588 se describen ejemplos de soluciones para la producción de estatores formados a partir de segmentos polares.

Además, en el documento EP1331719, se proporciona un sistema de transporte basado en palés para la fabricación de estatores a partir de subconjuntos internos de varias partes. El palé tiene estructuras de asiento para sostener un subconjunto interno en una orientación vertical y accesorios para hacer referencia a las posiciones radiales de los polos. Un mecanismo de elevación opera a través de una abertura en el palé para elevar el subconjunto de estátor asentado y una posición de trabajo adecuada en una bobinadora de bobina de alambre tipo volante. Las guías de alambre móviles en la bobinadora tienen superficies de caída de alambre para posicionar de manera controlable las espiras de alambre en ubicaciones específicas en los bolsillos contiguos a los polos. Otro mecanismo de elevación eleva y empuja los subconjuntos internos a través de un anillo de centrado o de alineación en las carcasas exteriores de coincidencia.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Es un objeto de la presente invención proporcionar un aparato y un método para ensamblar segmentos polares con un alto grado de automatización.

También es un objeto de la presente invención proporcionar un aparato y un método capaces de realizar la transferencia de un conjunto de segmentos polares manteniendo la precisión de posicionamiento de los segmentos polares.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un aparato y un método para ensamblar los segmentos polares en los que el aparato ocupa un espacio de planta reducido en el entorno de producción de componentes que tienen núcleos devanados.

También es otro objeto de la presente invención proporcionar un aparato y un método para posicionar un conjunto de segmentos polares con precisión para trabajar en ellos.

También es un objeto adicional de la invención proporcionar un aparato y un método para transferir y hacer funcionar un conjunto de segmentos polares, que tiene un elemento de soporte de hilos conductores.

Estos y otros aspectos de la invención pueden lograrse con un aparato para posicionar segmentos unipolares durante la fabricación de estatores de máquinas dinamoeléctricas formados como un conjunto de segmentos unipolares tal como se define en la reivindicación 1.

Según otro aspecto de la invención, un método para posicionar segmentos unipolares durante la fabricación de estatores de máquinas dinamoeléctricas formados como un conjunto de segmentos unipolares se define en la reivindicación 16.

Otras características de la invención se indican en las reivindicaciones dependientes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La invención se mostrará a continuación con la siguiente descripción de formas de realización a modo de ejemplo de la misma, que son a modo de ejemplo, pero no limitativas, con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

- la Figura 1 es una vista en perspectiva de un estátor de una máquina dinamoeléctrica formado a partir de segmentos polares que han sido devanados y ensamblados;

- la Figura 2 es una vista en sección parcial que ilustra un dispositivo de transferencia de un conjunto de segmentos polares según los principios de la invención;

- la Figura 2a es una ampliación de una parte de la Figura 2;

- la Figura 3 es una vista en sección parcial que ilustra una parte del dispositivo de transferencia de la Figura 2 girado en un ángulo de 90°;

- la Figura 3a es una vista en sección según se observa desde las direcciones 3a-3a de la Figura 3;

- la Figura 3b es una vista en sección según se observa desde las direcciones 3b-3b de la Figura 2;

- la Figura 4 es una vista en sección parcial del dispositivo de transferencia que ilustra una continuación a la derecha de la Figura 3;

- la Figura 5 ilustra una parte de la Figura 4 con algunas partes mostradas en sección;

- la Figura 6 es una vista según se observa desde la dirección 6-6 de la Figura 4;

- la Figura 7 es una vista en sección parcial según se observa desde las direcciones 7-7 de la Figura 4;

- la Figura 8 es una vista desde las direcciones 8-8 de la Figura 5;

- la Figura 9 es una vista similar a la vista de la Figura 8 que ilustra una estación en donde se colocan los hilos conductores de la bobina y se engarzan los terminales del estator;

- la Figura 9a es una ampliación de una parte de la Figura 9 que ilustra una etapa de posicionamiento de los hilos conductores de la bobina del estator;

- la Figura 10 es una vista similar a la vista de la Figura 8 que ilustra una estación donde los terminales están fusionados;

- la Figura 10a es una ampliación de una parte de la Figura 10 que ilustra una etapa operativa específica de fusión de los terminales.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE ALGUNAS FORMAS DE REALIZACIÓN A MODO DE EJEMPLO

La Figura 1 muestra un núcleo de estátor 10 en una condición de procesamiento formado a partir de un conjunto de segmentos polares 11, tal como los descritos, por ejemplo, en el documento EP 1.098.425. Los segmentos polares 11 se han devanado con bobinas 10a por medio de dispositivos volantes u otros dispositivos dispensadores. Los hilos conductores 10b son extensiones del hilo conductor utilizadas que se utilizan para devanar las bobinas y deben enrutarse en rutas predeterminadas y conectarse a terminales (no ilustrados en la Figura 1), que suelen estar presentes en los elementos aislantes 10g de los extremos 10c y 10d de los segmentos polares 11.

Como alternativa, los terminales pueden estar presentes en un elemento de soporte para los hilos conductores 10b colocados en un extremo de los segmentos polares. Un ejemplo de un elemento de soporte para los hilos conductores 10b de este tipo se muestra y se describe con más detalle a continuación.

Las líneas continuas 10e visibles en la Figura 1 representan las partes laterales de los segmentos polares 11. En particular, un segmento polar 11 está delimitado por los dos extremos axiales 10c y 10d, y dos partes laterales 10e. En las Figuras, los extremos 10c y 10d corresponden a las caras extremas de las pilas de laminación que forman los segmentos polares 11.

Tal como se muestra en la Figura 1, los segmentos polares 11 se ensamblan conjuntamente para lograr un acoplamiento mutuo a lo largo de las partes laterales 10e.

Más en detalle, el acoplamiento mutuo entre los segmentos polares puede ocurrir por medio de salientes presentes en una parte lateral 10e, que se acoplan en rebajes respectivos de una parte lateral adyacente de un segmento polar, tal como se muestra, de manera esquemática, en la Figura 1. Los segmentos polares 11 se pueden mantener en una condición de ensamblado temporal generando reacciones de fuerza circunferenciales FC para mantener los salientes macho posicionados en las zonas rebajadas.

Las Figuras 1 y 2 muestran una situación en donde los segmentos polares 11 forman un estátor posicionado en un asiento hueco 12. El asiento 12 contiene una parte de las longitudes de los segmentos polares 11, tal como se muestra en la Figura 1. En la Figura 1, el asiento 12 oculta la vista de los extremos 10d. Sin embargo, a partir de la Figura 2, aunque los polos se muestran en posición elevada, se puede suponer que los segmentos polares se pueden soportar en el asiento 12 insertando los extremos 10d contra el reborde 12' del asiento. El asiento 12 garantiza que las partes laterales 10e estén correctamente alineadas para formar el conjunto, y que los segmentos polares 11 permanezcan en esta condición en sucesivas operaciones. Los segmentos polares 11 se asientan en el asiento 12 durante una operación preliminar, que puede lograrse colocando un robot o manualmente por un operador.

La Figura 2 ilustra una forma de realización de la presente invención para transferir un conjunto de los segmentos polares 11 desde el asiento 12 a un dispositivo de transferencia 200.

En el caso mostrado en la Figura 2, el asiento 12 está provisto sobre un palé de transporte 12a, que ha sido transportado, por ejemplo, por una cinta transportadora (no ilustrada en la Figura) a la ubicación de la Figura 2. El palé 12a y el asiento 12 se elevan hacia el dispositivo de transferencia 200 mediante el dispositivo de elevación 100, que es accionado por el accionador lineal 101.

En otras formas de realización, el asiento 12 puede ser uno de entre una pluralidad de asientos tal como el que se indica con la referencia 12 fijados a un transportador continuo que se desplaza para alinear sucesivamente cada asiento 12 en la posición mostrada en la Figura 2. El asiento 12 también puede ser parte de otro dispositivo que mantiene el asiento 12 alineado en la posición de la Figura 2.

Se prevé una base 251 que pertenece a un conjunto de acoplamiento 250 que tiene elementos de acoplamiento 252 en forma de varillas (véase también la Figura 2a). Los elementos de acoplamiento 252 están presentes en un número igual al número de segmentos polares 11 que están presentes en el asiento 12. La Figura 2 ilustra una situación en donde el asiento 12 se ha alineado previamente con los elementos de acoplamiento 252 de modo que cada segmento polar 11 resulte alineado con un respectivo elemento de acoplamiento 252.

Cada elemento de acoplamiento 252 tiene una parte colocada en un asiento respectivo 252' de la base 251. Un resorte 253 en cada asiento 252' garantiza que cada elemento de acoplamiento 252 tenga un grado de libertad de desplazamiento con respecto a la base 251 en la dirección X, es decir, a lo largo de la dirección utilizada para elevar el asiento 12, o más generalmente a lo largo de una dirección que mira al dispositivo de transferencia 200.

La base 251 puede montarse sobre guías 255 y desplazarse de manera guiada en la dirección X por medio de un accionador lineal 254 conectado a la base 251. Esta solución garantiza un desplazamiento preciso de los elementos de acoplamiento 252 en la dirección X de modo que cada elemento de acoplamiento 252 se acople con un respectivo segmento polar 11 en un extremo 10d' de los elementos aislantes 10g, y de ese modo, desplaza el segmento polar 11 hacia el dispositivo de transferencia 200, véase también la ampliación de la Figura 2a donde se muestran elementos de acoplamiento 252 que se acoplan a los extremos aislantes 10d' de los segmentos polares 11.

El desplazamiento de los elementos de acoplamiento 252 puede terminarse cuando el elemento de base 251 ha logrado una carrera predeterminada en la dirección X, lo que hace que los extremos 10c de los segmentos polares 11 se apoyen a tope contra una superficie de referencia de un anillo de acoplamiento 256. La carrera predeterminada se elige para garantizar el tope de todos los segmentos polares 11 contra la superficie de referencia mencionada con anterioridad del anillo de acoplamiento 256, que por tanto representa una superficie de referencia (véase el estado de la Figura 2). Este ajuste a tope se produce incluso si los segmentos polares son más largos o más cortos entre sí, dentro de un margen de tolerancia predeterminado. Lo que antecede es posible debido a la presencia de resortes 253 que producen el desplazamiento de compensación requerido de los elementos de acoplamiento 252 con respecto al elemento de base 251.

La diferencia de longitud de los segmentos polares 11 puede deberse a variaciones de tolerancia en el espesor de laminación u otras razones relacionadas con la etapa de formación de las pilas de laminaciones.

Como resultado del ajuste a tope con el anillo de acoplamiento 256, todos los segmentos polares 11 están alineados a lo largo de una superficie de referencia común definida por los extremos 10c. Esta etapa de referenciar los segmentos polares 11 es necesaria para el posicionamiento y procesamiento precisos sucesivos de los segmentos polares 11, tal como se describirá con más detalle a continuación.

Otras formas de realización para lograr la etapa de referenciar los segmentos polares 11 se describen a continuación.

Una vez que se ha hecho referencia a los extremos 10c tal como se describió anteriormente, los elementos de sujeción 201, 202 y 203 se pueden desplazar en sentido radial mediante el dispositivo accionador 204 para acoplar las partes 202', 203' y 204' de los elementos de sujeción con los segmentos polares y con el fin de sujetar los segmentos polares en la posición de referencia (véase Figuras 3 y 3a). Lo que antecede también mantiene los segmentos polares ensamblados entre sí debido a la generación de reacciones de fuerza FC a lo largo de las partes laterales 10e (véase Figura 1).

En la situación de la Figura 2, se proporciona un conjunto de guía colocado a lo largo de una trayectoria de traslación que comprende elementos de acoplamiento móviles para centrar los segmentos polares 11. Por ejemplo, los elementos de acoplamiento móviles pueden prever el uso de alicates de centrado 291 y 292 para asegurar que los segmentos polares 11 estén en la condición de acoplamiento correcta a lo largo de las partes laterales 10e. De hecho, los alicates 291 y 292 pueden cerrarse alrededor de los segmentos polares con el fin de acoplar estos últimos y, por 10 tanto, centrarlos, antes del desplazamiento mencionado anteriormente logrado por las varillas de acoplamiento 252. Los alicates 291 y 292 pueden abrirse durante el desplazamiento causado por las varillas de acoplamiento 252.

El dispositivo de transferencia 200 también puede estar provisto de una disposición de fijación 280 para mantener un elemento de soporte de hilos conductores 400 unido a los segmentos polares 11, tal como se muestra en las Figuras 2, 3 y 3b. En las etapas de procesamiento que preceden a la etapa representada en la Figura 1, el elemento 400 de soporte del hilo conductor puede ensamblarse previamente adyacente a los extremos 10c de los segmentos polares 11 y fijarse allí, por ejemplo, mediante una disposición de protuberancia y receptáculo (no mostrada en la figura). El elemento de soporte de hilos conductores 400 puede desprenderse accidentalmente durante la transferencia de los segmentos polares. Para evitar dicha situación, la disposición de fijación 280 está provista de brazos empujadores 282 que presionan sobre el elemento de soporte de hilos conductores 400 en una dirección, que es hacia los extremos 10c para mantener el elemento de hilos conductores 400 adyacente al extremo 10c.

Los brazos empujadores 282 tienen una parte común 282', que está fijada a las varillas 283 y 284 (véanse Figuras 2 y 3). Las varillas 283 y 284 pueden correr en los asientos del cuerpo del dispositivo de transferencia 200. Las varillas 283 y 284 pueden ser empujadas por resortes precargados, tal como el 285, que están ubicados en los asientos del cuerpo del dispositivo de transferencia 200, tal como se muestra en la Figura 2 para uno de los resortes.

Las Figuras 5 y 8 muestran que el elemento de soporte de hilos conductores 400 puede estar provisto de terminales 450. Cada terminal 450 puede tener una parte de fijación 450a para anclar un hilo conductor 10b al terminal 450. El hilo conductor 10b también pasa por la parte 450b, que se asemeja a una vaina que rodea al hilo conductor 10b. Para un terminal 450, la parte 450a se engarza para fijar el hilo conductor 10b al terminal 450, mientras que la parte 450b se funde para crear un contacto eléctrico, tal como se describirá con más detalle a continuación.

En la Figura 5 se ha mostrado un número limitado de terminales 450 del elemento conductor 400, por razones de claridad.

El dispositivo de transferencia 200 se ensambla sobre guías 290 para trasladarse en la dirección X alejándose de la condición mostrada en la Figura 2. De manera sucesiva, el dispositivo de transferencia 200 se puede girar en un ángulo de 90° mediante un accionador de rotación 295 para alcanzar la posición que se muestra en la Figura 3. En la posición de la Figura 3, el conjunto de segmentos polares 11 se sujeta mediante elementos de fijación 201, 202, 203 y resulta alineado con un conjunto contenedor 300 (véanse las Figuras 3a y 4).

El dispositivo de transferencia 200 se puede trasladar hacia la derecha de la Figura 3 en las guías 290' para ubicar el conjunto de los segmentos polares 11 en el conjunto contenedor 300.

El conjunto contenedor 300 es capaz de recibir, fijar y, si fuera necesario, transferir los segmentos polares 11 en la disposición ensamblada. En particular, el conjunto contenedor 300 es capaz de posicionar los segmentos polares 11 en las estaciones de procesamiento. Por ejemplo, las estaciones de procesamiento pueden consistir en una estación para alinear definitivamente un hilo conductor 10b con respecto a la parte 450a del terminal 450 y una estación para fusionar el hilo conductor 10b con las partes 450b del terminal. Por razones de claridad, la Figura 4 no muestra la condición en donde se recibe el ensamblaje de los segmentos polares 11, sin embargo, la Figura 5, que es una vista en sección parcial ampliada de la Figura 4, muestra el ensamblaje de los segmentos polares 11 una vez recibidos por el conjunto contenedor 300.

El conjunto contenedor 300 comprende un anillo de soporte 301 donde se asientan los segmentos polares 11, tal como se muestra en las Figuras 4 y 5. El anillo de soporte 301 está empernado al anillo de engranaje 302 por medio de pernos 303. El anillo de engranaje 302 está soportado por cojinetes 305, que están asentados en la estructura de soporte 306. El anillo de engranaje 302 está acoplado con el engranaje de piñón 307, que también está asentado en la estructura de soporte 306.

El dispositivo accionador 308, por medio del acoplamiento 309, se acopla al apéndice 310 del engranaje de piñón 307, de modo que el engranaje de piñón 307 pueda girar el anillo de engranaje 302, cuando los segmentos polares necesiten ser indexados de manera angula alrededor del eje Y. El eje Y es un eje central del anillo de soporte 301, y por lo tanto coincide con el eje central del conjunto de los segmentos polares 11, cuando este último es recibido en el anillo de soporte 301 (véase también la Figura 5).

Los elementos de desplazamiento 311 están ensamblados en una cara del anillo de soporte 301, tal como se muestra en las Figuras 4, 5 y 6. Cada elemento de desplazamiento 311 comprende un elemento de sujeción 312 que tiene, por ejemplo, una forma circular, tal como se muestra en las Figuras 5 y 6.

Los elementos de desplazamiento 311 junto con los elementos de sujeción 312, colocados de manera ventajosa en el conjunto contenedor 300 para rodear los segmentos polares 11 tienen la tarea de fijar los segmentos polares 11 cuando el conjunto de los segmentos polares se recibe en el anillo de soporte 301, tal como se muestra en Figura 5.

El ensamblaje de las almohadillas de sujeción 312 en los elementos de sujeción 311 se logra mediante articulaciones que permiten el desplazamiento de conformidad con al menos un grado de desplazamiento con respecto al elemento de desplazamiento 313.

Por ejemplo, las articulaciones pueden comprender pasadores de soporte 313 que pasan a través de los asientos previstos en los elementos de desplazamiento 311, y los pernos 314 para empernar los elementos de sujeción 312 a los elementos de desplazamiento 311, tal como se muestra en las Figuras 5 y 6.

Los resortes 315 están interpuestos entre las almohadillas de sujeción 312 y los elementos de desplazamiento 311. Los pasadores de soporte 313 pueden desplazarse libremente en los asientos de los elementos de desplazamiento 311, de modo que los elementos de sujeción 312 puedan realizar desplazamientos de compensación para adaptarse a la superficie de los segmentos polares cuando los elementos de desplazamiento 311 se desplazan en sentido radial, es decir, hacia el eje Y, para una carrera fija de un elemento de desplazamiento 311. Los desplazamientos radiales de los elementos de desplazamiento 311 son guiados por las vías 316 presentes en la cara del anillo de soporte 301.

En las Figuras 4 y 6 se muestra un conjunto de soporte 350 para soportar el elemento de soporte del hilo conductor 400, sin estar seccionado por razones de claridad. El conjunto de soporte 350 se muestra parcialmente seccionado en la Figura 5.

En la Figura 5, el elemento de soporte de hilos conductores 400 se muestra apoyado por el conjunto de soporte 350, según el detalle que se describirá con más completamente a continuación.

Con referencia a las Figuras 4 y 5, el conjunto de soporte 350 comprende una parte de fijación 351 fijada al anillo de soporte 301 por medio de pernos 352. El conjunto de soporte 350 está provisto de una parte de agarre central 353, que se extiende desde la parte de fijación 351.

Con referencia a las Figuras 4 y 5, la parte de agarre central 353 comprende elementos de agarre 357, que se desplazan en sentido radial hacia fuera con respecto al eje central Y para agarrar el elemento conductor 400 (véase el estado de las Figuras 5 y 8 donde el elemento de soporte del conductor 400 se agarra a los elementos de agarre 357). En particular, los elementos de agarre 357 están rodeados por elementos de desplazamiento 311.

El desplazamiento radial de los elementos de agarre 357 está causado por el desplazamiento axial a lo largo del eje Y del elemento cónico 354. El elemento cónico 354 se desplaza de esta manera porque es empujado por el resorte precargado 355. El resorte precargado 355 rodea el eje 356. El eje 356 está conectado al elemento cónico mediante una articulación roscada 359, tal como se muestra en la Figura 5. El resorte 355 se ajusta a tope con el extremo del recinto 306'', mostrado en la Figura 4. Los elementos de agarre 357 están conectados al elemento cónico 354 acoplándose en forma de guía inclinada 358, donde cada una de las vías está configurada como una T, tal como se muestra en las Figuras 5-8. El desplazamiento de traslación del elemento cónico 354 a lo largo del eje Y se transforma en un desplazamiento radial hacia fuera y hacia dentro de los elementos de agarre 357 para liberar el agarre del elemento de soporte de hilos conductores 400.

Más en particular, tal como se muestra en la Figura 4, el eje 356 puede ser objeto de tracción en la dirección P mediante el elemento de horquilla 360 que se acopla con la cabeza 361 del eje 356. En consecuencia, se hace que el elemento cónico 354 se desplace en la dirección P para ejercer una tracción de los elementos de agarre 357 hacia adentro y así liberar el agarre en el elemento de hilos conductores 400.

La liberación del eje 356 lograda desplazando el elemento de horquilla 360 en una dirección opuesta a la dirección P hace que los elementos de agarre 357 se desplacen en sentido radial hacia afuera con el fin de agarrar el elemento de soporte de hilos conductores 400, tal como se muestra, por ejemplo, en las Figuras 5 y 8. La precarga del resorte 355 mantiene los elementos de agarre 357 en la posición radial hacia el exterior para fijar el elemento de soporte de hilos conductores 400 cuando el elemento de horquilla 360 se desacopla de la cabeza 361. El desacoplamiento del elemento de horquilla puede ser necesario en particular cuando el conjunto contenedor 300 necesita ser transferido.

La Figura 7 muestra el mecanismo para desplazar los elementos de desplazamiento 311 y las almohadillas de sujeción 312 en las direcciones radiales, es decir, hacia o alejándose del eje Y, para agarrar o liberar los segmentos polares 11, cuando estos últimos se colocan en el conjunto contenedor 300.

Más en particular, cada elemento de desplazamiento 311 está provisto de un pasador 401, que pasa a través de una guía 316 para acoplarse a las partes laterales de las respectivas ranuras de leva 402 del anillo 403. Al girar el anillo 403 en las direcciones R'1 y R'2 alrededor del eje Y, los elementos de desplazamiento 311 se desplazan, respectivamente, hacia el eje Y para agarrar los segmentos polares 11, o alejándose del eje Y para liberar la acción de sujeción en los segmentos polares 11. En los extremos 402' de las ranuras de leva 402, los perfiles de las partes laterales de las ranuras de leva acopladas por los pasadores 401 están configurados para mantener una acción de bloqueo sobre los pasadores 401. Lo que antecede causa el bloqueo de los elementos de agarre 311 en la posición de agarre de los segmentos polares 11 (tal como se muestra en la Figura 5). Los extremos 402' son los extremos de las ranuras de leva 402 en la dirección R'2 tal como se muestra en la Figura 7.

El anillo 403 se puede girar en las direcciones R1' y R2' desplazando el brazo 404 en las direcciones R1' y R2' (véase también la Figura 4). El brazo 404 se fija mediante pernos 404' al apéndice 405 del anillo de leva 403, tal como se muestra en las Figuras 4, 6 y 7. El brazo 404 se gira en las direcciones R1' y R2' mediante el dispositivo accionador 406 (véase Figuras 4 y 6). El dispositivo accionador 406 puede ser un accionador lineal que tenga un elemento de horquilla 407, que hace que se acople al rodillo 404” del brazo 404 para girar el anillo 403 en las direcciones R1' y R2', cuando sea necesario.

En particular, el posicionamiento y sujeción del conjunto de segmentos polares 11 en el conjunto contenedor 300 puede lograrse desplazando las almohadillas de sujeción 312 en sentido radial hacia el eje Y, una vez que los elementos de fijación 201, 202, 203 hayan alineado los segmentos polares 11 con las almohadillas de sujeción 312 colocadas en la posición de liberación. A continuación, las almohadillas de sujeción 312 se pueden desplazar hacia el eje Y para agarrar el conjunto de los segmentos polares 11, tal como se muestra en la Figura 5. De manera sucesiva, los elementos de sujeción 201, 202, 203 se pueden abrir para liberar el agarre en los segmentos polares 11 y el dispositivo de transferencia 200 puede desplazarse alejándose del conjunto contenedor 300. Una vez que se ha alcanzado esta condición, el conjunto contenedor 300 puede transferirse para lograr que se procese el conjunto de los segmentos polares 11.

En esta secuencia de posicionamiento, agarre y transferencia del conjunto de los segmentos polares 11, el elemento de soporte del conductor 400 puede ser integral por medio de los elementos de agarre 357, una vez que las almohadillas de sujeción 312 estén sujetando los segmentos polares 11.

El posicionamiento del conjunto de segmentos polares 11 está predeterminado. Lo que antecede se ha conseguido como resultado de la transferencia realizada por el dispositivo de transferencia 200 y la sujeción con las almohadillas de sujeción 312. En particular, el conjunto de los segmentos polares 11 resulta posicionado en una posición predeterminada a lo largo del eje Y, y también en sentido radial con respecto al eje Y para estar centrado. Además, los diversos segmentos polares se colocan entre sí para garantizar que no se interrumpa el montaje de los segmentos polares.

La Figura 9 muestra una estación 500 donde un conjunto contenedor 300 se puede desplazar por traslación o por rotación de la parte 306' de la estructura de soporte 306 (véase también Figura 4).

En la estación 500, los deflectores 501 se pueden desplazar en una dirección radial para acoplar los hilos conductores 10b y empujar los hilos conductores 10b para desplazarse a su ubicación definida en los terminales 450.

Simplemente por razones de ilustración y claridad, la Figura 5 muestra una vista lateral de los deflectores 501 alineados con los terminales 450, aun cuando la posición de la estación 500 se ha descrito como separada de la ubicación de la representación de la Figura 5, donde el conjunto de los segmentos polares 11 se reciben desde el dispositivo de transferencia 200.

La Figura 9a muestra la situación en donde la parte ampliada 501' de un deflector 501 empuja un hilo conductor 10b hacia la parte inferior de un terminal 450, tal como es en la condición requerida para la fusión. De manera sucesiva, los elementos de sujeción 502 y 503 pueden engarzar las zonas laterales de la parte 450a del terminal para asegurar el hilo conductor 10b (véase también la Figura 5). El engarzado de la parte terminal 450a se produce desplazando el elemento de sujeción 502 y 503 uno hacia el otro con la parte terminal 450a colocada en medio hasta que se alcance la condición de engarzado requerida, tal como se muestra para algunos terminales 450 de la Figura 9.

De manera similar, en la Figura 5 también se ha mostrado una vista lateral del elemento de sujeción 502 alineado con los terminales 450.

En la estación 500 de la Figura 9, están presentes dos unidades que tienen deflectores 501 y elementos de sujeción 502 y 503. Las unidades se colocan opuestas entre sí para poder operar de manera simultánea, tal como se ha descrito con anterioridad para los deflectores 501 y los elementos de sujeción 502 y 503. Los segmentos polares 11 y el elemento de hilo conductor 450 se giran alrededor del eje Y para posicionar cada terminal en una posición angular predeterminada con respecto a los deflectores 501 y a los elementos de sujeción 502 y 503. La rotación para indexar puede producirse accionando el dispositivo accionador 308 de la Figura 4, que está presente en la estación 500.

La Figura 10 muestra una estación de fusión 600 donde el conjunto contenedor 300 se puede desplazar por traslación o rotación de la parte 306' de la estructura de soporte 306 (véase Figura 4). En la estación 600, los electrodos 601 y 602 sujetan y aplican calor a la parte 450b del terminal (véase Figuras 5 y 10a) con el fin de obtener un contacto fusionado de los hilos conductores 10b con el terminal 450. En la estación de la Figura 600, están presentes dos unidades de fusión que tienen electrodos 601 y 602. Las dos unidades están colocadas una frente a la otra para poder operar de manera simultánea en la forma que se describió con anterioridad para los electrodos 601 y 602. Los segmentos polares 11 y el elemento de soporte del hilo conductor 400 se giran alrededor del eje Y para posicionar cada terminal 450 en una posición angular predeterminada con respecto a los electrodos 601 y 602. La indexación puede ocurrir accionando el dispositivo accionador 308 de la Figura 4, que estaría presente en la estación 600.

Se requiere referenciar los polos tal como se ha descrito utilizando los extremos 10c para garantizar el posicionamiento predeterminado de los segmentos polares 11 con respecto a cualquier herramienta u operador de máquina que necesite actuar sobre el conjunto de los segmentos polares, o sobre otros elementos que estén conectados a los segmentos polares. Ejemplos a este respecto son los operadores 501, 502, 503 y los electrodos 601 y 602 de la estación de fusión 600, que necesitan actuar sobre los hilos conductores y los terminales.

En otra forma de realización, el elemento de soporte de hilos conductores 400 puede aplicarse al conjunto de segmentos polares cuando este último esté presente en el conjunto contenedor 300. En este caso, un manipulador de hilos conductores puede posicionar los hilos conductores 10b en los terminales, o los hilos conductores 10b pueden posicionarse en los terminales 450, como resultado de la alineación y colocación del elemento de soporte del hilo conductor 400 en el conjunto de los segmentos polares 11.

Una forma de realización adicional para hacer referencia a los segmentos polares 11 puede prever un conjunto de acoplamiento 250, provisto de elementos de acoplamiento 252 en forma de varillas, tal como se muestra en la Figura 2a. Este conjunto de acoplamiento estaría presente en la zona 700 de la Figura 4. Los elementos de acoplamiento pueden acoplarse con los extremos 10d' de los segmentos polares 11, cuando estos últimos se colocan en las almohadillas de fijación 312, y antes de fijarse con dichas almohadillas de sujeción 312. Un anillo extremo tal como 256 de la Figura 2 y 3 se puede posicionar de manera coaxial al eje Y en el lado 701 para actuar como una superficie de apoyo a tope cuando los segmentos polares se desplacen en paralelo al eje Y del conjunto contenedor 300. En esta forma de realización, en el dispositivo de transferencia 200 y con respecto al asiento 12, es suficiente tener un conjunto de acoplamiento con una base común tal como 251, que acopla los segmentos polares 11 en 10d' y eleva los segmentos polares 11 desde el asiento 12.

Cuando el procesamiento del conjunto de los segmentos polares se ha terminado con el uso del conjunto contenedor 300, el conjunto de los segmentos polares se puede retirar desde las almohadillas de sujeción 312 utilizando elementos de sujeción tales como 201, 202, 203 del dispositivo de transferencia 200.

La descripción anterior de una forma de realización del método y del aparato de conformidad con la invención darán a conocer tan completamente la invención de conformidad con el punto de vista conceptual de modo que otros, aplicando los conocimientos actuales, podrán modificar y/o adaptar en diversas aplicaciones esta forma de realización específica sin más investigación y sin desviarse por ello de la invención, según se define por las reivindicaciones.

Claims (23)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato para posicionar segmentos unipolares durante la fabricación de estatores de máquinas dinamoeléctricas formados como un conjunto de segmentos unipolares (11), cuyo aparato comprende:

- un asiento (12) configurado para soportar el conjunto de segmentos unipolares (11);

- un conjunto de acoplamiento (250) configurado para acoplar los primeros extremos axiales (10d') de los segmentos unipolares y para hacer que los segmentos unipolares se trasladen desde el asiento (12) a un dispositivo de transferencia (200), comprendiendo el conjunto de acoplamiento (250) una pluralidad de elementos de acoplamiento (252) alineados con el asiento (12), estando cada elemento de acoplamiento (252) dispuesto para acoplarse con un primer extremo axial respectivo (10d') del segmento unipolar respectivo y para desplazar el segmento unipolar respectivo (11) hacia una superficie de referencia (256) para llevar un extremo axial opuesto respectivo (10c) a tope contra dicha superficie de referencia (256);

- comprendiendo el dispositivo de transferencia (200) un primer conjunto de sujeción que comprende una primera pluralidad de elementos de sujeción (201,202, 203) dispuestos para fijar los segmentos unipolares en una primera posición (A) y para sujetar los segmentos unipolares como un conjunto de segmentos unipolares, estando el dispositivo de transferencia (200) dispuesto para desplazarse para transferir el conjunto de segmentos unipolares desde la primera posición (A) a una segunda posición (B), donde está ubicado un conjunto contenedor (300); y

- el conjunto contenedor (300) está provisto de un segundo conjunto de sujeción que comprende una segunda pluralidad de elementos de sujeción (311, 312) configurados para sujetar el conjunto de segmentos unipolares; estando posicionado el segundo conjunto de sujeción sobre el conjunto contenedor (300) para mantener el conjunto de segmentos unipolares (11) en una posición predeterminada cuando los segmentos unipolares están ubicados en el conjunto contenedor (300).

2. El aparato según la reivindicación 1, en donde el dispositivo de transferencia (200) comprende, además, un dispositivo de arrastre en rotación (295) para hacer girar el primer conjunto de sujeción para alinear el primer conjunto de sujeción con la segunda posición (B).

3. El aparato según la reivindicación 1, que comprende, además, un conjunto de ajuste a tope donde los extremos (10c) de los segmentos polares (11) se acoplan contra una superficie de referencia de un elemento de tope (256) para alinear los extremos (10c) de los segmentos polares.

4. El aparato según la reivindicación 1, que comprende, además, medios de accionamiento (406) y medios de desplazamiento (401, 402, 403) para desplazar la segunda pluralidad de elementos de sujeción (311, 312) hacia el centro del conjunto de segmentos polares para alcanzar una posición para fijar los segmentos polares; y medios de bloqueo (401, 402') para mantener la segunda pluralidad de elementos de sujeción (311, 312) en la posición de sujeción.

5. El aparato según la reivindicación 1, en donde los elementos de sujeción de la segunda pluralidad de elementos de sujeción (311, 312) comprenden elementos de agarre (312) unidos a los elementos de desplazamiento (311) de la segunda pluralidad de elementos de sujeción por medio de articulaciones (313, 314) que permiten al menos un grado de liberad de desplazamiento con respecto a los elementos de desplazamiento (311).

6. El aparato según la reivindicación 4, en donde los medios de desplazamiento (401, 402, 403) están provistos de un mecanismo de leva (402).

7. El aparato según la reivindicación 1, en donde el segundo conjunto de sujeción (311, 312) puede girar alrededor de un centro del conjunto contenedor (300) para cambiar la posición angular del conjunto de segmentos polares.

8. El aparato según la reivindicación 1 que comprende, además, un conjunto de guía situado a lo largo de una trayectoria de traslación; en donde el conjunto de guía comprende elementos de acoplamiento móviles (291,292) para centrar los segmentos polares (11).

9. El aparato según la reivindicación 1, en donde el conjunto de segmentos polares está provisto de un elemento de soporte (400) que tiene terminales (450) para la conexión de hilos conductores (10b) de bobinas de los segmentos polares (11); y el dispositivo de transferencia (200) comprende un empujador móvil (282) que empuja el elemento de soporte (400) para mantener el elemento de soporte (400) en una posición constante con respecto al conjunto de segmentos polares (11).

10. El aparato según la reivindicación 9, comprendiendo el conjunto contenedor (300) además, un tercer conjunto de sujeción que comprende una tercera pluralidad de elementos de sujeción (357) para retener un elemento de soporte (400), en donde la tercera pluralidad de elementos de sujeción (357) son rodeados por la segunda pluralidad de elementos de sujeción (311, 312).

11. El aparato según la reivindicación 3, en donde el asiento (12) se proporciona en un palé de transporte (12a) y el palé de transporte se traslada para lograr el acoplamiento de los extremos de los segmentos polares con el conjunto de ajuste a tope (14).

12. El aparato según la reivindicación 1 que comprende, además, un conjunto de rotación o un conjunto de traslación para desplazar el conjunto contenedor (300) a una posición adicional.

13. El aparato según la reivindicación 1, en donde los medios de acoplamiento (501) están dispuestos para empujar los hilos conductores (10b) de las bobinas del conjunto de segmentos polares (11) a posiciones predeterminadas de terminales (450).

14. El aparato según la reivindicación 13 que comprende, además, elementos de engarce (502, 503) para engarzar los terminales (450) alrededor de los hilos conductores (10b) de las bobinas.

15. El aparato según la reivindicación 13 en donde medios de fusión (601, 602) están dispuestos para fusionar: los hilos conductores (10b) de las bobinas a los terminales (450).

16. Un método para posicionar segmentos unipolares durante la fabricación de estatores de máquinas dinamoeléctricas formados como un conjunto de segmentos unipolares (11), cuyo método comprende:

- asentar el conjunto de segmentos unipolares (11) en un asiento (12);

- acoplar los primeros extremos axiales (10d') de los segmentos unipolares y hacer que los segmentos unipolares se trasladen desde el asiento (12) a un dispositivo de transferencia (200), siendo realizada la etapa de acoplamiento mediante una pluralidad de elementos de acoplamiento (252) alineados con el asiento, estando cada elemento de acoplamiento (252) dispuesto para acoplarse con un primer extremo axial respectivo (10d') del segmento unipolar respectivo y para desplazar el segmento unipolar respectivo (11) hacia una superficie de referencia (256) para llevar un extremo axial opuesto respectivo (10c) apoyado a tope contra dicha superficie de referencia (256);

- fijar los segmentos polares (11) en una primera posición (A) con un primer conjunto de sujeción del dispositivo de transferencia (200) que comprende una primera pluralidad de elementos de sujeción (201, 202, 203) para fijar los segmentos unipolares como un conjunto de segmentos unipolares (11);

- desplazar el dispositivo de transferencia (200) para transferir el conjunto de segmentos unipolares desde la primera posición (A) a una segunda posición (B);

- proporcionar un conjunto contenedor (300) en la segunda posición (B); el conjunto contenedor (300) proporciona un segundo conjunto de sujeción que comprende una segunda pluralidad de elementos de sujeción (311, 312) para fijar el conjunto de segmentos polares; estando posicionado el segundo conjunto de sujeción en el conjunto contenedor (300) para mantener el conjunto de segmentos polares (11) en una posición predeterminada cuando los segmentos polares están ubicados en el conjunto contenedor (300).

17. El método según la reivindicación 16 que comprende, además, acoplar los extremos (10c) de los segmentos polares (11) contra la superficie de referencia (256) para alinear los extremos (10c) de los segmentos polares.

18. El método según la reivindicación 16 que comprende, además, proporcionar el conjunto de segmentos polares con un elemento de soporte (400) que tiene terminales (450) para la conexión de hilos conductores (10b) de bobinas de los segmentos polares (11); y presionar sobre el elemento de soporte (400) para mantener el elemento de soporte (400) en una posición constante con respecto al conjunto de los segmentos polares.

19. El método según la reivindicación 16 que comprende, además, proporcionar al conjunto contenedor (300) un tercer conjunto de sujeción que comprende una tercera pluralidad de elementos de sujeción (357) para sostener un elemento de soporte (400), y disponer la tercera pluralidad de elementos de sujeción (357) para estar rodeados por la segunda pluralidad de elementos de sujeción (311, 312).

20. El método según la reivindicación 16 que comprende, además, girar o trasladar el conjunto contenedor (300) a una posición adicional.

21. El método según la reivindicación 16 que comprende, además, disponer medios de acoplamiento para empujar los hilos conductores (10b) de las bobinas de segmentos polares a posiciones predeterminadas de terminales (450) del conjunto de segmentos polares (11).

22. El método según la reivindicación 21 que comprende, además, engarzar los terminales (450) alrededor de los hilos conductores (10b) de las bobinas.

23. El método según la reivindicación 21 que comprende, además, fusionar los hilos conductores (10b) de las bobinas a los terminales (450).