ES2909041T3 - Bobinadora - Google Patents

Abstract

Bobinadora (1) que comprende - un elemento (11) receptor para recibir un cuerpo (4) de base que comprende dientes (3) sobre los cuales se debe enrollar un bobinado (2), - un cabezal (5) de bobinado de agujas a través del cual se puede guiar un alambre (8) paralelo a una superficie de cada diente (3) a través del cuerpo (4) de base para enrollar el alambre (8) dentro de una ranura (10) entre dos dientes (3) del cuerpo (4) de base de manera que un diente (3) por enrollar pueda envolverse con el alambre (8), - en donde el cabezal (5) de bobinado de agujas presenta un portaagujas (6), en el que está fijada una boquilla en forma de aguja (7), a través de la cual se puede dispensar un alambre (8) por enrollar, - en donde la boquilla (7) puede estar dispuesta oblicuamente en la ranura (10), de manera que una distancia de la boquilla (7) al diente (3) por enrollar es menor que a un diente adyacente (3) que delimita la ranura (10), - caracterizado por al menos dos dedos (9) de sujeción en forma de pasador, - en donde los dedos (9) de sujeción se pueden mover en tres direcciones (200, 300, 400) espaciales independientes con respecto al elemento (11) receptor, - en donde se puede disponer un dedo (9) de sujeción en cada cara (12, 13) frontal del cuerpo (4) de base, - en donde el alambre (8) se puede colocar dentro de la ranura (10) independientemente del cabezal (5) de bobinado de agujas con cada dedo (9) de sujeción para definir una posición diana del alambre (8) dentro de la ranura (10), y - en donde los dedos (9) de sujeción están acoplados mecánicamente, por lo que los dedos (9) de sujeción están firmemente unidos entre sí y no pueden moverse entre sí.

Description

DESCRIPCIÓN

Bobinadora

Estado de la técnica

La presente invención se refiere a una bobinadora para crear bobinados de un motor eléctrico. La invención también se refiere a un procedimiento para producir un bobinado de un motor eléctrico. Una bobinadora según el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce del documento EP 2015427 A2. Se conoce otra bobinadora de los documentos DE 102014 006406 A1 y EP 1962411 A2. Se sabe del estado de la técnica que los cuerpos de base de rotores o estatores están provistos de un bobinado para producir motores eléctricos. Para ello, el cuerpo de base presenta dientes que están formados por ranuras en el cuerpo de base. En particular, la técnica de bobinado de agujas es conocida para bobinar estatores en la sección de chapara completa. Por sección de chapa completa se entiende que el cuerpo de base del estator se fabrica como un todo y no está segmentado.

Si el estator está segmentado, se puede enrollar un bobinado por separado en cada diente, debiendo luego ensamblarse el estator. Aunque se pueden lograr factores de llenado de ranuras tan elevados, existe un alto nivel de complejidad en términos de diseño de productos y cadena de procesos. El factor de relleno de la ranura describe la relación entre el área de la ranura y el área total del alambre que representa el bobinado en la sección transversal del cuerpo de base. El área de la ranura corresponde al área de la sección transversal delimitada por dos dientes adyacentes. El factor de llenado de la ranura indica, por lo tanto, hasta qué punto se utilizó el espacio disponible para el bobinado.

En la técnica de bobinado con aguja, una aguja que tiene una boquilla para descargar el alambre que se va a bobinar se desplaza en la dirección radial del estator hacia la ranura entre dos dientes ya lo largo de la ranura. De esta manera, el alambre se puede colocar en la ranura. Sin embargo, como resultado de este movimiento, la boquilla pasa por los dientes adyacentes que ya han sido enrollados. Debe asegurarse que haya espacio libre entre las bobinas. En general, debería quedar un espacio libre mínimo de aproximadamente 2,5 veces el diámetro del alambre.

Divulgación de la invención

La bobinadora de la presente invención y el procedimiento de la presente invención permiten un aumento en el número de vueltas en un diente, aumentando así el factor de llenado de la ranura. Mientras que el factor de llenado de la ranura es de aproximadamente el 30% con las técnicas convencionales de bobinado de agujas, el factor de llenado de la ranura aumenta hasta al menos el 40% según la bobinadora o el procedimiento según la invención. Esto se logra en particular por el hecho de que todas las capas del bobinado de un diente se aplican de manera ordenada, siendo especialmente ventajoso utilizar dos dedos de sujeción como ayuda para posicionar los bobinados. La bobinadora según la invención comprende un elemento receptor y un cabezal de bobinado de agujas. El elemento receptor sirve para recibir un cuerpo de base de un rotor o un estator. El cuerpo de base comprende dientes sobre los que se va a enrollar un bobinado. En particular, el cuerpo de base se fabrica como una sección de chapa maciza, lo que significa que el cuerpo de base no está segmentado. El cabezal de bobinado de agujas presenta un portaagujas al que se une una boquilla. La boquilla tiene forma de aguja y se extiende alejándose del cabezal de bobinado de agujas. Esto permite introducir la boquilla a través del cabezal de bobinado de agujas en una ranura entre dos dientes del cuerpo de base. A través de la boquilla se puede dispensar un alambre por enrollar. A través del cabezal de bobinado de agujas, en particular a través de la boquilla, el alambre puede ser guiado paralelo a una superficie de cada diente a través del cuerpo de base y así a lo largo de la ranura para depositar el alambre dentro de una ranura entre dos dientes del cuerpo de base. De esta manera, cada diente se puede envolver con el alambre.

La boquilla se puede colocar en ángulo en la ranura. Esto significa que la distancia de la boquilla al diente por enrollar es menor que a un diente adyacente que delimita la ranura. La ranura en la que se va a depositar el alambre está delimitada por dos dientes. Estos son el diente por enrollar y el diente adyacente. Dado que el diente adyacente no tiene influencia sobre el diente por enrollar, la boquilla se puede colocar en ángulo dentro de la ranura, simplificando así el enrollado del diente por enrollar. Debido a la menor distancia, el alambre se puede colocar con mayor precisión para evitar bobinados desordenados. Al colocar el alambre de manera ordenada, se pueden crear bobinados ordenados que tengan un mayor grado de relleno de ranuras. Ventajosamente, la inclinación se produce mediante un movimiento combinado de giro y traslación de la boquilla con respecto al cuerpo de base, de manera que la boquilla no se alinea paralelamente a una dirección radial del estator como en el estado de la técnica, sino que está inclinada con respecto a la dirección radial. De acuerdo con la invención, la bobinadora presenta al menos dos dedos de sujeción en forma de pasador, pudiendo moverse los dedos de sujeción en tres direcciones espaciales independientes con respecto al elemento receptor, pudiendo estar dispuesto un dedo de sujeción en cada cara frontal del cuerpo de base, en donde el alambre pasa a través de cada dedo de sujeción independientemente del cabezal de bobinado de agujas dentro de la ranura para definir una posición diana del alambre dentro de la ranura, y en donde los dedos de sujeción están acoplados mecánicamente por lo que los dedos de sujeción están conectados rígidamente y son inamovibles en relación unos con otros.

Un procedimiento correspondiente para producir un bobinado se reivindica en la reivindicación 5.

Las reivindicaciones dependientes se refieren a desarrollos preferidos de la invención.

Preferiblemente, la boquilla puede estar alineada paralelamente a una cara lateral del diente por enrollar que delimita la ranura. Esto se realiza en particular mediante una traslación y rotación combinadas entre la boquilla y el elemento receptor. Una alineación paralela minimiza la distancia entre la superficie lateral del diente por enrollar y la boquilla. Por lo tanto, el alambre puede ser alimentado con una distancia mínima a la superficie lateral del diente por enrollar, lo que conduce a un posicionamiento preciso del alambre. Esto permite que se produzcan patrones de bobinado precisos, lo que significa que se puede maximizar el número de bobinados dentro de la ranura.

La boquilla se puede girar al menos parcialmente alrededor de un eje de mecanizado mediante el portaagujas con respecto al elemento receptor. Ventajosamente, el eje de mecanizado es paralelo a un eje central del cuerpo de base y, por lo tanto, preferiblemente paralelo a un eje de rotor o eje de estator. También está previsto que la boquilla se pueda desplazar linealmente a lo largo del eje de mecanizado y perpendicularmente al eje de mecanizado en al menos dos, en particular tres, direcciones espaciales independientes, pudiendo descargarse el alambre a través de la boquilla perpendicular al eje de mecanizado. Además, el elemento receptor puede girar ventajosamente alrededor de un eje de giro paralelo al eje de mecanizado. El eje de rotación es en particular el eje central del cuerpo de base descrito con anterioridad. De este modo, el alambre se puede colocar con mucha precisión dentro de la ranura, ya que la boquilla se puede alinear de tal manera que se minimice una distancia entre la boquilla y la superficie del diente por enrollar. Esto se logra en particular mediante una traslación y rotación del portaagujas con respecto al eje de mecanizado, preferiblemente con una rotación adicional del elemento receptor. Por lo tanto, se optimiza la precisión de colocación del alambre dentro de la ranura. La colocación más precisa hace posible adherirse al patrón de bobinado con mucha precisión, como resultado de lo cual se puede maximizar el número de bobinados dentro de la ranura.

Según la invención, la bobinadora presenta dos dedos de sujeción. Los dedos de sujeción permiten colocar el alambre dentro de la ranura independientemente del cabezal de bobinado de agujas y, en particular, independientemente de la boquilla. Como resultado, se puede definir una posición diana del alambre dentro de la ranura, teniendo lugar el posicionamiento del alambre en la posición diana independientemente del cabezal de bobinado de agujas, en particular de la posición de la boquilla. Los dedos de sujeción se pueden mover en tres direcciones espaciales independientes con respecto al elemento receptor. De este modo, los dedos de sujeción se pueden colocar como se desee con respecto al cuerpo de base. Esto permite colocar el alambre en cualquier lugar dentro de la ranura sin requerir una posición correspondiente de la boquilla del cabezal de bobinado de agujas. Esto significa que la boquilla solo tiene que moverse paralelamente a la ranura, pero el posicionamiento de la boquilla no es necesario y se realiza más bien con los dedos de sujeción. Debido a la movilidad en las tres direcciones espaciales, este posicionamiento se puede realizar de forma muy precisa. Si hay varios dedos de sujeción, la distancia entre estos dedos de sujeción es preferiblemente mayor que la distancia entre las caras frontales del cuerpo de base, es decir, una extensión del cuerpo de base a lo largo del eje central. Esto significa que no es necesario que los pasadores de sujeción se muevan entre sí. De este modo, se realiza ventajosamente la fijación mecánica descrita con anterioridad de los dos pasadores de sujeción entre sí. De manera especialmente ventajosa, los dedos de sujeción están dispuestos axialmente fuera de las superficies frontales del cuerpo de base y no encajan en las ranuras del cuerpo de base.

De preferencia, el cabezal de bobinado de agujas, en particular la boquilla, no tiene que encajar necesariamente en la ranura para depositar el alambre en la ranura. Más bien, la bobinadora permite que el cabezal de bobinado de agujas, en particular la boquilla, quede fuera, en particular completamente fuera de la ranura, permitiendo no obstante que los dedos de sujeción posicionen el alambre dentro de la ranura para realizar el bobinado. De este modo, la boquilla puede ser conducida fuera de la ranura por el portaagujas. Por lo tanto, es posible guiar el cabezal de bobinado de agujas fuera de la ranura. Por lo tanto, se puede implementar un bobinado sin que la boquilla tenga que insertarse en la ranura entre dos dientes. Esto es especialmente ventajoso si un guiado del cabezal de bobinado de agujas, en particular la boquilla, parcialmente en la ranura daría lugar a una colisión con bobinados ya enrollados. Como resultado, se puede aumentar el número de vueltas dentro de la ranura, como resultado de lo cual se incrementa el factor de llenado de la ranura. En esta forma, se pueden aplicar bobinados a los dientes que presenta un mayor número de vueltas en comparación con el estado de la técnica. En el estado de la técnica, por ejemplo, se produciría una colisión entre bobinados ya enrollados y la boquilla a partir de cierto número de bobinados. Según la invención, esta colisión se evita porque no es la boquilla la que se utiliza delante del posicionamiento del alambre, sino la de los dedos de sujeción. La boquilla puede así permanecer fuera de la ranura pudiendo al mismo tiempo posicionar el alambre dentro de la ranura. Alternativa o adicionalmente, la boquilla puede guiarse a través del portaagujas dentro de la ranura para colocar el alambre dentro de la ranura para implementar el bobinado. Esta variante es más rápida y, por lo tanto, permite tiempos de bobinado más cortos para producir el bobinado. Las dos alternativas pueden combinarse de manera especialmente ventajosa, primero enrollando con la boquilla dentro de la ranura, y luego, especialmente si la boquilla ya no puede guiarse en la ranura sin riesgo de colisión con bobinados ya enrollados, enrollando con la boquilla fuera de la ranura.

Ventajosamente, según la invención, la bobinadora presenta dos dedos de sujeción. En este caso, en cada superficie frontal del cuerpo de base, puede estar dispuesto un dedo de sujeción. De acuerdo con la invención, los dedos de sujeción están acoplados mecánicamente de manera especialmente ventajosa. En particular, también está previsto que los dedos de sujeción tengan forma de L, extendiéndose un brazo en forma de L paralelo al eje central del cuerpo de base y, por lo tanto, paralelo a un eje de rotor o eje de estator. Las caras frontales del cuerpo de base son aquellos lados que están orientados perpendicularmente al eje central. De una manera particularmente ventajosa, cada uno de los dedos de sujeción permanece fuera de las ranuras del cuerpo de base y sirve para fijar una posición radial del alambre, es decir, para fijar una distancia del alambre con respecto al eje central. Por lo tanto, la boquilla del cabezal de bobinado de agujas puede guiarse a una distancia diferente del eje central, ya que la distancia deseada del eje central está asegurada por el dedo de sujeción.

La invención se refiere, además, a un procedimiento para enrollar un bobinado en un diente de un cuerpo de base, en donde el cuerpo de base es en particular un cuerpo de base de rotor o un cuerpo de base de estator. En particular, todos los dientes del cuerpo de base se pueden enrollar usando el procedimiento. Para el bobinado se utiliza ventajosamente una bobinadora como la descrita con anterioridad. El procedimiento comprende los siguientes pasos: primero, se coloca un alambre en una posición inicial de una ranura en una primera cara frontal del cuerpo de base en el diente por enrollar. La colocación tiene lugar por medio de una boquilla en forma de aguja, que está unida a un portaagujas de un cabezal de bobinado de agujas. La posición inicial está unida a una ranura donde se colocará el alambre. En la posición inicial, la boquilla está dispuesta más cerca del diente por enrollar que de un diente adyacente que delimita la ranura. En particular, la ranura está delimitada por el diente por enrollar y el diente adyacente. Dado que el diente adyacente no influye en el enrollado alrededor del diente por enrollar, la boquilla se coloca más cerca del diente por enrollar. Esto permite una colocación más precisa del alambre para que los patrones de bobinado se puedan enrollar con precisión. Esto permite maximizar el número de alambres dentro de la ranura. Después de colocarse en la posición inicial, la cabeza de bobinado de agujas se mueve paralelamente a la ranura a una segunda cara frontal opuesta a la primera cara frontal. Al mismo tiempo, el alambre se deposita dentro de la ranura, depositándose el alambre dentro de la ranura según la posición inicial. La orientación de la boquilla permanece sin cambios mientras se mueve el cabezal de bobinado de agujas. Finalmente, el alambre se coloca en una posición diana en la segunda cara frontal. La posición diana del alambre dentro de la ranura se define mediante la posición inicial y la posición diana. Esto hace posible que el alambre se coloque con precisión en una posición diana deseada dentro del cuerpo de base, en particular dentro de la ranura. La posición diana se puede alcanzar con precisión alineando la boquilla como se describe. Para ello, la boquilla puede moverse dentro de la ranura o permanecer fuera de la ranura.

La boquilla está ventajosamente alineada paralelamente a una superficie lateral del diente por enrollar que delimita la ranura. Esto se realiza en particular mediante una traslación y rotación combinadas entre la boquilla y el elemento receptor. Una alineación paralela minimiza una distancia entre la superficie lateral del diente por enrollar y la boquilla. Por lo tanto, el alambre puede ser alimentado con una distancia mínima a la superficie lateral del diente por enrollar, lo que conduce a un posicionamiento preciso del alambre. Esto significa que los patrones de bobinado se pueden producir con precisión, con lo cual se maximiza el número de vueltas dentro de la ranura.

Para alinear la boquilla, está previsto que el portaagujas gire al menos parcialmente alrededor de un eje de mecanizado con respecto al elemento receptor. Ventajosamente, el eje de mecanizado es paralelo a un eje central del cuerpo de base y, por lo tanto, preferiblemente paralelo a un eje de rotor o eje de estator. La boquilla también se traslada perpendicularmente al eje de mecanizado. De manera especialmente ventajosa, el cuerpo de base también gira alrededor de un eje de rotación alineado paralelo al eje de mecanizado y que corresponde en particular al eje central del cuerpo de base. Así, la boquilla en particular no está orientada radialmente al eje central del cuerpo de base, sino que discurre oblicuamente en la dirección radial con respecto al eje central. El alambre sale perpendicular al eje de mecanizado. De este modo, el alambre puede colocarse con mucha precisión dentro de la ranura, ya que la boquilla se alinea mediante un movimiento relativo combinado de rotación y un movimiento de traslación relativo entre el portaagujas y el cuerpo de base, de tal manera que la distancia entre la boquilla y la superficie el diente por enrollar se minimiza. De este modo, se optimiza la precisión de colocación del alambre dentro de la ranura. La colocación más precisa hace posible adherirse a los patrones de enrollamiento con mucha precisión, como resultado de lo cual se puede maximizar el número de enrollamientos dentro de la ranura.

En una realización especialmente preferida, la colocación en la posición inicial en la primera superficie frontal se realiza por medio de un dedo de sujeción en forma de pasador. El dedo de sujeción tiene en particular forma de L. En este caso, el cabezal de bobinado de agujas, en particular la boquilla, permanece fuera de la ranura. En particular, la boquilla puede permanecer axialmente fuera del cuerpo de base, es decir, la boquilla se encuentra al nivel del dedo de sujeción, que puede estar dispuesto en el lado frontal del cuerpo de base. Para colocar el alambre en la posición inicial, el alambre se enhebra ventajosamente mediante el dedo de sujeción y se desplaza a una posición radial deseada o se fija en la posición radial deseada. Además, está previsto preferiblemente que el cabezal de bobinado de agujas, en particular la boquilla, permanezca fuera de la ranura cuando el cabezal de bobinado de agujas se mueve a lo largo de la ranura desde la primera cara frontal hasta la segunda cara frontal para depositar el alambre en la ranura. El alambre se deposita así en la ranura sin que el cabezal de bobinado de agujas, en particular la boquilla, tenga que encajar en la ranura. Finalmente, el alambre se posiciona en la posición diana en la segunda cara frontal por medio de otro dedo de sujeción en forma de pasador, que está configurado en particular en forma idéntica al primer dedo de sujeción. De acuerdo con la invención, el primer dedo de sujeción y el segundo dedo de sujeción están acoplados mecánicamente de manera especialmente ventajosa y unidos entre sí en forma fija e inamovible entre sí. El alambre se coloca así con precisión en la posición diana, quedando el cabezal de bobinado de agujas, en particular la boquilla, fuera de la ranura. Ventajosamente, la boquilla queda axialmente fuera del cuerpo de base. Por lo tanto, es posible que el alambre se deposite en la posición diana definida por la posición inicial y la posición diana, sin que el cabezal de bobinado de agujas, en particular la boquilla, tenga que moverse a través de la ranura. Más bien, el posicionamiento del alambre por medio de los dedos de sujeción significa que el alambre puede depositarse en una posición diana dentro de la ranura. Ventajosamente, los dos dedos de sujeción están dispuestos cada uno axialmente fuera de las superficies frontales del cuerpo de base y tampoco encajan en las ranuras del cuerpo de base.

Ventajosamente, después de haber colocado el alambre en la posición diana en la segunda cara frontal, se llevan a cabo los siguientes pasos: primero, el cabezal de bobinado de agujas, en particular la boquilla, se mueve a una ranura adyacente. El diente por enrollar está dispuesto entre dos ranuras. Por lo tanto, para enrollar el diente, el alambre debe colocarse en dos ranuras para obtener un enrollamiento circunferencial alrededor del diente. Por lo tanto, está previsto que la boquilla se desplace a la ranura adyacente que está asociada con el diente por enrollar. A continuación, el alambre se coloca en una posición inicial en la segunda cara frontal del cuerpo de base. El alambre se coloca en la posición inicial en la segunda cara frontal por medio de otro dedo de sujeción. De este modo, el alambre también se puede colocar con mucha precisión en la segunda cara frontal, sin que sea necesario que el cabezal de bobinado de agujas, en particular la boquilla, encaje en la ranura contigua. Nuevamente, el cabezal de bobinado de agujas, en particular la boquilla, permanece fuera de la ranura adyacente. El cabezal de bobinado de agujas se mueve paralelo a la ranura contigua a la primera cara frontal para depositar el alambre dentro de la ranura adyacente, permaneciendo el cabezal de bobinado de agujas, en particular la boquilla, fuera de la ranura adyacente. Finalmente, el alambre se coloca en una posición diana en la primera cara frontal, con el cabezal de bobinado de agujas, en particular la boquilla, quedando de nuevo fuera de la ranura adyacente. El alambre se coloca en la posición diana en la primera cara frontal por medio del dedo de sujeción y, por lo tanto, es en particular independiente de la posición exacta de la boquilla. Una posición diana del alambre dentro de la ranura adyacente se define por la posición inicial y la posición diana. De esta manera, se consigue en particular que se produzca una vuelta de bobinado alrededor del diente. Después de mover el cabezal de bobinado de agujas de vuelta a la ranura original, los pasos anteriores se pueden repetir para enrollar más vueltas. La colocación del alambre en la posición inicial sobre la segunda cara frontal puede realizarse en particular apoyando el alambre sobre vueltas ya existentes. Es particularmente ventajoso que un bobinado se produzca en dos pasos. Para ello, en primer lugar se aplica un bobinado inferior a un diente del cuerpo de base. Luego se aplica un bobinado superior al bobinado inferior. El bobinado inferior se aplica en los siguientes pasos: primero, el alambre se coloca en una posición inicial de una ranura en una primera cara frontal del cuerpo de base. La colocación se realiza mediante el cabezal de bobinado de agujas. Para este propósito, en particular, la boquilla del cabezal de bobinado de agujas se inserta en la ranura. El cabezal de bobinado de agujas se mueve entonces paralelo a la ranura hasta una segunda cara frontal opuesta a la primera cara frontal para depositar el alambre dentro de la ranura. En este caso, el cabezal de bobinado de agujas, en particular la boquilla, encaja al menos parcialmente en la ranura para lograr un posicionamiento altamente preciso del alambre dentro de la ranura. El cabezal de bobinado de agujas se mueve luego a una ranura adyacente, después de lo cual el cabezal de bobinado de agujas se mueve paralelo a la ranura adyacente de vuelta a la primera cara frontal para depositar el alambre dentro de la ranura adyacente. De nuevo se produce un posicionamiento de alta precisión del alambre en una posición diana de tal manera que el cabezal de bobinado de agujas, en particular la boquilla, encaje al menos parcialmente en la ranura. Finalmente, el alambre se coloca en la siguiente posición inicial de la ranura en la primera cara frontal del cuerpo de base por el cabezal de bobinado de agujas, de modo que el cabezal de bobinado de agujas se mueve de vuelta a la ranura original. Estos pasos se repiten hasta que se hayan generado todas las vueltas del bobinado inferior. Puesto que el cabezal de bobinado de agujas encaja al menos parcialmente en la ranura, estando previsto especialmente que la boquilla del cabezal de bobinado de agujas encaje en la ranura, el posicionamiento se puede realizar fácilmente y con poco esfuerzo mediante el cabezal de bobinado de agujas. No es necesario un posicionamiento adicional con un dedo de sujeción. El bobinado inferior puede así crearse muy rápidamente. A continuación, se agita el bobinado superior según los pasos descritos con anterioridad. En particular, se utiliza para este propósito el dedo de sujeción para posicionar el alambre. Por lo tanto, ya no es necesario que el cabezal de bobinado de agujas, en particular la boquilla, encaje en la ranura. De esta manera, se pueden aplicar vueltas adicionales al bobinado inferior, lo que no sería posible con la técnica anterior. Como resultado, se puede aumentar el factor de llenado de la ranura.

Breve descripción de los dibujos

A continuación, se describen en detalle ejemplos de realización de la invención con referencia al dibujo adjunto. Aquí:

Figura 1 muestra una vista general esquemática de la bobinadora según un ejemplo de realización de la invención. Figura 2 muestra una vista detallada esquemática de la bobinadora según el ejemplo de realización de la invención durante el enrollado de un bobinado.

Figura 3 muestra una vista detallada esquemática del cabezal de bobinado de agujas de la bobinadora según el ejemplo de realización de la invención.

Figura 4 muestra una vista detallada esquemática de los dedos de sujeción de la bobinadora según el ejemplo de realización de la invención, y

Figura 5 muestra una vista en sección esquemática a través de la bobinadora según el ejemplo de realización de la invención.

Realizaciones de la invención

La Figura 1 muestra esquemáticamente una bobinadora 1 según un ejemplo de realización de la invención. La bobinadora 1 comprende un elemento 11 receptor. En el elemento 11 receptor, se puede insertar un cuerpo 4 de base de un estator o un rotor. La bobinadora 1 está diseñada para bobinar dientes 3 del cuerpo 4 de base insertados en el elemento 11 receptor con un alambre 8. Para este fin, hay un cabezal 5 de bobinado de agujas. El cabezal 5 de bobinado de agujas comprende un portaagujas 6 y una boquilla 7. La boquilla 7 tiene forma de aguja y está unida al portaagujas 6. La boquilla 7 se puede mover mediante el portaagujas 6. En particular, se define un eje 100 de mecanizado, a lo largo del cual se puede mover el cabezal 5 de bobinado de agujas, de modo que el portaagujas 6 puede mover la boquilla 7 linealmente a lo largo del eje 100 de mecanizado. La boquilla 7 se extiende perpendicularmente al eje 100 de mecanizado para que el alambre 8 pueda descargarse perpendicularmente al eje 100 de mecanizado. Además está previsto que la boquilla 7 pueda girar alrededor del eje 100 de mecanizado.

El eje 100 de mecanizado está alineado en particular paralelo al eje central (no representado) del cuerpo 4 de base. Para lograr una colocación óptima del alambre 8 en el cuerpo 4 de base, también se prevé que el cabezal 5 de bobinado de agujas se desplace perpendicularmente al eje 100 de mecanizado en al menos una dirección espacial. Además, el elemento 11 receptor tiene un accionamiento 14 giratorio y un accionamiento 15 pivotante. El accionamiento 14 giratorio permite girar el cuerpo 4 de base alrededor de su eje central. El accionamiento 15 pivotante permite girar el cuerpo 4 de base perpendicularmente a su eje central y, por lo tanto, perpendicularmente al eje 100 de mecanizado. De esta manera, se pueden lograr las orientaciones relativas requeridas de la boquilla 7 y el cuerpo 4 de base.

Para enrollar un diente 3, la boquilla 7 se puede insertar a través del portaagujas 6 en una ranura 10 (ver la Figura 2) entre dos dientes 3. De esta manera, se puede enrollar un bobinado 2 sobre los dientes 3 del cuerpo 4 de base utilizando tecnología convencional de bobinado de agujas.

Una vez que se ha enrollado cierto número de vueltas en un diente 3, la boquilla 7 ya no puede insertarse en la ranura adyacente 10 en el diente 3 sin chocar con las vueltas ya enrolladas. Esto dañaría el alambre 8 que ya ha sido enrollado, por lo que el proceso de enrollado debe finalizar, aunque habría suficiente espacio en la ranura 10 para enrollar más.

Para aplicar más vueltas al diente 3, están presentes un par de dedos 9 de sujeción. Los dedos 9 de sujeción tienen forma de L, en donde una pata en forma de L se extiende paralela al eje 100 de mecanizado. Los dedos 9 de sujeción se pueden mover independientemente uno del otro en tres direcciones espaciales 200, 300, 400. Por lo tanto, cada dedo 9 de sujeción se puede colocar en relación con el cuerpo 4 de base como se desee.

La Ffigura 2 muestra esquemáticamente el uso del dedo 9 de sujeción en una primera cara 12 frontal del cuerpo 4 de base. Por lo tanto, según la invención, se prevé que los dos dedos 9 de sujeción estén acoplados mecánicamente y presenten una distancia fija entre sí. Esta distancia es mayor que una longitud del cuerpo de base a lo largo de su eje central y, por lo tanto, mayor que una distancia desde una primera cara 12 frontal y una segunda cara 13 frontal opuesta del cuerpo de base. Los dedos 9 de sujeción pueden así colocarse fuera del cuerpo 4 de base en la primera superficie 12 frontal y la segunda cara 13 frontal en cada caso.

Si se van a aplicar más bobinados a un bobinado ya existente de un diente 3, la boquilla 7 no puede encajar en la ranura 10 entre dos dientes 3 ya que, como se ha descrito con anterioridad, esto conduciría a una colisión con alambres 8 ya enrollados. Por lo tanto, la boquilla 7 permanece fuera de la ranura 10, al mismo tiempo que se realiza una colocación del alambre 8 por el dedo 9 de sujeción. En particular, esto significa que el dedo 9 de sujeción fija una posición radial del alambre 8 con respecto al eje central del cuerpo 4 de base. La boquilla 7 puede así moverse a una posición radial diferente, en particular fuera de la ranura 10, siendo depositado el alambre 8 en la posición radial deseada, en particular dentro de la ranura 10, al mismo tiempo. Si la boquilla 7 se ha movido a la segunda cara 13 frontal, la boquilla 7 se puede mover axialmente (con respecto al eje central del cuerpo 4 de base) fuera del cuerpo 4 de base a una posición diana para mover el alambre 8 a una posición diana deseada dentro de la ranura 10. Posteriormente, el alambre 8 para la colocación en una ranura adyacente 10 puede colocarse apropiadamente mediante el dedo 9 de sujeción en la segunda cara 13 frontal, de modo que la boquilla 7 pueda moverse de nuevo a la primera cara 12 frontal, en donde, de nuevo, la boquilla 7 queda fuera de la ranura 10, pero el alambre 8 se deposita dentro de la ranura 10 gracias al dedo 9 de sujeción. Por lo tanto, se pueden enrollar bobinados adicionales en cada diente 3, como resultado de lo cual se aumenta el factor de llenado de la ranura. El factor de llenado de la ranura representa la relación entre el área de la sección transversal de la ranura 10 y el área de la sección transversal total del bobinado existente dentro de la ranura 10.

El depósito del alambre 8 en la ranura 10 comprende, por lo tanto, de manera particularmente preferida, tres pasos: primero, la boquilla 7 se transfiere fuera del cuerpo 4 de base a una posición radial deseada. Esta posición radial deseada corresponde a la posición radial en la que se va a depositar el alambre 8 dentro de la ranura 10. Dado que la boquilla 7 se encuentra fuera del cuerpo 4 de base, es decir, axialmente fuera del cuerpo 4 de base, no existe peligro de colisión con los bobinados 2 existentes. El alambre 8 se sujeta entonces en la posición radial deseada por medio del dedo 9 de sujeción. Alternativa o adicionalmente, el alambre 8 también puede colocarse en la posición radial mediante el propio dedo 9 de sujeción. A continuación, la boquilla se mueve primero radialmente en dirección al eje central del cuerpo 4 de base para mover la boquilla paralela al eje 100 de mecanizado y, por lo tanto, paralela al eje central del cuerpo 4 de base. Si los dientes 3 están unidos al cuerpo 4 de base en ángulo, el cuerpo 4 de base gira al mismo tiempo por medio del accionamiento 14 giratorio. Dado que la boquilla 7 se movió radialmente con anterioridad, la boquilla 7 se halla paralela al eje central fuera de la ranura 10 durante todo el desplazamiento. Tan pronto como la boquilla 7 se ha movido a lo largo de toda la ranura 10 y se dispone de nuevo axialmente fuera del cuerpo 4 de base, tiene lugar un nuevo movimiento radial para alcanzar una posición diana radial del alambre 8 también en la segunda cara 13 frontal. Dado que la boquilla 7 se encuentra fuera del cuerpo de base, se excluye de nuevo una colisión con los bobinados 2 existentes. El alambre 8 se colocó así en una posición deseada dentro de la ranura 10 sin tener que ubicar la boquilla 7 dentro de la misma ranura 10.

El bobinado 2 está ventajosamente enrollado en dos partes. Para ello, primero se retuerce un bobinado inferior y luego se retuerce un bobinado superior sobre el bobinado inferior. El dedo 9 de sujeción no es necesario para retorcer el bobinado inferior. Más bien, para retorcer el bobinado inferior, está previsto que la boquilla 7 encaje en la ranura 10 y coloque así el alambre 8 dentro de la ranura 10. Para lograr una colocación óptima del alambre 8 dentro de la ranura 10, la boquilla 7 se puede girar alrededor del eje 100 de mecanizado, como ya se describió. La ventaja de este movimiento se muestra en la Figura 3. En particular, el dedo 9 de sujeción también puede moverse verticalmente, lo que corresponde a la dirección 200 espacial en las Figuras, para tirar del alambre 8 a la posición requerida.

La Figura 3 muestra esquemáticamente en la parte superior una imagen en la que el portaagujas 6 no encaja la boquilla 7 oblicuamente en la ranura 10 y, por lo tanto, la distancia entre la boquilla 7 y los dos dientes 3 que delimitan la ranura es la misma. El caso se muestra esquemáticamente en el lado inferior en el que el portaagujas 6 ha alineado la boquilla 7 oblicuamente a la ranura 10 mediante un movimiento de rotación y un movimiento de traslación con respecto al eje 100 de mecanizado. Esta rotación y traslación permite insertar la boquilla 7 oblicuamente en la ranura 10 y, en particular, alinearla paralelamente al diente 3 por enrollar. Esto conduce a una reducción de la distancia X entre el punto de salida del alambre 8 de la boquilla 7 y la superficie del diente 3 por enrollar. Esta distancia X reducida permite posicionar el alambre 8 con gran precisión dentro de la ranura. De esta manera, el bobinado inferior puede fabricarse según un patrón muy preciso. La posición mostrada en la representación inferior de la Figura 3 se puede lograr en particular girando la boquilla 7 alrededor del eje 100 de mecanizado, mientras que también tiene lugar una traslación en la que el eje 100 de mecanizado se desplaza radialmente con respecto al eje central del cuerpo 4 de base. Además, el cuerpo 4 de base gira alrededor de su eje central. La superposición de estos movimientos hace posible una alineación como la que se muestra en la Figura 3 a continuación. Alternativamente, el portaagujas 6 también puede mover la boquilla 7 en dos direcciones independientes perpendiculares al eje 100 de mecanizado y girar alrededor del eje 100 de mecanizado para alinear la boquilla 7 como se muestra en la Figura 3 a continuación. En este caso, no se requiere la rotación del cuerpo de base.

La bobinadora 1 se puede usar así para unir un bobinado 2 al cuerpo 4 de base con mucha precisión. En particular, se puede enrollar un gran número de espiras sobre los dientes 3 del cuerpo 4 de base, pudiendo lograrse una mayor cantidad de espiras que en el estado de la técnica, en particular en el caso de cortes de chapa maciza.

La Figura 4 muestra una vista esquemática parcial de los dedos 9 de sujeción. La Figura 5 muestra una vista esquemática en sección de una parte de la bobinadora 1. En particular, se puede ver en la Figura 5 que los dientes 3 del cuerpo 4 de base están biselados y, por lo tanto, no corren paralelos al eje central del cuerpo 4 de base. Por lo tanto, es necesaria una rotación del cuerpo 4 de base por medio del accionamiento 14 giratorio durante el proceso de bobinado para guiar la boquilla 7 paralelamente a una ranura 10 entre los dientes 3.

Con la bobinadora 1 según el ejemplo de realización de la invención, se puede producir así la bobina 2. A continuación se describe un procedimiento según un ejemplo de realización de la invención, con el que se puede enrollar la bobina 2 sobre los dientes 3 del cuerpo 4 de base:

Primero, se retuerce el bobinado inferior. Para ello, el alambre 8 se coloca en una posición inicial en la primera superficie 12 frontal del cuerpo 4 de base. Esto tiene lugar especialmente porque la boquilla 7 se encuentra fuera de una ranura 10 en la primera cara 12 frontal del cuerpo 4 de base. La posición inicial corresponde en particular a una posición radial fija con respecto al eje central del cuerpo 4 de base. Dos ranuras 3 contiguas están asignadas al diente 3 por enrollar. Así, la boquilla 7 se mueve a través de una de las ranuras 10 para depositar el alambre dentro de la ranura 10 en una posición diana. La boquilla 7 giratoria permite que la boquilla se alinee paralelamente a la superficie del diente 3 por enrollar. A continuación, la boquilla 7 se desplaza sobre la segunda cara 13 frontal del cuerpo 4 de base hasta una ranura 10 contigua, que también está asignada al diente 3 por enrollar. A continuación, la boquilla 7 se mueve en la ranura adyacente 10 para depositar el alambre 8 dentro de la ranura adyacente 10 en una posición diana. La boquilla 7 vuelve a estar entonces en la primera cara 12 frontal. Por lo tanto, la boquilla 7 se mueve de nuevo a la ranura original 10 y el alambre 8 se coloca en la siguiente posición inicial en la primera cara 12 frontal. Estos pasos se llevan a cabo hasta que todas las vueltas del bobinado secundario se hayan aplicado al diente 3.

Después de retorcer el bobinado inferior, se enrolla el bobinado superior. Para retorcer el bobinado superior, la boquilla 7 ya no puede penetrar en la ranura 10, ya que esto provocaría una colisión con los bobinados del bobinado inferior ya enrollados. Por lo tanto, la boquilla 7 se mueve axialmente fuera del cuerpo 4 a una posición inicial. El alambre se coloca en una posición inicial deseada junto con el dedo 9 de sujeción en la primera cara 12 frontal del cuerpo de base. En particular, dicha posición inicial es una posición radial con respecto al eje central del cuerpo 4 de base. La boquilla 7 se desplaza entonces paralelamente a la ranura 10, quedando la boquilla 7 fuera de la ranura 10. Sin embargo, dado que el alambre 8 se mantuvo en la posición inicial mediante el dedo 9 de sujeción, el alambre 8 se deposita dentro de la ranura 10. Tan pronto como la boquilla 7 alcanza la segunda cara 13 frontal del cuerpo 4 de base, la boquilla 7 se mueve radialmente a una posición diana. Dado que la boquilla 7 se encuentra axialmente fuera del cuerpo 4 de base, tampoco existe riesgo de colisión con los bobinados del bobinado inferior. El alambre 8 se coloca correspondientemente en una posición diana en la segunda cara 13 frontal mediante el movimiento radial. Esto lleva a que todo el alambre 8 alcance una posición diana dentro de la ranura 10.

A continuación, la boquilla 7 se mueve a la ranura 10 adyacente. Aquí, nuevamente, el alambre 8 se coloca en la posición inicial con la ayuda del dedo 9 de sujeción, quedando la boquilla 7 nuevamente fuera del cuerpo 4 de base y, por lo tanto, no encaja en la ranura adyacente 10. La colocación del alambre 8 dentro de la ranura adyacente se realiza de la misma manera que se describió con anterioridad para la ranura 10. Por lo tanto, el bobinado de la bobina superior se realiza con la ayuda de los dedos 9 de sujeción de la bobinadora 1, de modo que la bobina superior se pueda fijar en forma segura y fiable. El bobinado superior aumenta el factor de llenado de la ranura del bobinado en comparación con la técnica anterior.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Bobinadora (1) que comprende

• un elemento (11) receptor para recibir un cuerpo (4) de base que comprende dientes (3) sobre los cuales se debe enrollar un bobinado (2),

• un cabezal (5) de bobinado de agujas a través del cual se puede guiar un alambre (8) paralelo a una superficie de cada diente (3) a través del cuerpo (4) de base para enrollar el alambre (8) dentro de una ranura (10) entre dos dientes (3) del cuerpo (4) de base de manera que un diente (3) por enrollar pueda envolverse con el alambre (8), • en donde el cabezal (5) de bobinado de agujas presenta un portaagujas (6), en el que está fijada una boquilla en forma de aguja (7), a través de la cual se puede dispensar un alambre (8) por enrollar,

• en donde la boquilla (7) puede estar dispuesta oblicuamente en la ranura (10), de manera que una distancia de la boquilla (7) al diente (3) por enrollar es menor que a un diente adyacente (3) que delimita la ranura (10),

• caracterizado por al menos dos dedos (9) de sujeción en forma de pasador,

• en donde los dedos (9) de sujeción se pueden mover en tres direcciones (200, 300, 400) espaciales independientes con respecto al elemento (11 ) receptor,

• en donde se puede disponer un dedo (9) de sujeción en cada cara (12, 13) frontal del cuerpo (4) de base,

• en donde el alambre (8) se puede colocar dentro de la ranura (10) independientemente del cabezal (5) de bobinado de agujas con cada dedo (9) de sujeción para definir una posición diana del alambre (8) dentro de la ranura (10), y

• en donde los dedos (9) de sujeción están acoplados mecánicamente, por lo que los dedos (9) de sujeción están firmemente unidos entre sí y no pueden moverse entre sí.

2. Bobinadora (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la boquilla (8) puede alinearse paralelamente a una superficie lateral del diente (3) por enrollar que delimita la ranura (10).

3. Bobinadora (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la boquilla (7) se puede girar mediante el portaagujas (6) con respecto al elemento (11 ) receptor alrededor de un eje (100) de mecanizado y a lo largo y perpendicular al eje (100) de mecanizado es desplazable linealmente en tres direcciones espaciales independientes, en donde el alambre (8) puede descargarse perpendicularmente al eje (100) de mecanizado a través de la boquilla (7), y en donde el elemento (11) receptor es giratorio en particular alrededor de un eje de rotación paralelo al eje (100) de mecanizado.

4. Bobinadora (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la boquilla (7) se puede guiar a través del portaagujas (6) fuera de la ranura (10) y el dedo (9) de sujeción está diseñado para colocar el alambre (8) dentro de la ranura (10) para implementar el bobinado (2) y/o porque la boquilla (7) se puede guiar a través del portaagujas (6) dentro de la ranura (10) para posicionar el alambre (8) para realizar el bobinado (2).

5. Procedimiento para producir un bobinado (2) sobre dientes (3) de un cuerpo (4) de base que comprende los pasos:

• colocar un alambre (8) en una posición inicial en una primera cara (12) frontal del cuerpo (4) de base en un diente (3) por enrollar por medio de una boquilla (7) en forma de aguja que está dispuesta en un portaagujas (6) en un cabezal (5) de bobinado de agujas, estando dispuesta la posición inicial en una ranura (10) en la que se va a depositar el alambre (8), y estando dispuesta la boquilla (7) más cerca del diente (3) por enrollar que de un diente (3) adyacente que limita la ranura (10),

• mover el cabezal (5) de bobinado de agujas a lo largo de la ranura (10) para depositar el alambre (8) dentro de la ranura (10), sin cambiar la orientación de la boquilla (7), y

• colocar el alambre (8) en una posición diana en una segunda cara (13) frontal opuesta a la primera cara (12) frontal, siendo definida una posición diana del alambre (8) dentro de la ranura (10) por la posición inicial y posición diana,

caracterizado porque:

• el alambre (8) se coloca en la posición inicial en la primera cara (12) frontal del cuerpo (4) de base por medio de un dedo (9) de sujeción en forma de pasador, quedando el cabezal (5) de bobinado de agujas fuera la ranura (10), • el cabezal (5) de bobinado de agujas permanece fuera de la ranura (10) cuando se mueve a lo largo de la ranura (10) para depositar el alambre (8) dentro de la ranura (10), y

• el alambre (8) se coloca en la posición diana en la segunda cara (13) frontal por medio de otro dedo (9) de sujeción en forma de pasador, quedando el cabezal (5) de bobinado de agujas fuera de la ranura (10), en donde los dedos (9) de sujeción están acoplados mecánicamente, por lo que los dedos (9) de sujeción están firmemente conectados entre sí y no pueden moverse entre sí.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la boquilla (8) para colocar el alambre (8) en la posición inicial y/o para mover el cabezal (5) de bobinado de agujas está alineada paralelamente a una superficie lateral del diente (3) por enrollar que limita la ranura (10).

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, caracterizado porque el portaagujas (6) gira la boquilla (7) con respecto al cuerpo (4) de base alrededor de un eje (100) de mecanizado y se desplaza linealmente en forma perpendicular al eje (100) de mecanizado, y en donde, en particular, el cuerpo (4) de base gira alrededor de un eje de rotación paralelo al eje (100) de mecanizado para colocar la boquilla (7) más cerca de la superficie lateral del diente (3) por enrollar que al diente adyacente (3) opuesto a la superficie lateral.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque, después de la colocación del alambre (8) en la posición diana en la segunda cara (13) frontal, se llevan a cabo los siguientes pasos:

• mover el cabezal (5) de bobinado de agujas a una ranura (10) adyacente,

• colocar el alambre (8) en una posición inicial en la segunda cara (13) frontal del cuerpo (4) de base por medio del otro dedo (9) de sujeción, en donde el cabezal (5) de bobinado de agujas, en particular la boquilla (7), queda fuera de la ranura (10) adyacente,

• mover el cabezal (5) de bobinado de agujas paralelo a la ranura (10) adyacente, en donde el cabezal (5) de bobinado de agujas, en particular la boquilla (7), permanece fuera de la ranura (10) adyacente para depositar el alambre (8) dentro de la ranura (10) adyacente y

• colocar el alambre (8) en una posición diana en la primera cara (12) frontal por medio del dedo (9) de sujeción, en donde el cabezal (5) de bobinado de agujas, en particular la boquilla (7), permanece fuera de la ranura (10) adyacente y en donde, por la posición inicial y la posición diana, se define una posición diana del alambre (8) dentro de la ranura (10) adyacente.

9. Procedimiento para realizar un bobinado (2) sobre dientes (3) de un cuerpo (4) de base mediante una bobinadora (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde inicialmente se coloca al menos un bobinado inferior sobre un diente (3) del cuerpo (4) de base y luego se aplica un bobinado superior al bobinado inferior, que comprende los pasos:

• colocar el alambre (8) en una posición inicial de una ranura (10) en una primera cara (12) frontal del cuerpo (4) de base por medio del cabezal (5) de bobinado de agujas,

• mover el cabezal (5) de bobinado de agujas paralelo a la ranura (10) a una segunda cara (13) frontal del cuerpo (4) de base opuesta a la primera cara (12) frontal para depositar el alambre (8) dentro de la ranura (10) en una posición diana, en donde el cabezal (5) de bobinado de agujas, en particular la boquilla (7), encaja al menos parcialmente en la ranura (10),

• mover el cabezal (5) de bobinado de agujas en la segunda cara (13) frontal a una ranura (10) adyacente y mover el cabezal (5) de bobinado de agujas paralelo a la ranura (10) adyacente de regreso a la primera cara (12) frontal para depositar el alambre (8) dentro de la ranura (10) adyacente en una posición diana, en donde el cabezal (5) de bobinado de agujas, en particular la boquilla (7), encaja al menos parcialmente en la ranura (10),

• colocar el alambre (8) en una próxima posición inicial de la ranura (10) en la primera cara (12 ) frontal del cuerpo (4) de base por medio del cabezal (5) de bobinado de agujas,

• repetir los pasos anteriores del proceso y colocar hasta que se hayan creado todas las vueltas del bobinado inferior,

• enrollar el bobinado superior según el procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 8.