ES2964095T3

ES2964095T3 - Aparato y método para pre-ensamblar conjuntos de devanado de una barra de devanado para rotor o estator de máquina eléctrica

Info

Publication number: ES2964095T3
Application number: ES19769205T
Authority: ES
Inventors: Giovanni Ruggieri; Sergio Tancredi; Maurilio Micucci; Giuseppe Ranalli
Original assignee: Tecnomatic SpA
Current assignee: Tecnomatic SpA
Priority date: 2018-04-23
Filing date: 2019-04-19
Publication date: 2024-04-04
Anticipated expiration: 2039-04-19
Also published as: EP3711149B1; US11515767B2; MX2020008123A; IT201800004780A1; WO2019207448A1; JP7269945B2; CA3089188A1; US20210006141A1; KR20210004948A; BR112020015707A2; JP2021520765A; CN112020819B; CN112020819A; EP3711149A1

Abstract

La presente invención se refiere a un aparato (200) para preensamblar un devanado para un estator o rotor de una máquina eléctrica que incluye una pluralidad de horquillas (255) con dos patas (255a, 255b) que tienen una sección transversal no circular. Comprende un anillo (220,230), que incluye una pluralidad de ranuras (222,232), así como un anillo de contención exterior (210) que actúa de contención a lo largo del perímetro del anillo (220,230). Además, un bloque de leva interior (270) y un bloque de leva exterior (280), que rodean y miran radialmente al bloque de leva interior (270), están dispuestos frente a la cara de salida de dicho anillo (220,230). Las levas están adaptadas para ser cruzadas, en uso, por dichas dos patas (255a, 255b) cuando cruzan dicho anillo (220,230) al mismo tiempo; las levas se abren en un espacio circular libre (295) entre los dos bloques de levas. La invención también se refiere a un método de premontaje de un conjunto de bobinado (290) para estator o rotor de máquina eléctrica, en el que las horquillas se introducen secuencialmente en las ranuras del aparato (200), y las sucesivas rotaciones del anillo (220, 230)) se realizan para obtener el conjunto de bobinado terminado (290) posicionado en el espacio circular libre. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato y método para pre-ensamblar conjuntos de devanado de una barra de devanado para rotor o estator de máquina eléctrica

La presente descripción se refiere al campo de procesos y aparatos para pre-ensamblar conjuntos de devanado de conductores de barra eléctricos para ser utilizados en estatores y rotores de máquinas eléctricas, tales como motores eléctricos.

Antecedentes

Es generalmente conocido proporcionar estatores o rotores de máquinas eléctricas, tales como generadores o motores eléctricos, por ejemplo para aplicaciones en vehículos eléctricos híbridos (HEV), en las que el devanado del estator o del rotor está formado por una pluralidad de conductores de barra flexionados e interconectados de diversas maneras entre sí para hacer devanados eléctricos conocidos también como "devanados de barra" o "conjuntos de devanado". Tales conductores de barra flexionados se conocen también como "conductores de horquilla" o simplemente "horquillas", con una o más patas unidas a modo de puente en un extremo. En los devanados de barra se pueden distinguir "capas" individuales, cada una de las cuales está formada por una matriz circular de posiciones equidistantes colocadas a la misma distancia radial del eje del devanado, así como conjuntos de conductores, que comprenden horquillas de un solo tipo, ya sea diestro o zurdo (de acuerdo con las siguientes definiciones), de modo que sus patas ocupan la mayor parte de las posiciones de una capa. Los conjuntos del tipo descrito que tienen cardinalidad máxima en el conjunto de devanado se denominan "coronas". Los devanados de barra pueden estar constituidos, en algunos casos, por una o más coronas concéntricas.

En particular, los devanados con horquillas que tienen una sección transversal circular (también denominados "conductores de alambre redondo"), o que tienen una sección transversal rectangular, pertenecen a la técnica anterior. A este respecto, alambre conductor "rectangular" o "cuadrado" alude en esta descripción a un alambre que tiene cuatro lados substancialmente planos, cada uno de ellos unido a los lados adyacentes, típicamente mediante un borde redondeado. Se conocen conductores de barra que tienen una sección transversal con forma trapezoidal. Los conductores básicos mencionados se preforman habitualmente por medio de flexión en una forma de "U" o de "P", partiendo de conductores de barra rectos. La patente US 7.480.987 describe un ejemplo de un método para preformar conductores de barra rectos para formar horquillas. Los conductores preformados con forma de "U" o de "P", a menudo también llamados "conductores básicos preformados" en el campo técnico, tienen típicamente dos patas adyacentes, de longitud igual o diferente, cada una provista de una porción de extremo libre y de una porción de extremo opuesta, que está conectada, por medio de una porción de conexión, a la otra pata.

Con referencia a la figura 2(a), se preforma una horquilla 255 a partir de un conductor lineal (no mostrado), flexionándolo para formar una primera pata 255a con un extremo libre respectivo 255aE y una segunda pata 255b con un extremo libre respectivo 255bE. La forma de flexión forma al mismo tiempo una conexión 255C en forma de puente entre las dos patas 255a, 255b. Esta horquilla preformada en este ejemplo tiene forma de "U" aplanada. Con el fin de formar un estator de una máquina eléctrica, por ejemplo es conocido someter los conductores de barra preformados con forma de "U" o de "P" a dos tipos diferentes de torsión.

En un primer tipo de torsión, también denominada "torsión desde el lado de inserción", los conductores básicos preformados se insertan adecuadamente en bolsas o "ranuras" correspondientes alineadas radialmente, que están previstas en un dispositivo de torsión, adaptado para deformar tales conductores después de la inserción. El dispositivo de torsión se utiliza substancialmente para esparcir las patas en forma de "U" o de "P", de modo que las dos patas de cada conductor, después de haberse extraído el conductor del dispositivo, puedan insertarse sucesivamente en el par de ranuras correspondientes de un núcleo de estator que están mutuamente desplazadas angularmente por una distancia lineal predeterminada, que es substancialmente igual a la distancia entre las patas desplazadas.

Partiendo de una horquilla preformada, por ejemplo, pero no exclusivamente, como se muestra en la figura 2(a), se forma una horquilla de forma adecuada para su inserción en el estator (o rotor) esparciendo las patas 255a, 255b y dando forma a la conexión 255c en forma de puente, para obtener la forma de la figura 2(b), por ejemplo. El número 255p de referencia indica el paso de la horquilla, es decir, la distancia lineal, o la distancia angular (abertura), o la distancia en términos de pasos de ranura, entre las patas. Hay que señalar que la parte superior central 255c2 de la horquilla formada es la zona en la que la sección transversal del conductor está sometida a una rotación de 180°, ya sea con respecto a la superficie medial de la horquilla (superficie que pasa por dentro de la horquilla y que incluye las dos patas) o con respecto al eje X.

La solicitud de patente publicada como US 2009/0178270 divulga un ejemplo de un método de torsión desde el lado de inserción para la torsión de los conductores de barra preformados con un paso uniforme después de haber sido insertados en los bolsillos de un dispositivo de torsión, en el que las horquillas tienen una sección transversal rectangular.

De acuerdo con la técnica anterior, y con referencia a la figura 3b, las horquillas se pueden también obtener mediante estampación, es decir, que se presiona un conductor recto contra un contraste en un sistema de tipo punzón y molde. La figura 3b(a) muestra tal conductor estampado; no exhibe una sección transversal que rote con respecto a la superficie media de la horquilla. Esta horquilla estampada, o también una horquilla preformada, puede someterse a torsión en el lado de soldadura, en cuyo caso es posible introducir la rotación antes mencionada y una forma "escalonada" de las patas 255a y 255b, en la que, por ejemplo, la pata 255a tiene una primera porción recta 255a1, una porción 255a2 en forma de escalón, y una segunda porción recta 255a3, como se muestra en la figura 3b(b).

Haciendo referencia a la figura 3c, la forma de la conexión 255c de puente puede comprender tres porciones 255c1, 255c3 y 255c2 comenzando desde la conexión con la segunda pata 255b y terminando en la conexión con la primera pata 255a (oculta en la vista en la figura 3c). La porción 255c1 tiene una dirección B de extensión principal y un radio R<b>de curvatura, la porción 255c3 tiene una dirección A de extensión principal y un radio R de curvatura, la porción 255c2 tiene una dirección C de extensión principal (y posiblemente una curvatura). La referencia a 1 indica el ángulo entre las direcciones A y C, la referencia a2 indica el ángulo entre las direcciones A y B, y la referencia a3 indica el ángulo entre las direcciones B y C, igual a la suma de los ángulos a 1 y a2. Esta es sólo una de las posibles formas finales de una horquilla, todas las demás formas con diferentes porciones y conformaciones, tanto de la porción similar a un puente como de las patas, pueden usarse con el aparato y con un método de acuerdo con la presente descripción.

Lo que es más, existen conductores denominados "pasadores en I", que tienen una única porción recta en tramos (en general, una única pata conformada apropiadamente entre un primer y un segundo extremo) alojada en una ranura; se utilizan como terminales de fase en la patente US 7.622.843 B2. También se conocen conductores con forma de W, véase por ejemplo la patente US 7.622.843 B2. Se puede formar un conductor con forma de W soldando una horquilla estampada con un pasador en I o soldando un cuarto conductor a tres pasadores en I. En general, en adelante, "pasador en W" indicará un conductor con al menos tres patas conectadas por un mismo lado mediante una conexión en forma de puente. Al menos una pata de dichas tres o más patas se utilizará en levas apropiadas.

Además, y haciendo referencia a la figura 3d, existen horquillas trenzadas con sección transversal inclinada en el punto de flexión (figura 3d (a)) o con transposición continua a lo largo de las porciones de horquilla alojadas en ranura (figura 3d (b); US 3837072). Una variante, no mostrada, puede ser una horquilla similar sin inclinación.

La figura 3e muestra la posible disposición de las patas de las horquillas de un devanado de doble corona en diferentes posiciones en ranura. Las letras A y B de referencia indican la corona a la que pertenecen las patas que se muestran en la ranura (pertenecientes a diferentes horquillas). Las capas de la ranura de un estator que aloja una horquilla de devanado son las porciones de la propia ranura ocupadas por una sola pata, en dirección radial, obtenidas subdividiendo la ranura en la misma dirección. Algunas de las posibles disposiciones de las horquillas en la ranura son AABB, ABBA y ABAB. Véase la patente US 6.894.417 B2 a este respecto.

La extensión radial de una horquilla con respecto al eje de estator es la distancia en dirección radial entre sus patas, medida en términos de capas de ranura. Por ejemplo, la extensión radial de una horquilla que tiene un devanado AABB, o de la corona B de un devanado ABBA, es igual a una sola capa, perteneciendo, sus patas, a capas adyacentes. La extensión radial de las horquillas de un devanado de tipo ABAB es igual a 2 capas. La extensión radial de una horquilla de corona A de un devanado de tipo ABBA es igual a 3 capas. También es posible la existencia de horquillas sin extensión radial, es decir, que tengan patas en la misma capa.

De aquí en adelante, la palabra "horquilla" abarcará todos los tipos de "conductores básicos" antes mencionados. Después de haber sido sometidos al primer tipo de torsión o después de haber sido estampados, los conductores básicos típicamente se pre-ensamblan en un conjunto de devanado como se mencionó anteriormente. El aparato de pre-ensamblaje tendrá una serie de ranuras en las que insertar las patas de cada horquilla, y, en general, será diferente del dispositivo de torsión.

El conjunto de devanado se inserta entonces como un bloque en las ranuras del núcleo de estator a través de un primer lado del mismo (el llamado "lado de inserción" o "cara de inserción") con las respectivas porciones de extremo libres protruyendo de un segundo lado del núcleo (el llamado "lado de soldadura" o "lado de conexión" o "cara de soldadura" o "cara de salida") opuesto al primer lado.

En base al patrón de devanado específico que se desea conseguir, las porciones de extremo libres de los conductores básicos que protruyen del lado de soldadura se pueden someter a un segundo tipo de torsión, también denominada "torsión del lado de soldadura", por ejemplo, después de haber sido insertadas en bolsillos hechos en un aparato accesorio de torsión apropiado. El accesorio de torsión del presente documento tiene el propósito de flexionar o torcer las porciones de extremo libres de los conductores para darles la forma adecuada a tales porciones de extremo y hacer posible, en consecuencia, realizar las conexiones eléctricas apropiadas entre los conductores con el fin de completar el devanado. La solicitud de patente publicada con el número US 2009/0302705 describe un ejemplo de un método de torsión desde el lado de soldadura del tipo analizado anteriormente.

A modo de ejemplo, la figura 1 muestra un aparato de pre-ensamblaje de acuerdo con la técnica anterior, que se aplica para producir un conjunto de devanado antes de insertarlo en un estator o en un rotor (en particular para motores de arranque). Tal aparato, dispositivo o ensamblaje 100 utiliza anillos concéntricos 140, 190 de horquillas 110 ya esparcidas, que tienen una sección circular, en particular de modo que cada conductor exhibe las respectivas patas separadas en un ángulo correspondiente a la distancia angular entre las dos ranuras del núcleo de estator en las que serán insertados. Los números 120 y 180 de referencia indican las "ranuras" o los "bolsillos" para soportar verticalmente las patas de las horquillas. En particular, los bolsillos 120 se utilizan para proporcionar soporte vertical mientras se cargan las horquillas, antes de la rotación. El número 150 de referencia es la referencia para el eje del dispositivo de pre-ensamblaje, y el número 160 de referencia es la dirección de rotación para el pre-ensamblaje del conjunto 170 de devanado. Las ranuras son proporcionadas en anillos concéntricos 140 y 190, superpuestos en dirección axial con un tercer elemento concéntrico 195 en el que están presentes guías que se extienden radialmente y que guían el movimiento de las patas inicialmente alojadas en los bolsillos 120. Durante dicha rotación, el anillo 140 y el elemento 195 rotan rígidamente con respecto al anillo 190, es decir, que el anillo 190 rota tanto con respecto al anillo 140 como con respecto al elemento 195. Al inicio de dicha rotación, la porción superior de la pata de cada horquilla que está alojada en la ranura 120 emerge de dicha ranura, que está superpuesta axialmente en un extremo guía del elemento 195, permaneciendo, la porción inferior de la propia pata, en dicha guía, lo que limita su movimiento hasta que la pata se aproxima al anillo 190.

La dirección de rotación está relacionada con la dirección (en sentido horario/antihorario) de la flexión (en adelante, "dirección de flexión") en la porción de conexión entre las patas de la horquilla, vista por un observador colocado en la pata fija. Tal flexión es necesaria, por ejemplo, para pasar la horquilla de una capa a la otra. En general, la dirección de flexión puede ser hacia la izquierda o hacia la derecha. En un caso, observando desde arriba la horquilla insertada en el estator, la porción de la conexión en forma de puente situada a la izquierda de la flexión está más alejada del eje del estator. En el mismo caso, la pata izquierda está más alejada del eje del estator. En el otro caso, la pata derecha y la porción de la conexión en forma de puente a la derecha de la flexión estarán más alejadas del eje del estator. La flexión es en ambos casos también cualitativamente especular con respecto a un plano que pasa a través de las dos patas.

Con el dispositivo de la figura 1, todas las horquillas 110 insertadas para ensamblar el devanado se rotan simultáneamente. El fulcro de tal rotación es la pata interior de cada horquilla (es decir, la pata en el rodillo - tercer elemento concéntrico 195), como para acercar los conductores entre sí y ensamblar el conjunto de devanado o corona de conductores. Tal dispositivo puede usarse convenientemente para conductores de alambre redondos, aunque no está adaptado para usarse, por ejemplo, con conductores de barras que tienen una sección transversal diferente de la forma circular, por ejemplo, tales como conductores "rectangulares" y "trapezoidales". En efecto, la rotación de tales conductores de sección no circular en una ranura circular no sería muy suave y entrañaría un riesgo de dañar la horquilla. El uso de casquillos para convertir la sección de los bolsillos de rectangular a circular, o de hacer bolsillos de sección rectangular sería complejo, y, además, debido al grosor no desdeñable de las paredes que rodearían las patas de la horquilla, no sería posible llevar la horquilla completamente hasta la posición final de pre-ensamblaje en la corona de horquilla. De hecho, con referencia a la figura 3a, se proporcionan cuñas guía 261 (pared del casquillo 260) para guiar las patas de los conductores básicos 255 cuando los rodillos descritos anteriormente rotan, los cuales, como tales, impiden el cierre completo de las horquillas en una corona 290 (los adaptadores de sección no circular a sección circular no se muestran en aras de claridad expositiva). Este impedimento no se encuentra en la literatura conocida por los inventores, sino que surgió de una investigación experimental dirigida por los mismos inventores.

De acuerdo con otro aspecto de la técnica anterior, dado que los bolsillos, que están provistos de los anillos guía concéntricos 140, 190 antes mencionados, tienen todos la misma profundidad y un fondo cerrado, tal dispositivo conocido tiene el inconveniente de no poder usarse para pre-ensamblar ensamblajes de devanado que comprendan conductores de barra básicas con patas de diferente longitud, característica que puede ser necesaria con el fin de conseguir alguna clase de conjuntos de devanado. Del mismo modo, el dispositivo de la técnica anterior no puede ensamblar horquillas que tengan diferente envergadura/paso (abertura angular). Un inconveniente adicional del aparato accesorio conocido que lleva anillos concéntricos descrito anteriormente está representado por el hecho de que, con el fin de extraer el conjunto 170 de devanado fabricado por medio de tal aparato e insertarlo en el respectivo estator o rotor de núcleo, es típicamente necesario proporcionar un ensamblaje de agarrador adicional para extraer el conjunto de devanado en bloque del aparato accesorio e insertarlo con precisión en el núcleo de estator. Es interesante indicar que las palabras "bolsillos" o "ranuras" se utilizan aquí y en las reivindicaciones en un sentido general y que incluye ranuras con paredes que, ya sean solas o en conjunto con otras paredes, contienen una de las dos patas de la horquilla, en rotación y en traslación cuando el aparato está en funcionamiento. Por lo tanto, una ranura puede definirse tanto por un rebaje o por una depresión en un miembro que está completamente rodeado/a por tal miembro como por una cavidad en un miembro en el que uno o más lados abiertos de la cavidad están adaptados para cerrarse efectivamente mediante una superficie o una pared de un componente adyacente. En particular, una ranura también puede ser un agujero ciego o un agujero pasante en un miembro. Otra disposición de este tipo es la divulgada en el documento JP2003134751 A1, en la que se proporcionan ranuras en forma de leva sin los elementos concéntricos anteriores, pero, nuevamente, con rotación simultánea.

Se percibe la necesidad de proponer un ensamblaje y un método alternativos con respecto a los analizados anteriormente con referencia a la técnica anterior para pre-ensamblar un conjunto de devanado de un devanado de barra para una máquina eléctrica que pueda superar, al menos parcialmente, los inconvenientes descritos anteriormente con referencia a la técnica anterior.

En particular, de acuerdo con un aspecto de la invención, se percibe la necesidad de proporcionar un aparato o dispositivo o ensamblaje y/o un método que permita pre-ensamblar un conjunto de devanado de un devanado de barra para una máquina eléctrica también con conductores de barra de diferente tipo con respecto a los conductores de alambre redondos, que son conductores de barra con sección transversal circular.

Ya sea adicional o alternativamente al aspecto antes mencionado, de acuerdo con otro aspecto de la invención, se percibe la necesidad de ofrecer un aparato o dispositivo o ensamblaje y un método que permitan pre-ensamblar un conjunto de devanado de una barra de devanado para una máquina eléctrica también con conductores de barra, es decir, conductores básicos como se definieron anteriormente, por ejemplo, con patas de diferentes longitudes o con diferente envergadura/paso/trecho.

Objeto y materia de la invención

Es un objeto de la presente invención proporcionar un dispositivo o aparato y un método para el pre-ensamblaje de uno o más conjunto/s de devanado de un devanado de barra para un estator o rotor, que resuelvan los problemas y superen los inconvenientes de la técnica anterior, ya sea total o parcialmente.

Una materia de la presente invención es un dispositivo o aparato y un método de acuerdo con las reivindicaciones que se acompañan.

Las reivindicaciones forman parte integral de la presente descripción.

Descripción detallada de realizaciones de ejemplo de la invención

Lista de dibujos

La invención se describirá ahora a modo de ejemplo, con particular referencia a los dibujos de las figuras que se acompañan, en los que:

la figura 1 muestra un dispositivo para pre-ensamblar devanados de horquilla, de acuerdo con la técnica anterior; la figura 2 muestra en (a) una horquilla preformada en "U" aplanada, y en (b) una horquilla acabada, de acuerdo con la técnica anterior;

la figura 3a muestra un detalle del uso de un casquillo de un aparato de pre-ensamblaje de la técnica anterior, de acuerdo con un experimento realizado por los inventores;

la figura 3b muestra en (a) un conductor estampado y en (b) el mismo conductor después de haber sido sometido a torsión en el lado de soldadura;

la figura 3c muestra la horquilla de la figura 3b desde arriba, de acuerdo con la técnica anterior;

la figura 3d muestra en (a) una horquilla trenzada con sección transversal inclinada en el punto de flexión, y en (b) con transposición continua a lo largo de las porciones de horquilla alojadas en ranura;

la figura 3e muestra en (a)-(c) tres posibles disposiciones de las patas de la horquilla de un devanado doble de corona en diversas posiciones en la ranura; A y B indican la corona a la que pertenecen las patas que se muestran en ranura (pertenecen a horquillas diferentes);

la figura 4 muestra una vista superior esquemática en perspectiva de una realización del dispositivo de pre ensamblaje de devanado de estator en horquilla;

la figura 5 muestra una vista en perspectiva desde abajo de la realización de la figura 4;

la figura 6 muestra una vista superior parcial de la matriz interior y exterior del dispositivo de las figuras 4 y 5; la figura 7 muestra una vista esquemática en perspectiva parcial del dispositivo de las figuras 4-6, con una horquilla insertada;

la figura 8 muestra una vista superior parcial de la porción de la figura 7;

la figura 9 muestra la vista de la figura 8, en la que se insertan dos horquillas sucesivas;

la figura 10 muestra la vista de la figura 8 ó 9, en la que se insertan cuatro horquillas sucesivas;

la figura 11 muestra la vista de las figuras 8-10, en las que están también insertadas las últimas horquillas del devanado del estator;

La figura 12 muestra la vista de las figuras 8-11, en las que el devanado del estator está completo y muestra los puntos 271b y 281b de entrada de las dos levas interior y exterior y los puntos 271a y 281a de salida, que pueden cerrarse al final del pre-ensamblaje;

la figura 13 muestra la retirada de los accesorios de inserción retráctiles para liberar el devanado; y

la figura 14 muestra la inserción de los pies de las horquillas en el estator antes de la retirada de los accesorios de inserción;

la figura 15 ilustra en (a) una línea de envoltura formada por un eje mediano, y en (b) una línea de envoltura formada por un eje posicionado a lo largo de una pata de la horquilla, con las respectivas rotaciones de la horquilla alrededor del eje respectivo;

la figura 16 muestra el ensamblaje de horquillas de acuerdo con la presente descripción, con rotación alrededor de una pata de la horquilla;

la figura 17a muestra una horquilla hacia la izquierda (flexionada en el sentido de las agujas del reloj) con (1) el fulcro en una de las dos patas, y en (2) el fulcro en la otra de las dos patas; la rotación de la horquilla es en sentido contrario al de la flexión (rotación en sentido contrario a las agujas del reloj vista desde arriba y con respecto a una pata);

la figura 17b muestra el uso de diferentes horquillas (por ejemplo, diferentes extensiones) anidadas en el ensamblaje de una única corona, de acuerdo con un aspecto de la presente descripción;

La figura 18 muestra dos tipos de movimiento para ensamblar la doble corona: en (a) se muestran las posiciones sucesivas de una misma horquilla (coloreada para la corona interior, no coloreada para la corona exterior) en diferentes instantes de tiempo: la horquilla generalmente está sujeta a una rototraslación con rotación con respecto a una de sus patas; para la horquilla de la corona interior, la rotación es en sentido antihorario, para la horquilla de la corona exterior es en sentido horario; una línea discontinua muestra la curva que envuelve las diferentes posiciones de la pata en rotación relativa de la horquilla (forma de leva); en (b) se muestra una situación similar a (a), con la diferencia de que la horquilla de la corona exterior es especular con respecto a la de la misma corona en la figura de la izquierda, y, por lo tanto, rota en sentido antihorario;

la figura 19 muestra el dispositivo de acuerdo con la presente descripción durante el paso de finalización del ensamblaje de la doble corona con la rotación de las últimas horquillas en una pata y matrices contrarrotativas, como en la figura 18 (b): (a) muestra la vista superior en la que se puede ver la matriz o el anillo de ranuras, (b) muestra la vista inferior en la que se pueden ver las levas; también se muestra un tabique separador entre las coronas, que puede tener un grosor tal como para acomodar una corona previamente ensamblada;

la figura 20 muestra el caso de dos horquillas cruzadas de diferentes coronas, que forman un tipo de devanado ABBA, de acuerdo con la técnica anterior;

la figura 21 muestra un ejemplo del movimiento para el ensamblaje de la doble corona, de acuerdo con la presente descripción, en el que se muestran las posiciones de una misma doble horquilla cruzada en diferentes instantes de tiempo; la doble horquilla está sometida generalmente a una rototraslación, produciéndose la parte de rotación con respecto al centro de la horquilla;

la figura 22 muestra un ejemplo de configuración de las levas del dispositivo de acuerdo con la presente descripción, para la rototraslación de la doble horquilla de la figura 21;

la figura 23 muestra un ejemplo de corona de devanado ensamblada y lista para ser insertada en el estator correspondiente, constituida por tres variantes de horquillas: la primera de paso estándar igual a 6 ranuras; la segunda de tipo de paso largo igual a 7 ranuras; la tercera de tipo de paso corto igual a 5 ranuras; y

La figura 24 muestra un ejemplo esquemático de algunos pasos de ensamblaje en paralelo de dos coronas, de acuerdo con un aspecto de la presente descripción, con dos puntos de inserción: (a) cuando las primeras horquillas de la corona interior entran en el espacio circular, se pueden acercar las patas de la horquilla de la segunda corona que no estén en rotación, estando los respectivos puntos de inserción y la envoltura de la leva desplazados angularmente con respecto a los de la corona interior en un ángulo apropiado; (b) el ensamblaje de las dos coronas continúa en paralelo (simultáneamente); (c) la finalización del ensamblaje de la corona exterior se desplaza temporalmente de manera correspondiente a la distancia angular de los puntos de inserción de las dos coronas; la figura 25 muestra en (a) un diagrama de interconexión entre capas de un conjunto de devanado de 4 capas, en el que se utilizan horquillas con una única dirección de flexión, y en (b) un diagrama de interconexión entre capas de un conjunto de devanado de 4 capas, en el que se utilizan también horquillas del tipo inverso, con dirección de flexión opuesta a la de las demás;

la figura 26 muestra un conjunto de devanado obtenido con el método de acuerdo con la invención, en el que la segunda capa no está completa y la primera capa incluye una serie de pasadores en I;

la figura 27 muestra en (a) el conjunto de devanado de la figura 25, en el que se ha añadido una serie de horquillas invertidas, en (b) un detalle en perspectiva del conjunto de devanado y en (c) el movimiento de aproximación radial de horquillas inversas de acuerdo con la invención;

la figura 28 muestra el conjunto de devanado de la figura 27, en el que se ha añadido una serie adicional de horquillas (no inversas);

la figura 29 muestra en (a)-(d) los pasos sucesivos correspondientes de una realización del método de acuerdo con la invención en una sección esquemática del aparato de acuerdo con una realización de la invención;

la figura 30 muestra en (a) una vista superior total del aparato de la figura 29, con la inserción de horquillas invertidas hasta un número determinado, y (b) la misma vista pero con la entrada en la guía circular de las últimas horquillas insertadas;

la figura 31 muestra en (a) un ejemplo de la posición de las porciones alojadas en la ranura de los conductores de pasador inverso y/pasador en W como una función de la posición radial (número de capa) y de la posición angular (número de ranura), en el que uno de los posibles tipos de devanado puede estar hecho para un estator que tiene 36 ranuras y 4 capas; los recuadros Rev indican la posición (por ejemplo, ranura 9 capa 2) de las patas de todas las horquillas inversas; las casillas I/W indican la posición (por ejemplo, ranura 9, capa 4) de las patas de todos los pasadores en I/W; en (b) la figura muestra otro ejemplo de la posición de las porciones alojadas en la ranura de los conductores de pasador inverso y/pasador W en función de la posición radial (número de capa) y la posición angular (número de ranura), en la que uno de los posibles tipos de devanado que puede estar hecho para un estator que tiene 36 ranuras y 4 capas; los recuadros Rev indican la posición (por ejemplo, ranura 9 capa 2) de las patas de todas las horquillas inversas; los recuadros I/W indican la posición (por ejemplo, ranura 9 capa 4) de las patas de todos los pasadores en I/W.

Es interesante señalar que los elementos de diferentes realizaciones descritas a continuación se pueden combinar entre sí para proporcionar realizaciones adicionales siempre que no se aparten del alcance de la invención, que se define por las reivindicaciones adjuntas.

La presente descripción hace también referencia a la técnica anterior para su implantación, en lo que respecta a las características de detalle que no se describen, tal como, por ejemplo, elementos de menor importancia habitualmente utilizados en la técnica anterior en soluciones del mismo tipo.

Cuando se presenta un elemento en la descripción o en las reivindicaciones, siempre se entiende que puede haber "al menos uno" o "uno o más", salvo que se especifique lo contrario.

Cuando en esta descripción se enumera una lista de elementos o características, se entiende que la invención de acuerdo con la presente descripción "comprende" o, alternativamente, "consiste en” tales elementos.

Los elementos similares o equivalentes en las figuras que se acompañan se indican mediante los mismos números de referencia.

A los efectos de la presente descripción, barra conductora "plana" o "cuadrada" significa una barra conductora que tiene cuatro lados substancialmente planos, cada uno de ellos unido a lados adyacentes y formando bordes típicamente redondeados. Por lo tanto, las palabras "plana" o "cuadrada" o palabras equivalentes utilizadas para describir la sección transversal de una barra conductora se usan en un sentido general y no deben interpretarse en el sentido de que excluyen el hecho de que tales conductores de barra tengan esquinas significativamente redondeadas que unen los lados substancialmente planos. La expresión "conductor plano" significa que el conductor tiene dos lados opuestos, cuya distancia es mayor que la distancia entre los otros dos lados opuestos. A los efectos de la presente descripción, el término "conductor rectangular" significa una generalización para conductor plano y conductor cuadrado, siendo el conductor cuadrado un caso especial de conductor rectangular, en el que los cuatro lados tienen el mismo tamaño.

A los efectos de la presente descripción, la expresión "conductor no circular" o "conductor de horquilla no circular" u "horquilla no circular" debe entenderse que designa un conductor que tiene cualquier forma poligonal de sección, y, por lo tanto, como una generalización de "conductor rectangular". Por ejemplo, se incluyen en esta expresión los conductores de sección rectangular, triangular, pentagonal, hexagonal, ya sean regulares o irregulares. También se abarcan los conductores con secciones de curva cerrada continua, tal como, por ejemplo, una elipse. Los conductores de barra de acuerdo con la presente descripción pueden también ser aquellos que tengan formas más inusuales, como se describe por ejemplo en las figuras de la solicitud de patente US7622843B2. Además, el aparato y el método de la presente descripción comprenden el uso de barras conductivas de diversas maneras alternadas, por ejemplo, principalmente de un tipo con algunas muestras de uno o más tipos diferentes.

Para los fines de la presente descripción, una ranura puede definirse tanto por un rebaje o por una depresión en un miembro, que está completamente rodeado por tal miembro, como por una cavidad en un miembro en el que uno o más lados abiertos de la cavidad están adaptados para estar efectivamente cerrado por una superficie o una pared de un componente adyacente. En particular, una ranura también puede ser un agujero ciego o un agujero pasante que está en un miembro. En el caso de un agujero pasante en un bloque, se definen una cara de inserción y una cara de salida de las patas de una horquilla.

A los efectos de la presente descripción, las expresiones "radial" o "circunferencial", u otras expresiones similares definidas con respecto a una dirección o a un eje, van a referirse a una circunferencia que se encuentra en un plano ortogonal a tal dirección o eje y que tiene el centro en dicha dirección o eje. Además, a los efectos de la presente descripción, la expresión "espaciada angularmente" (u otras expresiones similares), según se define con respecto a una dirección o a un eje, debe referirse al ángulo entre dos radios de un círculo que se encuentra en un plano ortogonal a tal dirección o eje y que tiene el centro en dicha dirección o eje.

A los efectos de esta descripción, un cilindro tiene una sección transversal circular o aproximadamente circular, pudiendo la aproximación deberse, por ejemplo, a tolerancias de fabricación o a configuraciones particulares del devanado de estator o de rotor que difieren ligeramente de una sección circular, por ejemplo dentro de un porcentaje del 15%, preferiblemente dentro de un porcentaje del 10% ó del 5%.

Nuevamente, a los efectos de la presente descripción, por cilindro se puede también entender un prisma de sección poligonal, ya sea regular o irregular, con una aproximación como la que se acaba de describir. Además, un cilindro de acuerdo con la presente descripción puede también tener una directriz elíptica, hiperbólica o parabólica, y, en cualquier caso, puede ser oblicuo y/o truncado de diversas maneras, de acuerdo con las realizaciones industriales específicas requeridas.

Realización preferida de la invención.

La presente descripción se refiere a un dispositivo (o aparato o ensamblaje) y a un método para pre-ensamblar un conjunto de barras de devanado para estator o rotor, estando constituido el conjunto de devanado por, o comprendiendo, horquillas (ventajosamente fabricadas en cobre) con sección no circular, por ejemplo rectangular o cuadrada. En lo sucesivo, se hará referencia indistintamente a "horquillas" en el sentido de "conductores de horquilla" o "conductores básicos". "Conductor básico" indica una horquilla preformada o una horquilla en su forma final (horquilla con patas no flexionadas en el lado de soldadura), según describe más adelante. Además, la presente descripción se refiere también al pre-ensamblaje simultáneo de dos o más conjuntos de devanado, concéntricos y, en algunas realizaciones, adyacentes.

Con referencia a las figuras 4-13, en una realización de la presente descripción, se proporciona un dispositivo 200 para pre-ensamblar un devanado de estator o rotor comenzando desde la horquilla 255 que tiene una sección no circular o "conductores básicos" según se definió anteriormente.

El dispositivo 200 puede comprender opcionalmente un anillo 210 de contención exterior (más en general, un dispositivo de contención o un medio de contención, que, por ejemplo, actúa sobre la superficie periférica del anillo 220, 230 que conecta la primera cara de inserción y la segunda cara de salida) con eje X de simetría rotacional, ventajosamente con una capa inferior 211 del anillo de contención exterior y una capa superior 212 del anillo de contención exterior, donde "superior" e "inferior" significan posiciones sucesivas a lo largo del eje X, en particular hacia la tierra cuando el eje X se orienta substancialmente con la fuerza de la gravedad.

Dentro y substancialmente adyacente al anillo 210 de contención exterior, se dispone (al menos) una matriz exterior (o "anillo") 220 ya sea comprendiendo o conectada a mecanismos de manipulación (no mostrados) de accesorios 221 de inserción retráctiles, que constituyen partes de la propia matriz. El anillo o la matriz exterior 220 puede ser con forma de anillo con una sección circular (alrededor de un eje central X), y puede tener una superficie periférica substancialmente, de manera ventajosa, perpendicular a dicha sección circular. La superficie periférica está ventajosamente en la periferia exterior de la sección circular, y, también ventajosamente, combina dos superficies opuestas del anillo, preferiblemente substancialmente planas. Se pueden proporcionar alojamientos para alojar los accesorios de inserción retráctiles a lo largo del perímetro interior de la sección circular (el más cercano al centro de la circunferencia).

El accesorio 221 de inserción retráctil puede fabricarse en un único bloque. El accesorio 221 de inserción retráctil puede comprender ventajosamente una ranura 222(cf.la figura 6), que tiene preferiblemente una forma correspondiente a una porción con forma de S en la que el extremo cerrado 222a es convenientemente cuadrado y la anchura de la S es substancialmente constante. Esto permite tener un tope fijo para la horquilla. También es posible proporcionar un extremo cerrado con un margen debido al redondeo, si se desea que haya un chaflán en altura (no mostrado) que guíe la pata de la horquilla. Las ranuras 222 también pueden ser diferentes entre sí, para insertar también horquillas de paso/extensión/trecho diferentes a las de la mayoría restante de las horquillas. En general, las ranuras 222 o incluso 232 pueden definir una abertura respectiva a lo largo de una dirección de profundidad substancialmente paralela a dicho eje central X y a lo largo de una dirección radial con respecto a dicho eje central X. Cada ranura puede configurarse para recibir a lo largo de dicha dirección de profundidad al menos un extremo libre 255aE, 255bE de uno o más conductores básicos 255 (es decir, un extremo no conectado a modo de en forma de puente a la otra pata).

Con referencia específica a la figura 13, el accesorio 221 de inserción retráctil está provisto ventajosamente de un gatillo 223, para la manipulación radial del mismo accesorio 221 de inserción retráctil, lo cual se describirá mejor más adelante con referencia al método de pre-ensamblaje de un conjunto de devanado de acuerdo con la presente descripción.

Se pueden usar otros dispositivos o medios de contención en lugar del anillo 210 de contención, por ejemplo integrales con las ranuras, o incluso formados en una sola pieza con las ranuras, como en el caso en el que las ranuras son aberturas cerradas a cada lado con respecto a la dirección X.

Preferiblemente, una matriz interior 230 está dispuesta, en una posición operativa, de manera concéntrica y radialmente adyacente a la matriz externa 220. Puede ser con forma de anillo con una superficie periférica que combine dos superficies opuestas, ventajosamente substancialmente planas, como en el caso de la matriz exterior 220. La matriz interior 230 está hecha preferiblemente en una sola pieza y exhibe una pluralidad radial de ranuras abiertas 232 de matriz interior, que tienen una forma que se corresponde con una porción con forma de S en la que el extremo cerrado está convenientemente cuadrado y la anchura de la S es substancialmente constante. Sin embargo, son posibles otras realizaciones en relación con el chaflán mencionado anteriormente. Como en el caso de la matriz exterior 220, cada ranura abierta puede ser diferente de la otra, por las mismas razones.

De acuerdo con un aspecto de la presente descripción, también o sólo la matriz interior puede comprender accesorios de inserción retráctiles (no mostrados), que funcionan como se describió anteriormente, con la diferencia de que el movimiento de apertura radial es hacia el eje X, y no alejándose de él como para la matriz exterior.

De acuerdo con un aspecto de la presente descripción, el anillo o la matriz interior 230 y el anillo o la matriz exterior 220 están configurados para rotar integralmente o en contrarrotación. En cualquier caso, las rotaciones de la presente descripción podrán siempre entenderse como rotaciones relativas de un elemento respecto de otro.

Con referencia a la vista en la figura 6, las ranuras 222 de matriz exterior y las ranuras 232 de matriz interior forman, de este modo, cuando están adyacentes con respecto a los respectivos extremos abiertos 222b y 232b, una ranura cerrada o rendija cerrada en el plano de las matrices y con forma de "S". Esta forma de S no es esencial; sin embargo, es ventajosa, porque posibilita reducir la anchura de la rendija cerrada cuando la horquilla rota con respecto a un eje central (paralelo a las patas y que media entre ellas). Cuando por el contrario la horquilla rota con respecto a un eje coincidente con una de sus patas, la forma óptima (sin holgura en el interior de horquilla) de la ranura se reduce a un arco de circunferencia. También se concibe cualquier otra forma subóptima, de acuerdo con un aspecto diferente de la presente descripción.

Ventajosamente, la matriz (o el anillo) exterior 220 y la matriz (o el anillo) interior 230 están soportadas mecánicamente sobre un sistema fijo o sobre soportes adecuados para un dispositivo autoportante (no mostrado) también por medio de bloques de contención del tipo de dicho bloque 210 de contención.

De acuerdo con la presente descripción, las ranuras se pueden hacer sin dividirlas en dos ranuras opuestas (mutuamente) 222 y 232. Las ranuras pueden tener una forma diferente de la forma de "S", y obtenerse en una sola pieza o en más de dos piezas.

El ensamblaje del anillo 210 de contención, de la matriz exterior 220 y de la matriz interior 230 puede conectarse a un cubo 240 de soporte, como se describe con más detalle más adelante(cf.la figura 5).

Además, preferiblemente, los mecanismos de manipulación antes mencionados de los accesorios de inserción retráctiles se colocan sobre un soporte común (no mostrado). De acuerdo con un aspecto de la invención, la matriz de ranuras puede ser adyacente en dirección axial al bloque de leva. De acuerdo con un aspecto de la presente descripción, se pueden utilizar uno o más pares de matrices de ranuras, entre las cuales se interponen las levas (intercaladas en dirección axial). Las ranuras alineadas, en dirección axial (la que está por encima y la que está por debajo de la leva en dirección axial), de una de las dos matrices (exterior o interior) pueden formarse en el mismo accesorio de inserción retráctil.

La figura 4 muestra adicionalmente un instrumento 250 de inserción de horquillas 255 (que tienen una sección circular, cuadrada, o cualquier otra sección). Tal instrumento 250 de inserción tiene ventajosamente un primer vástago vertical 253 y un segundo vástago vertical 254, respectivamente, y tiene preferiblemente una primera guía deslizante 253a y una segunda guía deslizante 254a, ventajosamente como rebajes en los vástagos verticales primero 253 y segundo 254. Con tal instrumento de inserción, una pata de la horquilla 255 se posiciona en la primera guía deslizante 253a, y la otra pata de la horquilla se posiciona en la segunda guía deslizante 254a. Se hace que una pieza u hoja 251 de empuje adecuadamente conformada se deslice entre los dos vástagos verticales 253, 254 y empuje la horquilla 255 para insertar sus dos patas 255a, 255b dentro de las dos ranuras 222 y 232 descritas anteriormente (en particular, los extremos de la S"). El empuje puede proporcionarse convenientemente en virtud de una empuñadura 252 conectada a la pieza 251 de empuje. La forma ilustrada y descrita del instrumento de inserción no es la única posible, siendo sólo un ejemplo de medio configurado para insertar las horquillas 255 en vista del pre ensamblaje del conjunto de devanado. Por ejemplo, es posible proporcionar un recogedor automático que utilice la herramienta 250 u otra herramienta para insertar cada horquilla 255.

La figura 7 muestra un ejemplo de horquilla 255 insertada en el aparato 200 de acuerdo con la invención en una vista en perspectiva desde arriba.

En cambio, la figura 5 muestra un ejemplo de horquilla insertada en el aparato 200 de acuerdo con la invención en una vista en perspectiva desde abajo. Se pueden ver los extremos 255aE y 255bE de inserción (extremos de las patas) de la horquilla. De acuerdo con un ejemplo de la presente descripción, estas patas no se encuentran con un tope. Por este motivo, las patas 255a y 255b pueden tener una longitud diferente, al contrario de lo que ocurre en la técnica anterior. Desde el punto de vista funcional eléctrico, esto significa que los conductores de barra con una longitud diferente en la misma capa pueden gestionarse en virtud del sistema de la presente descripción. Para los fines de la presente descripción, por conductores especiales, en contraste con los conductores básicos, se entiende conductores de barra que se usan para completar un devanado. Tales conductores especiales, de manera intrínsecamente conocida, incluyen, por ejemplo, puentes, terminales de fase, conductores de estrella, necesarios para conectar dos o más extremos que miran al mismo lado del estator.

Las figuras 5 y 6 muestran adicionalmente un mecanismo de aplicación de las patas 255a, 255b de la horquilla 255. Debajo (o encima) de la matriz interior 220 y de la matriz exterior 230 (desde el lado de una de las dos superficies planas opuestas de las matrices interior y exterior 220, 230, ventajosamente en el lado en el que se extiende el cubo 240 que tiene un eje X de simetría rotacional), se posicionan, respectivamente, un bloque 270 de leva interior, que tiene una leva interior, y un bloque 280 de leva exterior, que tiene una leva exterior. Ventajosamente, el bloque exterior 280 rodea y mira radialmente al bloque interior 270.

Para hacer la leva interior, se hace, ventajosamente, una guía 271 de envoltura interior (preferiblemente con un corte pasante) en el bloque 270 de leva interior y se configura como para formar una envoltura de las diversas posiciones de una pata 255a ó 255b de la horquilla 255 durante el pre-ensamblaje de la presente descripción. De hecho, con referencia a la figura 12, la guía interior 271 de envoltura comienza desde un punto 271a de salida de la leva interior en la superficie que mira al bloque 280 de leva exterior, y ventajosamente se extiende dentro del bloque 270 de leva interior en espiral para un tramo hacia el cubo 240 (en dirección radial hacia el eje X; el cubo es visible en las figuras 4 y 5).

Para fabricar la leva exterior, en el bloque 280 de leva exterior se hace ventajosamente una guía 281 de envoltura exterior (preferiblemente con un corte pasante), configurada como para formar una envoltura de la pata 255b ó 255a de la horquilla 255 en la misma dirección de rotación de la guía 271 de envoltura interior. De hecho, la guía 281 de envoltura exterior comienza desde un punto de salida de la leva exterior 281a sobre la superficie que mira al bloque 270 de leva interior, y se extiende en espiral en el bloque 280 de leva exterior para un tramo hacia el anillo 210 de contención exterior.

De acuerdo con un aspecto de la presente descripción, el bloque de leva puede también ser de una sola pieza o de más de dos piezas, dispuestas o no de manera concéntrica.

Las guías 271, 281 de envoltura constituyen las levas de los bloques de leva ya sea como en un todo o en parte. La forma de la/s leva/s depende al menos de la posición del centro de rotación del conductor, de la posición de la propia leva y de la geometría de la horquilla.

De acuerdo con un aspecto de la presente descripción, la guía 281 de envoltura exterior está configurada para, tras la rotación relativa del anillo 220, 230, llevar la pata 255b, 255a de una o más horquillas 255 insertadas en él desde el exterior hacia dicho espacio circular libre 295, mostrado en las figuras 5-14. De manera alternativa o adicional, la guía 271 de envoltura interior está configurada para, tras la rotación relativa de al menos un anillo 220, 230, llevar la pata 255b, 255a de una o más horquillas 255 insertadas en él hacia dicho espacio circular libre 295.

El aparato puede configurarse de modo que los puntos 271b y 281b de inserción estén posicionados, cada vez, en cada paso de rotación, detallado en la siguiente descripción, en los extremos cerrados 222a, 232a de la "S" (es decir, de las ranuras en la dirección radial sobre el plano de la matriz, es decir, la parte inferior de ranura).

También puede haber múltiples guías de envoltura diferentes para cada bloque de leva, ya que también se pueden ensamblar horquillas con diferentes extensiones. El eje de rotación de la horquilla puede ser cualquiera de los ejes paralelos a las patas de la horquilla. Sólo una leva (un único bloque con un espacio central vacío 295 y sólo una guía de envoltura), en lugar de dos, puede ser suficiente para ensamblar la única corona. En este caso, la horquilla gira alrededor de una de las dos patas, y uno de los dos puntos de inserción de la horquilla, correspondiente a las dos patas, está ya en la posición en la que estará la propia pata al final del procedimiento de ensamblaje. La figura 15(b) muestra una representación intuitiva del movimiento de la horquilla vista desde el eje de la corona de devanado. En aras de claridad expositiva, la figura 15(a) muestra el movimiento de la horquilla inducido por las dos levas concéntricas descritas anteriormente. Los puntos 271a y 281a de salida (véase la figura 12) se pueden cerrar (lo que significa que la pata correspondiente de la horquilla 255 ya no puede entrar), y su cierre se puede conseguir de muchas maneras, por ejemplo con piezas de cierre, discos contrarrotativos (no mostrados, insertados desde por debajo de las matrices (lado de salida de las patas de la horquilla o "lado de soldadura"), en la dirección del eje X), para impedir que la pata de la última horquilla insertada en el método (descrito más adelante) se inmovilice en el punto de salida.

Se mantiene una distancia libre (espacio central circular libre 295) entre el bloque 270 de leva interior y el bloque 280 de leva exterior, determinada de modo que no interfieran dos o más horquillas 255 insertadas consecutivamente. La distancia lineal entre los extremos de las guías (puntos 271a y 281a de salida) corresponde a la distancia 255p entre las dos patas de la horquilla, véase la figura 2.

Por supuesto, de acuerdo con un aspecto de la presente invención, cuando está presente una única guía de inserción, hay un único punto de salida, como se describió anteriormente.

En el dispositivo 200 de acuerdo con la presente descripción, preferiblemente, las ranuras cerradas 222, 232 con forma de S mencionadas anteriormente se mueven todas juntas de acuerdo con el método que se describe más adelante. Por el contrario, los bloques de leva interior 270 y exterior 280 permanecen preferiblemente fijos. Lo contrario también es posible, aunque mucho más complicado, porque el posicionamiento del instrumento 250 de inserción de la horquilla tiene que cambiar de posición, y, por lo tanto, se producirían dos movimientos circulares en lugar de uno solo (los bloques 270, 280 de leva y la herramienta 250 tienen que moverse). De acuerdo con un aspecto de la presente descripción, las matrices de ranuras pueden rotar integralmente o en direcciones opuestas con respecto a las levas.

Los bloques 270, 280 de leva y las matrices 220, 230 proporcionarán la trayectoria que la horquilla 255 tiene que seguir para su movimiento. De hecho, el movimiento relativo entre bloques de leva y matrices obliga a la/s horquilla/s a seguir un movimiento predeterminado.

Con referencia a la figura 19, de acuerdo con un aspecto de la presente descripción, el aparato de pre-ensamblaje puede comprender un tabique desmontable 265 a insertar en la línea media dentro del espacio circular libre 295 como para ser agarrado entre las dos las coronas del conjunto 290 de devanado. El grosor del tabique separador 265 entre las coronas puede ser tal como para acomodar una corona previamente ensamblada.

Se describirá ahora el método de devanado de acuerdo con la presente descripción haciendo referencia específicamente a las figuras 8 a 13. El proceso comprende los siguientes pasos:

1. Posicionamiento de las matrices con respecto a las respectivas levas de manera apropiada para abrir el punto de inserción de las envolturas de leva en el cruce por la respectiva pata de la horquilla 255, retirando posiblemente la obstrucción de un diente de la matriz de ranuras (esto se aplica a la inserción de los conductores básicos, de pasadores en I y de pasadores en W igualmente);

2. Inserción de una horquilla 255 en la matriz: sus patas 255a y 255b insertadas respectivamente en las guías deslizantes 253a, 254a son empujadas por la hoja 251 de inserción dentro de la matriz 220, 230 (figura 4);

3. Rotación (por medios, no mostrados, externos al dispositivo aquí descrito), ventajosamente para un paso de ranura o un múltiplo de ella, de la matriz: después de la inserción del primer paso, rotar la matriz en un paso de ranura; las patas 255a y 255b guiadas por bloques 270, 280 de leva rotan y se disponen en una posición progresivamente más cercana a la posición final, siendo, la posición final, la posición que tendrán (con ambas patas) en el ensamblaje 290 de devanado pre-ensamblado(cf.la figura 12);

4. Inserción de la última horquilla 255 (preferiblemente del mismo tipo) y extrarrotación sucesiva (no mostrada): la última horquilla insertada 255 puede requerir una rotación adicional para completar el movimiento y salir de la trayectoria de los bloques 270, 280 de leva interior y exterior, que pueden determinarse en función del tamaño de las horquillas y del dispositivo en los casos de aplicación específicos.

5. Inserción de las sucesivas horquillas 255 de un mismo tipo: los pasos 1 y 3 se repiten de manera iterativa; es decir, que se insertan casi todas las horquillas 255, completándose por ello el conjunto de devanado o la "corona 290 de horquilla";

6. Repetición de los pasos del 1 al 5 (preferiblemente para los diferentes tipos de horquillas que posiblemente se utilicen con diferente paso/extensión/trecho), para insertarse en los puntos de inserción de las respectivas envolturas de leva; y

7. Un paso adicional puede consistir en rotar el anillo en un ángulo predefinido, con el fin de hacer que el último conductor básico 255 o el último pasador en I o el último pasador en W que se insertó salga de la al menos una guía 271, 281 de envoltura; y

8. Repetición de los pasos del 1 al 6 para las diferentes coronas (conjuntos de devanado) que componen el devanado del estator/rotor. El ensamblaje puede tener lugar simultáneamente sobre múltiples coronas, o bien la inserción de las horquillas de una corona puede iniciarse después del ensamblaje parcial de otras coronas del mismo devanado. Además, se puede utilizar un número predeterminado de conductores básicos, todos ellos con una distancia predeterminada diferente, con una abertura angular predefinida entre las patas. La rotación del paso 3, en virtud de la conformación de los bloques 270, 280 de leva, hace que:

para cada paso de rotación o múltiplo del mismo, cada horquilla 255 rote substancialmente sobre sí misma con respecto a su eje de rotación, el cual puede posicionarse en una de las patas en una posición mediana o intermedia entre ellas o en el vértice (punto central 255c2 en el elemento de la figura 3c) de la horquilla; y

para cada paso de rotación o múltiplo de él, cada horquilla 255 se traslade como para liberar el espacio de inserción de la horquilla sucesiva 255.

No es necesario que la horquilla se inserte en una etapa posterior entre en la ranura adyacente o anterior en la dirección de rotación de la matriz; las horquillas se pueden también insertar a una distancia de más ranuras, si una pata de la horquilla no se está ya en el espacio circular libre, en la posición inicial.

En cuanto a la posición del eje de rotación, se hace referencia a la figura 15, que muestra en (a) una línea de envoltura formada por un eje mediano, y en (b) una línea de envoltura formada por un eje posicionado a lo largo de una pata de la horquilla, con las respectivas rotaciones de la horquilla alrededor del eje respectivo.

En los pasos del 2 al 4, la horquilla 255 está soportada por matrices 220, 230 (por ejemplo, por medio de la parte 255c en forma de puente a través de las ranuras). Alternativamente, la horquilla 255 puede estar soportada por un elemento de contraste inferior (no mostrado). El anillo 220, 230 puede configurarse para mover y/o espaciar los conductores básicos además de soportarlos.

De acuerdo con un aspecto de la presente descripción, se realizan los pasos 1 y 2 con respecto al bloque interior 270 y al bloque exterior 280 descritos anteriormente, y donde en el paso 3 el anillo interior 220 y el anillo exterior 230 se hacen rotar ambos en contrarrotación, o sólo rota uno de los dos, o los dos anillos rotan en la misma dirección. Los pasos descritos anteriormente se pueden también repetir cambiando el tipo de horquilla, utilizando, por ejemplo, una horquilla en la que la apertura angular de las patas con respecto a un eje predeterminado paralelo a las propias patas sea diferente de la apertura angular de la horquilla utilizada anteriormente. De la misma manera, se pueden introducir tantos conjuntos de horquillas homogéneas como se desee. Es preferible y no siempre obligatorio utilizar horquillas con menor distancia angular antes que la horquilla con mayor distancia angular. Esto es obligatorio sólo si los cortos y los largos están anidados, es decir, si la inserción axial del uno se ve impedida por la presencia del otro. En la sucesión de acciones a realizar para ensamblar un devanado, es obligatorio introducir una horquilla ancha después de introducir la horquilla estrecha sobre la que se cruza en la configuración del devanado ensamblado. La inclusión de las dos horquillas en cuestión no podrá ser simultánea. Respetando dichas limitaciones, cualquiera de las horquillas, ya sea de paso estándar o de paso diferente, podrá insertarse indistintamente antes o después de otra horquilla.

Al final del paso 6, se forma la corona 290 de horquillas, pero todavía está insertada en el dispositivo 200. Ahora es posible proceder de diversas maneras para la aplicación sobre el núcleo de estator o de rotor. Con referencia a la figura 14, se realizan preferiblemente los siguientes pasos mutuamente sucesivos (no mostrados):

8. Cierre de los conductos de salida 271a, 271b en los bloques 270, 280 de leva, para impedir el desplazamiento de las horquillas que se encuentran en las aberturas 271a, 271b en los bloques de leva; e

9. Inserción de la corona 290 de horquillas en el núcleo de estator 300.

Durante el paso 8 anterior, se puede utilizar un contraste en forma de anillo fijo o integral con la matriz de ranuras, que impida el movimiento radial de las patas de la corona circular formada.

Una vez que los extremos de las horquillas 255 de la corona o del conjunto 290 de devanado se insertan en el núcleo 300 de estator o de rotor, o antes de este paso, la matriz equipada con elementos exteriores o interiores retráctiles 230 se puede alejar para liberar la corona 290 de horquillas. Esto puede ocurrir ventajosamente, de acuerdo con un aspecto de la presente descripción, con sectores o accesorios 221 de inserción que son retráctiles radialmente hacia afuera (hacia lejos del eje X) en virtud de los gatillos 223 (empujadores del bloque 280 de leva exterior, que se usa para la extracción radial), como se muestra en la figura 13.

De otro modo, se puede usar un agarrador para extraer la corona 290 de horquillas y colocarla luego en el núcleo 300 de estator o de rotor.

De acuerdo con un aspecto de la presente descripción, el dispositivo de pre-ensamblaje puede configurarse para pre-ensamblar dos o más capas concéntricas simultáneamente. Para tal fin, es posible definir el tipo de rotación de las horquillas de dos coronas, también en relación con las rotaciones de la matriz de ranuras y del bloque de leva. La figura 17a muestra un modo de rotación de las horquillas, dependiendo de la dirección de la flexión central de la horquilla. En detalle, la figura 17a muestra una horquilla hacia la izquierda (flexionada en sentido contrario a las agujas del reloj, flecha inferior en el nivel de flexión) con el fulcro en una de las dos patas; la rotación de la horquilla en dirección opuesta a la de flexionar (flecha superior de rotación en el sentido de las agujas del reloj). Las mismas consideraciones aplican en el caso de horquillas con flexión central en dirección opuesta, tales como las de las figuras 15 y 16. También es posible tener direcciones de flexionar hacia la derecha, simplemente invirtiendo la dirección de la flecha central de la figura 17a. En la práctica, el puente de la U que constituye la horquilla no está comprendido sobre un plano o sobre una superficie con un único centro de curvatura. A partir de una de las dos patas, hay una primera porción, luego una porción central que crea un ángulo de discontinuidad con la primera porción, y luego una segunda porción con un nuevo ángulo de discontinuidad. Es como si se llevara una U con puente a lo largo de una curva con un solo centro de curvatura y se torciera la porción central del puente hacia la izquierda o hacia la derecha vista desde arriba y fijando un punto de referencia (una de las patas).

Con referencia a la figura 17b, el dispositivo y el método de acuerdo con la invención permiten en un aspecto el uso de diferentes horquillas (por ejemplo, diferentes extensiones) anidadas en el ensamblaje de un único anillo. En particular, en dicha figura, es posible observar dos horquillas concéntricas de anchura radial igual a una capa y de extensión/paso/trecho igual a 5 y 7 ranuras, respectivamente, que tienen patas homólogas en la misma capa.

Con referencia ahora a la figura 18, la configurabilidad de la posición del eje de rotación de la horquilla con respecto a la propia horquilla, hace posible ensamblar las dos coronas de devanado. En este caso son necesarias dos levas, una para cada anillo. Si la pata más exterior (interior) de la horquilla (en el devanado terminado) actúa como centro de rotación, la leva que actúa está dentro (fuera) de la corona que se está formando. La leva debe inducir la rotación de la horquilla en la dirección opuesta a la de la flexión de la porción con forma de U vista por un observador situado en el fulcro de pata de la horquilla, es decir, la pata en la que se ubica el centro de rotación de la horquilla. La figura 18 muestra un movimiento para el ensamblaje de la doble corona, mostrando las posiciones de la propia horquilla (coloreada para la corona interior, de contorno completo para la corona exterior) en diferentes instantes de tiempo. La horquilla se somete en general a una rototraslación.

En el caso mostrado en la figura 18(a), la rotación se produce con respecto a una de sus patas, siendo en sentido contrario a las agujas del reloj para la horquilla interior, en el sentido de las agujas del reloj para la horquilla exterior, para un observador colocado sobre la pata que actúa como centro de rotación. Una línea discontinua muestra la curva que envuelve las diferentes posiciones de la pata en rotación relativa de la horquilla (forma de leva o guía de envoltura). Las matrices interior y exterior de ranuras rotan rígidamente con respecto a las levas para inducir tal movimiento.

En el caso mostrado en la figura 18(b), con respecto a la figura 18(a) la horquilla de la corona exterior cambia y en este caso es especular con respecto a la de la misma corona en la imagen de la izquierda y concibe la rotación en sentido antihorario de la horquilla para un observador en la pata que actúa como centro de rotación. Las matrices de ranuras interior y exterior rotan en direcciones opuestas con respecto a las levas para inducir tal movimiento. La figura 18(a) o (b) muestra dos arcos de línea circular que representan ambos el espacio central vacío mencionado anteriormente, pero están dibujados a distancia para mayor claridad.

La figura 19 muestra las dos coronas 290, 290' ensambladas al mismo tiempo hacia el final de su ensamblaje. Es interesante también señalar la presencia, absolutamente opcional de acuerdo con la presente descripción, de un tabique separador entre las coronas, que puede tener un grosor tal como para acomodar una o más coronas previamente ensambladas, formando por ello un intercalado de al menos tres coronas (no mostrado).

Con referencia a las figuras 20-22, con el aparato de acuerdo con la presente descripción se puede obtener una corona doble con horquillas anidadas con el fin de ensamblar un devanado de tipo ABA<b>o ABBA. En este caso, la doble corona se puede obtener también con un movimiento con respecto a un eje medio entre las dos patas de la horquilla, como se desprende de la figura 21.

Para ensamblar un devanado de tipo ABBA, se pueden disponer dos pares de envolturas de leva en diferentes posiciones angulares con respecto al eje X de simetría y con diferentes tamaños de las guías de envoltura, como se muestra en la figura 23. El tamaño de una de las guías centrales es relativo al grosor de un par de patas de la horquilla con patas más largas y el tamaño de la otra es relativo al grosor acumulativo de los dos pares de patas de las dos horquillas cruzadas. Las dos horquillas de la corona final están cruzadas entre sí como se ve desde un lado del estator, como se muestra en la figura 21 (b) en el caso de patas de horquilla al ras (los dos pares de patas también pueden no estar al ras, es decir, sin terminar en la misma línea), obteniéndose por ello una ventaja adicional respecto a la técnica anterior.

Más en general, de acuerdo con un aspecto de la presente descripción, una de las dos patas está más cerca que la otra con respecto al eje central X o al espacio circular 295, estando al menos una guía 271, 281 de envoltura configurada y conformada de modo que, para al menos un grupo de conductores básicos 255, dichas patas de los conductores básicos se lleven a dicho espacio circular libre 295 de acuerdo con un movimiento de dichos conductores básicos 255 hacia dicho espacio libre 290 de al menos las patas más alejadas del eje central X, teniendo los conductores básicos igual anchura angular entre las patas con respecto al eje central X, con igual trayectoria de movimiento para cada una de las patas homólogas que los componen, desde el punto de vista de un observador integral, estando dicha al menos un ensamblaje 290 de devanado formado dentro de dicho espacio circular 295.

La figura 22 muestra el caso en el que tanto el bloque interior como el bloque exterior tienen dos guías de envoltura y, de este modo, dos puntos de inserción. En general, cada bloque puede tener cualquier número de guías de envoltura.

La figura 23 muestra, tanto desde el lado de la matriz de ranuras en (a) como desde el lado de la leva en (b), de acuerdo con un aspecto de la presente descripción, una realización en la que nuevamente existe el pre-ensamblaje de una corona doble, y en el que tanto el bloque exterior como el bloque interior del bloque de leva tienen dos guías de envoltura colocadas mutuamente a 180°. Las horquillas pueden ser individuales o estar anidadas. Una ventaja de esta disposición es completar los devanados con mayor rapidez.

Lo que es más, de acuerdo con un aspecto de la presente descripción no mostrado en las figuras, para pre ensamblar horquillas de diferente paso y con patas de diferentes longitudes como se muestra en la figura 20, en el aparato de acuerdo con la invención, puede estar presente un primer bloque de leva, que se extiende radialmente con respecto al eje central X a una primera altura en dicho eje central X y que comprende una primera serie de guías de envoltura y un primer espacio circular libre 295 que tiene una primera dimensión radial, y un segundo bloque de leva, que se extiende radialmente con respecto al eje central X a una segunda altura en dicho eje central X y que comprende una segunda serie de guías de envoltura y un segundo espacio circular libre 295 que tiene una segunda dimensión radial, siendo la primera altura diferente de la segunda altura, y siendo la primera dimensión radial diferente de la segunda dimensión radial, y estando dicho primer bloque de leva y dicho segundo bloque de leva configurados para rotar, en uso, de manera simultánea y sincronizada o para permanecer fijos. Esto hace posible conducir cada horquilla de manera diferente. Las dos guías a diferentes alturas pueden también construirse en un solo bloque. Lo que es más, el número de elementos en dichas series primera y segunda de guías de envoltura pueden estar mutuamente en una proporción de 1 a 2, y lo mismo se aplica a las dimensiones radiales primera y segunda entre ellas. Esta opción deriva de la consideración de que las guías para horquillas interiores de una corona interior de coronas anidadas están ubicadas en ambos bloques de leva, es decir, el de por encima y el de por debajo, de lo contrario, el bloque de leva superior impediría la inserción y luego la rotación de la horquilla interior. En cambio, las guías de horquilla exteriores no están presentes en el bloque de leva que se encuentra debajo. Sin embargo, la proporción en número es siempre de 1 a 2, porque puede haber múltiples puntos de inserción sólo para las horquillas exteriores.

La figura 24 proporciona un diagrama simplificado de devanado simultáneo de dos coronas de acuerdo con la presente descripción, pero debe entenderse que un proceso completamente similar también aplica a tres o más coronas: (a) cuando la primera horquilla de la corona interior se introduce en el espacio circular, las patas que no están en rotación de las horquillas de la segunda corona (más externa) pueden acercarse, estando los respectivos puntos de inserción y la envoltura de leva desplazados angularmente con respecto a los de la corona interior en un ángulo apropiado; (b) el ensamblaje de las dos coronas continúa en paralelo (simultáneamente); (c) la finalización del ensamblaje de la corona exterior se desplaza temporalmente de manera correspondiente a la distancia angular de los puntos de inserción de las dos coronas. El movimiento aquí descrito puede generalizarse para el ensamblaje de más de dos coronas.

Finalmente, el uso de los pasadores en I y en W antes mencionados es posible usando el dispositivo y un método de acuerdo con la presente descripción de manera apropiada. A este fin, durante el pre-ensamblaje descrito, se evitará insertar un conjunto predeterminado de horquillas como para dejar uno o más pares de espacios vacíos adaptados y configurados para recibir un pasador en I o un pasador en W.

De acuerdo con un aspecto de la invención, una alternativa a los espacios vacíos para recibir los pasadores en I y/o los pasadores en W, se puede realizar un pre-ensamblaje de los pasadores en I y/o en W como ensamblaje conectado mecánicamente en virtud de medios de conexión mecánicos no conductores (por ejemplo, rígidos). De tal manera, pueden posicionarse en primer lugar en el espacio libre 295. Nuevamente, es posible unir los pasadores en I y/o en W de esta manera en diversos subconjuntos e insertar los subconjuntos en el espacio circular libre. Además, también es posible que los medios de conexión mecánica sean reversibles y que, durante la construcción del conjunto de devanado, los pasadores en I queden solos sin conexión mecánica. Finalmente, es posible ensamblar los pasadores en I y/o los pasadores en W utilizando las mismas guías de leva y las mismas ranuras que los conductores básicos, estando las guías de leva y las ranuras configuradas para ambos tipos de ensamblaje, siendo posible insertar la única pata del pasador en I y/o al menos una pata de las tres o más patas del pasador en W en las guías de leva. El pasador en I y el pasador en W se posicionarán finalmente después de la rotación relativa de las ranuras en el espacio circular libre.

En resumen, el método de acuerdo con la invención es un método para pre-ensamblar total o parcialmente al menos un ensamblaje 290 de devanado para estator o rotor de máquina eléctrica, que incluye una pluralidad de conductores básicos 255, en el que cada conductor básico 255 de dicha pluralidad de conductores básicos 255 comprende dos patas 255a, 255b que tienen una sección transversal no circular y una porción 255c de conexión en forma de puente entre las dos patas como para formar una "U" con dos extremos libres 255aE, 255bE. El método comprende los siguientes pasos:

51. proporcionar un primer aparato para pre-ensamblar al menos un ensamblaje 290 de devanado para estator o rotor de máquina eléctrica como se definió anteriormente, con al menos un anillo 220, 230 que tiene un paso fijo o variable entre las ranuras, y al menos un bloque 270, 280 de leva que tiene al menos una guía 271, 281 de envoltura y un espacio circular libre 295;

52. rotar dicho al menos un anillo 220, 230, cada uno en su totalidad o una parte de él, con respecto al al menos un bloque de leva, a una posición inicial tal que sea capaz de insertar ambas patas 255b, 255a en las respectivas guías 271, 281 de envoltura o una de las dos patas en una guía 271, 281 de envoltura y una pata diferente de las dos patas 255b, 255a en el espacio circular libre 295;

53. insertar las dos patas 255a, 255b de un conductor básico 255 en las respectivas ranuras 222, 232 diferentes del al menos un anillo 220, 230 y al mismo tiempo en dicho bloque de leva 270, 280 con una pata en una guía 271, 281 de envoltura y la otra de las dos patas en el espacio circular libre 295 o en otra guía 271, 281 de envoltura;

54. rotar en un paso de ranura o en un múltiplo del mismo el al menos un anillo 220.230 y/o el al menos un bloque 270.280 de leva en direcciones respectivas de tal manera que se obtenga un movimiento de aproximación hacia el espacio circular libre 295 del último conductor básico 255 insertado; y

55. repetir los pasos de S2 a S4 ó S3 y S4 hasta insertar un número predefinido de conductores básicos 255 de la unidad 290 de devanado.

De acuerdo con la presente invención, se utilizan conductores básicos 255 en los pasos S1-S5 que tienen un paso o una abertura angular predeterminado/a entre las patas, y el siguiente paso de iteración adicional del método se realiza después del paso S5:

S9. repetir pasos de S1 a S5 ó de S1 a S6;

en el que se utiliza un número predeterminado de conductores básicos 255, teniendo, todos, una misma abertura angular predeterminada entre las patas diferente de los correspondientes pasos anteriores, hasta que el ensamblaje 290 de devanado esté total o parcialmente ensamblado.

En tal situación, por ejemplo, todos los conductores básicos 255 con una misma abertura angular pueden insertarse antes de los conductores básicos, cuya abertura angular comprende dicha misma abertura angular, con respecto a su posición final en el devanado.

Además, el paso S2 ó S3 puede comenzar antes del final del último paso de pre-ensamblaje de otro ensamblaje de devanado en la repetición iterativa de los pasos del método para ensamblar múltiples conjuntos de ensamblajes de devanado concéntricos.

Con referencia a la figura 9, la rotación del paso S4 es tal que hay un ángulo p entre dos conductores básicos 255 insertados sucesivamente que corresponde a la rotación de un conductor básico 255 sobre sí mismo alrededor de una de sus dos patas 255a, 255b, tal como para dejar libre, en una de dicha al menos una guía 271, 281 de envoltura, un espacio para insertar el conductor básico 255 que se va a insertar sucesivamente, en el que dicho ángulo p está determinado por el tamaño del conductor básico 255, así como por la conformación de dicha al menos una guía 271, 281 de envoltura.

En este primer aparato, dicha al menos una guía 481, 482 de envoltura puede estar únicamente dentro de la circunferencia encerrada por dicho espacio libre circular 295 o sólo fuera de dicha circunferencia. Alternativamente, puede haber diversas guías de envoltura en cualquier número en el interior y en cualquier número en el exterior de dicha circunferencia.

Las figuras 25 a 30 muestran una realización adicional del aparato y del método de acuerdo con la invención, que utiliza lo que ha sido descrito anteriormente.

La figura 25 (a) muestra el tipo de conexión entre las horquillas de un conjunto de devanado que utiliza horquillas o conductores básicos con una única dirección de flexión. Los conductores básicos se insertan desde arriba con respecto al bloque de estator linealizado y se sueldan por debajo. La trayectoria eléctrica va de la capa 1 a la capa 2 para volver a la capa 1 y luego a la capa 2. De esta última pasa a las capas 3 y 4, luego vuelve a la 3 y nuevamente a la 4.

En cambio, la figura 25 (b) ilustra parte de un conjunto de devanado que utiliza horquillas con diferentes direcciones de flexión. Los conductores básicos se insertan en el mismo lado del núcleo de estator del que emergen los terminales del devanado. Los conductores básicos insertados con una pata en la capa 2 y con la sucesiva (con respecto a una dirección de la corriente eléctrica) en la capa 1, y los conductores básicos insertados con una pata en la capa 4 y con la sucesiva (con respecto a la misma dirección de la corriente) en la capa 3, tienen todos la misma dirección de flexión. Los conductores básicos insertados con una pata en la capa 2 y con la sucesiva (con respecto a la misma dirección de corriente) en la capa 3 tienen todos una dirección de flexión opuesta a dicha dirección de flexión. Por este motivo, a estos últimos conductores básicos se les denomina "invertidos" o "inversos". Un conjunto de conductores de pasadores en I y/o de pasadores en W completan el devanado, colocándose en las posiciones de las ranuras del estator que dejan libres los conductores básicos. Tales posiciones, en la figura en cuestión, pertenecen a las capas más externa y más interna. La trayectoria eléctrica de una capa a otra se puede resumir intuitivamente en la secuencia 1-2-1-2-3-4-3-4. En otras representaciones de devanados puede haber un número diferente de módulos 2-1 ó 4-3, o de conexiones 2-3 de soldadura.

Por razones de necesidades industriales y de aplicación, se pueden solicitar trayectorias eléctricas en devanado que tengan múltiples capas y múltiples coronas, como en la figura 25 (b), usando al menos un par de capas al menos parcialmente pobladas por conductores básicos "inversos" (con diferente flexión con respecto a la flexión de la horquilla de las coronas) y correspondientemente al menos dos capas de pasadores en I y/o pasadores en W. En tal caso, el entrelazado de las coronas de devanado representa un problema de ensamblaje, que no puede solucionarse fácilmente mediante el aparato y por el método según se describieron anteriormente. La presente invención comprende, de este modo, un aparato y un método que añade pasos y características a lo anteriormente descrito con el fin de ensamblar conjuntos de devanado con horquilla "inversa" incluida.

La figura 31 proporciona un ejemplo de la disposición de conductores básicos inversos y de pasadores en I/W.

Por ejemplo, como se muestra en la figura 26, el aparato 200 de acuerdo con la invención se puede usar para tener un conjunto de devanados incompletos que incluyen una serie de pasadores en I y/o de pasadores en W en la capa más interna 290-4, mientras que el resto de horquillas de la capa 290-3 son horquillas de dos patas con una única dirección de flexión que es la misma para todas. La incompletitud del conjunto de devanado se encuentra en la capa 290-3, de modo que queda una porción libre, es decir, no ocupada por las patas de la horquilla.

En este punto, si se quisieran añadir horquillas inversas, sería necesario acercar ambas patas al conjunto 290 de devanado con un componente de movimiento radial, de lo contrario se impediría la inserción axial de al menos una pata por la presencia del puente de conexión de las horquillas insertadas en las capas 3 y 4. Como se muestra en la figura 27 (b), la porción en forma de puente, de una de las horquillas de las dos primeras capas superpuestas (véanse las horquillas de puntos) a las dos patas visibles de las horquillas invertidas, dificultaría la inserción axial de dichas patas de dichas horquillas invertidas, si se intentara insertarlas axialmente en la posición final. El tipo de enfoque de la invención se muestra en la figura 27 (c). Más en general, la posición de la horquilla inversa en un instante dado de tiempo de inicio del movimiento, desde que comienza el movimiento mostrado en la figura 27 (c), debe ser compatible con la posición de las conexiones en forma de puente de las horquillas, ya sea ensambladas o durante el paso de ensamblarse en el mismo instante de tiempo. En efecto, de lo contrario, tales conexiones en forma de puente dificultarían el ensamblaje de las horquillas inversas, incluso si no estuvieran posicionadas en su posición definitiva con respecto al devanado. La figura 27 (a) muestra un conjunto de devanado al que se han añadido múltiples horquillas inversas 255r, comenzando a formar la capa 290-2. El conjunto de horquillas invertidas está formado por horquillas "Nr" que, en el estator devanado, tienen una pata en una capa que queda libre(cf.la figura; en la representación, ésta es la porción de corona angular en la que hay una única capa de pasadores en I) de la corona interior, para ocupar dicha capa libre por completo, y la otra pata en la capa interior de la corona adyacente a la superficie interior. Si la dirección de flexión de la parte apical (o conexión en forma de puente) de una horquilla de la corona interior es en el sentido contrario a las agujas del reloj (o en el sentido de las agujas del reloj), vista desde una pata, entonces la dirección de flexión de la porción apical de una de dichas horquillas invertidas es hacia la izquierda o hacia la derecha,cf.figura 17(a)). En general, podemos hablar de una primera dirección de flexión para un conductor básico 255 y de una segunda dirección de flexión para un conductor básico 255r.

La figura 28 muestra un conjunto de devanado obtenido a partir del de la figura 27 en el que se añadieron sucesivamente horquillas no inversas para formar la capa 290-1 casi por completo. El conjunto de devanado se puede completar con pasadores en I y/o con pasadores en W. Esta inserción puede tener lugar después de insertar las horquillas invertidas, en el que:

el ensamblaje de devanado de la figura 26 se obtuvo con un primer aparato de acuerdo con la invención capaz de ensamblar conductores básicos con la primera dirección de flexión, y pasadores en I y/o pasadores en W;

el ensamblaje de devanado de la figura 27 se obtuvo con un segundo aparato de acuerdo con la invención capaz de ensamblar conductores básicos con una segunda dirección de flexión; y

el ensamblaje de devanado de la figura 28 se obtuvo con un tercer aparato de acuerdo con la invención capaz de ensamblar conductores básicos con la primera dirección de flexión y pasadores en I y/o pasadores en W.

También es posible utilizar un único aparato con guías de envoltura, de tal manera que no sea necesario retirar el conjunto de devanado que se está formando.

Aunque los devanados de las figuras 26-28 se ensamblaron desde la capa más interna hasta la capa más externa, el ensamblaje puede tener lugar igualmente desde el exterior hacia el interior cambiando adecuadamente el orden de uso de los tres aparatos.

Las características del aparato 400 y los pasos del método para el pre-ensamblaje se ilustrarán con mayor detalle con referencia a las figuras 29 y 30.

El aparato 400 es similar al 200, con algunas diferencias. Aquí también está presente un bloque 480 de leva. Se ilustran dos guías de envoltura (pero pueden ser en un número arbitrario > 2 de acuerdo con los requisitos) designadas con las referencias 481, 482. Están sólo dentro de la circunferencia encerrada por el espacio circular libre 495 o sólo fuera de dicha circunferencia. En general, el aparato 200 anterior puede formarse de tal manera. Antes de finalizar el conjunto 290 de devanado ilustrado anteriormente, en el que, alternativamente:

el aparato del paso S1 se define como en la reivindicación 18; o

se realizan los siguientes pasos adicionales:

R1. proporcionar un segundo aparato 400 para pre-ensamblar al menos un ensamblaje de devanado para estator o rotor de máquina eléctrica en el que hay al menos dos guías 481, 482 de envoltura sólo dentro de la circunferencia encerrada en el espacio circular libre 495 (renombrado, pero substancialmente igual a 295) o sólo fuera de dicha circunferencia, con al menos un anillo 425 que tiene un paso fijo o variable entre las ranuras 426, y al menos un bloque 480 de leva que tiene al menos dos guías 481, 482 de envoltura y un espacio circular libre 495;

R2. retirar al menos dicho ensamblaje 290 de devanado del primer aparato 200 del paso S5 ó S6 ó S9, en donde, en estos pasos, se usaron conductores 255 con la porción de conexión en forma de puente que tenía una primera dirección de flexión;

R3. insertar la al menos un ensamblaje 290 de devanado en dicho espacio circular libre 495 de dicho segundo aparato 400;

y en el que los siguientes pasos adicionales se realizan después del paso S5 ó S6 ó S9 y antes del paso S7, en el que se usaron conductores básicos 255 teniendo, la porción 255c de conexión en forma de puente, una primera dirección de flexión, o después del paso R3:

R4. rotar dicho al menos un anillo 425, ya sea total o parcialmente, con respecto al al menos un bloque 480 de leva hasta una posición inicial tal que sea capaz de insertar, en dicho al menos un bloque (480) de leva, al menos un conductor básico 255, 255r, con dos patas en respectivas guías (481, 482) de envoltura;

R5. insertar las dos patas de un conductor básico (255, 255r) en respectivas ranuras 426 diferentes del al menos un anillo 425, y, simultáneamente, en dicho bloque 480 de leva, con ambas patas, en las respectivas dos guías 481, 482 de envoltura;

R6. rotar en un paso de ranura o múltiplo del éste el al menos un anillo 425 y/o el al menos un bloque 480 de leva en direcciones respectivas como para obtener un movimiento de aproximación hacia el espacio circular libre 495 del último conductor básico insertado 255, 255r; y

R7. repetir los pasos de R4 a R6 ó R5 y R6 hasta insertar un número predefinido de conductores básicos 255, 255r del al menos un conjunto 290 de devanado;

en el que dicho número preestablecido de conductores básicos (255, 255r) comprende un subconjunto de conductores básicos (255r) que tienen una segunda dirección de flexión, en el que la segunda dirección de flexión es opuesta a dicha primera dirección de flexión.

El conjunto 290 de devanado del paso R2 puede comprender un número predeterminado de pasadores en I o de pasadores en W en una o más capas 290-1, 290-4 de devanado, estando insertado cada uno de dicho subconjunto de conductores básicos 255r, con al menos una pata, angularmente, en un pata de dicho número predeterminado de pasadores en I o de pasadores en W. Obviamente, las guías de envoltura y el espacio libre circular tienen que estar configurados para poder insertar y procesar los pasadores en I y/o los pasadores en W. En general, los pasadores en I o los pasadores en W tienen patas posicionadas en una capa dada (par o impar) en posiciones angulares iguales a las de las patas de los conductores básicos inversos de una capa diferente (par o impar correspondientemente). Con referencia a la figura 28, se puede ver que los pasadores en I o los pasadores en W están en la capa más interna del devanado en posiciones angulares ocupadas también por patas de conductores básicos 255r. Incluso si no se muestran, los pasadores en I o pasadores en W se insertan también en la capa más externa (290-1).

Después del paso R7, alternativamente:

el aparato del paso S1 puede configurarse para procesar pasadores en I y/o pasadores en W y con al menos dos guías de envoltura fuera o dentro de la circunferencia del espacio libre circular; o

se realizan los siguientes pasos adicionales después del paso R7:

L1. proporcionar un tercer aparato 400 para pre-ensamblar al menos un ensamblaje de devanado para estator o rotor de máquina eléctrica según se define en el paso R1, y estando configurado adicionalmente para ensamblar pasadores en I y/o pasadores en W, teniendo, al menos un anillo 425, un paso fijo o variable entre las ranuras 426, y teniendo, al menos un bloque 480 de leva, al menos una guía 481, 482 de envoltura y un espacio circular libre 495; L2. retirar dicha al menos un ensamblaje 290 de devanado del aparato 400 del paso R7;

L3. insertar dicha al menos un ensamblaje 90 de devanado en dicho espacio libre circular 495 de dicho tercer aparato 400;

y en el que, después del paso R7 o después del paso L3, se realizan los siguientes pasos adicionales:

L4. rotar dicho al menos un anillo 425, total o parcialmente, con respecto al al menos un bloque 480 de leva hasta una posición inicial tal que sea capaz de insertar al menos un conductor básico 255 o al menos un pasador en I o un pasador en W, en el dicho al menos un bloque 480 de leva, estando las dos patas insertadas en las respectivas guías 481, 482 de envoltura;

L5. insertar las patas de un conductor básico 255 o de un pasador I o de un pasador W en ranuras respectivas 426 diferentes del al menos un anillo 425, y, simultáneamente, en dicho bloque 480 de leva, con las patas en las correspondientes guías 481, 482 de envoltura;

L6. rotar en un paso de ranura o múltiplo del mismo el al menos un anillo 425 y/o el al menos un bloque 480 de leva en direcciones respectivas para obtener un movimiento de aproximación hacia el espacio circular libre 495 del último conductor básico insertado 255; y

L7. repetir los pasos desde L5 y L6 hasta insertar un número predefinido de conductores básicos 255 y/o de pasadores en I y/o de pasadores en W del al menos un conjunto 290 de devanado;

en el que dicho número preestablecido de conductores básicos 255 son conductores básicos con dicha primera dirección de flexión.

Después del paso R7, dicho al menos un conjunto de devanado se puede usar nuevamente en los pasos R1 a R7 y luego, posiblemente pero no necesariamente, L1 a L7 para un número predefinido de iteraciones para obtener al menos un conjunto de devanado final en el último paso R7 con un número predeterminado de capas y finalmente pasos L1 a L7. Esto puede implicar hacer un devanado que también tenga pasadores en I posicionados en capas intermedias entre el exterior y el interior, requiriendo que la horquilla inversa tenga patas en capas no adyacentes dispuestas a horcajadas sobre las otras horquillas.

Con tal proceso iterativo en el ejemplo específico de uso de múltiples aparatos diferentes, en general en número de 2*n-1 aparatos, se obtiene un ensamblaje de devanado para n capas que contiene n/2-1 conjuntos de horquillas inversas que entrelazar n/2 coronas. El conjunto de devanado contiene convenientemente uno o dos conjuntos de pasadores en I y/o de pasadores en W en diferentes capas (preferiblemente las capas exteriores opuestas 290-1 y 290-4) para crear las trayectorias eléctricos deseadas.

Ventajas de la invención

El aparato y el método de acuerdo con la presente descripción permiten automatizar la producción del conjunto de devanado de horquilla sin necesidad de realizar una rotación simultánea de todas las horquillas insertadas para formar el conjunto de devanado.

Lo que es más, el dispositivo y un método de acuerdo con la presente descripción se pueden utilizar convenientemente tanto con conductores de barras de alambre redondos como con conductores de barras que tienen una sección transversal diferente de la circular, tales como por ejemplo conductores "rectangulares" y "trapezoidales", sin necesidad de utilizar adaptadores para las ranuras o ranuras no circulares. De esta manera, el dispositivo y un método de acuerdo con la presente descripción permiten acercarse completamente a las patas adyacentes de la horquilla.

El dispositivo y el método de acuerdo con la presente descripción son válidos para estatores con un número de hilos por ranura superior o igual a uno, en particular para un número igual o superior a dos. En el caso de varios conjuntos de devanado, el procedimiento concibe formar los conjuntos de devanado individuales o capas y luego acoplarlos de nuevo a un estator o a un rotor.

Nuevamente, el dispositivo y un método de acuerdo con la presente descripción permiten manejar conductores de barra que tienen patas de diferente longitud porque las paredes inferiores, que forman un tope axial de parada para las patas de los conductores de barra mismos, no están presentes.

Además, de acuerdo con el aparato y el método de la presente descripción, no es necesario el uso de agarradores de extracción para insertar el devanado en el estator.

A continuación se proporciona una lista no exhaustiva de las ventajas de la invención de acuerdo con la presente descripción:

1. Ensamblaje de una parte de una corona de horquillas con adición en secuencia o en paralelo de horquillas "especiales" para completar la propia corona:

a. Posibilidad de ensamblar coronas con horquillas de diferente extensión/paso/trecho;

b. Posibilidad de ensamblar coronas con terminales del lado del estator sobre los que se insertan las horquillas. c. Posibilidad de ensamblar coronas con horquillas con forma de tenedor o con forma de "W", utilizadas para conexión en punta de estrella.

2. Ensamblaje de coronas múltiples;

3. Ensamblaje de coronas con horquillas concéntricas, con patas homólogas colocadas en la misma capa y en ranuras adyacentes, que tienen una flexión con forma de U de diferente paso, por ejemplo igual a 7/6 del paso estándar para una y a 5/6 del paso estándar para la otra;

4. Ensamblaje de coronas superpuestas en patrón ABBA, así como en patrones ABAB y AABB (véase la figura 6 de la patente US 6.894.417 B2); y

5. Ensamblaje de coronas con horquillas estratificadas (figura 1 del documento US20030214196A1).

Lista de referencias en figuras

Figura 1

100 = dispositivo para crear un devanado de rotor con horquillas de sección circular para motor de arranque (técnica anterior)

110 = horquillas de sección circular

120 = bolsillos para insertar los pasadores

130 = anillo de soporte de rotación

140 = anillo exterior giratorio en el que se ubican los bolsillos 120

195 = tercer elemento concéntrico

180 = bolsillos para insertar los pasadores

190 = anillo interior en el que se ubican los bolsillos 180150 = eje de dispositivo

160 = dirección de rotación del anillo exterior giratorio o del anillo interior

170 = devanado de rotor con horquillas

Figuras 2-24

200 = dispositivo o aparato para la creación de un devanado de estator/rotor con horquillas de sección no circular, de acuerdo con la invención

210 = anillo de contención exterior

211 = capa inferior del anillo de contención exterior

212 = capa superior del anillo de contención exterior

220 = matriz exterior que comprende los mecanismos de manipulación de los accesorios 221 de inserción retráctiles 221 = accesorio de inserción retráctil (elemento de matriz exterior)

222 = ranura abierta del accesorio de inserción retráctil, porción en forma de S rectangular

222a = extremo cerrado de la ranura del accesorio de inserción retráctil, en dirección radial

222b = extremo abierto de la ranura del accesorio de inserción retráctil en dirección radial

223 = gatillo del accesorio de inserción retráctil para manipular el accesorio de inserción retráctil

223 = gatillo

230 = matriz interior

232 = ranura abierta de la matriz interior

232a = extremo cerrado de la ranura de la matriz interior, en dirección radial

232b = extremo abierto de la ranura de la matriz interior, en dirección radial, y que mira hacia el extremo 222b 240 = cubo de soporte

250 = instrumento de inserción de horquilla (que tiene sección circular, cuadrada, o cualquier otra sección) 251 = empuje de pieza de la horquilla

252 = empuñadura de la pieza de empuje de horquilla

253 = primer vástago vertical del instrumento de inserción

253a = guía deslizante del primer vástago vertical

254 = segundo vástago vertical del instrumento de inserción

254a = guía deslizante del segundo vástago vertical

255 = horquilla

255a = primera pata de la horquilla

255aE = extremo libre de la primera pata de la horquilla

255a1 = primera porción recta de la pata de la horquilla

255a2 = una porción escalonada de la pata de la horquilla

255a3 = segunda porción recta de la pata de la horquilla

255b = segunda pata de la horquilla

255bE = extremo libre de la segunda pata de la horquilla

255c = conexión en forma de puente de las patas de la horquilla

255c1 = porción de la conexión en forma de puente conectada a la segunda pata

B = dirección principal de extensión de la porción 255c1

R<b>= radio de curvatura de la porción 255c1

255c3 = porción de la conexión en forma de puente conectada a la primera pata

A = dirección principal de extensión de la porción 255c3

R<a>= radio de curvatura de la porción 255c3

255c2 = porción central de la conexión C en forma de puente = dirección principal de extensión de la porción 255c2

a 1 = ángulo entre las direcciones A y C

a2 = ángulo entre las direcciones A y B

a3 = ángulo entre las direcciones B y C, igual a la suma de a 1 y a2

255i = pasador en I

255p = distancia entre las patas de la horquilla (paso)

255r = horquilla inversa

260 = casquillo

261 = grosor de guía

265 = tabique separador entre coronas

270 = bloque de leva interior

271 = guía de envoltura del bloque de leva interior

271a = punto de salida (en el espacio circular vacío; se puede cerrar) del bloque de leva en el interior

271b = punto de inserción del bloque de leva interior

280 = bloque de leva exterior

281 = guía de inserción del bloque de leva interior

281a = punto de salida (en el espacio circular vacío mediano; se puede cerrar) del bloque de leva exterior 281b = punto de inserción del bloque de leva exterior

P = ángulo entre dos horquillas insertadas en sucesión, necesario para dejar espacio para insertar la siguiente horquilla, depende del tamaño de la horquilla, en la técnica anterior P es mucho mayor y el pre-ensamblaje es simultáneo

290 = corona de horquillas (conjunto de devanado)

290' = corona adicional de horquillas (conjunto de devanado)

295 = espacio circular libre dentro o entre los bloques 300 de leva = paquete de estator

400 = dispositivo o aparato para crear un devanado de estator/rotor con horquillas de sección no circular, de acuerdo con la invención, diferente de 200

425 = anillo del dispositivo 400

426 = ranuras del anillo 425

480 = bloque de leva del dispositivo 400

481, 482 = guía de envoltura del bloque 480 de leva

485 = porción de bloque de leva interior con respecto a la circunferencia encerrada por el espacio libre 495 495 = espacio circular libre del bloque 480 de leva

255, 255r = conductor básico que se puede utilizar con el aparato 400

290-1 = primera capa de un conjunto de devanado

290-2 = segunda capa de un conjunto de devanado

290-3 = tercera capa de un conjunto de devanado

290-4 = cuarta capa de un conjunto de devanado

RF = punto de referencia en el anillo 425

Hasta aquí, se han descrito las realizaciones preferidas y sugerido algunas variantes de la presente invención, pero se entiende que el experto en la técnica puede realizar modificaciones y cambios sin salir del respectivo alcance de protección, según se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un aparato (200, 400) para pre-ensamblar al menos un ensamblaje (290) de devanado para estator o rotor de máquina eléctrica, que incluye una pluralidad de conductores básicos (255), en el que cada conductor básico (255) comprende dos patas (255a, 255b) que tienen una sección transversal no circular y una porción (255c) de conexión en forma de puente entre las dos patas como para formar una "U" con dos extremos libres (255aE, 255bE), comprendiendo el aparato (200, 400):

- al menos un anillo (220, 230, 425), que se extiende alrededor de un eje central (X), que comprende una pluralidad de ranuras (222, 232, 426), definiendo cada ranura de dicha pluralidad de ranuras (222, 232, 426) una abertura respectiva a lo largo de una dirección de profundidad substancialmente paralela a dicho eje central (X) y a lo largo de una dirección radial con respecto a dicho eje central (X), estando cada ranura configurada para recibir al menos un extremo libre (255aE, 255bE) de uno o más conductores básicos (255) a lo largo de dicha dirección de profundidad;

en el que dicho al menos un anillo (220, 230, 425) a lo largo de dicho eje central (X) tiene una primera cara de inserción de dicho al menos un extremo libre (255aE, 255bE) y una segunda cara, opuesta a dicha primera cara de inserción,

estando el aparato (200, 400) caracterizado porque:

- al menos un bloque (270, 280, 480) de leva está dispuesto mirando o bien a dicha primera cara de inserción o bien a dicha segunda cara de salida del al menos un anillo (220, 230, 425);

- dicho al menos un bloque (270, 280, 480) de leva tiene al menos una guía (271, 281, 481, 482) de envoltura configurada y adaptada, en uso, para ser cruzada, al menos en parte, en una dirección substancialmente paralela a dicho eje central (X), por una pata de dichas dos patas (255a, 255b), que cruza al mismo tiempo, al menos en parte, dicho al menos un anillo (220, 230, 425) en una dirección substancialmente paralela a dicho eje central (X) a lo largo de una ranura respectiva de dicha pluralidad de ranuras (222, 232, 426);

- un espacio circular libre (295, 495) está definido en el bloque (270, 280, 480) de leva, cuyo espacio circular libre es concéntrico con dicho eje central (X) y está configurado para ser atravesado por dichas dos patas (255a, 255b) y en el cual se abre al menos un extremo respectivo de dicha al menos una guía (271, 281, 481, 481) de envoltura; y - dicho espacio circular libre (295) y dicha al menos una guía (271, 281, 481, 482) de envoltura están configurados de manera que, en uso, tras la rotación relativa del al menos un anillo (220, 230, 425) con respecto al bloque de leva, el conductor básico (255) insertado cada vez con sus respectivas dos patas (255a, 255b) en el bloque (270, 280, 480) de leva y en el al menos un anillo (220, 230, 425) se desplaza y rota con respecto a un eje substancialmente paralelo a uno de las dos patas (255a, 255b) hacia una posición final en la que ambas patas (255a, 255b) cruzan dicho espacio circular libre (295, 495).

2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las ranuras de dicha pluralidad de ranuras (222, 232, 426) son aberturas pasantes en el al menos un anillo (220, 230, 425), en el que dicha segunda cara es una cara de salida de dicho al menos un extremo libre (255aE, 255bE).

3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho al menos un anillo (220, 230) comprende un anillo interior (230) de radio más pequeño que exhibe dichas segundas ranuras (232) y un anillo exterior (220) de radio mayor que exhibe dichas primeras ranuras (222).

4. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 3, en el que cada ranura (222, 232, 426) de dicho al menos un anillo (220, 230, 425) está constituida por una primera ranura (222) y una segunda ranura (232), formando por ello una pluralidad de primeras ranuras (222) y de segundas ranuras (232), definiendo cada una de dichas primera ranura y segunda ranura una abertura respectiva a lo largo de una dirección de profundidad substancialmente paralela a dicho eje central (X) y a lo largo de una dirección radial con respecto a dicho eje central (X), teniendo cada una de dichas primera ranura y segunda ranura un respectivo extremo abierto enfrentado (222b, 232b) y un extremo cerrado opuesto (222a, 232a) en la dirección radial, estando la primera ranura (222) y la segunda ranura (232) configuradas para recibir al menos un extremo libre (255aE, 255bE) de uno o más conductores básicos (255) a lo largo de dicha dirección de profundidad.

5. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 3 ó 4, en el que dicha pluralidad de primeras ranuras (222) y/o dicha pluralidad de segundas ranuras (232) están definidas en una pluralidad de accesorios (221) de inserción radialmente retráctiles.

6. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 5, en el que los accesorios de inserción de dicha pluralidad de accesorios (221) de inserción radialmente retráctiles comprenden cada uno un gatillo (223).

7. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6, cuando dependen de la reivindicación 4, en el que dichos accesorios de inserción radialmente retráctiles están provistos en dicho anillo exterior de mayor radio (220).

8. Un aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que comprende:

- al menos una superficie periférica del anillo (220, 230, 425); y

- un dispositivo (210) de contención de la superficie periférica; y en el que dicha al menos una superficie periférica conecta la primera cara de inserción y la segunda cara de salida.

9. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en el que dicho dispositivo (210) de contención comprende un anillo (210) de contención que actúa de contención a lo largo de dicha superficie periférica del al menos un anillo (220, 230, 425).

10. Un aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores 1 a 9, en el que:

- dicho bloque (270, 280, 480) de leva comprende un bloque interior (270) y un bloque exterior (280), rodeando y mirando radialmente al bloque interior (270);

- el bloque interior (270) tiene al menos una guía (271) de envoltura interior y/o el bloque exterior (280) tiene al menos una guía (281) de envoltura exterior configurada y adaptada para ser cruzada al menos en parte, en uso, por una pata (255a, 255b) de dichas dos patas cuando cruzan dicho al menos un anillo (220, 230) al menos en parte al mismo tiempo; y

- dicho espacio circular libre (295, 495) está definido entre el bloque interior (270) y el bloque exterior (280).

11. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 10, en el que:

- la guía (281, 481) de envoltura exterior está configurada para llevar, tras la rotación relativa del al menos un anillo (220, 230, 425), la pata (255b, 255a) de uno o más conectores básicos (255) insertados en él desde el exterior hacia dicho espacio circular libre (295), y/o

- la guía (271) de envoltura interior está configurada para llevar, tras la rotación relativa del al menos un anillo (220, 230), la pata (255b, 255a) de uno o más conectores básicos (255) insertados en él hacia dicho espacio libre circular (295, 495).

12. Un aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1 a 11, en el que hay un primer bloque de leva, que se extiende radialmente con respecto al eje central (X) a una primera altura en dicho eje central (X) y que comprende una primera serie de guías de envoltura y un primer espacio circular libre (295, 495) que tiene una primera dimensión radial, y un segundo bloque de leva, que se extiende radialmente con respecto al eje central (X) a una segunda altura sobre dicho eje central (X) y que comprende una segunda serie de guías de envoltura y un segundo espacio circular libre (295, 495) que tiene una segunda dimensión radial, en donde la primera altura es diferente de la segunda altura, y la primera dimensión radial es diferente de la segunda dimensión radial, y en el que dicho primer bloque de leva y dicho segundo bloque de leva están configurados para rotar, en uso, de manera simultánea y sincronizada con respecto a dicha pluralidad de ranuras (222, 232, 426), o permanecer fijos.

13. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 12, en el que la relación entre el número de elementos en dichas series primera y segunda de guías de envoltura y la relación entre las dimensiones radiales primera y segunda son cada una de aproximadamente 1 a 2.

14. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 4 o con una o más de las reivindicaciones 5 a 13, cuando dependen de la reivindicación 4, en el que dicho anillo interior (220) y/o dicho anillo exterior (230) están configurados para rotar integralmente y en las direcciones opuestas con respecto al al menos un bloque (270, 280, 480) de leva, o uno en una dirección y el otro en la dirección opuesta con respecto al al menos un bloque (270, 280, 480) de leva.

15. Un aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1 a 14, en el que está presente un tabique separador (265) que discurre en una línea media de dicho espacio circular libre (295, 495), teniendo el tabique separador (265), por ejemplo, un grosor tal como para acomodar un ensamblaje de devanado previamente formado.

16. Un aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1 a 15, en el que dicha al menos una guía (271, 281, 481) de envoltura está configurada y conformada de manera que una de las dos patas esté más cerca que la otra con respecto al eje central (X), y, en el que, para al menos un conjunto de conductores básicos (255), dichas dos patas de los conductores básicos se llevan a dicho espacio circular libre (295, 495) de acuerdo con un movimiento de aproximación a dicho espacio libre (290) de al menos las patas más alejadas de ellos, en el que los conductores básicos (225) tienen igual anchura angular entre las patas, con igual trayectoria de movimiento para cada una de las patas homólogas que los componen, visto desde el punto de vista de un observador integral con dicho al menos un ensamblaje (290) de devanado que está formado dentro de dicho espacio circular (295, 495).

17. Un aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores 1 a 16, en el que el aparato (200, 400) está configurado para ensamblar al menos un conjunto de devanado que incluye, además de los conductores básicos (255):

- un conjunto de pasadores en I constituido por una única pata con un primer extremo y un segundo extremo de pasador en I; y/o

- un conjunto de pasadores en W que comprende tres o más patas conectadas en forma de puente en un extremo de cada una;

y en el que:

- dicha al menos una guía (271, 281, 481) de envoltura está configurada y adaptada, en uso, para ser cruzada, al menos en parte, en una dirección substancialmente paralela a dicho eje central (X), por dicha pata única de pasador en I comenzando desde el extremo primero o el segundo, y/o por al menos una pata de dichas tres o más patas; - dicha única pata o dicha al menos una pata de dichas tres o más patas cruza, al mismo tiempo, al menos en parte, dicho al menos un anillo (220, 230, 425) en una dirección substancialmente paralela a dicho eje central (X) a lo largo de una ranura respectiva de dicha pluralidad de ranuras (222, 232, 426);

- el espacio libre circular (295, 495) está configurado para ser cruzado por dicha única pata y/o por al menos una pata de dichas tres o más patas; y

- el espacio libre circular (295, 495) y dicha al menos una guía (271, 281, 481) de envoltura están configurados de manera que, en uso, tras la rotación relativa del al menos un anillo (220, 230, 425), el pasador en I o el pasador en W insertado en cada momento con su única pata o con dicha al menos una pata de dichas tres o más patas, respectivamente, en el bloque (270, 280, 480) de leva y en el anillo (220, 230, 425) se mueve hacia una posición final en la que dicha única pata o dicha al menos una pata de dichas tres o más patas cruza dicho espacio libre circular (295, 495).

18. Un aparato de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que se proporciona una pluralidad de guías (271, 281, 481, 482) de envoltura, y en el que al menos dos guías de envoltura de dicha pluralidad de guías (271, 281, 481, 482) de envoltura están presentes dentro de una circunferencia encerrada por dicho espacio libre circular (295, 495) o fuera de dicha circunferencia.

19. Un método para pre-ensamblar total o parcialmente al menos un ensamblaje (290) de devanado para estator o rotor de máquina eléctrica, que incluye una pluralidad de conductores básicos (255), en el que los conductores básicos (255) de dicha pluralidad de conductores básicos (255) comprenden dos patas (255a, 255b) que tienen una sección transversal no circular y una porción (255c) de conexión en forma de puente entre las dos patas para formar una "U" con dos extremos libres (255aE, 255bE),

comprendiendo el método los siguientes pasos:

51. proporcionar un primer aparato para pre-ensamblar al menos un conjunto (290) de devanado para estator o rotor de máquina eléctrica como se define en una o más de las reivindicaciones 1 a 18, con al menos un anillo (220, 230, 425) que tiene un paso fijo o variable entre las ranuras, y al menos un bloque (270, 280, 480) de leva que tiene al menos una guía (271,281, 481, 482) de envoltura y un espacio circular libre (295, 495);

52. rotar dicho al menos un anillo (220, 230, 425), cada uno totalmente o una parte del mismo, con respecto al al menos un bloque de leva, a una posición inicial tal como para poder insertar ambas patas (255b, 255a) en las respectivas guías (271, 281, 481, 482) de envoltura o una de las dos patas en una guía (271, 281, 481, 482) de envoltura y la otra pata de las dos patas (255b, 255a) en el espacio circular libre (295, 495);

53. insertar las dos patas (255a, 255b) de un conductor básico (255) en respectivas ranuras diferentes (222, 232, 426) del al menos un anillo (220, 230, 425) y al mismo tiempo en dicho bloque (270, 280, 480) de leva con una pata en una guía (271, 281, 481, 482) de envoltura y la otra de las dos patas en el espacio circular libre (295, 495) o en otra guía (271, 281, 481,482) de envoltura;

54. rotar en un paso de ranura o en un múltiplo de él el al menos un anillo (220, 230, 425) y/o el al menos un bloque (270, 280, 480) de leva en direcciones respectivas como para obtener un movimiento de aproximación hacia el espacio circular libre (295, 495) del último conductor básico insertado (255); y

55. repetir los pasos S3 y S4 hasta insertar un número predefinido de conductores básicos (255) del conjunto (290) de devanado;

y en el que, si el primer aparato del paso S1 se proporciona como en la reivindicación 17:

- en el paso S2, dicha posición inicial es tal como para poder insertar dicha pata única o dicha al menos una pata de dichas tres o más patas;

- en el paso S3, dicha pata única o dicha al menos una pata de dichas tres o más patas se inserta en una ranura (222, 232, 426) y simultáneamente en dicho bloque (270, 280, 480) de leva.

20. Un método de acuerdo con la reivindicación 19, en el que el siguiente paso adicional se realiza después del paso S5:

S6. rotar adicionalmente el anillo en un ángulo predefinido, para hacer que el último conductor básico insertado (255) o el último pasador en I o el último pasador en W salgan de la al menos una guía (271,281, 481, 482) de envoltura.

21. Un método de acuerdo con la reivindicación 19 y/ó 20, en el que se usan conductores básicos (255) en los pasos S1-S5 que tienen un paso o una abertura angular predeterminado/a entre las patas y en el que el siguiente paso adicional se realiza después del paso S5:

S9. repetir los pasos de S1 a S5 ó de S1 a S6, usando un número predeterminado de conductores básicos (255) que tienen todos una misma abertura angular predeterminada entre las patas diferente de los correspondientes pasos anteriores, hasta que el ensamblaje (290) de devanado se ensambla total o parcialmente.

22. Un método de acuerdo con la reivindicación 20 ó 21, en el que todos los conductores básicos (255) con una misma abertura angular más pequeña se utilizan antes que los conductores básicos con una misma abertura angular más grande.

23. Un método de acuerdo con la reivindicación 20 ó 21, en el que todos los conductores básicos (255) con una misma abertura angular se insertan antes que los conductores básicos cuya abertura angular comprende dicha misma abertura angular, con respecto a su posición final en el devanado.

24. Un método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 19 a 23, en el que uno o más de los pasos del método se repiten iterativamente para ensamblar varios ensamblajes de devanado concéntricos, en el que el paso S2 ó S3 puede comenzar antes del final del último paso de pre-ensamblar otro ensamblaje de devanado.

25. Un método de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que la rotación del paso S4 es tal que hay un ángulo p entre dos conductores básicos (255) insertados sucesivamente que corresponde a la rotación de un conductor básico (255) sobre sí mismo alrededor de una de sus dos patas (255a, 255b) tal como para dejar libre, en una de dichas al menos una guía (271, 281, 481, 482) de envoltura, un espacio para insertar el conductor básico (255) a insertar sucesivamente, en el que dicho ángulo p está determinado por el tamaño del conductor básico (255), así como por la conformación de dicha al menos una guía (271, 281,481, 482) de envoltura.

26. Un método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 20 a 25, en el que se realiza adicionalmente un paso S7 al final del paso S6, en el que el ensamblaje (290) de devanado pre-ensamblado se aplica al núcleo (300) de estator o de rotor.

27. Un método de acuerdo con la reivindicación 26, en el que el primer aparato del paso S1 es tal que dicha al menos una guía (271) de envoltura interior y/o dicha al menos una guía (281) de envoltura exterior tiene/n respectivamente al menos una porción (281a) de leva exterior saliente y al menos una porción (271a) de leva interior saliente en dicho espacio libre circular (295, 495), y en el que el paso S7 comprende los siguientes subpasos en orden:

S7A. cerrar una porción (281a) de leva exterior saliente y/o una porción (271a) de leva interior saliente; e

S7B. insertar el conjunto (290) de devanado en un estator o rotor (300).

28. Un método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 19 a 27, en el que se utiliza el primer aparato de acuerdo con las reivindicaciones 10 y 14, en el que el paso S2 se realiza con respecto al bloque interior (270) y al bloque exterior (280), y en el que, en el paso S4, dicho anillo interior (220) y dicho anillo exterior (230) se hacen ambos contrarrotar o sólo uno de los dos se hace rotar.

29. Un método de acuerdo con la reivindicación 27 y/o 28, en el que se utiliza el primer aparato de acuerdo con la reivindicación 5 y en el que, una vez insertados los dos extremos (255aE, 255bE) de los conductores básicos (255) del conjunto (290) de devanado en el núcleo de estator o de rotor, o antes de este paso, los accesorios de inserción retráctiles de dicha pluralidad de accesorios (221) de inserción retráctiles se desplazan radialmente para liberar el ensamblaje (290) de devanado.

30. Un método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 19 a 29, en el que, alternativamente:

- el aparato del paso S1 es como se define en la reivindicación 18 y en los pasos de S1 a S5 ó S6 ó S9 se usaron conductores (255) teniendo la porción (255c) de conexión en forma de puente una primera dirección de flexión; o - se realizan los siguientes pasos adicionales:

R1. proporcionar un segundo aparato (400) para pre-ensamblar en un ensamblaje de devanado para estator o rotor de máquina eléctrica como se define en la reivindicación 18, con al menos un anillo (425) que tiene un paso fijo o variable entre las ranuras (426), y al menos un bloque (480) de leva que tiene dichas al menos dos (481, 482) guías de envoltura y dicho espacio circular libre (495);

R2. retirar dicho ensamblaje (290) de devanado del primer aparato (200) del paso S5 ó S6 ó S9, en el que en estos pasos se usaron conductores (255) con la porción (255c) de conexión en forma de puente que tiene una primera dirección de flexión;

R3. insertar dicho ensamblaje (290) de devanado en dicho espacio circular libre (495) de dicho segundo aparato (400); y en el que, después del paso S5 ó S6 ó S9 y antes del paso S7, o después del paso R3, se realizan los siguientes pasos adicionales:

R4. rotar dicho al menos un anillo (425), total o parcialmente, con respecto al al menos un bloque (480) de leva hasta una posición inicial tal como para poder insertar, en dicho al menos un bloque (480) de leva, al menos un conductor básico (255, 255r), con dos patas en respectivas guías (481, 482) de envoltura;

R5. insertar las dos patas de un conductor básico (255, 255r) en respectivas ranuras diferentes (426) del al menos un anillo (425) y simultáneamente en dicho bloque (480) de leva con ambas patas en las respectivas dos guías (481, 482) de envoltura.

R6. rotar mediante un paso de ranura o mediante un múltiplo de él el al menos un anillo (425) y/o el al menos un bloque (480) de leva en direcciones respectivas como para obtener un movimiento de aproximación hacia el espacio circular libre (495) del último conductor básico insertado (255, 255r); y

R7. repetir los pasos de R4 a R6 ó R5 y R6 hasta insertar un número predefinido de conductores básicos (255, 255r) en el al menos un conjunto (290) de devanado;

en el que dicho número predefinido de conductores básicos (255, 255r) o bien comprende o bien consiste en conductores básicos (255r) que tienen una segunda dirección de flexión, en el que la segunda dirección de flexión es opuesta a dicha primera dirección de flexión.

31. Un método de acuerdo con la reivindicación 30, en el que el ensamblaje (290) de devanado del paso S5 ó S6 ó S9, o del paso R2, cuando se usa un aparato como se define también en la reivindicación 17, comprende un número predeterminado de pasadores en I o de pasadores en W en una o más capas (290-1, 290-4) de devanado, estando insertados un número predeterminado de conductores básicos (255, 255r) cada uno con al menos una pata correspondiente angularmente con una pata de dicho número predeterminado de pasadores en I o de pasadores en W.

32. Un método de acuerdo con la reivindicación 30 ó 31, en el que, alternativamente:

- el aparato del paso S1 se define como en las reivindicaciones 17 y 18; o

- se realizan los siguientes pasos adicionales después del paso R7:

L1. proporcionar un tercer aparato (400) para pre-ensamblar al menos un ensamblaje de devanado para estator o rotor de máquina eléctrica como se define en las reivindicaciones 17 y 18, teniendo dicho al menos un anillo (425) un paso fijo o variable entre las ranuras (426), y al menos un bloque de leva (480) que tiene dicha al menos una guía (481, 482) de envoltura y dicho espacio circular libre (495);

L2. retirar dicho al menos un ensamblaje (290) de devanado del aparato (400) del paso R7;

L3. insertar dicho al menos un ensamblaje (290) de devanado en dicho espacio circular libre (495) de dicho tercer aparato (400);

y en el que después del paso R7 ó después del paso L3, se realizan los siguientes pasos adicionales:

L4. rotar dicho al menos un anillo (425), ya sea total o parcialmente, con respecto al al menos un bloque (480) de leva hasta una posición inicial tal que sea capaz de insertar al menos un conductor básico (255), o al menos un pasador en I o un pasador en W, en dicho al menos un bloque (480) de leva, en respectivas guías (481, 482) de envoltura;

L5. insertar las patas de un conductor básico (255) o de un pasador en I o de un pasador en W en respectivas ranuras diferentes (426) del al menos un anillo (425) y simultáneamente en dicho bloque (480) de leva con las patas en guías (481,482) de envoltura correspondientes;

L6. rotar en un paso de ranura o en un múltiplo él el al menos un anillo (425) y/o el al menos un bloque (480) de leva en direcciones respectivas como para obtener un movimiento de aproximación hacia el espacio circular libre (495) del último conductor básico insertado (255); y

L7. repetir los pasos de L4 a L6 ó L5 y L6 hasta insertar un número predefinido de conductores básicos (255) y/o de pasadores en I y/o de pasadores en W del al menos un conjunto (290) de devanado;

en el que dicho número predefinido de conductores básicos (255) son conductores básicos con dicha primera dirección de flexión.