IT9019848A1 - Dispositivo e procedimento per la fasciatura di bobine a tutta forma - Google Patents

Description

ne, viene effettuata una fasciatura chiusa, a macchina, della bobina a forma intera, da una estremità all'altra della medesima, compreso l'occhiello libero della bobina stessa. Nel caso di occhielli di bobina di normale configurazione, viene oltrepa^ sato l'occhiello libero della bobina stassa, senza fuoriuscita della testa di fasciatura. A pari o migliore qualità di isolamento, si realizza una riduzione delle operazioni da effettuarsi manualmente, ovvero si ottiene un risparmio di tempo nel processo di fasciatura (figura 1).

Descrizione

L’invenzione concerne un dispositivo ed un procedimento per la fasciatura di bobine a forma intera, per avvolgimenti a due e più strati, in particolare per l'applicazione di nastro isolante sugli avvolgimenti caratterizzati damatasse pronunciate, sugli avvolgimenti di commutazione e sugli avvolgimenti distribuiti per poli pronunciati, nel c_a so di macchine dinamo-elettriche di medie e grandi dimensioni.

Nella fasciatura a macchina di bobine a tutta forma per gli avvolgimenti di macchine elettriche, con nastri isolanti, il montaggio delle bobine stesse viene effettuato in orizzontale, venendo manovrate la testa della macchina di fasciatura, oppure la bobina, oppure entrambe.

Per quanto riguarda le macchine di fasciji tura semplici, quali per esempio la macchina di fasciatura MI-102 della ditta Micafil di Zurigo {deno minazione propria) , o le macchine di fasciatura KG 1-3 e KGU della ditta H.F. Stollberg di Beerfelden, Repubblica Federale di Germania, (denominazioni pr£ prie) , viene effettuata una manovra di tipo manuale della bobina a forma intera. La testa di fasciatura è fissamente installata in un piano di lavoro.

A tale proposito, risultano svantaggiose l'elevata incidenza di interventi manuali nel processo di fasciatura a macchina, nonché le ampie tol leranze da ciò derivanti, le quali portano, ad esem pio, ad ispessimenti nell'isolamento, i quali si esplicano successivamente in modo svantaggioso nell'esercizio dell'avvolgimento.

Per il movimento della testa di fasciatura, nel corso del processo, sono conosciute diverse soluzioni .

Nel brevetto tedesco DE 1660012, H01B 13 /Q8 "Macchina di fasciatura", viene spostata manual mente una testa di fasciatura sospesa.

Una testa di avvolgimento sospesa, instal^ lata in una guida a rotaia, con o senza controllo delle grandezze analizzate, è descritta nel brevetto tedesco DE 2003829, H01B 13/08 "Macchina per la fasciatura di parti di avvolgimento di macchine elettriche con nastri di materiale isolante". Nel brevetto tedesco DE 2451 460, HQ2K 15/10 "Dispositivo per l'applicazione di nastri di materiale isolante sugli avvolgimenti di macchine elettriche", la guida della testa di fasciatura azionata con il carrello e con il braccio a sbalzo viene effettuata a mezzo di curve di copiatura. Per quanto riguarda queste soluzioni, risulta svantaggiosa la scarsa ac cessibilità alla bobina per le necessarie operazioni manuali ausiliarie, aggiuntive al processo di f«a sciatuia a macchina, le quali presuppongono un doppio posizionamento e bloccaggio della bobina per fettuare l'isolamento del fianco della medesima.

Il movimento combinato di bobina e testa di avvolgimento, in fase di isolamento di bobine a tutta forma si basa sulla correlazione dei tipi di azionamento per la bobina e per la testa di fasciatura. Il comando avviene a mezzo di calcolatore. Quali esempi di ciò si possono considerare la macchina isolatrice di bobine, di tipo programmabile MI 155 della ditta Micafil di Zurigo (denominazione propria) e la soluzione descritta alle pagine da 42 a 46 in "Manufacturing of Micapact II coils", in "ASEA Journal" 54/1981 (Svezia). A tale riguardo, il bloccaggio della bobina a tutta forma a due strati viene effettuato nei suoi occhielli, essendo assicurato un supporto supplementare della bobina medesima per mezzo di sostegni, che possono essere in trodotti ed estratti in modo controllato nell'ambito del fianco della bobina stessa. Si possono scegliere velocità di isolamento diverse per l'applica^ zione dei nastri nella zona della gola, nella zona del fianco della testa di avvolgimento ed in quella di transizione fra le zone stesse. La macchina di fasciatura MI 155 dispone di un meccanismo che causa il ribaltamento della bobina dopo aver effettuato l'isolamento di uno dei suoi fianchi, nella pos^ zione prevista per effettuare l'isolamento dell'altro fianco. I rispettivi parametri di posizionamento per le due posizioni della bobina vengono misuri} te e calcolate prima di avviare il processo di fasciatura.

A tale riguardo, è parimenti svantaggiosa la scarsa accessibilità alla bobina per l'effettuazione delle necessarie operazioni manuali a completamento del processo di fasciatura a macchina, e rjL sulta altresì svantaggiosa la variazione attivata me— nualmente del posizionamento della bobina stessa.

Per quanto riguarda l'isolamento a macchi na di bobine a tutta forma a due strati, è noto ef fettuare l'intervento di isolamento meccanizzato in strati a gradini fino al fianco della testa di avvolgimento, effettuando, quindi, manualmente l’isolamento nell'ambito dell'occhiello della bobina, ed anche in zone parziali del fianco della testa di av^ volgimento stessa.

Tutti i procedimenti per la fasciatura di bobine a tutta forma sono soggetti allo svantaggio che soltanto un fianco della bobina viene fasciato in una posizione di bloccaggio, mentre per ciascuna bobina risultano necessarie una doppia introduzione ed estrazione della testa di fasciatura.

In relazione al passaggio da fase di isolamento a macchina a fase di isolamento manuale, r_i sulta svantaggiosa la eterogenea configurazione deJL l'isolamento stesso con il corrispondente impegno per la fase di lavorazione manuale.

Dal brevetto tedesco DE-2260 661, H02K 15/04 "Procedimento per la realizzazione di bobine per macchine elettriche", è conosciuta la realizzazione di una fasciatura di tipo chiuso per bobine non pronunciate. Detta soluzione è soggetta allo svantaggio che l’isolamento viene danneggiato assai facilmente in seguito alla pressione ed alla rotazione del fianco della bobina. I sensibili nastri di isolamento che vengono a tutt'oggi impiegati, caratterizzati da qualità di isolamento relativameri te buone, non consentono una lavorazione successiva, a fasciatura ultimata.

L’obiettivo dell'invenzione consiste nella riduzione degli interventi manuali in occasione della effettuazione di un processo di fasciatura a macchina, e consiste, altresì, nella riduzione dei tratti isolati manualmente di bobine a forma intera, a qualità quantomeno costante, se non addiritt^ ra migliorata.

All’invenzione viene proposto per obiettivo il compito di creare un dispositivo ed un procedimento che garantiscano ampia accessibilità alla bobina a tutta forma nel corso del processo di fasciatura da parte di una posizione di lavoro, i qu£ li garantiscano, inoltre, la fasciatura di entrambi i fianchi della bobina stessa in un'unica posizione di montaggio.

Questo obiettivo viene raggiunto, secondo l'invenzione, grazie al fatto che il porta-bobina è previsto per un montaggio in verticale delle parti della gola sovrapposte, ovvero per un montaggio con un angolo acuto rispetto alla verticale. Ciò significa che i fianchi della bobina vengono a trovarsi in perpendicolare, ovvero pressoché l'uno perpendicolare all'altro. Il bloccaggio della bobina viene effettuato a mezzo di perlomeno tre dispositivi di serraggio, dei quali almeno due si trovano costante mente in intervento. Questi dispositivi, almeno tre o anche più, sono disposti in modo tale da trovarsi alternativamente in intervento continuo in relazione alla direzione di spostamento della testa di fasciatura. Per seguire il profilo della bobina, sono installati tre assi di traslazione e due assi di r£ tazione, i quali sono ripartiti sul parta-bobine e sulla testa di fasciatura. Per la realizzazione di questo movimento continuativo, è necessario un comando funzionale a più assi della macchina.

La fasciatura della bobina atutta forma, da una sua estremità, attraverso l'occhiello li^ bero, vale a dire l'occhiello della bobina opposto al lato attivo, fino all'altra sua estremità, viene effettuata in un'unica posizione di bloccaggio. In questo modo, viene a mancare il ribaltamento manuale della bobina a tutta forma, come consueto nel caso delle altre macchine di fasciatura. L'unico montaggio in verticale comporta, altresì, il vantaci gio che gli interventi manuali, che debbono essere effettuati in occasione del processo di fasciatura, possono essere effettuati, per entrambi i fianchi della bobina, da una posizione di lavoro. Il bloccaggio in verticale oggetto dell'invenzione, in cor relazione con i corrispondenti almeno tre dispositivi di serraggio posti alternativamente in intervento, assicurano una fasciatura di tipo chiuso sullo occhiello libero della bobina nel caso di occhielli di tipo allungato, ovvero rispettivamente nel caso di occhielli assai piccoli.

Un occhiello allungata si presenta, nel caso di una bobina a tutta foiroa, quando l'angolo di transizione fra testa ed occhiello della bobina stessa è uguale o maggiore di 90°. L'allungamento che ne deriva per l'occhiello assicura un posiziona mento verticale della testa di fasciatura nel corso del processo. Questo posizionamento è necessario af^ finché i nastri isolanti possano essere applicati senza pieghe.

Nel caso di occhielli di bobina assai pi£ coli, formati soltanto a metà, quali quelli che tro vano impiego soprattutto nel caso di bobine a tutta forma aventi una sezione ridotta, anche l'occhiel-10 libero viene interessato dalla fasciatura, non essendo, in ogni caso, applicato in pari misura 1'i^ solamento nell'ambito dell'occhiello medesimo, tuttavia presentando, l'isolamento stesso, le caratteristiche qualitative e di resistenza richieste.

Nel caso di bobine a tutta forma con occhielli non estesi, vale a dire nel caso di occhie^l 11 di bobina completamente formati, la fasciatura viene effettuata fino alla posizione immediatamente precedente all'occhiello stesso, il quale viene, quindi, oltrepassato senza che si effettuino movimenti di fasciatura, non essendo fatta fuoriuscirà la testa di fasciatura, dopodiché il processo viene proseguito immediatamente dopo aver oltrepassato la estremità dell'occhiello medesimo. Quest’ultimo deve, poi, essere completamente fasciato a mano. Il vantaggio consiste qui soprattutto nel risparmio di tempo conseguente alla mancata fuoriuscita della tj; sta di fasciatura.

L'invenzione viene nel seguito dettagliatamente commentata con riferimento a tre figure.

La figura 1 illustra uno schizzo di principio relativamente ad una forma esecutiva del porta-bobine oggetto dell'invenzione, previsto per il bloccaggio in verticale della bobina, con il telaio di base 1, il quale è azionato in traslazione nella direzione-z e nella direzione-y, sul quale sono installati i bracci portanti 2, regolabili per trasljì zione nella direzione-y, sui quali si trovano tre dispositivi di serraggio 3 fissi e tre dispositivi di serraggio 3 mobili, regolabili nel loro posizionamento in direzione-z. A tale proposito, tre di e^ si possono essere anche configurati soltanto quali sostegni ausiliari , i quali non bloccano la bobina tutta fozina, bensì la supportano solamente. Questi dispositivi di serraggio, i quali possono essere spostati per traslazione nella direzione-x, si trovano alternativamente in intervento continuo nel^ la direzione di spostamento di una testa di fasciatura di configurazione nota, ed assicurano un fissaggio ineccepibile della bobina a tutta forma nel corso dell'intero processo di fasciatura.

La figura 2 rappresenta un processo di fa_ sciatura di tipo chiuso effettuato a macchina, per una bobina a tutta forma a due strati, con i relativi necessari spostamenti del sistema relativamente al porta-bobina ed al supporto della testa di fa^ sciatura. La bobina 4 a tutta forma a due strati è rappresentata nella posizione di bloccaggio in verticale oggetto dell'invenzione, la quale assicura u na buona accessibilità per le operazioni manuali njs cessarle nel processo di fasciatura. Nel piano di manovra del porta-bobina, essa effettua gli spostamenti di traslazione 1 ,1 ,1 , ove 1 cor risponde alla distanza nella direzione-z fra un fianco della bobina e l'altro suo fianco, 1 corrisponde alla distanza in direzione-x fra un fianco della bobina e l'occhiello della medesima, ed 1 corrisponde alla lunghezza di fasciatura della bob_i na 4 a forma intera a due strati.

I movimenti rotatori A attorno all’asse x e C attorno all'asse z della testa di fasciatura di configurazione nota, assicurano che vengano seguite le parti rettilinee della gola, le parti a forma di evolvente, ovvero rispettivamente rettilinee, del fianco della teste di avvolgimento e dell'occhiello della bobina, compresi i corrispondenti raggi di raccordo della bobina a forma intera a due strati. A tale proposito, la testa di fasciatura ruota in relazione all’angolo di rotazione rf"A attorno allo asse x ed in relazione all’angolo di rotazione attorno all'asse z {si veda la rappresentazione in vista dall’alto di figura 2). Come indicato in figjj ra 3, l’angolo di rotazione &A pud essere associato all’angoloo^ K della testa della bobina, mentre all'angolo di rotazione (f~ C si può associare l'ang£ 10 di raccordo o(, KA.

La figura 3 rappresenta l’esecuzione di un occhiello di tipo esteso di una bobina, cioè il caso in cui l’angolo^ K della testa della bobina e l’angolo di transizione^ KA fra la testa della bobina stessa ed il relativo occhiello siano maggiori od uguali a 90°. In relazione all'angolo di estensione dell'occhiello^ S, viene effettuato il coman do dello spostamento della testa di fasciatura. Il posizionamento della testa di fasciatura 5 è, a tale riguardo, sempre perpendicolare rispetto all'altezza della sezione h della bobina. Sotto questi presupposti, con il dispositivo oggetto dell'invenzione è possibile realizzare una fasciatura di tipo chiuso, oggetto dell’invenzione, di bobine a tutta forma a due strati, da una estremità, attraverso 11 relativo occhiello allungato, fino all'altra estremità attiva. Il corrispondente vantaggio consiste nella struttura omogenea dell'isolamento e nel corrispondente incremento qualitativo, come anche nella riduzione delle operazioni manuali, con il corrispondente risparmio di tempo per il completamento del processo di fasciatura. Grazie al procedi! mento proposto dall'invenzione, tramite il dispositivo oggetto dell'invenzione viene effettuata la f_a sciatura, da una estremità attiva all'altra, attraverso l'occhiello della bobina, in modo tale che SÌ) lamente l'occhiello della medesima che si trova sul lato della estremità attiva debba essere fasciato manualmente.

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1 . Dispositivo per la fasciatura di bobi^ ne a tutta forma per avvolgimenti a due o più strji ti, per macchine dinamo-elettiche di medie e grandi dimensioni, con almeno tre assi di traslazione ed almeno due assi di rotazione per il porta-bobine e la testa di fasciatura, per seguire il profilo della bobina stessa, i quali sono disposti in modo indipendente l'uno dall'altro e possono essere regola ti in modo continuo, e provvedono a realizzare il bloccaggio della bobina medesima nella sua forma, caratterizzato dal fatto che le parti a gola della bobina medesima sono posizionate l'una sull'altra in verticale, oppure con un angolo acuto rispetto ad essa, essendo installati almeno tre dispositivi di serraggio in modo tale da trovarsi alternativamente in intervento continuo, in relazione alla direzione di spostamento della testa di fasciatura.
2. 2. Procedimento per la fasciatura di bobine a tutta forma per avvolgimenti a due e più strati, per macchine dinamo-elettriche medio-grandi in un posizionamento di bloccaggio della bobina medesima nella sua forma, caratterizzato dal fatto che, nel caso di occhielli della stessa allungati, ovvero rispettivamente assai piccoli, viene effettuata una fasciatura di tipo chiuso dell'intera bobina, da una sua estremità verso l'altra, comprendendo anche l'occhiello libero della bobina stessa.
3. 3. Procedimento per la fasciatura di bobine a tutta forma secondo la rivendicazione 2, c_a ratterizzato dal fatto che, nel caso di occhielli non allungati, vengono fasciati entrambi i fianchi della bobina stessa fino al suo occhiello libero, venendo quest'ultimo oltrepassato senza che si effettuino movimenti di fasciatura, e senza la fuoriuscita della testa di fasciatura.