ITMI991748A1

ITMI991748A1 - EQUIPMENT FOR WINDING AND WELDING OF ELECTRIC WINDINGS

Info

Publication number: ITMI991748A1
Application number: IT1999MI001748A
Authority: IT
Inventors: Gian Battista Parati
Original assignee: Marsilli & Co
Priority date: 1999-08-03
Filing date: 1999-08-03
Publication date: 2001-02-03
Also published as: IT1313344B1; ITMI991748A0

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente trovato si riferisce ad un'apparecchiatura per la bobinatura e la saldatura di avvolgimenti elettrici. The present invention relates to an apparatus for winding and welding electrical windings.

Come è noto, nella realizzazione di avvolgimenti elettrici avvolti con i fili di inizio e fine avvolgimento agganciati ai terminali del corpo bobina si richiede che venga effettuata la relativa saldatura di tali fili sui terminali. As is known, in the production of wound electric windings with the starting and ending winding wires hooked to the terminals of the coil body, it is required that the relative welding of these wires be carried out on the terminals.

Le operazioni di saldatura vengono eseguite sia manualmente che con l'impiego di specifiche macchine che risultano essere sia collegate alla macchina bobinatrice tramite trasportatori, nel caso di impianti dedicati (automatizzati), sia poste semplicemente vicine alla bobinatrice. In questo caso sarà l'operatore ad eseguire i trasferimenti dei pezzi in lavorazione da una macchina all'altra. The welding operations are performed both manually and with the use of specific machines which are both connected to the winding machine by means of conveyors, in the case of dedicated (automated) systems, and simply placed close to the winding machine. In this case it will be the operator who transfers the workpieces from one machine to another.

Nel caso di impianti automatizzati, tra la bobinatrice e la macchina di saldatura risulta prevista una navetta che ha la funzione di prelevare le bobine dalla bobinatrice e trasferirle alla macchina di saldatura. In the case of automated systems, a shuttle is provided between the winding machine and the welding machine which has the function of picking up the reels from the winding machine and transferring them to the welding machine.

Per esigenze operative si ha che la distanza tra le bobine prelevate dalla macchina bobinatrice risulta normalmente almeno uguale ad un passo, cioè tra una bobina e l'altra c'è uno spazio che è sostanzialmente analogo ad una bobina, per offrire la possibilità di eseguire lo scambio con il prelievo delle bobine avvolte e la collocazione delle bobine da avvolgere. Due to operational requirements, the distance between the reels taken from the winding machine is normally at least equal to one pitch, i.e. between one reel and the other there is a space which is substantially similar to a reel, to offer the possibility of performing the exchange with the collection of the wound reels and the placement of the reels to be wound.

Il trasferimento delle bobine avvolte alla macchina di saldatura avviene attualmente mantenendo l'interasse costante tra le bobine, cioè tra le bobine si ha, durante la fase di immersione per la saldatura a stagno, il medesimo interasse che le bobine avevano sulla macchina bobinatrice. The transfer of the wound coils to the welding machine currently takes place by maintaining the center distance between the coils constant, i.e. between the coils there is, during the immersion phase for tin welding, the same center distance as the coils had on the winding machine.

Questo fatto è fonte di numerosi problemi, in quanto l'avere le bobine tra loro distanziate implica la necessità di ampi spazi nella vasca di saldatura con problemi di corretto livellamento dello stagno e rallentamento della velocità operativa, nonché con il problema di un'elevata quantità di liquido. This fact is a source of numerous problems, since having the coils spaced apart implies the need for large spaces in the welding tank with problems of correct leveling of the tin and slowing down of the operating speed, as well as with the problem of a high quantity of liquid.

Il compito che si propone il trovato è appunto quello di eliminare gli inconvenienti precedentemente lamentati, realizzando una apparecchiatura per la bobinatura e la saldatura di avvolgimenti elettrici che dia la possibilità, in una macchina automatica presentante una bobinatrice e una macchina di saldatura, di ottimizzare le fasi operative con la possibilità di ridurre la dimensione delle vasche di stagnatura, senza dover ridurre il numero delle bobine che vengono contemporaneamente portate alla fase di saldatura. The aim of the invention is precisely that of eliminating the aforementioned drawbacks, realizing an apparatus for the winding and welding of electric windings which gives the possibility, in an automatic machine having a winding machine and a welding machine, to optimize the operating phases with the possibility of reducing the size of the tin plating tanks, without having to reduce the number of coils that are simultaneously brought to the welding phase.

Nell'ambito del compito sopra esposto uno scopo particolare del trovato è quello di realizzare una apparecchiatura in cui sia possibile ottenere una incrementata velocità operativa, con il vantaggio di rendere più agevoli le operazioni di carico e scarico in corrispondenza della macchina di saldatura, grazie al fatto che le bobine da scaricare vengono posizionate in prossimità dell'operatore. Within the scope of the above aim, a particular object of the invention is to provide an apparatus in which it is possible to obtain an increased operating speed, with the advantage of making loading and unloading operations at the welding machine easier, thanks to the the fact that the reels to be unloaded are positioned close to the operator.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare una apparecchiatura che risulti essere estremamente flessibile per poter passare da un modello ad un altro delle bobine, senza richiedere modifiche meccaniche, fatto salvo il cambio delle specifiche attrezzature. A further object of the present invention is to provide an apparatus which is extremely flexible in order to be able to pass from one model to another of the reels, without requiring mechanical modifications, without prejudice to the change of specific equipment.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare una apparecchiatura che consenta una automatizzazione del processo a basso costo. Another object of the present invention is to provide an apparatus which allows a low cost process automation.

Ancora uno scopo del presente trovato è quello di realizzare una apparecchiatura che, per le sue peculiari caratteristiche reaiizzative, sia in grado di dare le più ampie garanzie di affidabilità e sicurezza nel-1<1>uso. Another object of the present invention is to provide an apparatus which, due to its particular manufacturing characteristics, is capable of giving the greatest guarantees of reliability and safety in use.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare una apparecchiatura per la bobinatura e la saldatura di avvolgimenti elettrici che risulti facilmente ottenibile partendo da elementi e materiali di comune reperibilità in commercio e che inoltre sia altamente competitiva da un punto di vista puramente economico. Not least object of the present invention is to provide an apparatus for winding and welding electrical windings which can be easily obtained starting from commonly available elements and materials on the market and which is also highly competitive from a purely economic point of view.

Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da una apparecchiatura per la bobinatura e la saldatura di avvolgimenti elettrici, secondo il trovato, comprendente una macchina bobinatrice ed una macchina di saldatura tra loro affiancate ed operativamente interconnesse da una navetta di supporto delle attrezzature di supporto e di trattenimento delle bobine avvolte e da avvolgere, mobile alternativamente tra detta macchina bobinatrice e detta macchina di saldatura, caratterizzata dal fatto di comprendere, su detta navetta, mezzi per la modifica dell'interasse delle attrezzature di supporto e di trattenimento delle bobine prelevate da detta macchina bobinatrice e da immettere in detta macchina di saldatura. The aforementioned aim, as well as the aforementioned objects and others which will become clearer hereinafter, are achieved by an apparatus for the winding and welding of electric windings, according to the invention, comprising a winding machine and a welding machine placed side by side and operationally. interconnected by a shuttle supporting the support and holding equipment of the coils wound and to be wound, movable alternately between said winding machine and said welding machine, characterized in that it comprises, on said shuttle, means for modifying the center distance of the equipment for supporting and holding the reels picked up by said winding machine and to be fed into said welding machine.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente alla descrizione di una forma di.esecuzione preferita,ma non esclusiva, di una apparecchiatura per la bobinatura e la saldatura di avvolgimenti elettrici illustrata a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli uniti disegni in cui: Further characteristics and advantages will become clearer in the description of a preferred, but not exclusive, embodiment of an apparatus for winding and welding electric windings illustrated by way of non-limiting example with the aid of the accompanying drawings in which:

la figura 1 rappresenta schematicamente l'apparecchiatura, secondo il trovato, vista in pianta; Figure 1 is a schematic plan view of the apparatus according to the invention;

la figura 2 evidenzia in alzato laterale la navetta con i mezzi di supporto delle attrezzature disposti tra loro in allineamento; figure 2 is a lateral elevation view of the shuttle with the means for supporting the equipment arranged in alignment with each other;

la figura 3 rappresenta la navetta in alzato laterale, con i mezzi di supporto delle attrezzature alternativamente distanziati; Figure 3 is a side elevation view of the shuttle, with the means for supporting the equipment alternately spaced;

la figura 4 evidenzia in vista prospettica un mezzo di supporto con la relativa attrezzatura accoppiata; Figure 4 is a perspective view of a support means with the relative coupled equipment;

la figura 5 rappresenta schematicamente un gruppo di mezzi di supporto disposti affiancati; Figure 5 schematically represents a group of support means arranged side by side;

la figura 6 rappresenta un gruppo di mezzi di supporto disposti tra loro distanziati ed intervallati a passo; figure 6 is a view of a group of support means arranged at a distance from each other and spaced in steps;

la figura 7 rappresenta schematicamente la navetta con i mezzi di supporto disposti in allineamento reciproco Figure 7 schematically represents the shuttle with the support means arranged in mutual alignment

la figura 8 rappresenta la fase di distanziamento tra i due gruppi di mezzi di supporto; figure 8 represents the spacing step between the two groups of support means;

la figura 9 evidenzia la fase di variazione dell'interasse dei mezzi di supporto disposti reciprocamente sfalsati; figure 9 shows the step of varying the center distance of the support means arranged mutually staggered;

la figura 10 rappresenta i due gruppi di mezzi di supporto disposti tra loro compattati e reciprocamente allineati. Figure 10 shows the two groups of support means arranged compactly and mutually aligned.

Con riferimento alle citate figure, l'apparecchiatura per la bobinatura e la saldatura di avvolgimenti elettrici secondo il trovato, che viene indicata nella sua globalità con il numero di riferimento 1, comprende una macchina bobinatrice 2 che è dotata di una pluralità di mandrini di bobinatura 3 disposti tra loro affiancati ed in allineamento. With reference to the aforementioned figures, the apparatus for winding and welding electric windings according to the invention, which is indicated in its entirety with the reference number 1, comprises a winding machine 2 which is equipped with a plurality of winding spindles 3 arranged side by side and in alignment.

A fianco della macchina bobinatrice risulta prevista una macchina di saldatura, globalmente indicata con il numero di riferimento 4, la quale, in modo di per sè noto, presenta una pluralità di contenitori, genericamente indicati con 5, per eseguire le fasi di saldatura dei terminali degli avvolgimenti. Next to the winding machine there is provided a welding machine, generally indicated with the reference number 4, which, in a per se known manner, has a plurality of containers, generally indicated with 5, to carry out the welding phases of the terminals of the windings.

La macchina bobinatrice e la macchina di saldatura sono tra loro operativamente interconnesse mediante una navetta 10 di supporto di una pluralità di mezzi di supporto 11 delle attrezzature 12 di supporto e trattenimento delle bobine 13 sulle quali deve essere avvolto il filo elettrico. The winding machine and the welding machine are operatively interconnected by means of a shuttle 10 for supporting a plurality of means 11 for supporting the equipment 12 for supporting and retaining the reels 13 on which the electric wire must be wound.

Il numero dei mezzi di supporto 11 è pari al doppio delle teste o mandrini della macchina bobinatrice, mentre il numero delle attrezzature 12 sarà triplo rispetto al numero dei mandrini. The number of support means 11 is equal to double the heads or spindles of the winding machine, while the number of fixtures 12 will be three times the number of spindles.

La navetta 10 è scorrevole mediante una via di corsa composta da guida a rulli, lungo una direzione di lavoro che trasferisce le bobine avvolte dalla macchina bobinatrice alla macchina di saldatura e per questo scopo la navetta è vincolata a guide ed è trascinata da un nastro motorizzato. The shuttle 10 slides by means of a runway consisting of a roller guide, along a working direction that transfers the coils wound from the winding machine to the welding machine and for this purpose the shuttle is bound to guides and is driven by a motorized belt. .

La navetta è poi dotata di mezzi di traslazione in avvicinamento e in allontanamento, indicati con 20, che consentono la traslazione della tavola di lavoro 21 lungo una direzione perpendicolare alla direzione di lavoro. The shuttle is then equipped with translation means for approaching and moving away, indicated with 20, which allow the translation of the work table 21 along a direction perpendicular to the working direction.

I mezzi di supporto 11 sono supportati in un primo ed un secondo gruppo; un primo gruppo indicato con Ila è mobile su una prima guida longitudinale 25 mentre il secondo gruppo è supportato da una piastra 26 mobile perpendicolarmente alla direzione longitudinale ed è supportato da una seconda guida longitudinale 27. The support means 11 are supported in a first and a second group; a first group indicated with 11a is movable on a first longitudinal guide 25 while the second group is supported by a plate 26 movable perpendicular to the longitudinal direction and is supported by a second longitudinal guide 27.

Imezzi di supporto di ciascun gruppo presentano un codolo di attacco 30 dal quale si sviluppa un braccio a squadra 31 che definisce la forcella 32 di connessione dell'attrezzatura 12. The supporting means of each group have an attachment shank 30 from which an angle arm 31 develops which defines the fork 32 for connecting the fixture 12.

La conformazione a squadra risulta reciprocamente contrapposta tra i due gruppi, per cui è possibile disporre i bracci a squadra in reciproco allineamento o allontanare gli stessi mediante lo scorrimento della piastra di supporto lungo la direzione trasversale. The square shape is mutually opposed between the two groups, so that it is possible to arrange the square arms in mutual alignment or to move them away by sliding the support plate along the transverse direction.

I mezzi di supporto 11 sono tra loro reciprocamente collegati con possibilità di variazione dell'interasse reciproco. The support means 11 are mutually connected with the possibility of varying the reciprocal center distance.

Più in dettaglio sono previsti dei mezzi a tirante che presentano uno stelo 40 con testa ingrossata 41, lo stelo fuoriesce da uno degli elementi di supporto ed ha la testa ingrossata 41 scorrevolmente alloggiata all'interno di una cavità 42 disposta nel codolo 30 dei mezzi di supporto disposto affiancato (figura 6). In more detail, tie rod means are provided which have a stem 40 with an enlarged head 41, the stem protrudes from one of the support elements and has an enlarged head 41 slidably housed inside a cavity 42 arranged in the tang 30 of the means of support arranged side by side (figure 6).

Con questa disposizione si ha che, facendo traslare in un senso il primo dei mezzi di supporto di ciascun gruppo, si ottiene in successione il distanziamento ad una distanza prestabilita definita dallo stelo 40 dei vari mezzi di supporto·,mentre facendo traslare il primo mezzo di supporto si ottiene la ricompattazione dei vari mezzi di supporto. With this arrangement, by making the first of the support means of each group translate in one direction, spacing is obtained in succession at a predetermined distance defined by the stem 40 of the various support means, while making the first support means translate support, the re-compacting of the various support means is achieved.

Nelle fasi di lavorazione si ha che, durante la fase di bobinatura, contemporaneamente la macchina di stagnatura posta a fianco della bobinatrice sta eseguendo le operazioni di stagnatura e test elettrico sulle bobine precedentemente avvolte. During the processing phases, during the winding phase, at the same time the tinning machine placed next to the winding machine is carrying out the tinning and electrical test operations on the previously wound reels.

La navetta che interconnette operativamente le due macchine si trova alla sua estremità destra, facendo riferimento al disegno, di fronte all 'operatore e nella posizione di trasferimento verso la macchina di saldatura. The shuttle that operationally interconnects the two machines is located at its right end, referring to the drawing, in front of the operator and in the transfer position towards the welding machine.

In pratica un primo gruppo dei mezzi di supporto è distanziato dall 'altro gruppo per cui le bobine finite sono posizionate dalla parte dell 'operatore che esegue lo scarico delle bobine completate ed il carico delle bobine vuote. In practice, a first group of the supporting means is spaced from the other group so that the finished reels are positioned on the side of the operator who performs the unloading of the completed reels and the loading of the empty reels.

I mezzi di supporto che erano ad interasse ravvicinato perché trasferiti dalla macchina di saldatura, vengono spostati in modo tale da incrementare l 'interasse di una quantità sostanzialmente uguale alla larghezza di un mezzo di supporto. The support means, which had a close spacing because transferred from the welding machine, are moved in such a way as to increase the spacing by an amount substantially equal to the width of a support means.

Gli altri mezzi di supporto si trovano sulla guida rivolta verso la macchina e sono vuoti , in quanto le relative bobine con avvolgimento sono state prese dal manipolatore della macchina di saldatura e trasferiti per eseguire le operazioni di saldatura. The other support means are located on the guide facing the machine and are empty, since the relative coils with winding have been taken by the manipulator of the welding machine and transferred to carry out the welding operations.

A scarico/carico avvenuto, l 'operatore dà l 'avvio alla macchina ed avviene, in automatico, una , seri e di operazioni , in particolare i mezzi di supporto del primo gruppo, che hanno scaricato le bobine sulla macchina di saldatura, si allontanano ih modo da portare i relativi mezzi di supporto all 'interasse della bobinatrice, i mezzi di supporto dell 'altro gruppo sono già all 'interasse prestabilito e vengono fatti avanzare in modo da allinearsi , intercalandoli con quelli del primo gruppo, ottenendo cosi una sequenza di mezzi di supporto vuoti e pieni . Once unloading / loading has taken place, the operator starts the machine and a series of serious operations takes place automatically, in particular the support means of the first group, which have unloaded the coils on the welding machine, move away. in such a way as to bring the relative support means to the center distance of the winding machine, the support means of the other group are already at the predetermined center distance and are made to move forward so as to align themselves, intercalating them with those of the first group, thus obtaining a sequence of empty and full media.

Non appena la bobinatrice termina il ciclo di bobinatura la navetta con i mezzi di supporto pieni e vuoti disposti alternati si pone davanti alla macchina di bobinatura la navetta esegue lo scambio tra le bobine avvolte che si collocano sui mezzi di supporto vuoti , mentre le bobine da avvolgere portate dagli altri mezzi di supporto eseguono un movimento da e verso i mandrini della bobinatrice ed uno spostamento laterale in modo da consegnare le bobine vuote alle teste di bobinatura. As soon as the winding machine ends the winding cycle, the shuttle with the full and empty supporting means arranged alternately is placed in front of the winding machine the shuttle carries out the exchange between the wound reels that are placed on the empty supporting means, while the winding carried by the other support means perform a movement to and from the spindles of the winding machine and a lateral movement so as to deliver the empty reels to the winding heads.

La navetta ritorna nella posizione di fronte alla macchina di bobinatura portando le bobine avvolte che si intervallano con i mezzi di supporto vuoti . The shuttle returns to the position in front of the winding machine bringing the wound reels which are interspersed with the empty support means.

I mezzi di supporto di. un gruppo, grazie ai mezzi di traslazione ortogonale, si allontanano dai mezzi di supporto dell 'altro gruppo di una distanza predefinita. The support means of. one group, thanks to the orthogonal translation means, moves away from the support means of the other group by a predefined distance.

I mezzi di supporto delle bobine vengono tra loro spostati in modo da variare l 'interasse reciproco, ottenendo in pratica un compattamento di un gruppo verso sinistra e dell 'altro gruppo verso desta. The support means of the reels are moved between them so as to vary the reciprocal center distance, practically obtaining a compacting of one group to the left and the other group to the right.

Le due guide parallele che portano i mezzi di supporto bobina si ri avvi ci nano tra di loro della distanza predefinita, per cui le sei bobine avvolte con un interasse ridotto, in quanto sono state disposte affiancate, si trovano tutte a sinistra e i posti vuoti sono tutti a destra facendo riferimento al disegno, posizionati in corrispondenza del dispositivo di trasferimento verso la macchina saldatrice. The two parallel guides that carry the reel support means start again each other by the predefined distance, so that the six reels wound with a reduced center distance, as they have been arranged side by side, are all on the left and the empty places are all on the right referring to the drawing, positioned in correspondence with the transfer device towards the welding machine.

La macchina di saldatura, che nel frattempo ha terminato il proprio ciclo, trasferisce le bobine finite sui mezzi di supporto vuoto e in automatico preleva le bobine avvolte e da saldare. The welding machine, which in the meantime has completed its cycle, transfers the finished coils onto the empty support means and automatically picks up the wound coils to be welded.

Le due guide parallele si rial lontanano permettendo all 'operatore di eseguire le operazione di scarico o carico ed il ciclo si ripete come in precedenza descritto. The two parallel guides move apart allowing the operator to carry out the unloading or loading operations and the cycle is repeated as previously described.

Da quanto sopra illustrato si vede quindi come il trovato raggiunga gli scopi proposti ed in particolare si sottolinea il fatto che viene realizzata una apparecchiatura in cui si ha la. possibilità di ridurre l 'interasse delle bobine durante la fase di saldatura non essendo cosi vincolati all 'interasse normalmente imposto dalla macchina di bobinatura, per cui si ha la possibilità di ridurre drasticamente le dimensioni delle vasche di stagnatura con conseguente possibilità di ottimizzare le fasi di produzione e migliorare la qualità di saldatura in quanto si controllano il livello della lega di saldatura, le temperature richieste, la pulizia della superficie della lega, ecc.. From what has been illustrated above, it can therefore be seen that the invention achieves the intended aim and objects and in particular it is emphasized that an apparatus is provided in which there is the. possibility of reducing the center distance of the reels during the welding phase as they are not bound to the center distance normally imposed by the winding machine, so that it is possible to drastically reduce the dimensions of the tinning tanks with consequent possibility of optimizing the phases of production and improve the quality of the solder by controlling the level of the solder, the required temperatures, the cleanliness of the surface of the alloy, etc.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell 'ambito del concetto inventivo. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept.

Inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti . Furthermore, all the details can be replaced by other technically equivalent elements.

In pratica i materiali .impiegati nonché le dimensioni e le forme contingenti potranno essere qualsiasi a seconda delle necessità. In practice, the materials used, as well as the contingent shapes and dimensions, may be any according to requirements.

Claims

CLAIMS 1. Apparatus for the winding and welding of electric windings comprising a winding machine and a welding machine placed side by side and operationally interconnected by a shuttle for supporting the support and holding equipment of the wound and to be wound reels, movable alternately between said winding machine and said welding machine, characterized in that it comprises, on said shuttle, means for modifying the center distance of the supporting and holding equipment of the reels picked up by said winding machine and to be fed into said welding machine.

2. Apparatus, according to the preceding claim, characterized in that it comprises a plurality of means for supporting said supporting and holding equipment, supported by said supporting shuttle.

3. Apparatus according to the preceding claims, characterized in that said support means are twice as many as the heads or spindles of said winding machine.

4. Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that said apparatuses are equal to three times the number of heads or spindles of said winding machine.

5 Apparatus, according to one or more of the preceding claims, characterized in that said shuttle is constrained to guides bringing together said winding machine and said welding machine to be alternatively movable along a working direction, translation means being also provided along a substantially direction perpendicular to said working direction.

6. Winding machine, according to one or more of the preceding claims, characterized in that said support means are supported by a first and a second group distinct from each other, one of said groups being movable on a first longitudinal guide and the other by said units being supported by a movable plate perpendicular to the direction of said first longitudinal guide and supporting a second longitudinal guide parallel to said first longitudinal guide.

7. Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that said support means of each of said groups have an attachment shank from which an angle arm develops, defining a fork for connecting said equipment, said arm to square being arranged mutually opposite between the two groups for the positioning in mutual alignment of said square arms.

8. Apparatus, according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises means for reciprocally connecting said support means for varying the reciprocal center distance, consisting of tie rod means having a stem with an enlarged head, said stem being connected to one of the support means and the enlarged head sliding inside a cavity arranged in the tang of the support means arranged side by side.

9. Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that said first and second group of said support means are mutually movable to position the support means of said two groups at intervals and to separate the support means of a group by the support means of the other group.

10. Apparatus for winding and welding electrical windings, characterized in that it comprises one or more of the characteristics described and / or illustrated.