ITPI20120010A1 - Apparecchiatura e metodo per avvolgere e terminare nuclei per macchine dinamo elettriche - Google Patents

Description

“APPARECCHIATURA E METODO PER AVVOLGERE E TERMINARE NUCLEI PER MACCHINE DINAMO ELETTRICHE†,

DESCRIZIONE

Ambito dell’invenzione.

La presente invenzione riguarda l’avvolgimento di bobine di macchine dinamo elettriche.

In particolare le soluzioni dell’invenzione sono relative all’avvolgimento di bobine e terminazione dei fili delle bobine appartenenti ai nuclei delle macchine dinamo elettriche.

Descrizione della tecnica nota.

Un dispensatore di filo di solito chiamato “ago†rilascia almeno un filo elettrico per formare bobine avvolte con certo numero prefissato di spire. Prima e dopo l'operazione di avvolgimento, i fili di terminazione delle bobine vengono collegate a delle strutture terminali che sono montate sul nucleo. Tali operazioni di collegamento vengono di solito denominate operazioni di “terminazione†. Le strutture terminali una volta terminate vengono collegate all'alimentazione elettrica mediante inserimento a spina, oppure utilizzando un ulteriori collegamenti di filo.

I fili di terminazione vengono disposti su traiettorie predeterminate per essere a contatto e ancorate alle strutture terminali. Le strutture terminali possono avere delle sedi riceventi dove vengono posizionati i fili di terminazione. Le porzioni di struttura formanti le sedi riceventi possono essere riscaldate e deformate attorno al filo di terminazione per formare giunti di saldatura come vengono descritti nel brevetto Europeo 419,849. Alcune strutture terminali tipiche aventi questo tipo di struttura sono i terminali a gancio, come descritti nel brevetto Europeo 419,849.

La terminazione richiede di tagliare il filo in eccesso che si estende dalla struttura terminale. Il taglio si rende necessario anche per liberare il nucleo dal filo dell’ago una volta completato l’avvolgimento. Il taglio del filo rispetto alla struttura terminale, ossia il taglio del filo che si estende dalla struttura terminale risulta essere filo di scarto, che richiede di essere raccolto nell'apparecchiatura di avvolgimento e in seguito riciclato.

Per posizionare con precisione il filo di terminazione rispetto alla struttura terminale, il dispensatore di filo viene mosso relativamente rispetto al nucleo per depositare il filo su una traiettoria predeterminata. Questo può richiedere di cambiare l'orientamento del passaggio del filo del dispensatore rispetto all'orientamento utilizzato durante l'avvolgimento.

Più precisamente, per avvolgere le bobine, il condotto di passaggio dove scorre il filo del dispensatore à ̈ normalmente posizionato perpendicolare all'asse longitudinale del nucleo. L'asse longitudinale del nucleo à ̈ di solito centrale e parallelo all'estensione delle cave del nucleo. Le cave sono le porzioni del nucleo dove vengono collocate le bobine durante le operazioni di avvolgimento.

Il dispensatore può essere orientato per mezzo di un meccanismo di rotazione che posiziona il passaggio del filo parallelo all'asse longitudinale del nucleo quando serve formare e posizionare i fili di terminazione. Apparecchiature di avvolgimento e meccanismi per ruotare il dispensatore fra i due orientamenti sono stati descritti nella domanda Europea pubblicata con numero 0982,837.

Le bobine avvolte sul nucleo possano essere collegate con tratti di filo che vengono posizionate lungo percorsi prefissati delle strutture di estremità del nucleo. I tratti di filo di collegamento vengono formati estraendo filo dal dispensatore mentre il dispensatore si trova adiacente all’estremità del nucleo. L’operazione viene spesso denominata “terminazione intermedia†. Normalmente l’estremità del nucleo dove vengono realizzati i percorsi à ̈ quella che non richiede alla struttura del dispensatore Ing. Marco Celestino

ABM Agenzia Brevetti & Marchi Iscritto all’albo N.544 di estendersi lungo il nucleo.

Per alcuni schemi di avvolgimenti e di terminazione viene richiesto di realizzare i percorsi della terminazione intermeda sull’estremità opposta del nucleo, ossia sull’estremità che richiede alla struttura del dispensatore di estendersi lungo il nucleo per dispensare il filo necessario.

Il dispensatore di filo rilascia il filo elettrico per avvolgere le bobine muovendosi relativamente rispetto ai poli del nucleo. Il moto relativo del dispensatore può consistere in due moti di traslazione alternativi per rilasciare il filo nei due tratti delle bobine che sono paralleli all’asse del nucleo e due combinazioni composte di traslazioni del dispensatore e rotazioni nel nucleo per rilasciare il filo nei due tratti di bobine che sono vicine alle estremità e fuori dal nucleo.

Come già precisato sopra il dispensatore ha una parte terminale dove il filo esce per raggiungere il nucleo. Questa parte terminale consiste in un elemento tubolare che guida il filo in modo molto precisa per posizionarlo lungo i tratti richiesti delle bobine. La parte terminale à ̈ solitamente disposta perpendicolare all’asse del nucleo durante l’avvolgimento. Il filo raggiunge tale parte, prima scorrendo lungo un tratto parallelo all’asse del nucleo, e dopo curvando di circa 90° per entrare nell’entrata della parte terminale.

La parte terminale può avere dimensioni molto ridotte in larghezza, in quanto viene richiesto che percorra spazi molto stretti del nucleo (per esempio dentro la cava del nucleo). Pertanto, il passaggio per il filo nel dispensatore può essere stretto e quindi creare una certa resistenza allo scorrimento.

La grandezza del filo utilizzato per avvolgere le bobine dei motori moderni può avere un diametro grande rispetto agli spazi dove viene avvolto (per esempio rispetto alle dimensioni del passaggio dove passa il filo per entrare in cava), ossia può avere un diametro nell’ordine di 1 mm e oltre.

Il fatto di utilizzare filo di queste dimensioni e la presenza dei passaggi stretti dove scorre il filo nel dispensatore, e anche le curve che deve percorrere il filo, creano notevoli tensioni sul filo durante alcuni dei moti relativi compiuti dal dispensatore e il nucleo per avvolgere o terminare.

Un eccessiva tensione sul filo crea degli stiramenti lungo il filo che peggiorano la qualità del nucleo finito. Per esempio, si possano creare notevoli tensioni durante le traslazioni del dispensatore quando si muove parallelo all’asse longitudinale del nucleo, e si possano creare notevoli diminuzioni di tensione quando avviene le combinazioni di traslazioni del dispensatore e rotazioni del nucleo per rilasciare il filo nei due tratti di bobine che sono alle estremità del nucleo. La diminuzione di tensione crea l’inconveniente di un eccessivo rilascio di lunghezza di filo dall’ago, che va a disporsi in modo irregolare sul nucleo.

Ritornando alla terminazione dei fili, nel brevetto USA 4,826,012 viene descritto una soluzione per evitare gli scarti di filo in una macchina di avvolgimento per indotti. Il collegamento dei fili delle bobine avviene ai ganci di un collettore utilizzando dei tubi mobili che circondano il collettore e che estraggono filo da un flyer. Il flyer compie traiettorie circolari per dispensare il filo sull’indotto.

Sintesi dell’invenzione

Uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di minimizzare la lunghezza del filo di scarto che dovrà essere tagliato a seguito delle operazioni di terminazioni.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di ridurre il numero di operazioni di taglio che sono necessari durante le operazioni di terminazioni.

È anche scopo della presente invenzione di migliorare la capacità di disporre i fili di terminazione lungo delle traiettorie predeterminate che ancorano e mettono in contatto i fili di terminazione con le strutture terminali.

È anche scopo della presente invenzione realizzare i percorsi di filo della terminazione intermeda sulla estremità opposta del nucleo, ossia sull’estremità che richiede alla struttura del dispensatore di estendersi lungo il nucleo per posizionare il filo necessario alla realizzazione dei percorsi di terminazione.

Uno altro scopo dell’invenzione à ̈ di migliorare la tensione applicata sul filo durante l’avvolgimento e la terminazione. In particolare l’invenzione migliora la costanza dell’andamento della tensione sul filo durante l’avvolgimento e rende anche più predeterminata la tensione sul filo nelle operazioni di terminazione.

Questi ed altri scopi dell'invenzione vengono raggiunti con l'apparecchiatura secondo la rivendicazione indipendente 1 e con il metodo secondo la rivendicazione indipendente 4.

Ulteriori caratteristiche dell'invenzione sono indicate nelle rivendicazioni dipendenti.

Breve descrizione dei disegni

L’invenzione verrà ora illustrata dalla descrizione che segue di alcune tipiche realizzazioni, fatte a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, qui di seguito brevemente descritti, in cui:

- La figura 1 à ̈ una vista in elevazione di una apparecchiatura di avvolgimento e di terminazione secondo l’invenzione;

- La figura 2 à ̈ una vista ingrandita della porzione 2 della figura 1 illustrante un dispositivo per applicare tensione al filo secondo i principi dell’invenzione;

- La figura 2a à ̈ una vista ingrandita di una porzione della figura 1 secondo la direzione 2a, illustrante una traiettoria per avvolgere una bobina del nucleo; - La figura 3a à ̈ una vista ingrandita di una porzione 3a della figura 1, illustrante una fase delle operazioni di terminazioni secondo l’invenzione. La figura 3a à ̈ anche una vista secondo le direzioni 3a – 3a della figura 3b;

- La figura 3b à ̈ una vista secondo la direzione 3b della figura 3a;

- La figura 4a à ̈ una vista simile alla vista della figura 3a illustrante un’ulteriore fase delle operazioni di terminazioni secondo l’invenzione;

- La figura 4b à ̈ una vista secondo la direzione 4b della figura 4a;

- La figura 5a à ̈ una vista simile alla vista della figura 3a, illustrante una fase delle operazioni secondo l’invenzione per terminare un ulteriore nucleo da avvolgere;

- La figura 5b à ̈ una vista secondo la direzione 5b della figura 5a;

- La figura 5c à ̈ una vista secondo le direzioni 5c – 5c della figura 5b;

- La figura 6a à ̈ una vista simile alla vista della figura 5a illustrante una fase successiva rispetto alla fase della figura 5a delle operazioni di terminazioni secondo l’invenzione.;

- La figura 6b à ̈ una vista secondo la direzione 6b della figura 6a;

- La figura 6c à ̈ una vista secondo le direzioni 6c – 6c della figura 6b;

- La Figura 7 à ̈ una vista simile alla vista della figura 6b illustrante una fase successiva rispetto alla fase della figura 6a delle operazioni di terminazioni secondo l’invenzione;

- La Figura 8 à ̈ una vista simile alla vista della figura 7 illustrante una fase successiva rispetto alla fase della figura 7 delle operazioni di terminazioni secondo l’invenzione;

- La Figura 9 à ̈ una vista simile alla vista della figura 8 illustrante una fase successiva rispetto alla fase della figura 8 delle operazioni di terminazioni secondo l’invenzione;

- La Figura 10 à ̈ una vista simile alla vista della figura 9 illustrante una fase successiva rispetto alla fase della figura 9 delle operazioni di terminazioni secondo l’invenzione;

- La Figura 11a à ̈ una vista ingrandita di una porzione della vista della figura 1 illustrante una fase specifica della terminazione intermedia secondo l’invenzione;

- La Figura 11b à ̈ una vista secondo la direzione 11b della figura 11a;

- La Figura 12a à ̈ una vista simile alla vista della figura 11a illustrante una fase successiva rispetto alla fase della figura 11a delle operazioni secondo l’invenzione;

- La Figura 12b à ̈ una vista secondo la direzione 12b della figura 12a.

Descrizione dettagliata di alcune forme realizzative Con riferimento alla figura 1, il nucleo 20 viene mostrato sostenute e posizionato da un elemento tubolare di supporto 70. Più precisamente, il nucleo 20 viene alloggiato e sostenuto nella scanalatura 71 dell'elemento tubolare 70. In questo modo si centra e posiziona il nucleo rispetto all'asse centrale 70’ dell'elemento tubolare 70. Pertanto, l’asse longitudinale 20’ del nucleo può coincidere con l'asse centrale 70’come mostrato nella figura 1.

I bracci 72 sono incernierati in 73 come appendici dell'elemento 70. Le porzioni 72’ dei bracci 72 premono sulle superfici esterne del nucleo 20, come mostrato nella figura 1, per mantenere il nucleo alloggiato nella scanalatura 71. Le porzioni 72’ sono mantenute in contatto con il nucleo mediante l'azione di pressione degli elementi di spinta 74, che premono sulle porzioni di estremità dei bracci 72, come mostrato della figura 1.

Gli elementi di spinta 74 sono montati sull'elemento tubolare 70 per scorrere su di esso nelle direzioni in allontanamento radiale dall’asse 70’ per spingere sulle porzioni di estremità dei bracci 72 per mezzo della forza delle molle caricate 75, come mostrato della figura 1. Spingendo nelle direzioni opposte sulle porzioni 78 dei bracci 72, ossia contro la forza delle molle 75, i bracci 72 rilasciano l'azione di pressione sul nucleo e ruotano per allontanarsi e quindi lasciare che il nucleo possa essere mosso in direzione Z’ per essere estratto dall'elemento tubolare 70.

L’elemento 70 à ̈ collegato all'elemento ad anello 76, come viene mostrato nella figura 1. Il collegamento viene realizzato con le viti 78’ che premono in delle sedi dell’elemento ad anello 76, come mostrato nella figura 1.

L'elemento ad anello 76 à ̈ supportato sui cuscinetti radiali 77 per la rotazione attorno all'asse 70’. I cuscinetti 77 sono supportati sulla porzione 93 della piattaforma 94.

L’elemento ad anello 76 à ̈ provvista della porzione dentata 79 che viene impegnata dalla cinghia dentata 80 mossa dalla puleggia 81 del motore 82. Il motore 82 à ̈ portato dalla staffa 83 che viene sostenuta dalla piattaforma 94. Rotazioni programmate del motore 82 ruotano il nucleo 20 attorno all’asse 20’ nelle direzioni RO1 e RO2 (Figura 2a) durante l’avvolgimento e durante la terminazione (Figure 11a - 12b).

L’ago 21 à ̈ sostenuto da una struttura portante 105 rispetto alla quale scorre il filo W durante l’avvolgimento e la terminazione. La struttura portante 105 viene mossa nelle direzioni Z e Z’ da un sistema motore 106 per traslare e posizionare l’ago 21 nelle direzioni Z e Z’ durante l’avvolgimento e la terminazione.

Svitando le viti 78’, l'elemento 70 può essere smontato dall’elemento ad anello 76 e sostituito con un altro elemento 70 provvisto di scanalatura 71 di dimensioni diverse per alloggiare nuclei con altre configurazioni.

La piattaforma 94 à ̈ montata sulle guide 94’ per traslare nelle direzioni X e X’ utilizzando un motore programmabile (non mostrato).

Le guide 94’ sono montate su una seconda piattaforma 95, la quale si muove sulle guide 96 verso e in allontanamento rispetto a chi osserva la figura 1. La seconda piattaforma 95 compie questi movimenti mediante un motore programmabile (non mostrato) che ruota la vite 95’.

I moti della piattaforma 94 nelle direzioni X e X’ possono essere usate per posizionare il nucleo 20 durante le operazioni di terminazione. Analogamente i moti della seconda piattaforma 95 nelle direzioni Y e Y’ possono essere utilizzati durante la terminazione e l’avvolgimento per posizionare il nucleo 20, per esempio durante l'avvolgimento per stratificare il filo W quando si avvolgono le bobine.

Il moto della seconda piattaforma 95 nelle direzioni Y e Y’, ossia verso e in allontanamento rispetto a chi osserva la figura 1 può essere utilizzato anche per allontanare il nucleo finito o posizionare il nucleo nuovo rispetto alla zona di lavoro dell’apparecchiatura. Durante questo moto, le porzioni 78 dei bracci 72 possano venire a contatto con una superficie a camma opportunamente profilata per muovere i bracci 72 in allontanamento dal nucleo e quindi liberare il nucleo per essere scaricato e sostituito con un nucleo da processare.

Il deflettore 85 à ̈ montato sul braccio radiale 86 in modo di estendere parallelo all’asse 20’ come mostrato nella figura 1. Il braccio radiale 86 à ̈ montato sull’estremità di un primo elemento di supporto 87 mediante la vite 86’. Il primo elemento di supporto 87 e montato in una scanalatura 88’ di un secondo elemento di supporto 88. La scanalatura 88’ ha un estensione diametrale rispetto all’asse 70’. Quindi, il primo elemento di supporto 87 trova alloggiamento in una porzione dell’elemento di supporto 70 del nucleo 20 come mostrato nella figura 1

Il primo elemento di supporto 87 à ̈ provvisto di un gola inclinata 87’ dove può scorrere in modo guidato il cursore 89. Il cursore 89 à ̈ fissato all’estremità dell’albero 90 mediante la vite 89’. Questo à ̈ possibile in quanto l’albero 90 si inserisce in un foro dell’primo elemento di supporto che si trova in comunicazione con la gola 87’, come mostrato nella figura 1.

Muovendo l’albero 90 nella direzione Z il cursore 89 si muove nella gola inclinata per spingere l’elemento di supporto 87 nella direzione radiale R2, come viene permesso dall’azione di guida della scanalatura 88’. Pertanto, il deflettore 85 viene spostato nella direzione R2, quindi verso il centro del nucleo 20 e lungo un raggio rispetto all’asse 20’ (vedi anche figure 11a - 12b).

Muovendo l’albero 90 nella direzione Z’ il cursore 89 si muove nella gola inclinata in direzione opposta per spingere l’elemento di supporto 87 nella direzione radiale R1, come viene permesso dall’azione di guida della scanalatura 88’. Pertanto, il deflettore 85 viene spostato nella direzione R1, quindi verso l’esterno del nucleo 20 e lungo un raggio rispetto all’asse 20’.

Il secondo elemento di supporto 88 à ̈ provvista di una parte tubolare 88†, che si estende coassiale all’asse 20’ come mostrato nella figura 1. L’albero 90 si estende in modo coassiale all’interno della parte tubolare 88’ come mostrato nella figura 1. La parte tubolare 88 viene mossa nelle direzioni Z e Z’ da un sistema a vite e chiocciola 91 mosso da un motore programmabile (non mostrato). In questo modo il deflettore 85 viene posizionato in posizioni programmabili nelle direzioni Z e Z’ per allinearsi con delle cave come 120 dell’estremità D del nucleo ( Figure 11a - 12b).

L’albero 90 viene mosso nelle direzioni Z e Z’ da un attuatore (non mostrato) per posizionare il deflettore 85 in posizioni prestabilite nelle direzioni R1 e R2.

La soluzione per applicare tensione al filo 100 viene mostrata con maggior dettaglio nella figura 2. Il filo W viene avvolto attorno alla puleggia 30 per almeno un giro. La ruota folle 31 preme sul filo lungo una porzione della puleggia 30. La ruota folle 30 riesce a premere sul filo in quanto viene spinta dall’attuatore 32, che viene tarato con una forza predeterminata.

La puleggia 30 viene mossa da un motore controllato 33. Il motore 33 à ̈ in grado di sviluppare, seguendo un programma, coppie predeterminate sulla puleggia 30 nei due sensi di rotazione RP1 e RP2. Le coppie nella direzione di rotazione RP2 saranno contrarie alle direzioni di scorrimento del filo verso l’ago 21. Quindi queste coppie vengono trasformate in un tiro T1 sul filo W.

Il tiro T1 tende a frenare il filo, quindi a creare tensione sul filo W mentre esce dall’ago, oppure il tiro T1 riesce a ritirare il filo W nell’ago quando la tensione del filo si annulla.

Le coppie nella direzione di rotazione RP1 sarà concorde con la direzione di scorrimento del filo verso l’ago 21. Queste coppie creano una spinta T2 sul filo W. La spinta T2 tende ad alimentare il filo fuori dall’ago, oppure di trattenimento esistente sul filo W.

La puleggia 34 spinge il filo nella direzione G grazie alla spinta predeterminata generata dal pistone 35. In questo modo si generano traiettorie supplementari per il filo quando ci sono tratti di lunghezza predeterminati del filo W che vengono ritirati dalla puleggia 30 con le rotazioni in senso RP2. In questa situazione, il filo a monte della puleggia 34 viene bloccato dal dispositivo frena filo 35’. Per bloccare il filo, il dispositivo frena filo 35 preme sul filo tramite la parte 36 che spinge il filo contro l’elemento 37. La parte 36 viene mossa per premere sul filo e quindi bloccarlo quando la camma 38’ percorsa dalla ruota 38 si muove nella direzione G. Infatti, la ruota 38 à ̈ solidale alla parte 36, mentre la camma à ̈ solidale allo stelo del pistone 35 che muove la puleggia 34. La camma presenta un profilo che causa alla ruota 38 di spostarsi in funzione della posizione della puleggia 34 nello suo spostamento nelle direzioni G e G’.

Pertanto, quando la puleggia 34 si muove nella direzione G per creare la traiettoria supplementare, la camma 38’ sposta la ruota 38 nella direzione Z’ per fare in modo che il filo viene bloccato dalla parte 36 e quindi che non venga alimentato ulteriore filo da un magazzino filo che si trova a monte del dispositivo blocca filo 35. In questo modo si garantisce che le lunghezza di filo ritirate dalla puleggia 30 vanno ad assumere una traiettoria supplementare predeterminata nel percorso del filo che va dal blocca filo 35 alla puleggia 30. Pertanto, con una diminuzione di tensione nelle traiettorie che sta compiendo l’ago e quindi un rilascio eccessivo di lunghezza di filo, la realizzazione della traiettoria supplementare da parte della puleggia 34 ritira lunghezza eccessive di fili e riesce a stabilizzare la tensione sul filo W.

L’avvolgimento di una bobina attorno ad un polo 20†del nucleo richiede che l’uscita dell’ago descriva una traiettoria TR rispetto al polo del nucleo come mostrata nella figura 2a. La traiettoria TR viene compiuta per l’avvolgimento di una spira della bobina e andrà ripetuta tante volte quante sono le spire della bobina.

La traiettoria TR à ̈ costituita da una traslazione TR1 in direzione Z dell’ago 21 quando viene mosso dal sistema motore 106. Segue il tratto AR1 composta da una combinazione di rotazioni del nucleo 20 in direzione RO1, mosso dal motore 82, e traslazioni dell’ago nelle direzioni Z e Z’. Dopo segue una traslazione TR2 dell’ago 21 in direzione Z’, mosso dal sistema 106. Infine vi à ̈ il tratto AR2 composta da una combinazione di rotazioni del nucleo 20 in direzione RO2, mosso dal motore 82, e traslazioni dell’ago nelle direzioni Z e Z’.

Durante una traiettoria come la TR la tensione sul filo aumenta durante le traslazioni TR1 e TR2, quindi nella soluzione per applicare tensione al filo verranno applicate coppie sulla puleggia 30 nella direzione RP1, ossia concorde con la direzione di scorrimento del filo verso l’ago, in funzione della posizione dell’ago durante le traslazioni TR1 e TR2. Questo produrrà una spinta T2 sul filo W che tende ad alimentare il filo fuori dall’ago, oppure a ridurre la tensione esistente durante le traslazioni TR1 o TR2.

Nei tratti AR1 e AR2 la tensione di filo diminuisce in quanto il percorso della prima parte di queste traiettorie può produrre un eccesso di lunghezza di filo - vedi lunghezza di filo W1 che dovrà avvolgersi contro la parte più corta del polo 20†. Pertanto, verranno applicate coppie alla puleggia 30 nella direzione RP2, ossia opposta alla direzione di scorrimento del filo verso l’ago e in funzione della posizione del l’ago durante la rotazione del nucleo. Questo produrrà una spinta T1 sul filo W che tende a ritirare una lunghezza predeterminata di filo dall’ago, oppure ad aumentare la tensione esistente durante i tratti AR1 e AR2.

Una sequenza di operazioni per collegare un filo finale del nucleo avvolto ad un gancio e per realizzare il collegamento di inizio ad un gancio di un nucleo da avvolgere viene descritto nel seguente iniziando dalla figura 3a.

Durante la sequenze di operazioni vengono mossi il tieni filo 26 (vedi anche figura 1), l’ago 21 e il nucleo 20 assieme al gancio 22. Il tieni filo 26 viene mosso con moti controllati per ottenere spostamenti predeterminati nelle direzioni Z e Z’, X e X’, Y e Y’ utilizzando rispettivamente le viti /chiocciole 102, 103 e 104.

Ciascun vite/chiocciole viene mossa da un rispettivo motore controllato (non mostrati) che segue un programma. II nucleo assieme al gancio vengono mossi traslando le piattaforme 94 nella direzione X e X’ e la piattaforma 95 nelle direzione Y e Y’ (direzioni perpendicolari alla vista della figura 1, dove la direzione Y entra nella pagina della vista della figura 1, mentre la direzione Y’ esce dalla pagina della vista della figura 1). Ciascuna delle piattaforme 94 e 95 viene mossa da un rispettivo motore controllato (non mostrati) che segue un programma.

Il nucleo 20 può anche ruotare per angoli prefissati attorno all’asse 70’ utilizzando le rotazioni del motore controllato 82. L’ago 21 può muoversi per spostamenti prefissati nelle direzioni Z e Z’ utilizzando il sistema a motore controllato 106 che segue un programma.

Durante i moti relativi del tieni filo 26 e del gancio 22 rispetto all’ago 21 ci saranno fasi dove lunghezze di filo verranno alimentate dall’ago 21 mediante la puleggia 30, mentre in altri istanti ci saranno lunghezze di filo che verranno ritirate nell’ago 21 mediante la puleggia 30. Le figure 3a, 3b mostrano l’ago 21 orientato parallelo all'asse 20’ del nucleo 20 e dopo che l’ago 21 à ̈ stato spostato dalla posizione tratteggiata A alla posizione B (nella direzione Z) per disporre il tratto W1 del filo W nella sede 22’ del gancio finale 22 di un nucleo avvolto. Durante il movimento inverso dell’ago dalla posizione tratteggiata A alla posizione B (vedi anche figura 4a), viene applicato il tiro T1 al filo dalla puleggia 30 per ritirare una lunghezza predeterminata di filo nell’ago, quindi per garantire che fuori dall’ago il filo non si allenti eccessivamente.

Nella posizione B, l’ago 21 à ̈ stato posizionato nella sede 23’ della parte 23 del tieni filo (vedi figura 3b) utilizzando il movimento verticale nella direzione Z dell'ago 21 e un movimento della parte 23 del tieni filo nella direzione Y’ per portare il tratto di filo W2 sotto al lato S1 della parte tieni filo 23. Durante il movimento nella direzione Z il filo W2 passa attraverso l’apertura 24’. Utilizzando un movimento verticale nella direzione Z’ dell'ago 21 , l’ago può tornare nella posizione A fuori dal tieni filo. Il filo W2 risulterà impegnato contro il lato S1 come mostrato nella figura 3a.

Le figure 4a e 4b mostrano la parte 24 del tieni filo che à ̈ stata traslato nella direzione Y per afferrare il tratto di filo W3 all'interno della sede 23’. Nella situazione della figure 4a e 4b anche la lama di taglio 25 à ̈ stata mossa nella direzione Y per tagliare il tratto W3 ad una lunghezza voluta accanto al lato S1.

Successivamente e sempre mostrato nelle figure 4a e 4b, la parte tieni filo 23 può muoversi nella direzione X per spingere con la sua struttura esterna il tratto tagliato W2 contro la porzione di base 22†del gancio 22. La posizione assunta dal tratto W2 contro la porzione di base 22†del gancio 22 à ̈ tale che lascia libera la parte strutturale 22’’’ del gancio 22. La parte strutturale 22’’’ à ̈ la parte dove nell’operazione di saldatura ci sarà il contatto dell’elettrodo per schiacciare e riscaldare il gancio e il filo come descritto nel brevetto Europeo 419,849.

Pertanto al termine delle operazioni delle figure 4a e 4b il nucleo à ̈ stato finito e terminato nel gancio finale 22 e il tieni filo resta con la presa sull’estremità W3 che si estende con il tratto W4 all’ago 21. Il tratto di filo che si estende oltre il tieni filo, ossia dalla parte opposta rispetto all’ago 21 à ̈ stato tagliato dalla lama di taglio 25 ad una distanza prefissata dal lato S1 del tieni filo.

Nelle figure 5a, 5b e 5c lo stesso tieni filo 26 sta tenendo il tratto di filo W4 che si estende fino all'ago 21 in preparazione per il collegamento al gancio iniziale 22 di un nucleo da avvolgere. Inoltre, il tieni filo ha la presa sull’estremità W3, e, come gia detto, con il tratto di filo che si estende oltre il tieni filo tagliato dalla lama 25 ad una distanza prefissata dal lato S1 per finire il nucleo avvolto secondo le fasi delle figure 3a – 4b.

Nelle figure 5a, 5b e 5c il tieni filo 26 viene mosso in direzione X per portare la sua parte di presa filo in posizione C vicina all'entrata di un lato della sede 22’ del gancio iniziale 22.

Nelle figure 6a, 6b e 6c l’ago à ̈ stato mosso nella direzione verticale Z per posizionare una porzione del tratto W4 nella sede 22’ del gancio iniziale 22. Il filo entra nella sede 22’ dall'entrata sul lato 22†della sede 22’ dove si trova posizionato il tieni filo 26 (vedi in particolare figure 6b e 6c). Quando l’ago trasla nella direzione Z, la puleggia 30 applicherà una tensione T1 per ritirare una certa lunghezza di filo che andrà ad occupare la traiettoria supplementare creata dalla puleggia 34 e il blocca filo 35.

Nella figura 7, il tieni filo 26 e il nucleo 20 sono stati mossi rispetto all’ago 21 con movimenti sincronizzati nella direzione X per iniziare ad avvolgere una porzione del tratto W4 attorno al gancio 22. Per realizzare questi movimenti, la piattaforma 94 à ̈ stata mossa nella direzione X di un moto sincronizzato con un moto della vite/chiocciola 103 che muove il tieni filo 26 nella direzione X.

Nella figura 8, il tieni filo 26 e il nucleo 20 sono stati mossi rispetto all’ago 21 con ulteriori movimenti sincronizzati nella direzione Y’ per continuare ad avvolgere una ulteriore porzione del tratto W4 attorno al gancio 22. Per realizzare questi movimenti, la piattaforma 95 à ̈ stata mossa nella direzione Y’ di un moto sincronizzato con un moto della vite/chiocciola 104 che muove il tieni filo 26 nella direzione Y’.

Nella figura 9, il tieni filo 26 e il nucleo 20 sono stati mossi rispetto all’ago con ulteriori movimenti sincronizzati nelle direzioni X’ e Y’ per completare l'avvolgimento di una porzione del tratto W4 attorno al gancio 22.

Nella figura 10, il tieni filo 26 si à ̈ mosso nella direzione Y’ e durante questo movimento ha rilasciato la presa sulla porzione finale W3 del tratto W4 per spingere e quindi dirigere la porzione finale W3 di fronte alla base 22†del gancio 22. Nella figura 10 viene illustrato che la porzione finale W3 à ̈ uscita dallo spazio di presa 23’ compreso fra la parte 23 e la parte 24

Inoltre, con riferimento alla figura 10 l’ago 21 à ̈ stato orientato nuovamente in posizione perpendicolare per assumere l'orientazione di avvolgimento. A questo punto modo l’ago 21 può iniziare ad avvolgere una bobina che avrà come inizio il filo ancorato al gancio 22 della figura 10.

I movimenti sincronizzati compiuti dal tieni filo 26 e dal gancio 20 nella fasi illustrate nelle figure 5a - 10 sono avvenuti mediante traslazioni sincronizzate parallele ad un piano perpendicolare all’asse 20’ del nucleo 20. Il filo W viene alimentato in direzione perpendicolare rispetto al piano per giungere all’uscita dell’ago 21. I movimenti sincronizzate del tieni filo 26 e dal gancio 20 avvengono per spostamenti predeterminati da programma di un controllore in modo di garantire il posizionamento del tratto W4 rispetto al gancio 22 con estrema precisione e in spazi ristretti.

Durante i movimenti sincronizzate del tieni filo 26 e del gancio 20, la puleggia 30 subisce applicazioni di coppie predeterminate nelle direzioni RP1 e RP2 che sono sincronizzate con i movimenti del tieni filo 26 e del gancio 20.

La sequenza di operazioni mostrate con riferimento alle figure 3a - 10, hanno realizzato il collegamento di un filo finale ad un gancio di un nucleo avvolto e il collegamento di un filo iniziale ad un gancio di un nucleo da avvolgere. Queste operazioni sono avvenute senza produrre tratti di filo di scarto e posizionando la porzione di estremità del filo W3 prospiciente la base 22†del gancio 22 lungo un percorso di terminazione definitivo. Inoltre non stati necessari ulteriori tagli di filo dopo il taglio compiuto alla misura predeterminata per terminare il nucleo avvolto delle figure 3a – 4b.

Con riferimento alla figure 11a e 11b, l’ago 21 ha finito di avvolgere il polo 20†e il filo W dovrà essere posizionato nella gola 120 del nucleo 20. La gola 120 si estende per un tratto circolare attorno all’asse 20’ e presso un estremità del nucleo 20. Normalmente il filo W percorre un tratto di gola che porta ad un polo dove verrà avvolto un bobina. Come mostrato nelle figure 1, 11a e 12a. l’estremità del nucleo D dove si trova la gola à ̈ opposta all’estremità dove l’ago inizialmente incontra il nucleo prima di attraversarlo per avvolgere le bobine.

Nella situazione delle figure 11a e 11b, l’ago 21 à ̈ fermo con il filo W che si estende da una bobina finita. Il deflettore 85 si trova in una posizione radiale interna pronto per muoversi nella direzione R1 e nella direzione Z’ per occupare una posizione prestabilita rispetto alla gola 100.

Con riferimento alla figure 12a e 12b, il nucleo à ̈ stato ruotato attorno all’asse 20’ e il deflettore 85 à ̈ stato spostato nella direzione R1 per intercettare il filo W e portarlo nella posizione più esterna. Nella posizione più esterna del deflettore 85 un tratto dell’estensione del filo W si trova allineato con la gola 120, come mostrato nella figura 12a. Proseguendo con una rotazione predeterminata del nucleo attorno all’asse 20’ il filo W viene avvolto nella gola 120 scorrendo sul deflettore 85 e uscendo dal ago 21. In questo modo si raggiunge una posizione angolare del nucleo attorno all’asse 20’ dove il filo può uscire dalla gola 120 attraverso la traccia 110. Passando per la traccia 110 il filo può rientrare verso il centro del nucleo dove raggiunge un polo da avvolgere. Per realizzare questo percorso, il deflettore 85 viene spostato nella direzione Z e nella direzione R2 per lasciare libero il filo W e scansare l’estremità D del nucleo. Il filo che si à ̈ liberato viene richiamato dalla puleggia 30 del dispositivo che applica tensione per tirare il filo attraverso la traccia 110 e renderlo teso nell’ago 21.

In altre forme realizzative dell’invenzione il nucleo può presentare cave esterne e quindi l’ago invece di attraversare il nucleo come in figura 1 si muoverà lungo l’esterno per avvolgere e raggiungere l’ estremità come la D dove si trova la gola 120.

Nelle sequenze di operazioni delle figure 3a – 10, per certi percorsi di terminazione le traslazioni del gancio possano essere sostituite con rotazioni del gancio 22 attorno all’asse 20’ (ottenute mediante rotazione del nucleo attorno all’asse 20’). Pertanto in alcuni casi si può prevedere di ruotare il gancio 22 e di muovere il tieni filo 26 in modo sincronizzato per ottenere il collegamento del filo al gancio 22.

La descrizione di cui sopra di alcune forme esecutive specifiche à ̈ in grado di mostrare l’invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tali forme esecutive specifica senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo, e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti delle forme esecutive esemplificate. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione. Si intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e per questo non limitativo.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per avvolgere e terminare bobine avvolte con almeno un filo elettrico (W) di un nucleo (20) di una macchina dinamo elettrica; il nucleo avente un'asse longitudinale (20’); l’apparecchiatura comprende: - un dispensatore di filo (21); il dispensatore avente una porzione tubolare di passaggio per il filo con un'uscita da dove il filo (W) raggiunge il nucleo (20); - mezzi (106) per traslare il dispensatore (21) rispetto al nucleo durante l'avvolgimento o la terminazione dei capi; - mezzi di supporto (70) per supportare il nucleo (20); - mezzi (82) per ruotare i mezzi di supporto del nucleo attorno ad un'asse di rotazione (20’); - mezzi (100) per alimentare il filo (W) comprendente una puleggia (30) dove viene avvolto il filo prima di entrare nella porzione di passaggio dell’elemento dispensatore (21); - un dispositivo di recupero (34,35) del filo che ritira il filo che ritorna dalla puleggia (30), caratterizzata dal fatto che i mezzi per alimentare il filo comprendono: - un dispositivo (33) per applicare coppie in due direzioni (RP1,RP2) sulla puleggia (30) in funzione della posizione del dispensatore nella traslazione (TR1,TR2) e la posizione del nucleo nella rotazione (RO1,RO2).
2. 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 in cui il dispositivo (33) per applicare coppie applica una coppia nella direzione di alimentazione del filo (RP2) verso il dispensatore (21) nella la fase di traslazione (TR1,TR2) del dispensatore per avvolgere il nucleo (20).
3. 3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 in cui il dispositivo (33) per applicare coppie applica una coppia nella direzione opposta (RP1) alla direzione di alimentazione del filo verso il dispensatore durante la fase di rotazione (RO1,RO2) per avvolgere il nucleo (20).
4. 4. Metodo per avvolgere e terminare bobine avvolte con almeno un filo elettrico (W) di un nucleo (20) di una macchina dinamo elettrica; il nucleo avente un'asse longitudinale (20’), detto metodo comprendendo i seguenti passi: - disporre un dispensatore di filo (21); il dispensatore avente una porzione tubolare di passaggio per il filo con un'uscita da dove il filo (W) raggiunge il nucleo (20); - traslare il dispensatore (21) rispetto al nucleo durante l'avvolgimento o la terminazione dei capi; - supportare il nucleo (20) mediante mezzi di supporto (70); - ruotare i mezzi di supporto del nucleo attorno ad un'asse di rotazione (20’); - alimentare il filo (W) mediante una puleggia (30) dove viene avvolto il filo prima di entrare nella porzione di passaggio del dispensatore (21); - disporre un dispositivo di recupero (34,35) del filo che ritira il filo che ritorna dalla puleggia (30), caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, i passi di: - applicare coppie in due direzioni (RP1,RP2) sulla puleggia (30) in funzione della posizione del dispensatore nella traslazione (TR1,TR2) e della posizione del nucleo nella rotazione (RO1,RO2).
5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 4 dove viene applicata una coppia nella direzione di alimentazione del filo (RP2) verso il dispensatore (21) nella fase di traslazione (TR1,TR2) del dispensatore per avvolgere il nucleo (20).
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 4 dove viene applicata una coppia nella direzione opposta (RP1) alla direzione di alimentazione del filo verso il dispensatore durante la fase di rotazione (RO1,RO2) per avvolgere il nucleo (20).