ES2224298T3 - Cable trenzadopara la fabricacion de devanados de maquinas electricas, proceso de fabricacion del mismo, ymetodo para la realizacion de devanados con dicho cable trenzado. - Google Patents

Abstract

SE REVELA UN CABLE TRANSPUESTO (1) QUE COMPRENDE UN NUCLEO (2) CONSISTENTE EN VARIOS HILOS APLANADOS (3) DISPUESTOS EN RELACION DE SUPERPOSICION MUTUA PARA FORMAR DOS PILAS (4A, 4B) DISPUESTAS PARALELAMENTE Y LADO A LADO, ESTANDO LOS HILOS APLANADOS (3) SITUADOS EN LA BASE Y EN LA PARTE SUPERIOR DE LAS CITADAS PILAS (4A, 4B) TRANSPUESTOS CICLICAMENTE DE UNA PILA A LA OTRA. UNO O MAS ELEMENTOS SIMILARES A HEBRAS (6A, 6B) DE POLIESTER O DE CUALQUIER OTRO MATERIAL APROPIADO SE ARROLLAN HELICOIDALMENTE ALREDEDOR DEL NUCLEO (2), OPCIONALMENTE EN DIRECCIONES DE DEVANADO OPUESTAS. AL MENOS UN ELEMENTO ACINTADO (7) DE PAPEL U OTRO MATERIAL SE ARROLLA SOBRE LOS ELEMENTOS SIMILARES A HEBRAS (6A, 6B) Y SE SUPERPONE SOBRE ELLOS, SIENDO EL CITADO ELEMENTO ACINTADO DESGARRABLE POR MEDIO DE UNA HEBRA DE DESGARRO (8) INTERPUESTA LONGITUDINALMENTE ENTRE LA CINTA DE PAPEL (7) Y LOS ELEMENTOS SIMILARES A HEBRAS (6A, 6B) ARROLLADOS SOBRE EL NUCLEO (2). LA HEBRA DE DESGARRO (8) SE UTILIZA PARA EXTRAER LA CINTADE PAPEL (7) CUANDO SE ARROLLA EL CABLE (1) ALREDEDOR DE UN NUCLEO DE DEVANADO (23) PARA FORMAR UN DEVANADO ELECTRICO.

Description

Cable trenzado para la fabricación de devanados de máquinas eléctricas, proceso de fabricación del mismo, y método para la realización de devanados con dicho cable trenzado.

La presente invención se refiere a un cable transpuesto para fabricar bobinados en máquinas eléctricas, del tipo que comprende un núcleo que consiste en una pluralidad de conductores eléctricos de una sección substancialmente rectangular o aplanada, dispuestos en por lo menos dos pilas una al lado de la otra y transpuestas individualmente, secuencialmente en la extensión longitudinal del cable, desde una a la otra de dichas pilas, y medios de envoltura dispuestos alrededor del cable para sujetar dichos conductores para estabilizar estructuralmente el cable.

También es un objetivo de la invención un procedimiento para la fabricación de dicho cable transpuesto.

Según la presente invención, también se prevé un nuevo procedimiento para fabricar bobinados eléctricos mediante el uso del cable de referencia.

Más particularmente, la invención se refiere a cables transpuestos que se utilizan en bobinados de baja tensión de transformadores eléctricos o, más generalmente, en la fabricación de bobinados en máquinas eléctricas sometidas a una alta intensidad pero corrientes de relativamente baja tensión, de manera que, para colocarlas en el bobinado, no se requiere un alto aislamiento eléctrico entre las bobinas que forman el propio bobinado.

Es conocido que los cables transpuestos, usualmente utilizados en la fabricación de bobinados eléctricos en transformadores y similares, comprenden esencialmente un núcleo que consiste en una pluralidad de conductores de sección substancialmente rectangular, usualmente llamada como "alambres aplanados", habitualmente hechos de cobre y recubiertos individualmente con una o más capas de pintura eléctricamente aislante. Estos alambres aplanados se colocan habitualmente en relación superpuesta entre sí para formar dos pilas dispuestas una al lado de la otra. En la extensión longitudinal del cable, cada alambre aplanado tiene una trayectoria ligeramente inclinada, de manera que ocupará todas las posiciones entre la base y la parte superior de la pila a la que pertenece. Cerca de la parte superior o de la base de la pila respectiva, cada alambre aplanado se desvía sobre la pila adyacente para tomar sucesivamente todas las posiciones incluidas entre la base y la parte superior de esta última. En consecuencia, en la extensión longitudinal del cable, cada alambre aplanado progresivamente toma todas las posiciones en la sección de dicho cable.

La transposición secuencial de los alambres aplanados de la manera descrita anteriormente le da al cable una flexibilidad estructural satisfactoria en conjunto, permitiéndose que los alambres aplanados individuales se deslicen entre sí longitudinalmente de manera que, al bobinar el cable sobre el núcleo de la máquina eléctrica, pueden compensar las diferencias en los diámetros de bobinado de los alambres aplanados más cercano y más alejado respecto al eje del núcleo.

Sin embargo, el deslizamiento mutuo entre los alambres aplanados se ha de sujetar y controlar convenientemente para asegurar una suficiente estabilidad estructural.

Esta acción de sujeción se prevé mediante medios de envoltura que usualmente consisten en una o más cintas de papel enrolladas helicoidalmente alrededor del propio núcleo para formar vueltas parcialmente solapadas. Un ejemplo de este bobinado mediante cinta de papel se describe en la patente US-4.431.860.

Están previstas en la técnica diferentes soluciones alternativas que no implican el uso de cintas de papel como medios de envoltura.

Por ejemplo, en la patente US-4.276.102 la envoltura del cable se realiza mediante una cinta que se contrae con calor, ya sea superpuesta o en lugar de la cobertura de papel usual. Después de que el cable se haya enrollado alrededor de un núcleo del bobinado para formar un bobinado para un transformador, el propio bobinado es sometido a medios de calentamiento para obtener la contracción por calor de la cubierta que se contrae con calor para provocar una aproximación mutua de los alambres aplanados individuales, compactando así la estructura del bobinado del cable alrededor del núcleo del bobinado.

En la patente US-4.639.282, el aislamiento de las superficies de los componentes eléctricos en un transformador, incluyendo los conductores usados en bobinados, se obtiene envolviéndolos con cintas hechas de un material flexible y poroso. El material puede consistir en algodón, fibra de vidrio, madera o diferentes fibras de celulosa o plástico, que se pueden tejer sobre un telar, pero también puede consistir en un material de fieltro no tejido, tal como, por ejemplo, papel poroso.

La patente US-A-4.644.098 se refiere a un cable de entrada de servicio que tiene conductores gemelos aislados, sobre los que se aplica longitudinalmente una cinta de refuerzo, y está unida mediante un ligado envuelto helicoidalmente.

Para obtener una permeabilidad suficiente de aceite u otros fluidos a través de la capa de envoltura, junto con un grado suficiente de aislamiento eléctrico y una buena disipación de calor, se prevén poros en el material de cobertura con un tamaño entre 0,2 y 10 mm^{2}, siendo el área ocupada por los poros entre el 20 y el 80% de toda el área del material de cobertura.

La solicitud de patente internacional WO 95/
30991 describe un cable transpuesto cuyo núcleo está cubierto con un elemento a modo de cinta hecho de material aislante enrollado helicoidalmente en vueltas parcialmente solapadas, cuyo elemento tiene una estructura a modo de red a cada lado con una anchura de malla de por lo menos dos mm^{2}, en el que los hilos de trama y/o urdimbre están hechos de fibra de vidrio, poliéster o un hilo mezclado de filamentos de vidrio y poliéster.

Según la presente invención, se ha encontrado que, para el propósito de fabricación de un cable transpuesto, el bobinado del núcleo se puede realizar ventajosamente mediante bobinado helicoidal, alrededor del propio núcleo, de un elemento a modo de hilo continuo o mediante una pluralidad de elementos continuos a modo de hilo enrollados helicoidalmente en la misma dirección o en direcciones opuestas, pero no entrelazados entre sí.

Más particularmente, es un objetivo de la presente invención proporcionar un cable transpuesto para fabricar bobinados para máquinas eléctricas, caracterizado por el hecho de que dichos medios de envoltura comprenden por lo menos uno o más elementos a modo de hilo enrollados helicoidalmente alrededor del núcleo, substancialmente en ausencia de puntos de entrelazado mutuo.

Dependiendo de los requerimientos, se pueden prever dos o más elementos a modo de hilo que están dispuestos paralelos entre sí y enrollados en vueltas alternadas secuencialmente.

Preferiblemente, cada elemento a modo de hilo puede hacerse en forma de un único hilo de un diámetro entre 0,1 y 0,8 mm, o en una forma aplanada de la misma resistencia, con una anchura entre 0,30 y 0,60 mm.

Alternativamente, cada uno de dichos elementos a modo de hilo está formado por un hilo de poliéster de un tamaño de entre 1000 y 3000 dtex.

Preferiblemente, cada elemento a modo de hilo tiene una resistencia a la tracción en rotura entre 50 y 250 N, y una elongación en rotura entre el 5 y el 20%.

Según otra realización preferida de la presente invención, cada elemento a modo de hilo está enrollado con una tensión entre 5 y 25 N, con un paso de bobinado entre 0,5 y tres veces la anchura del cable, y/o de tal manera que las vueltas formadas mediante dichos uno o más elementos a modo de hilo sobre el núcleo están separados entre sí mediante una cantidad, medida perpendicularmente al elemento a modo de hilo, igual al paso dividido por el número de elementos a modo de hilo, o, alternativamente, por lo menos igual a seis veces el tamaño del elemento a modo de hilo medido en la misma dirección.

Por lo menos un elemento a modo de cinta desgarrable, preferiblemente de papel, puede colocarse ventajosamente sobre el cable de referencia, estando dicho elemento a modo de cinta desgarrable enrollado helicoidalmente alrededor de dichos conductores y dicho por lo menos un elemento a modo de hilo.

También puede preverse por lo menos un hilo de desgarro que se extiende longitudinalmente a lo largo del cable entre el elemento desgarrable a modo de cinta y dicho por lo menos un elemento a modo de hilo, estando dispuesto dicho hilo de desgarro para estirarse longitudinalmente fuera del cable para provocar el desgarro y la retirada del elemento a modo de cinta desgarrable.

Se puede aplicar por lo menos una cinta adhesiva longitudinalmente a lo largo del cable en el exterior del elemento a modo de cinta desgarrable para mantener las vueltas unidas juntas cuando dicho elemento a modo de cinta se desgarra y se retira del cable.

Es otro objeto de la presente invención un procedimiento para la fabricación de un cable transpuesto para utilizarse para hacer bobinados en máquinas eléctricas, que comprende las siguientes etapas: hacer un núcleo formado por conductores eléctricos de sección aplanada dispuestos en por lo menos dos pilas una al lado de la otra, y transpuestos individualmente entre sí en dichas pilas, secuencialmente en la extensión longitudinal del cable; cubrir dicho núcleo con medios de envoltura dispuestos alrededor del núcleo para obtener una estabilización estructural del núcleo; caracterizado por el hecho de que dicha etapa de cobertura se realiza mediante el enrollado helicoidal de uno o más elementos a modo de hilo alrededor del núcleo, substancialmente en ausencia de puntos de entrelazado mutuo.

Preferiblemente, la etapa de cobertura comprende un elemento a modo de hilo continuo; alternativamente, puede realizarse mediante el enrollado helicoidal de por lo menos dos elementos a modo de hilo continuos en paralelo o en direcciones de enrollado opuestas.

Preferiblemente, durante el enrollado helicoidal se aplica una tensión de entre 5 y 25 N a cada elemento a modo de hilo, y el enrollado de dicho uno o más elementos a modo de hilo se realiza de manera que las vueltas están separadas entre sí mediante la misma distancia según una cantidad igual entre 0,5 y tres veces la anchura del cable.

También según la presente invención, también puede realizarse una etapa que implica el enrollado helicoidal de por lo menos un elemento de modo de cinta desgarrable alrededor del núcleo que lleva dicho por lo menos un elemento a modo de hilo.

Ventajosamente, también se prevé la inserción de por lo menos un hilo de desgarro que se extiende longitudinalmente entre dicho por lo menos un elemento a modo de cinta y el núcleo que lleva dicho por lo menos un elemento a modo de hilo.

La inserción de dicho hilo de desgarro se realiza preferiblemente estirando a lo largo del propio hilo mediante el cable moviéndose hacia delante a una estación de bobinado dispuesta convenientemente para enrollar el elemento a modo de cinta desgarrable.

El procedimiento según la invención también proporciona preferiblemente la aplicación de por lo menos una cinta adhesiva externamente a dicho elemento a modo de cinta desgarrable enrollado sobre el cable.

La invención también propone un nuevo procedimiento para hacer un bobinado eléctrico mediante un cable transpuesto, comprendiendo dicho cable un núcleo formado por una pluralidad de conductores eléctricos de sección aplanada dispuestos en por lo menos dos pilas una al lado de la otra e individualmente transpuestos entre sí en dichas pilas, secuencialmente en la extensión longitudinal del cable, por lo menos un elemento a modo de hilo enrollado helicoidalmente alrededor del núcleo en forma de vueltas que están substancialmente desprovistas de puntos de entrelazado mutuo, y por lo menos un elemento a modo de cinta desgarrable enrollado helicoidalmente alrededor de dicho núcleo, caracterizándose dicho procedimiento por el hecho de que durante el enrollado del cable sobre un núcleo relevante, se realiza la retirada del elemento a modo de cinta desgarrable estirando por lo menos un hilo de desgarro lateralmente respecto al núcleo, estando dispuesto dicho hilo de desgarro longitudinalmente a lo largo del cable, entre dicho elemento a modo de cinta desgarrable y el núcleo.

Preferiblemente, el hilo de desgarro se estira en correspondencia con un segmento del cable comprendido entre el núcleo del bobinado y medios de freno que actúan sobre el cable para darle un tensado deseado.

Otras características y ventajas se harán más evidentes a partir de la descripción detallada de una realización preferida pero no exclusiva de un cable transpuesto, en particular para fabricar bobinados en máquinas eléctricas, según la presente invención, así como de un procedimiento de fabricación del mismo y un procedimiento de fabricación de un bobinado mediante dicho cable transpuesto.

Esta descripción se dará a partir de ahora con referencia a los dibujos adjuntos, dados a modo de ejemplo no limitativo, en los que:

- La figura 1 es una vista en perspectiva de un cable transpuesto hecho según la presente invención, con una cubierta de papel auxiliar parcialmente retirada;

- La figura 2 es una vista esquemática en planta de una línea de producción del cable transpuesto según la figura 1; y

- La figura 3 es una vista superior esquemática de una etapa de bobinado del cable transpuesto según la invención con la retirada simultánea de la cubierta de papel auxiliar para hacer un bobinado para una máquina eléctrica.

Con referencia a los dibujos, un cable transpuesto, en particular para hacer bobinados en máquinas eléctricas según la presente invención se han identificado en general mediante la referencia numérica 1.

El cable transpuesto 1 tiene un núcleo 2 que comprende una pluralidad de alambres aplanados 3, es decir, conductores hechos de cobre u otro material eléctricamente conductor apropiado, de una sección aplanada substancialmente rectangular y recubierto individualmente con una pintura eléctricamente aislante, no mostrada en los dibujos adjuntos.

Tal como se muestra en la figura 1, los alambres aplanados están dispuestos en una relación superpuestos entre sí en una primera y una segunda pilas 4a, 4b dispuestas respectivamente una al lado de la otra, opcionalmente alternadas con una inserción de partición 5 hecha de papel u otro material apropiado.

Cada alambre aplanado 3 está colocado substancialmente en un plano perpendicular al plano de separación entre las dos pilas 4a, 4b y se extiende siguiendo una trayectoria ligeramente inclinada para ocupar, progresivamente a lo largo de la extensión del cable 1, todas las posiciones en la pila 4a, 4b correspondiente. En un extremo de una pila respectiva (la primera pila 4a por ejemplo), la trayectoria de cada alambre aplanado 3 se desvía sobre la pila 4b adyacente mediante un tramo transpuesto 3a que interfecta con el plano de separación entre las pilas 4a, 4b.

En la extensión del cable, el alambre aplanado 3 que se transporta desde la primera pila 4a a la segunda pila 4b se extiende de manera oblicua hasta que alcanza el extremo opuesto de la nueva pila 4b, para desviarse otra vez sobre la pila 4a adyacente.

El cable 1 también comprende medios de envoltura 6 dispuestos alrededor del núcleo 2 para sujetar los alambres aplanados 3 para obtener una cierta estabilización estructural del cable 1, evitando así de manera conveniente los movimientos no deseados de los alambres aplanados 3 en una dirección radial respecto al eje geométrico "X" del cable.

Estos medios de envoltura 6 comprenden uno o más elementos a modo de hilo 6a, 6b enrollados helicoidalmente alrededor del núcleo 2.

En una realización preferida, cada elemento a modo de hilo 6a, 6b consiste en un único hilo hecho de poliéster, rayón, polipropileno, PPS (sulfuro de polifenileno), PCDA (policiclohexanodimetilenotereftalato), que tiene aproximadamente un diámetro entre 0,1 y 0,8 mm y preferiblemente entre 0,3 y 0,6 mm.

También se pueden usar microcintas, principalmente elementos a modo de hilo de sección aplanada y resistencia equivalente, de una anchura preferiblemente entre 0,2 y 1 mm, hechas de los materiales anteriores; se pueden usar, por ejemplo, microcintas de poliéster, polipropileno, PPS, PCDA, que tienen secciones de entre 0,2 mm x 0,4 mm a 0,4 mm x 0,6 mm, dependiendo de las características de resistencia deseadas.

Otros materiales se han probado satisfactoriamente, que permiten un buen soporte de los alambres aplanados 3, por ejemplo un hilo de poliéster que tiene un tamaño de entre 1000 a 3000 dtex.

También se prevé preferiblemente que cada elemento a modo de hilo 6a, 6b tenga una resistencia a la tracción en rotura entre 50 y 250 Newton, y una elongación en rotura entre el 5 y el 20%.

El número de elementos a modo de hilo 6a, 6b que se usan puede variar dependiendo de los requerimientos, y básicamente cuanto mayor es el número de alambres aplanados 3 que forman el núcleo 2, mayor es el número de estos elementos a modo de hilo.

Por ejemplo, con un número de alambres aplanados 3 menor o igual a 31, se puede usar un único elemento a modo de hilo 6a, que se bobina con un paso de bobinado de entre 0,5 y 3 veces la anchura del cable, para obtener un soporte suficiente para los alambres aplanados 3. Para obtener un mejor soporte, se pueden aplicar ventajosamente dos elementos a modo de hilo 6a, 6b. Estos elementos a modo de hilo se pueden colocar paralelos entre sí, o enrollarse en direcciones respectivamente opuestas, tal como se muestra en el ejemplo de la figura 1.

Para cables con un núcleo 2 que tiene un número de alambres aplanados 3 igual o mayor de 31, se pueden colocar dos o más pares de elementos a modo de hilo 6a y 6b, que se enrollan respectivamente en direcciones opuestas.

Un aspecto ventajoso para conseguir simplicidad en la construcción es que el elemento o elementos a modo de hilo 6a, 6b han de estar desprovistos de puntos de entrelazado mutuo en los puntos de cruce relevantes. Esto se puede ver fácilmente a partir de la figura 1, donde el segundo elemento a modo de hilo 6b está meramente superpuesto sobre el primer elemento a modo de hilo 6a en su punto de cruce.

La presencia de varios elementos a modo de hilo en direcciones opuestas reduce el riesgo de los medios de envoltura 6 se deshagan debido a una rotura accidental de uno de los elementos a modo de hilo.

Realmente, un elemento a modo de hilo 6a roto accidentalmente permanecería firmemente vinculado con el núcleo 2 por el efecto de la acción de "correaje" ejercida por el elemento o elementos a modo de hilo envuelto sobre el mismo.

El paso de bobinado de los elementos individuales a modo de hilo preferiblemente oscila entre 0,5 y 3 veces la anchura del cable, y cada una de las vueltas que forma está separada de las vueltas inmediatamente adyacentes mediante una distancia igual al paso dividido por el número de elementos a modo de hilo.

También se prevé que la distancia entre dos vueltas adyacentes medidas perpendicularmente a la extensión del elemento de modo de hilo 6a, 6b ha de ser por lo menos igual a 6 veces el diámetro o tamaño del propio elemento a modo de hilo medido en la misma dirección.

Según una realización preferida de la presente invención, el cable transpuesto 1 también está provisto de por lo menos un elemento a modo de cinta desgarrable 7 enrollado helicoidalmente alrededor del núcleo 2 y elementos a modo de hilo 6a y 6b que constituyen los medios de envoltura 6, estando dicho elemento a modo de cinta superpuesto con dichos medios de envoltura. En mayor detalle, el elemento a modo de cinta está preferiblemente hecho de un papel de tipo "clupack" o "kraft" con un espesor incluido aproximadamente entre 0,05 y 1,15 mm.

Extendiéndose longitudinalmente respecto al cable 1, entre el elemento a modo de cinta desgarrable 7 y el elemento o elementos a modo de hilo 6a, 6b enrollados sobre el núcleo 2, hay por lo menos un hilo de desgarro 8, hecho por ejemplo de nylon u otro material adecuado.

El hilo de desgarro 8 se puede estirar lateralmente fuera del núcleo del cable 2 para provocar el desgarro y la retirada del elemento a modo de cinta desgarrable 7, tal como se clarifica mejor a continuación, durante la etapa de bobinado del cable 1 sobre un núcleo de bobinado relevante.

Ventajosamente, por lo menos una cinta adhesiva 9 también está prevista, aplicada longitudinalmente al cable 1 externamente al elemento a modo de cinta desgarrable 7. La presencia de esta cinta adhesiva 9 permite que las vueltas formadas por el elemento a modo de cinta desgarrable 7 se mantengan juntas, para evitar una dispersión no controlada de dichas vueltas cuando la cinta se desgarra y se retira del cable mediante el hilo de desgarro 8.

Particularmente con referencia a la figura 2, para la fabricación del cable 1, los alambres aplanados 3 y la inserción de partición 5, si la hay, se retiran de manera continua de respectivas bobinas de alimentación 10 montadas mediante respectivos soportes oscilantes 11 sobre un carrusel 12 que gira sobre un eje horizontal. Los soportes oscilantes 11 soporta las bobinas 10 de tal manera que, en lugar del movimiento impartido a las mismas alrededor del eje de rotación del carrusel 12, dichas bobinas y, por lo tanto, los alambres aplanados individuales 3 mantienen una orientación constante, de manera que dichos alambres aplanados se colocan constantemente en respectivos planos substancialmente horizontales.

Los alambres aplanados que llegan desde la bobinas se hacen que converjan entre sí a través de medios de guía 13, hasta que se unen juntos para forma el núcleo 2 del cable 1. En la zona donde los alambres aplanados 3 se unen juntos para formar el núcleo 2, funciona una unidad de transposición 14, interviniendo cíclicamente sobre los alambres aplanados individuales 3 situados en la base y en la parte superior de las columnas o pilas 4a, 4b para provocar la transposición entre sí de dichas columnas.

El núcleo 2 que viene desde la unión de transposición 14 se mueve longitudinalmente a través de una serie de estaciones de bobinado, mediante las cuales se realiza la aplicación de los medios de envoltura 6 y el elemento a modo de cinta desgarrable.

En mayor detalle, se contempla una primera estación de bobinado 15, donde se prevé el bobinado del primer elemento o elementos a modo de hilo 6a, preferiblemente según una tensión de bobinado incluida entre 5 N y 25 N.

Funcionando después de la primera estación de bobinado 15 hay una segunda estación de bobinado 16 que realiza la aplicación del segundo elemento o elementos a modo de hilo 6b, en la misma dirección que los primeros elementos a modo de hilo 6a o en la dirección opuesta, estando estos últimos en relación de superposición con el primero en los respectivos puntos de cruce.

Se puede utilizar una tercera estación de bobinado 17, si es necesario, para la aplicación de otros elementos a modo de hilo.

Se prevé finalmente una cuarta estación de bobinado 18 para realizar el bobinado del elemento a modo de cinta desgarrable 7 superpuesto sobre los medios de envoltura 6, que consisten en los elementos a modo de hilo 6a y 6b.

Entre la tercera y cuarta estaciones de bobinado 17, 18 está dispuesta una unidad de alimentación y guía 19 para el hilo de desgarro 8, guiándose dicho hilo en correspondencia con el cable que entra en la cuarta estación de bobinado 18, de manera que el hilo de desgarro se coloca longitudinalmente sobre el cable externamente a los medios de envoltura 6, para acoplarse entre estos últimos y el elemento a modo de cinta desgarrable 7 enrollado en la cuarta estación de bobinado 18.

La acción de tracción ejercida mediante el cable 1 que se mueve hacia delante a lo largo de la línea de producción toma el hilo de desgarro 8 desde la unidad de alimentación guía 19.

También dispuesta después de la serie de estaciones de bobinado 15, 16, 17, 18 hay una unidad 20 para aplicar una cinta adhesiva que, mediante medios de guía adecuados, aplica la cinta adhesiva 9, suministrada de manera continua desde un rollo 9a, al exterior del elemento a modo de cinta desgarrable 7.

Una unidad de arrastre 21 situada también después de las estaciones de bobinado 15, 16, 17, 18, opera sobre el cable acabado 1 para provocar el arrastre de este último en una dirección longitudinal a lo largo de toda la línea de producción, y para alimentar el propio cable a una bobina de recogida 22 situada al final de la línea de producción.

Cuando el cable 1 que se ha de utilizar para fabricar un bobinado 26 de un transformador u otra máquina eléctrica, el propio cable se desenrollado desde el rollo 22 para enrollarse convenientemente alrededor de un núcleo de bobinado relevante 23, tal como se muestra esquemáticamente en la figura 3. Usualmente, esta operación se realiza accionando en rotación el núcleo de bobinado 23, teniendo su eje colocado verticalmente u horizontalmente, y sometiendo al cable 1 en su porción que se extiende entre el propio núcleo de bobinado y la bobina 22, a medios de freno 24 conocidos por sí mismos, adaptados para asegurar una tensión de bobinado apropiada del cable. Bajo esta circunstancia, la presencia del elemento a modo de cinta desgarrable 7 parece que es ventajosa para el propósito de evitar que los elementos a modo de hilo 6a, 6b y/o el núcleo 2 se dañen o rompan debido a tensiones transmitidas a los mismos mediante los medios de frenado 24.

Ventajosamente, en una zona incluida entre los medios de frenado 24 y el núcleo de bobinado 23, sobre el que se enrolla el cable 1, el hilo de desgarro 8 se estira lateralmente del cable 1 y opcionalmente se recoge sobre un carrete 25, al mismo tiempo que el cable se mueve hacia delante al núcleo de bobinado 23. En consecuencia, el elemento a modo de cinta desgarrable 7 se desgarra longitudinalmente respecto al cable 1.

Las vueltas formadas por la cinta desgarrable 7 permanecen vinculadas juntas de manera consecutiva, debido a la presencia de la cinta adhesiva 9, de tal manera que el elemento a modo de cinta desgarrable 7 y la cinta adhesiva 9 retirada junto a esta última se pueden mover fácilmente fuera del cable 1, posiblemente con la ayuda de otros medios para recogerlos sobre tambores giratorios o similares.

El cable 1 enrollado alrededor del núcleo de bobinado 23, por lo tanto, está desprovisto de cualquier cinta de papel.

La presencia de los elementos a modo de hilo 6a, 6b enrollados alrededor del núcleo 2 asegura una excelente estabilidad estructural del cable 1, manteniendo los alambres aplanados individuales 3 guiados convenientemente en sus deslizamientos mutuos, requiriéndose estos deslizamientos de manera que se pueden seguir los diferentes radios de curvatura según los cuales los alambres aplanados radialmente más externos se enrollan respecto a los alambres aplanados radialmente más internos 3, sin ningún riesgo de deformaciones no deseadas y/o desplazamientos de los alambres aplanados individuales 3 fuera del eje del cable 1.

Con referencia a los cables conocidos en los que la acción de soporte de las vueltas se confía a cintas de papel, la invención permite un mejor enfriamiento del núcleo de bobinado que consiste en el propio cable. Realmente, la presencia de papel representa un obstáculo para la disipación del calor producido de manera inevitable debido al paso de la corriente. Esta situación es particularmente perjudicial y no deseada, por ejemplo, en cables para bobinados de baja tensión de transformadores eléctricos o, en cualquier caso, en cables que se utilizan en bobinados que pasan a través de corriente de alta intensidad de una tensión relativamente limitada.

Bajo estas circunstancias, la cubierta de papel según la técnica conocida realizará substancialmente la única función de soportar estructuralmente el núcleo del cable y proteger mecánicamente el mismo mientras se desenrolla, sin realizar prácticamente ninguna función de aislamiento eléctrico, a diferencia de lo que pasa, por el contrario, en bobinados de alta tensión o bobinados de diferente tipología.

Por el contrario, en el cable según la presente invención, la presencia del elemento o elementos de envoltura a modo de hilo 6a, 6b no deterioran en absoluto el paso de aceite u otro fluido refrigerante en íntimo contacto con los alambres aplanados individuales 3, permitiendo así una eficiente retirada del calor.

La envoltura del núcleo según la presente invención también permite una mejor definición dimensional del bobinado 26 respecto a las envolturas hechas de papel o cintas a modo de red. Realmente, las cintas de papel o las cintas a modo de red dejan espacios vacíos entre las cintas y los alambres aplanados, sobre todo en los segmentos transpuestos. En estas circunstancias, el papel o las cintas que envuelven el cable provocan una inestabilidad dimensional, debido, en primer lugar, a las dimensiones de los espacios vacíos que dependen de diferentes factores variables, tales como las modalidades del bobinado con cinta, la tensión de la cinta durante el bobinado, y las características geométricas del cable. Además, estos espacios vacíos se puede eliminar, o en cualquier caso reducir de una manera no especificada, solamente presionando el bobinado 26 antes o durante los tratamientos térmicos realizados durante la fase de producción de este último. Por lo tanto, es imposible conocer de antemano las características dimensionales exactas del bobinado acabado 26.

El cable envuelto con elementos a modo de hilo 6a, 6b, por el contrario, suministran una dimensiones que se pueden repetir y son fácilmente verificables, evitando así las medidas de corrección dimensionales a posteriori.

Además, la mayor precisión dimensional del cable permite una reducción remarcable del tamaño del bobinado acabado 26, principalmente un mejor factor de relleno expresado como la relación entre el volumen ocupado por cobre u otro material que forma los alambres aplanados 3 y el volumen total del bobinado 26. En esta conexión, se ha encontrado que el uso del cable según la invención permite que el factor de relleno se mejore más de un 40% respecto a los cables envueltos, por ejemplo, con cintas de papel.

Este resultado es debido no solamente a la eliminación del volumen ocupado por la envoltura de papel según la técnica conocida, sino también a la posibilidad de reducir en gran medida la anchura de los canales dejados entre cada vuelta del bobinado y el siguiente para permitir la circulación de aceite, consiguiéndose esta reducción como consecuencia del intercambio térmico mejorado ofrecido por la presente invención.

También debe indicarse que la eliminación del papel, usualmente dispuesto en varias capas superpuestas en envolturas tradicionales, implica una importante reducción en los costes de producción del cable.

La invención parece ser una mejora también con referencia a los cables conocidos envueltos con cintas a modo de red, que tienen una costes de producción mayores comparados con los elementos a modo de hilo empleados según la presente invención.

La envoltura con cintas a modo de red también provoca el uso de una mayor cantidad de material para realizar la envoltura, y por consiguiente, una reducción de la retirada de calor de los alambres aplanados.

Obviamente, se pueden realizar muchas modificaciones y variaciones a la invención tal como se ha concebido, estando incluidas todas ellas dentro del ámbito del concepto inventivo que la caracteriza.

En particular, aunque se describe con referencia a la realización de un bobinado de baja tensión para transformadores eléctricos, el cable según la presente invención se puede usar en cualquier otra circunstancia cuando los valores de corriente para los cuales el cables está diseñado no hacen necesaria la presencia de una capa de aislamiento eléctrico de papel.

También debe indicarse que la aplicación de la inserción a modo de cinta desgarrable se puede usar ventajosamente también en cables que tienen una envoltura que consiste en cintas a modo de red o completamente desprovistos de envoltura, así como en cualquier circunstancia cuando es deseable proteger el cable de tensiones mecánicas o agentes climatológicos o del ataque de otras sustancias presentes en el ambiente, con las que el cable puede entrar en contacto durante el transporte y/o almacenamiento, así como durante la etapa que implica la fabricación del bobinado 26.

Claims (30)

1. Cable transpuesto para hacer bobinados en máquinas eléctricas, que comprende:

- un núcleo (2) que consiste en una pluralidad de conductores eléctricos que tienen una sección aplanada (3), dispuestos en por lo menos dos pilas (4a, 4b) una al lado de la otra e individualmente transpuestos entre sí en dichas pilas (4a, 4b), secuencialmente a lo largo de la extensión longitudinal del cable,

- medios de envoltura (5) dispuestos alrededor del núcleo (2) para soportar dichos conductores (3) para provocar la estabilización estructural del cable (1),

caracterizado por el hecho de que dichos medios de envoltura (5) comprenden por lo menos un elemento a modo de hilo (6a, 6b) enrollado helicoidalmente alrededor del núcleo (2) en forma de vueltas, estando desprovistas dichas vueltas substancialmente de puntos de entrelazado mutuo.

2. Cable transpuesto según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dichos medios de envoltura (5) consisten en un elemento a modo de hilo (6a) enrollado helicoidalmente.

3. Cable transpuesto según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dichos medios de envoltura (5) consisten en por lo menos dos elementos a modo de hilo (6a, 6b) enrollados helicoidalmente en direcciones respectivamente opuestas.

4. Cable transpuesto según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dichos medios de envoltura (5) consisten en por lo menos dos elementos a modo de hilo (6a, 6b) dispuestos paralelos entre sí y enrollados en vueltas alternadas secuencialmente.

5. Cable transpuesto según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dichos elementos a modo de hilo (6a, 6b) comprenden un hilo de poliéster.

6. Cable transpuesto según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que dicho hilo tiene un tamaño de entre 1000 y 3000 dtex.

7. Cable transpuesto según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho elemento a modo de hilo (6a, 6b) tiene un diámetro entre 0,1 y 0,8 mm.

8. Cable transpuesto según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que dicho elemento a modo de hilo (6a, 6b) es un único hilo de poliéster, rayón, polipropileno, PPS (sulfuro de polifenileno), PCDA (policiclohexanodimetilenotereftalato).

9. Cable transpuesto según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho elemento a modo de hilo (6a, 6b) tiene una sección aplanada que tiene una anchura entre 0,3 y 0,6 mm.

10. Cable transpuesto según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho elemento a modo de hilo (6a, 6b) tiene una resistencia a la tracción en rotura entre 50 y 250 N.

11. Cable transpuesto según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho elemento a modo de hilo (6a, 6b) tiene una elongación en rotura entre el 5 y el 20%.

12. Cable transpuesto según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho elemento a modo de hilo (6a, 6b) está enrollado con una tensión entre 5 y 25 N.

13. Cable transpuesto según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho elemento a modo de hilo (6a, 6b) está enrollado con un paso de bobinado entre 0,5 y tres veces la anchura del cable.

14. Cable transpuesto según la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que las vueltas formadas mediante dichos uno o más elementos a modo de hilo (6a, 6b) sobre el núcleo (2) están separados entre sí mediante una cantidad, medida perpendicularmente al elemento a modo de hilo (6a, 6b), igual al paso dividido por el número de elementos a modo de hilo.

15. Cable transpuesto según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que las vueltas formadas por dicho uno o más elementos a modo de hilo (6a, 6b) sobre el núcleo (2) están separados entre sí mediante una cantidad, medida perpendicularmente al elemento a modo de hilo, por lo menos igual a seis veces el tamaño del elemento a modo de hilo (6a, 6b) medido en la misma dirección.

16. Cable transpuesto según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que también comprende por lo menos un elemento a modo de cinta desgarrable (7) enrollado helicoidalmente alrededor de dichos conductores (3) y dicho por lo menos un elemento a modo de hilo (6a, 6b).

17. Cable transpuesto según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dicho elemento a modo de cinta desgarrable (7) está hecho de papel.

18. Cable transpuesto según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que también comprende por lo menos un hilo de desgarro (8) que se extiende longitudinalmente a lo largo del cable entre el elemento desgarrable a modo de cinta (7) y dicho por lo menos un elemento a modo de hilo (6a, 6b), estando dispuesto dicho hilo de desgarro (8) para estirarse longitudinalmente fuera del cable (2) para provocar el desgarro y la retirada del elemento a modo de cinta desgarrable (7).

19. Cable transpuesto según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que también comprende por lo menos una cinta adhesiva (9) aplicada longitudinalmente a lo largo del cable (1) en el exterior del elemento a modo de cinta desgarrable (7) para mantener las vueltas unidas juntas cuando dicho elemento a modo de cinta se desgarra y se retira del cable (1).

20. Procedimiento para la fabricación de un cable transpuesto para utilizarse para hacer bobinados en máquinas eléctricas, que comprende las siguientes etapas:

- hacer un núcleo (2) formado por conductores eléctricos de sección aplanada (3) dispuestos en por lo menos dos pilas (4a, 4b) una al lado de la otra, y transpuestos individualmente entre sí en dichas pilas (4a, 4b), secuencialmente en la extensión longitudinal del cable (1);

- cubrir dicho núcleo (2) con medios de envoltura (5) dispuestos alrededor del núcleo (2) para obtener una estabilización estructural del núcleo (2);

caracterizado por el hecho de que dicha etapa de cobertura se realiza mediante el enrollado helicoidal de uno o más elementos a modo de hilo (6a, 6b) alrededor del núcleo (3), substancialmente en ausencia de puntos de entrelazado mutuo.

21. Procedimiento según la reivindicación 20, caracterizado por el hecho de que dicha etapa de cobertura se realiza mediante el enrollado helicoidal de por lo menos dos elementos a modo de hilo continuos (6a, 6b) en direcciones de enrollado opuestas.

22. Procedimiento según la reivindicación 20, caracterizado por el hecho de que dicha etapa de cobertura se realiza mediante el enrollado helicoidal de por lo menos dos elementos a modo de hilo continuos (6a, 6b) dispuestos en paralelo.

23. Procedimiento según la reivindicación 20, caracterizado por el hecho de que durante el enrollado helicoidal se aplica una tensión de entre 5 y 25 N a cada elemento a modo de hilo (6a, 6b).

24. Procedimiento según la reivindicación 20, caracterizado por el hecho de que el enrollado de dicho uno o más elementos a modo de hilo (6a, 6b) se realiza de manera que las vueltas están separadas entre sí mediante la misma distancia según una cantidad igual al paso dividido por el número de los elementos a modo de hilo.

25. Procedimiento según la reivindicación 20, caracterizado por el hecho de que también comprende una etapa de enrollado helicoidal de por lo menos un elemento de modo de cinta desgarrable (7) alrededor del núcleo (2) que lleva dicho por lo menos un elemento a modo de hilo (6a, 6b).

26. Procedimiento según la reivindicación 20, caracterizado por el hecho de que también comprende una etapa de insertar por lo menos un hilo de desgarro (8) que se extiende longitudinalmente entre dicho por lo menos un elemento a modo de cinta (7) y el núcleo (2) que lleva dicho por lo menos un elemento a modo de hilo (6a, 6b).

27. Procedimiento según la reivindicación 26, caracterizado por el hecho de que la inserción de dicho hilo de desgarro (8) se realiza estirando a lo largo del propio hilo mediante el cable (1) moviéndose hacia delante a una estación de bobinado dispuesta convenientemente para enrollar el elemento a modo de cinta desgarrable (7).

28. Procedimiento según la reivindicación 25, caracterizado por el hecho de que también comprende la aplicación de por lo menos una cinta adhesiva (9) externamente a dicho elemento a modo de cinta desgarrable enrollado sobre el cable (1).

29. Procedimiento para hacer un bobinado eléctrico mediante un cable transpuesto, comprendiendo dicho cable (1) un núcleo (2) formado por una pluralidad de conductores eléctricos de sección aplanada (3) dispuestos en por lo menos dos pilas (4a, 4b) una al lado de la otra e individualmente transpuestos entre sí en dichas pilas (4a, 4b), secuencialmente en la extensión longitudinal del cable, por lo menos un elemento a modo de hilo (6a, 6b) enrollado helicoidalmente alrededor del núcleo (2) en forma de vueltas que están substancialmente desprovistas de puntos de entrelazado mutuo, y por lo menos un elemento a modo de cinta desgarrable (7) enrollado helicoidalmente alrededor de dicho núcleo (2), caracterizándose dicho procedimiento por el hecho de que durante el enrollado del cable sobre un núcleo (23) relevante, se realiza la retirada del elemento a modo de cinta desgarrable (7) estirando por lo menos un hilo de desgarro (8) lateralmente respecto al núcleo (2), estando dispuesto dicho hilo de desgarro longitudinalmente a lo largo del cable, entre dicho elemento a modo de cinta desgarrable (7) y el núcleo (2).

30. Procedimiento según la reivindicación 29, caracterizado por el hecho de que el hilo de desgarro (8) se estira en correspondencia con un segmento del cable comprendido entre el núcleo del bobinado (23) y medios de freno (24) que actúan sobre el cable para darle un tensado deseado.