ES2275398B1 - Transformador encapsulado de pequeña potencia y su correspondiente procedimiento de fabricacion. - Google Patents
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Abstract
Transformador encapsulado de pequeña potencia y su correspondiente procedimiento de fabricación. Comprende un cuerpo (3) que encierra la parte activa (2) que incluye un carrete de nylon, el bobinado y el núcleo magnético, una pluralidad de bornes de entrada y salida de corriente provistos de orificios (14) destinados al acoplamiento de los tornillos de retención de los cables de entrada y salida, una base (9) provista de medios de fijación del transformador (1,1''), una etiqueta de características del transformador, y una tapa de protección (7,7''). Se caracteriza por el hecho de que el cuerpo (3) y la base (9) están integrados en una única pieza sobremoldeada con resina sobre la parte activa (2). Se obtiene un transformador estructuralmente más sencillo, así como una disminución del tiempo de fabricación.
Description
Transformador encapsulado de pequeña potencia y
su correspondiente procedimiento de fabricación.
La presente invención se refiere a un
transformador encapsulado de pequeña potencia y su correspondiente
procedimiento de fabricación.
Los transformadores encapsulados de pequeña
potencia conocidos están compuestos básicamente por dos partes bien
diferenciadas denominadas parte activa y parte envolvente. La parte
activa está constituida por un carrete de nylon, un bobinado de
cobre con sus aislantes, y un núcleo magnético; y la parte
envolvente está constituida por un cuerpo en el interior del cual
se aloja la parte activa, unos bornes donde se alojarán los
terminales y la tornillería, una etiqueta de características y una
tapa. Además, incluye una base metálica acoplada al cuerpo mediante
tornillería.
El procedimiento de fabricación de los
transformadores encapsulados de pequeña potencia desarrollados en la
actualidad consta de las siguientes etapas, partiendo de la base de
la parte activa (exenta de los terminales):
Partiendo de la parte activa, la primera
operación es la de conectar uno a uno los terminales al bobinado de
la parte activa mediante soldadura de estaño.
Una vez realizada esta operación se pasa a
colocar la parte activa dentro de las dos piezas de que está
compuesto un molde, teniendo que roscar unitariamente los
terminales mediante útiles diseñados para ese propósito.
A continuación se realiza la fase de inyectado
de resina y la introducción de los espárragos por los agujeros del
núcleo magnético de la parte activa.
Una vez curada la mezcla, se pasa a la operación
de anclaje de la base metálica mediante remaches que se alojarán en
los manguitos que previamente se han colocado en los espárragos
anteriormente citados.
Seguidamente se coloca la etiqueta mediante el
adhesivo correspondiente y el transformador pasa a la fase de
verificación eléctrica. Posteriormente, el acabado del transformador
se completa con la colocación de la tornillería, acabado
superficial (pintado), la colocación de la tapa mediante
tornillería, y el embalaje del producto final.
Tal y como puede observarse en la cadena de
operaciones anteriormente citada, el proceso es totalmente lineal,
es decir, cada operación ha de ir precedida de la anterior para
llegar a obtener el producto final, lo cual obliga a tener un
sistema productivo lineal, con todos los inconvenientes de
saturación que tienen este tipo de líneas.
Otro factor relevante de este proceso es la
abundancia de operaciones manuales imposibles de automatizar debido
a la dificultad de la propia operación o de la inexactitud de la
estabilidad dimensional del producto final. En consecuencia, el
tiempo que supone la ejecución de las operaciones es elevado.
El objetivo del transformador encapsulado de
pequeña potencia y su correspondiente procedimiento de fabricación
de la presente invención es solventar los inconvenientes que
presentan los transformadores conocidos en la técnica,
proporcionando una serie de ventajas que se describirán a
continuación.
El transformador encapsulado de pequeña potencia
de la presente invención es del tipo que comprende un cuerpo que
encierra la parte activa que incluye un carrete de nylon, el
bobinado y el núcleo magnético, una pluralidad de bornes de entrada
y salida de corriente provistos de orificios destinados al
acoplamiento de los tornillos de retención de los cables de entrada
y salida, una base provista de medios de fijación del transformador,
una etiqueta de características del transformador, y una tapa de
protección.
El transformador encapsulado de pequeña
potencia, objeto de la presente invención, se caracteriza por el
hecho de que el cuerpo y la base están integrados en una única
pieza sobremoldeada con resina sobre la parte activa.
De este modo, se obtiene un trasformador más
sencillo al estar su cuerpo y base fabricados de una sola pieza de
resina, sin que sea necesaria la utilización de elementos de
tornillería ni herramientas. Además, se obtienen las siguientes
ventajas:
- Al estar dicho transformador ocluido en su
totalidad en resina, se evita la utilización de cualquier tipo de
envolvente plástico o metálico, y quedando protegido en su totalidad
contra cualquier fenómeno ambiental perjudicial para su normal
funcionamiento (humedad, corrosión, ...)
- La impregnación con resina de la parte activa
del transformador garantiza una mayor cohesión de los bobinados del
mismo.
- Existe la posibilidad de fabricar a gusto del
usuario el transformador en distintos grados de protección contra
choques eléctricos (Clase I ó Clase II) según sus requisitos.
- Los anclajes del transformador están
constituidos por la propia resina, obteniéndose directamente del
molde, siendo así innecesario cualquier tipo de ancle
adicional.
- Se consigue una reducción de los tiempos de
trabajo para el ensamblaje de los transformadores.
De acuerdo con una realización de la invención,
el transformador incluye un único bornero acoplado a la parte
activa en un lateral, o bien dos borneros acoplados a la parte
activa en laterales opuestos.
Ventajosamente, la tapa de protección está
acoplada de manera amovible cubriendo el o los borneros y la zona
superior de la parte activa mediante unos medios de
acoplamiento.
Preferentemente, los medios de acoplamiento de
la tapa de protección incluyen dos colisos a modo de guías y dos
tornillos de fijación que atraviesan sendos colisos, de modo que
dicha tapa de protección es susceptible de deslizarse con respecto
a dichos tornillos a lo largo de los colisos, para llevar a cabo su
apertura. De este modo, no es necesaria la extracción de la tapa
protectora para la conexión del transformador.
De acuerdo con otra realización de la invención,
el transformador además comprende un cabezal acoplado sobre la
parte superior de la parte activa.
Preferentemente, el transformador incluye dos
borneros acoplados al cabezal en laterales opuestos.
Ventajosamente, la tapa de protección está
acoplada de manera amovible cubriendo los dos borneros y el
cabezal.
También ventajosamente, la tapa de protección
comprende unas aberturas para el paso del cable de conexión, y un
troquelado susceptible de ser roto por el usuario en caso de que el
cable no quepa a través de dichas aberturas.
En ambas realizaciones, cada bornero está
provisto de una pluralidad de cavidades separadas por medio de
tabiques separadores, en las cuales se alojan los terminales de
conexión. De este modo, se obtiene una ampliación del número de
cavidades o terminales de conexión respecto a los transformadores ya
conocidos, tanto en el primario como en el secundario.
También ventajosamente, cada bornero comprende
medios de guiado de los terminales y medios de fijación de dichos
terminales. De esta manera, se consigue una sencilla colocación y
fijación de los borneros sobre los terminales previamente
instalados en la parte activa.
Preferiblemente, las cavidades de cada bornero
comprenden dos alojamientos concéntricos y a diferente profundidad,
de modo que el alojamiento de menor profundidad comprende una forma
hexagonal para alojar una tuerca normalizada para la fijación de un
tornillo, y el alojamiento de mayor profundidad y ciego aloja la
rosca final del tornillo. En este caso, se consigue una mejora de
la conexión mediante tornillos y tuercas estándar de métrica
normalizada, lo cual garantiza un mayor par de apriete en la
conexión.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, el
procedimiento de fabricación aplicado al transformador de la
invención, se caracteriza por el hecho de que consiste en realizar
las siguientes etapas, partiendo de la base de la parte activa:
- a)
- Conectar uno a uno los terminales al bobinado de la parte activa mediante una prensa de terminales especialmente concebida para este propósito;
- b)
- Una vez los terminales están solidarios a la parte activa, ensamblar el o los borneros mediante una sencilla operación de clipaje;
- c)
- Colocar la tornillería necesaria para la conexión del transformador por parte del usuario;
- d)
- Introducir el conjunto ensamblado hasta el momento dentro de un molde;
- e)
- Realizar la inyección de resina, y dejar un determinado tiempo para el curado de la mezcla;
- f)
- Realizar la verificación eléctrica;
- g)
- Colocar la etiqueta de características;
- h)
- Colocar la tapa de protección; y
- i)
- Realizar el embalaje de todo el conjunto ensamblado.
Opcionalmente, después de la etapa e) se acopla
el cabezal sobre la parte superior de la parte activa.
Con el fin de facilitar la descripción de cuanto
se ha expuesto anteriormente se adjuntan unos dibujos en los que,
esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se
representa un caso práctico de realización del transformador
encapsulado de pequeña potencia y su correspondiente procedimiento
de fabricación de la invención, en los cuales:
la figura 1 es una vista en perspectiva del
transformador seccionado por la mitad, según una primera realización
de la invención;
la figura 2 es una vista en perspectiva del
transformador montado de la figura 1;
la figura 3 es una vista en perspectiva del
transformador montado según una segunda realización de la
invención;
la figura 4 es una vista en perspectiva de un
bornero con un borne de masa, visto desde la parte inferior;
la figura 5 es una vista en perspectiva del
bornero de la figura 4, visto desde la parte superior;
la figura 6 es una vista ampliada de una pestaña
del bornero de la figura 4 que evita el retroceso del terminal una
vez acoplado;
la figura 7 es una vista en sección transversal
del bornero de la figura 4;
la figura 8 es una vista en alzado frontal del
bornero de la figura 4, mostrando el terminal de masa;
la figura 9 es una vista en planta superior del
bornero de la figura 4;
la figura 10 es una vista en perspectiva de la
tapa de protección aplicable a un transformador según la figura 2,
con un único bornero; y
la figura 11 es una vista en perspectiva de la
tapa de protección aplicable a un transformador según la figura 2,
con doble bornero.
Haciendo referencia a las figuras, el
transformador 1 y 1' encapsulado de pequeña potencia de la invención
está compuesto por dos partes bien diferenciadas llamadas parte
activa y parte envolvente. La parte activa 2 está constituida por
un carrete de nylon, el bobinado de cobre con sus aislantes, un
protector térmico y el núcleo magnético; y la parte envolvente está
constituida por un cuerpo 3, al menos un bornero 4 donde se
alojarán los terminales 5 y la tornillería, opcionalmente un cabezal
6, una etiqueta de características, y una tapa de protección 7 y
7'.
El cuerpo 3 es de un material de resina
resistente a la temperatura de trabajo, teniendo la función de
envolver a la parte activa 2 del transformador 1, de tal forma que
ésta quede totalmente aislada del exterior. El diseño del cuerpo 3
es válido para cualquier medida de empilaje y para cualquier tipo de
rama central del núcleo magnético, siendo todos los materiales y
métodos comunes (a excepción de la parte activa).
Exteriormente, el cuerpo 3 está constituido por
cuatro paredes lisas 8 y una base 9 en la cual se incorporan los
sistemas para la fijación del conjunto.
De acuerdo con una primera realización, el
transformador 1 comprende una tapa 7 de plástico que protege la
superficie superior de resina 3 donde se aloja uno o dos borneros de
conexión 4 y la etiqueta de características (ver figura 2, 10 y
11).
De acuerdo con una segunda realización, el
transformador 1' comprende una tapa 7' de plástico que protege un
cabezal 6 de plástico, que a su vez aloja dos borneros de conexión 4
y la etiqueta de características (ver figura 3).
En ambas realizaciones, el bornero 4 es de un
material plástico resistente a la temperatura de trabajo, teniendo
la función de alojar los terminales de conexión 5 (tanto del
primario como del secundario del transformador) y está diseñado de
tal forma que al ensamblarse en la resina del cuerpo 3 mediante unos
centradores que posee el molde de éste, queda totalmente integrado
y fijado (ver figuras 4 a 9).
El bornero 4 está constituido por una serie de
cavidades 10 separadas por tabiques divisorios 11 en las cuales se
alojan los terminales de conexión 5. Estas cavidades 10 se
encuentran hundidas respecto al frontal del bornero 4 con la medida
del espesor del terminal 5, de tal forma que una vez insertado el
terminal 5 mediante unas regatas 12 de la parte inferior de los
tabiques divisorios 11, el conjunto de bornero 4 y terminal 5 queda
totalmente enrasado y fijado mediante unas pestañas 13 (ver figura 5
y 6).
Los tabiques divisorios 11 están diseñados de
tal forma que se cumplan las normativas eléctricas que aplican a
estos aparatos. Así pues, su espesor mínimo permite cumplir los
requerimientos de las normas, así como su posición respecto al
terminal 5 ya que visto desde la parte frontal del bornero 4, el
tabique divisorio 11 adelanta al terminal 5 quedando la cavidad 10
entre tabiques 11 con una zona de plástico en la entrada de los
hilos de conexión del usuario y una zona metálica perteneciente al
terminal 5. De esta forma se consiguen cumplir los requisitos de
las normas y aumentar la seguridad del aparato contra contactos
eléctricos accidentales.
Las cavidades 10 de cada bornero 4 comprenden
dos alojamientos 14 concéntricos y a diferente profundidad, de modo
que el alojamiento de menor profundidad comprende una forma
hexagonal para alojar una tuerca normalizada para la fijación de un
tornillo, y el alojamiento de mayor profundidad y ciego aloja la
rosca final del tornillo, mejorándose así la conexión mediante
tornillos y tuercas estándar de métrica normalizada, lo cual
garantiza un mayor par de apriete en la conexión.
Según la primera realización (ver figuras 2, 10
y 11), la tapa de protección 7 es de un material plástico
transparente cuya misión es la de proteger los terminales de
conexión 5 contra contactos accidentales. La fijación de la tapa de
protección 7 con el cuerpo 3 de resina se ejecuta mediante tornillos
15. Para realizar la conexión dichos tornillos 15 deberán ser
aflojados para que mediante unos colisos 16 que aparecen en la tapa
de protección 7 ésta pueda ser desplazada de los bornes de conexión
5. Así pues, la tapa de protección 7 no ha de ser desacoplada del
transformador 1 para efectuar la conexión, facilitando la tarea del
instalador. La figura 10 muestra una tapa 7 para un único bornero,
mientras que la figura 11 muestra una tapa para doble bornero.
Según la segunda realización (ver figura 3), la
tapa de protección 7' es de un material plástico en forma de U cuya
misión es la de proteger los terminales de conexión 5 contra
contactos eléctricos ofreciendo la propiedad de
IP-21 al aparato 1 y proteger a la etiqueta de
características de los deterioros producidos por los agentes
externos. La tapa de protección 7' comprende unas aberturas 17 para
el paso del cable de conexión, y un troquelado 18 susceptible de
ser roto por el usuario en caso de que el cable no quepa a través de
dichas aberturas 17.
El procedimiento de fabricación del
transformador 1, 1' consiste en realizar las siguientes etapas,
partiendo de la base de la parte activa 2 (exenta de los terminales
5):
Partiendo de la parte activa 2, la primera
operación es la de conectar uno a uno los terminales 5 al bobinado
de la parte activa 2 mediante una prensa de terminales especialmente
concebida para este propósito, lo cual garantiza una productividad
más elevada respecto al sistema actualmente utilizado.
Una vez los terminales 5 están solidarios a la
parte activa 2, se ensambla el o los borneros 4 mediante una
sencilla operación de clipaje.
Posteriormente se coloca la tornillería
necesaria para la conexión del transformador por parte del
usuario.
Partiendo de este conjunto así obtenido, éste se
introduce dentro de un molde. Posteriormente, se realiza la
inyección de resina, y se deja un determinado tiempo para el curado
de la mezcla.
Para el caso de la segunda realización, en este
momento se acopla el cabezal 6 sobre la parte superior de la parte
activa 2.
Seguidamente, para ambas realizaciones, se
realiza la verificación eléctrica y la colocación de la etiqueta de
características, la tapa 7, 7' y el embalaje de todo el conjunto
ensamblado.
En consecuencia, el proceso de la presente
invención es mucho más rápido que el actualmente utilizado ya que
las operaciones son simples y en ninguno de ellos es necesario la
utilización de ningún tipo de herramienta ni útil.
Por otra parte, el sistema productivo es mucho
más flexible y rápido de acomodar a las exigencias de la demanda
del mercado, ya que se puede plantear como un sistema lineal,
sistema con células de trabajo independientes o un sistema
mixto.
En resumen, la aplicación de la presente
invención tiene un sustancial ahorro de tiempo en el proceso
productivo.
Claims (14)
1. Transformador (1,1') encapsulado de pequeña
potencia que comprende un cuerpo (3) que encierra la parte activa
(2) que incluye un carrete de nylon, el bobinado y el núcleo
magnético, una pluralidad de bornes de entrada y salida de
corriente provistos de orificios (14) destinados al acoplamiento de
los tornillos de retención de los cables de entrada y salida, una
base (9) provista de medios de fijación del transformador (1,1'),
una etiqueta de características del transformador, y una tapa de
protección (7,7'), caracterizado por el hecho de que el
cuerpo (3) y la base (9) están integrados en una única pieza
sobremoldeada con resina sobre la parte activa (2).
2. Transformador (1), según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que incluye un único bornero
(4) acoplado a la parte activa (2) en un lateral.
3. Transformador (1), según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que incluye dos borneros (4)
acoplados a la parte activa (2) en laterales opuestos.
4. Transformador (1), según la reivindicación 1
o 2, caracterizado por el hecho de que la tapa de protección
(7) está acoplada de manera amovible cubriendo el o los borneros (4)
y la zona superior de la parte activa (2) mediante unos medios de
acoplamiento (15,16).
5. Transformador (1), según la reivindicación 4,
caracterizado por el hecho de que los medios de acoplamiento
de la tapa de protección (7) incluyen dos colisos (16) a modo de
guías y dos tornillos (15) de fijación que atraviesan sendos
colisos (16), de modo que dicha tapa de protección (7) es
susceptible de deslizarse con respecto a dichos tornillos (15) a lo
largo de los colisos (16), para llevar a cabo su apertura.
6. Transformador (1'), según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que además comprende un
cabezal (6) acoplado sobre la parte superior de la parte activa
(2).
7. Transformador (1'), según la reivindicación
6, caracterizado por el hecho de que incluye dos borneros (4)
acoplados al cabezal (6) en laterales opuestos.
8. Transformador (1'), según la reivindicación
7, caracterizado por el hecho de que la tapa de protección
(7') está acoplada de manera amovible cubriendo los dos borneros (4)
y el cabezal (6).
9. Transformador (1'), según la reivindicación
8, caracterizado por el hecho de que la tapa de protección
(7') comprende unas aberturas (17) para el paso del cable de
conexión, y un troquelado (18) susceptible de ser roto por el
usuario en caso de que el cable no quepa a través de dichas
aberturas (17).
10. Transformador (1,1'), según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho
de que cada bornero (4) está provisto de una pluralidad de cavidades
(10) separadas por medio de tabiques separadores (11), en las
cuales se alojan los terminales de conexión (5).
11. Transformador (1,1'), según la
reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que cada
bornero (4) comprende medios de guiado (12) de los terminales (5) y
medios de fijación (13) de dichos terminales (5).
12. Transformador (1,1'), según la
reivindicación 10 o 11, caracterizado por el hecho de que las
cavidades (10) de cada bornero (4) comprenden dos alojamientos
concéntricos (14) y a diferente profundidad, de modo que el
alojamiento de menor profundidad comprende una forma hexagonal para
alojar una tuerca normalizada para la fijación de un tornillo, y el
alojamiento de mayor profundidad y ciego aloja la rosca final del
tornillo.
13. Procedimiento de fabricación aplicado al
transformador (1,1') de la invención, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que consiste en realizar las siguientes etapas, partiendo de la
base de la parte activa (2):
- a)
- Conectar uno a uno los terminales (5) al bobinado de la parte activa (2) mediante una prensa de terminales especialmente concebida para este propósito;
- b)
- Una vez los terminales (5) están solidarios a la parte activa (2), ensamblar el o los borneros (4) mediante una sencilla operación de clipaje;
- c)
- Colocar la tornillería necesaria para la conexión del transformador (1,1') por parte del usuario;
- d)
- Introducir el conjunto ensamblado hasta el momento dentro de un molde;
- e)
- Realizar la inyección de resina, y dejar un determinado tiempo para el curado de la mezcla;
- f)
- Realizar la verificación eléctrica;
- g)
- Colocar la etiqueta de características;
- h)
- Colocar la tapa de protección (7,7'); y
- i)
- Realizar el embalaje de todo el conjunto ensamblado.
14. Procedimiento, según la reivindicación 13,
caracterizado por el hecho de que, después de la etapa e) se
acopla el cabezal (6) sobre la parte superior de la parte activa
(2).
Priority Applications (1)
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BASE DE DATOS WPI en EPODOC, semana 198749, Derwent Publications Ltd., (Londres, GB), AN 1987-346474 & JP 62252121 A (NISSIN ELECTRIC CO LTD) 02.11.1987, resumen; figuras 1-4. * |
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