KR20050074488A - 전기 기계용 정류자 및 상기 정류자의 제조 방법 - Google Patents

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KR20050074488A
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요제 포토츠니크
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콜레크터 그룹 디.오.오.
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Abstract

본 발명은 주형 재료로부터 제조된 캐리어 바디(1) 및 다수의 금속 도체 세그먼트(3)를 포함하는, 전기 기계용 정류자에 관한 것으로, 상기 도체 세그먼트는 상기 캐리어 바디 상에서 정류자 축(2) 둘레에 균일하게 배치되어 있고 자체 상에 배치된 연결 부재를 포함한다. 상기 캐리어 바디(1)는 상이한 주형 재료로부터 제조되어 형상 결합 방식으로 상호 프레스 되는 2개의 구역, 즉 캐리어 바디 베이스(11) 및 누전 보호층(9)을 포함한다. 방사형 외부로 개방되고, 누전으로 충전된 절연 표면(10)을 갖는 상기 누전 보호층(9)은 상기 도체 세그먼트(3) 사이에 배치되고, 제 1 주형 재료로 이루어지며, 상기 주형 재료는 상기 캐리어 바디 베이스(11)의 제 2 주형 재료보다 누전에 더 강한 내성을 갖는다.

Description

전기 기계용 정류자 및 상기 정류자의 제조 방법{COMMUTATOR FOR AN ELECTRICAL MACHINE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 주형 재료로부터 제조된 캐리어 바디 및 다수의 금속 도체 세그먼트를 포함하는, 전기 기계용 정류자에 관한 것으로, 상기 도체 세그먼트는 상기 캐리어 바디 상에서 정류자 축 둘레에 균일하게 배치되어 있고 자체 상에 배치된 연결 부재를 포함한다. 본 발명은 또한 상기와 같은 유형의 정류자를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
전술한 유형의 정류자는 기본적으로 상이한 2가지 구성 방식으로 공지되어 있다. 즉, 드럼 정류자 및 플레인(plane) 정류자로서 공지되어 있다. 드럼 정류자가 상기 정류자의 축 둘레에 원주형으로 배치된 브러시 작동면을 갖는 한편, 플레인 정류자의 경우에는 브러시 작동면이 정류자 축에 대해 수직으로 배치된 평면에 존재한다. 드럼 정류자의 경우에 일반적으로 슬리브 형태로 형성된 캐리어 바디는 각각 작동 조건이 변경되는 경우에도 금속 도체 세그먼트의 예정된 배열 상태에서 상기 세그먼트의 위치를 보장하기 위해서, 개별 도체 세그먼트 상호간의 절연을 위해서 그리고 정류자가 설치될 전기 기계의 회전자 샤프트 상에 정류자를 고정시키기 위해서 이용된다. 이와 같은 기능들을 고려하여 캐리어 바디는 일반적으로 대부분 페놀수지를 기재로 하는 절연 주형 재료로부터 제조되며, 이 경우 - 프레스 재료 또는 프레스 물질로도 표기되는 - 상기 주형 재료는, 도체 세그먼트의 전기자(armature) 부분이 나중에 캐리어 바디 내에 견고하게 삽입되도록, 사출 공구의 상응하는 성형 공동부 내에서 상기 전기자 둘레에 프레스 된다.
2가지 구성 방식의 정류자를 제조하는 틀 안에서는, 예비 제작된 소수의 도체 세그먼트 또는 상기 도체 세그먼트를 둘러싸는 도체 블랭크(blank)가 사용될 수 있으며, 이 경우 후자에 언급된 경우에는 도체 블랭크가 캐리어 바디의 사출 후에 절단 공정 또는 압착(wring off) 공정에 의해서 상호 절연된 소수의 도체 세그먼트로 분할된다.
주형 재료로 이루어지지 않거나 또는 어떤 경우에도 주형 재료 단독으로 이루어지지 않는 캐리어 바디를 구비한 정류자도 공지되어 있다. 따라서, 유럽 공고 특허 출원서 제 0325353 B1호 및 독일 공개 특허 출원서 제 19642138 A1호는 플라스틱으로 이루어지고 예비 제작된 조립용 바스켓(basket) 상에 각각 드럼 정류자의 개별 도체 세그먼트를 예비 조립하는 과정을 기술하며, 상기 조립용 바스켓의 둘레는 추가 진행 과정 중에 주형 재료로 사출되고, 이와 같은 방식으로 상기 조립용 바스켓은 정류자의 나머지 통합 구성 부품을 형성한다. 독일 공개 특허 출원서 제 3714098 A1호에 따라, 캐리어 바디는 금속 또는 절연 재료로 이루어질 수 있는 슬리브 형상의 네이브(nave) 부분 및 벽이 얇은 절연 재킷(튜브, 와인딩 박막 등)을 포함한다. 도체 세그먼트는 상기 캐리어 바디 둘레에 배치되고, 보강링에 의해서 상기 캐리어 바디에 대해 조여진다. 도체 세그먼트들 사이에 있는 중간 공간은 나중에 주형 재료로 채워질 수는 있으나 반드시 그럴 필요는 없다.
종래의 정류자와 관련이 있는 다수의 구조적 제안들은 상기와 같은 구성의 실제로 적합한 정류자에 대한 필요성을 증명하고 있다. 그와 동시에, 지금까지 만족할 만한 정도로 해결되지 않은 다수의 문제점들이 존재한다는 것도 알 수 있다.
상기와 같은 내용은 무엇보다도, 공지된 종래의 정류자에서는 여러 가지 요구 사항들이 상호 부분적으로 경쟁하고 있는 것과 관련이 있다. 상기 요구 사항들에는 특히 정류자의 적합한 전체 크기, 높은 효율, 말하자면 높은 전류 세기에서의 낮은 제조비용 그리고 높은 신뢰성 및 수명과 같은 목적들이 속한다. 다름 아닌 마지막으로 언급된 2가지 기준들과 관련해서는, 캐리어 바디의 구현예도 해당된다. 그 이유는 상기와 같이 페놀수지를 기재로 하는 통상의 주형 재료를 사용하여 제조된 캐리어 바디를 구비한 정류자의 경우에도 마찬가지로, 정류자의 효율 및 신뢰성 및 수명이 무엇보다도 누전의 형성을 촉진시키는, 특히 도체 세그먼트 사이의 공기 차단 갭 영역에서 노출되는 캐리어 바디의 표면의 탄화를 감수하기 때문이다. 다른 측면에서 볼 때, 상대적으로 누전에 더 강한 주형 재료로 제조된 캐리어 바디를 구비한 정류자도 또한 다만 불만족스러운 수명을 갖는데, 그 이유는 이 경우에는 캐리어 바디가 다만 비교적 낮은 치수 안정성을 가짐으로써, 드럼 정류자의 경우에는 작동 중에, 즉 상승된 온도에서 브러시 작동면이 둥글지 않게(얇은 층 돌출, 편심률 등) 될 수 있고, 플래인 정류자의 경우에는 평탄치 않게 될 수 있기 때문이다.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 드럼 정류자의 제 1 실시예의 축단면이고,
도 2는 도 1에 따른 드럼 정류자를 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절단하여 확대 도시한 횡단면이며,
도 3은 도 1 및 도 2에 따른 드럼 정류자의 측면도의 부분 확대도이고,
도 4는 상응하는 드럼 정류자를 제조하기 위한 중간 단계 동안에 도 1 내지 도 3에 따른 드럼 정류자를 제조하기 위해 사용된 공구의 횡단면이며,
도 5는 본 발명에 따라 구성된 드럼 정류자의 제 2 실시예의 횡단면이다.
본 발명의 목적은, 비교적 저렴하게 제조될 수 있는 동시에 높은 신뢰성 및 수명에도 불구하고 특히 전류 세기가 높은 경우에 높은 효율을 갖는 서문에 언급한 유형의 정류자를 제조하는 것이다.
앞에 제시된 목적은 본 발명에 따라, 캐리어 바디가 상이한 주형 재료로부터 제조되어 형상 결합 방식으로 상호 프레스 되는 2개의 구역, 즉 캐리어 바디 베이스 및 누전 보호층을 포함하며, 방사형 외부로 개방되고, 누전으로 충전된 절연 표면을 갖는 상기 누전 보호층이 상기 도체 세그먼트 사이에 배치되고, 제 1 주형 재료로 이루어지며, 상기 주형 재료는 상기 캐리어 바디 베이스의 제 2 주형 재료보다 누전에 더 강한 내성을 가짐으로써 달성된다. 따라서 본 발명에서 특히 중요한 것은, 캐리어 바디가 상이한 재료 특성을 갖는 2가지 다양한 주형 재료로 이루어진다는 것으로, 이 경우 도체 세그먼트 사이에 배치된, 각각 방사형 외부로 개방된, 누전으로 충전된 절연 표면을 갖는 누전 보호층은 캐리어 바디 베이스를 형성하는 나머지 주형 재료 영역보다 누전에 대해서 더 높은 내성을 갖는다. 본 발명에 따라 구성된 정류자의 특이한 장점은, 매우 높은 효율 및 높은 신뢰성으로 인해 적절치 못한 제조비용이 야기되지 않으면서도 상기와 같은 품질이 보장된다는 것이다. 그 이유는, 본 발명을 적용함으로써 치수 안정성이 매우 우수한 캐리어 바디를 구비한 정류자가 제조될 수 있음으로써, 심지어 극도의 작동 조건에서도 브러시 작동면의 중대한 비원형성 및 비평탄성이 나타나지 않으며, 이와 동시에 누전에 의한 정류자의 고장 및 효율 손실의 위험이 최소로 되기 때문이다. 이와 같은 맥락에서, 본 발명에 따른 정류자의 경우에는 정류자의 통상적인 구성 방식에서 누전 형성에 대해 저항력이 약한 전체 3개의 표면, 즉 각각 2개의 도체 세그먼트 사이에 있는 절연 표면, 연결 부재에 이웃하는 래커 차단부의 영역에 있는 절연 표면, 그리고 상기 연결 부재에 마주 놓인 정면 영역에 있는 절연 표면이 탄화에 대해서 효과적으로 보호되는 것이 특히 유리한 것으로 증명되었다.
비록 본 발명이 드럼 정류자를 구현하기에 매우 적합하다 하더라도, 본 발명은 드럼 정류자에만 한정되지 않는다. 오히려 본 발명은 기본적으로 상응하는 방식으로 플레인 정류자에도 적용될 수 있다. 따라서, 하기에서 본 발명의 설명을 위해 드럼 정류자가 인용되더라도, 본 발명은 이와 같은 구성 방식의 정류자에만 한정되지 않는다.
본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따라, 누전 보호층의 주형 재료는 폴리에스테르, 멜라민-포름알데히드, 에폭시드, 알릴에스테르 또는 누전에 대해 내성이 강한 다른 수지들, 상기와 같은 다수의 수지들의 조합 형태 또는 상기 수지들 중에서 적어도 하나의 수지와 페놀수지의 조합 형태를 기재로 한다. 이와 같은 경우에 캐리어 바디의 손상될 위험이 있는 표면에서는, 페놀수지로 이루어진 전체 캐리어 바디의 통상적인 제조 방식과 비교할 때 대략 2배 크기의 누전에 대한 내성이 산출될 수 있다. 그에 비해 캐리어 바디 베이스는 누전 보호층보다 더 우수한 기계적 특성, 특히 더욱 높은 열에 대한 내성 및 형태 안정성을 갖는다; 상기 캐리어 바디 베이스는 특히 바람직하게 페놀수지를 기재로 하는 또는 페놀수지를 함유하는 주형 재료로 이루어진다. 전술한 의도에서 본 발명에 따른 정류자를 실제와 관련된 특성 면에서 최적화하기 위해서는, 누전 보호층이 비교적 얇은 방사형 층두께를 갖는 것으로 충분하며, 통상적인 치수의 정류자에서 상기 층두께는 예를 들어 0.5 내지 3 mm일 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라서는, 상기 누전 보호층의 개별 영역들의 원주 방향으로 측정된 폭이 각각 2개의 이웃하는 도체 세그먼트 사이에 존재하는 공기 차단 갭의 폭보다 크다. 이 때 특히 누전 보호층의 개별 영역들의 폭은 방사 방향으로 외부로부터 내부로 가면서 증가할 수 있으며, 이 경우 상기 누전 보호층의 개별 영역들의 폭은 전체 층두께에 걸쳐서 각각 이웃하는 2개 도체 세그먼트에 형상 결합 방식으로 인접한다. 이와 같은 실시예는 치수 안정성, 누전 보호층의 보다 확실한 지지 및 그와 더불어 본 발명에 따른 정류자의 수명에 유리하게 작용한다. 다시 말해서 상기와 같은 유리한 작용은, 본 발명의 추가의 바람직한 개선예에 따라, 도체 세그먼트가 방사형 내부로 향하는 전기자 부분을 포함하고, 상기 전기자가 누전 보호층 내부에 뿐만 아니라 캐리어 바디 베이스 내부에도 고정되어 있는 경우에 해당된다.
본 발명의 다른 바람직한 개선예는, 누전 보호층이 외부로 향하는, 두께의 일부분에 걸쳐 있는 홈을 구비하고, 상기 홈이 각각 할당된 공기 차단 갭 쪽으로 정렬되어 상기 갭을 방사형 내부로 연장시키는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 개선된 정류자는 누전에 의한 손상 위험이 매우 적은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 바람직한 개선예에서는, 누전 보호층 및 캐리어 바디 베이스가 각각 공통의 경계면에서 상호 인접한다. 이 경우에는 상기 경계면이 특히 평탄치 않고, 릴리프(relief) 형태로 구조화될 수 있음으로써, 누전 보호층 및 캐리어 바디 베이스가 형상 결합 방식으로 상호 결합된다. 다른 측면에서는 상기 경계면이 평탄하게도 구현될 수 있다. 이와 같은 맥락에서 볼 때, 본 발명에 따른 정류자를 제조하는 방식이 상당히 중요하다. 이와 관련된 내용은 하기에서 상세하게 설명된다.
본 발명에 따른 정류자에서는, 누전 보호층의 개별 영역들의 방사형 외부로 향하는 절연 표면이 특히 연결 부재에 이웃하여, 브러시 작동면의 방향으로 내부로 향하는 노우즈 형상부를 각각 하나씩 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 정류자를 제조하기 위한 특히 바람직한 방법은 하기의 단계들을 포함한다: 금속 도체 세그먼트를 공구 내부에 삽입하는 단계; 상대적으로 누전에 대한 내성이 우수한 제 1 주형 재료를 2개의 서로 이웃하는 도체 세그먼트 사이에 있는, 각각 방사형 내부에서 제 1 내부 공구의 리브에 의해서 제한된 중간 공간 내부에 채우는 단계; 상기 제 1 내부 공구를 제거하는 단계; 형성될 캐리어 바디의 외부 윤곽을 규정하는 제 2 내부 공구를 사용하는 단계; 상대적으로 열에 안정적이고 형태 안정적인 제 2 주형 재료를 상기 공구 내부로 프레스 하는 단계로서, 이 단계에서는 2가지 주형 재료가 상기 제 2 주형 재료의 압력 및 열에 의해서 교차 결합되어 경화된다. 상기 방법에서 특히 바람직한 것은, 주형 재료를 위해서 단 한 번의 프레스 과정이 필요하다는 것으로, 그 이유는 상기 제 1 주형 재료가 무압력 상태에서 전술한 중간 공간 내부에 채워질 수 있기 때문이다; 그에 상응하게 캐리어 바디를 프레스 하기 위해 적합한 단 한 가지 형성이 또한 필요하다. 이 경우에는 상기 제 1 주형 재료가 채우는 과정 동안 바람직하게 반죽 형태의 밀도를 가짐으로써, 상기 주형 재료는 한편으로 제 1 내부 공구의 제거 후에는 공구 외부로 흘러 나갈 수는 없지만, 다른 한편으로는 압력 하에서 모울드 내부로 프레스 된 제 2 주형 재료에 의해서 변형될 수 있다. 이와 같은 맥락에서, 제 1 주형 재료가 듀로 플라스틱을 기재로 하고, 제 2 주형 재료의 프레스 시점에서는 아직까지 경화되지 않음으로써, 상기 제 1 주형 재료가 상기 제 2 주형 재료의 프레스 과정 동안에는 도체 세그먼트의 형상 결합적인 설치를 위해서 변형되는 것이 매우 바람직한 것으로 증명되었다. 이 경우 특히 상기 제 1 주형 재료는 폴리에스테르, 멜라민-포름알데히드, 에폭시드, 알릴에스테르 또는 누전에 대한 내성이 우수한 다른 수지들 또는 상기 수지들의 조합 형태를 기재로 할 수 있다.
전술한 제조 방법의 틀 안에서는, 도체 세그먼트가 처음에는 일체형 도체 블랭크의 부분일 수 있고, 캐리어 바디의 형성 후에는 예를 들어 개별 도체 세그먼트를 서로 연결시키는 브리지 부분의 톱니 절단 공정 또는 압착 공정에 의해서 서로 분리될 수 있다. 이 경우 누전 보호층의 형성을 위해 이용되는 제 1 주형 재료가 그 내부를 채우는 중간 공간은 방사형 외부에서 상기 도체 블랭크의 브리지 부분에 의해서 제한될 수 있다. 그러나 전술한 제조 방법은 동일한 방식으로, 공지된 상기 방식으로 조립용 바스켓에 사용되는 예비 제조된 소수의 도체 세그먼트를 사용하는 경우에도 구현될 수 있다. 이 경우에는 전술한 중간 공간이 상기 조립용 바스켓의 부분인 간격 유지 비이드(bead)에 의해 방사형 외부에서 제한되는 것이 특히 유리하다.
본 발명에 따른 정류자를 제조하기 위한 대안적인 방법은 하기의 단계들을 포함한다; 금속 도체 세그먼트를 제 1 공구 내부에 삽입하는 단계; 2개의 주형 재료를 상기 제 1 공구의 관련 공동부 내부에 프레스 하는 단계; 프레스 된 주형 재료를 경화시키는 단계; 상기 도체 세그먼트 및 경화된 주형 재료를 포괄하는 중간 제품을 제 1 공구로부터 꺼내어 상기 중간 제품을 제 2 공구 내부에 삽입하는 단계; 다른 주형 재료를 상기 제 2 공구의 관련 공동부 내부에 프레스 하는 단계; 제 2 프레스 단계에서 프레스 된 주형 재료를 경화시키는 단계. 상기 제조 방법의 특징적인 장점은, 주형 재료의 처리 시점에서 비교적 얇은 액상이고 누전에 대해 강한 제 1 주형 재료도 사용될 수 있고; 전술한 제 1 방법 변형예에서 누전 보호층의 제조를 위해 누전에 강한 열가소성 주형 재료를 사용하는 것도 가능할 수 있다는 것이다. 물론, 캐리어 바디를 형성하는 2가지 주형 재료가 상호 분리되어 프레스 된 후에는 상응하게 적합한 2개의 모울드가 필요하게 된다.
본 발명이 동일한 방식으로 보강링을 구비한 정류자에 그리고 보강링이 없는 정류자에 사용될 수 있다는 사실은 다만 완벽성을 위해서만 참조될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 하기의 설명이 다만 보강링이 없는 정류자와만 관련이 있다는 상황으로부터 본 발명의 제한성이 도출될 수 없다.
본 발명은 도면에 도시된, 각각 드럼 정류자와 관련이 있는 2가지 바람직한 실시예를 참조하여 하기에서 자세히 설명된다.
도면의 도 1 내지 도 3에 도시된 드럼 정류자는 주요 구성 부분으로서, 주형 재료로부터 제조된 캐리어 바디(1) 및 정류자 축(2) 둘레에 균일하게 배치된 도체 세그먼트(3)를 포함한다. 서로 이웃하는 2개 도체 세그먼트(3) 사이에는 공기 차단 갭이 각각 하나씩 존재한다. 캐리어 바디(1)는 축(2)에 대해 동심인 보어(4)를 포함하고, 상기 보어는 회전자 축 상에 정류자를 배열하기 위해서 이용된다.
도체 세그먼트(3)의 방사형 내부에 배치된 전기자 부분(5)은, 회전수가 높은 경우에도 그 상황에서 주도적인 원심력에도 불구하고 도체 세그먼트를 확실하게 고정시키기 위해서 상기 캐리어 바디(1)의 주형 재료 내부에 삽입된다. 도체 세그먼트(3)의 단부측에는 연결 돌기부(6)로서 구현된 연결 부재가 제공되고, 상기 연결 부재는 공지된 방식으로 와인딩 와이어를 정류자에 연결시키기 위해서 이용된다. 대안적으로는, 연결 부재가 연결 돌기부로서 형성되는 대신에 다른 적합한 방식으로, 예컨대 슬롯의 형태로 또는 납땜 림(rim)으로서도 구현될 수 있음을 알 수 있다. 원통면 상에 배치된 도체 세그먼트(3)의 방사형 외부면(7)은 브러시(8)를 위한 작동면을 형성한다.
본 실시예의 범위에서는 도면의 도 1 내지 도 3에 도시된 정류자가 충분히 공지된 선행 기술에 상응하기 때문에, 추가의 설명이 필요치 않다.
캐리어 바디(1)는 상이한 재료 특성을 갖는 2가지 상이한 주형 재료로 이루어진다; 상기 캐리어 바디는 누전 보호층(9) 및 캐리어 바디 베이스(11)를 포함하고, 상기 누전 보호층의 개별 구역들은 도체 세그먼트(3) 사이에 배치된, 방사형 외부로 개방된 절연 표면(10)을 각각 하나씩 포함하며, 상기 캐리어 바디 베이스는 캐리어 바디(1)의 나머지 부분을 차지한다. 본 발명에 따라, 다만 상대적으로 얇은 방사형 두께를 갖는 누전 보호층(9)은 캐리어 바디 베이스(11)보다 높은 누전에 대한 내성을 갖는다. 도시된 실시예에서 이와 같은 내성은, 캐리어 바디 베이스(11)가 페놀수지를 함유하는 주형 재료로 이루어지는 한편, 상기 누전 보호층(9)이 폴리에스테르수지, 멜라민수지 및/또는 에폭시수지를 함유하는 주형 재료로 이루어짐으로써 달성된다. 상기와 같은 유형의 재료쌍의 경우에는 캐리어 바디 베이스(11)가 누전 보호층(9)보다 우수한 기계적 특성, 특히 보다 높은 열에 대한 내성을 갖는다.
도체 세그먼트(3)의 방사형 내부로 향하는 전기자 부분(5)은 개별 주형 재료 내부에 상응하게 삽입됨으로써 누전 보호층(9) 내부에 뿐만 아니라 캐리어 바디 베이스(11) 내부에도 고정된다.
브러시 작동면에 비해 내부로 변위되고 방사형 외부로 향하는 누전 보호층(9)의 절연 표면(10)은 연결 돌출부(6)에 인접하면서 외부로 향하는 노우즈 형상부(12)를 각각 하나씩 포함한다.
도 4는 상대적으로 누전에 강한 주형 재료로 이루어진 누전 보호층(9)의 형성이 시작되는 도 1 내지 도 3에 도시된 드럼 정류자의 제조 동안의 방법 단계를 도시한다. 이 경우에는 외부 공구(13) 및 제 1 내부 공구(14)를 포함하는, 여러 부분으로 이루어진 공구가 사용된다. 상기 외부 공구(13)는 재킷(15)을 구비하고, 상기 재킷의 내부면에는 조립용 바스켓의 간격 유지 비이드(16)가 인접한다. 상기 간격 유지 비이드는 각각 2개의 서로 이웃하는 도체 세그먼트(3) 사이에 간격을 제공하여 드럼 정류자의 공기 차단 갭의 치수를 규정한다. 상기 제 1 내부 공구(14)는 방사형 외부로 향하는 리브(17)를 포함한다. 상기 리브의 밀봉 측면은 각각 서로 이웃하는 2개 도체 세그먼트(3)의 전기자 부분(5)에 인접한다. 이와 같은 방식으로, 서로 이웃하는 상기 2개 도체 세그먼트(3), 상기 도체 세그먼트 사이에 배치된 간격 유지 비이드(16) 및 마찬가지로 관련 도체 세그먼트(3) 사이에 배치된 리브(17)에 의해서는 중간 공간(18)이 각각 하나씩 형성되며, 상기 중간 공간은 도 4에 도시된 바와 같이 누전 보호층(9)의 각각의 개별 구역들을 형성하기 위해서 누전에 더욱 강한 제 1 주형 재료로 채워질 수 있다.
상기 제 1 내부 공구(14)가 제거된 후에는, - 도시되지 않은 - 제 2 내부 공구가 사용되며, 상기 제 2 내부 공구는 상응하는 모울드 공동부를 통해서 제조될 캐리어 바디의 외부 윤곽을 결정해준다. 상기 모울드 공동부 내부에는 캐리어 바디 베이스(11)를 형성하기 위해서 필요한 양의, 상대적으로 형상 안정적인 주형 재료가 프레스 되며, 이 경우 제 1 주형 재료는 상응하는 압력 및 온도 하에서 형상 결합 방식으로 그리고 관련 도체 세그먼트(3)에 확실하게 고정된다. 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 이 경우에는 평탄하지 않고 릴리프 형상으로 구조화된 경계면(19)이 상기 캐리어 바디 베이스(11)와 누전 보호층(9) 사이에 형성되며, 상기 경계면에서는 2가지 주형 재료가 형상 결합 방식으로 서로 결합된다. 제 2 주형 재료에 의해 형성된 열 때문에, 제 1 주형 재료도 또한 교차 결합 및 경화된다.
도 5는 (다른 구성적인 세부 내용을 갖는) 본 발명에 따른 드럼 정류자의 제조를 대안적인 제조 방법으로서 보여준다. 제 1 제조 단계에서는, 형상 안정적인 주형 재료가 압력 하에서 제 1 공구의 상응하는 공동부 내부로 주입됨으로써, 상기 제 1 공구를 사용하여 캐리어 바디 베이스(11)가 제조된다. 이와 같은 방식으로 제조된 캐리어 바디 베이스(11)가 경화된 후에는, 중간 제품이 제 2 공구 내부에 삽입되고, 상기 제 2 공구 내에서는 누전에 더욱 강한 제 2 주형 재료가 상응하는 공동부 내부로 주입됨으로써 누전 보호층(9)의 개별 구역들(20)이 형성되고, 이와 같은 방식으로 캐리어 바디(1)의 형성 과정이 종료된다. 상기 누전 보호층(9)의 개별 구역들(20)은 도체 세그먼트(3)의 상응하는 리세스(21) 내부의 양면에 삽입된다. 절연면(10)의 영역에서는 상기 누전 보호층(9)의 개별 구역들(20)이 홈(22)을 각각 하나씩 구비하며, 상기 홈은 해당 공기 차단 갭을 향하여 정렬되어 상기 갭을 방사형 내부로 연장시킨다.
본 발명의 틀 안에서는, 전술한 방법에서 2가지 제조 단계들이 반대 순서로 진행될 수 있다는 사실도 알 수 있다.
상기 제 2 방법 변형예가 도 1 내지 도 3에 따른 - 경우에 따라서는 경계면(19)의 특수한 형상은 제외함 - 정류자를 제조하기 위해 적합한 것과 마찬가지로, 도 5에 도시된 정류자가 제 1 방법 변형예의 적용에 의해서도 제조될 수 있다는 내용은 다만 명확한 설명을 위해서만 보충될 수 있다.

Claims (17)

  1. 주형 재료로부터 제조된 캐리어 바디(1) 및 다수의 금속 도체 세그먼트(3)를 포함하며, 상기 도체 세그먼트가 상기 캐리어 바디 상에서 정류자 축(2) 둘레에 균일하게 배치되고, 자체 상의 단부면에 배치된 연결 부재(6)를 구비하도록 구성된, 전기 기계용 드럼 정류자에 있어서,
    상기 캐리어 바디(1)는 상이한 재료 특성을 갖는 2가지 다양한 주형 재료로 이루어지며,
    상기 도체 세그먼트(3) 사이에 배치되고, 각각 방사형 외부로 개방되며, 누전으로 충전된 절연 표면(10)을 갖는 제 1 주형 재료 구역(9)은 나머지 제 2 주형 재료 구역(11)보다 높은 누전에 대한 내성을 갖는 것을 특징으로 하는 드럼 정류자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 주형 재료 구역(9)의 주형 재료는 폴리에스테르, 멜라민-포름알데히드, 에폭시드, 알릴에스테르 또는 누전에 더욱 강한 다른 수지들 또는 상기 수지들의 조합 형태를 기재로 하는 것을 특징으로 하는 드럼 정류자.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 주형 재료 구역(11)은 상기 제 1 주형 재료 구역(9)보다 우수한 기계적 특성들, 특히 보다 높은 열에 대한 내성을 갖는 것을 특징으로 하는 드럼 정류자.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 주형 재료 구역(11)이 페놀수지를 함유하는 주형 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 드럼 정류자.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 주형 재료 구역(9)의 원주 방향으로 측정된 가장 큰 폭은 각각 2개의 이웃하는 도체 세그먼트(3) 사이에 존재하는 공기 차단 갭의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 드럼 정류자.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 주형 재료 구역(9)의 폭은 방사 방향으로 외부로부터 내부로 가면서 증가하며,
    상기 제 1 주형 재료 구역은 자신의 전체 층두께에 걸쳐서 각각 이웃하는 2개 도체 세그먼트(3)에 형상 결합 방식으로 인접하는 것을 특징으로 하는 드럼 정류자.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 주형 재료 구역(9)은 외부로 향하는, 두께의 일부분에 걸쳐 있는 홈(22)을 각각 하나씩 가지며, 상기 홈은 해당 공기 차단 갭 쪽으로 정렬되어 상기 갭을 방사형 내부로 연장시키는 것을 특징으로 하는 드럼 정류자.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 주형 재료 구역(9) 및 제 2 주형 재료 구역(11)이 각각 공통의 경계면(19)에 서로 인접하는 것을 특징으로 하는 드럼 정류자.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 경계면(19)이 평탄하지 않게 릴리프 형태로 구조화됨으로써, 상기 제 1 주형 재료 구역(9) 및 제 2 주형 재료 구역(11)이 형상 결합 방식으로 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 드럼 정류자.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 경계면(19)이 평탄한 것을 특징으로 하는 드럼 정류자.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도체 세그먼트(3)가 방사형 내부로 향하는 전기자 부분(5)을 포함하고, 상기 전기자 부분은 상기 제 1 주형 재료 구역(9) 내부에 뿐만 아니라 상기 제 2 주형 재료 구역(11) 내부에도 고정되는 것을 특징으로 하는 드럼 정류자.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 주형 재료 구역(9)의 방사형 외부로 향하는 절연 표면(10)이 연결 돌출부(6)에 이웃하여, 외부로 향하는 노우즈 형상부(12)를 각각 하나씩 구비하는 것을 특징으로 하는 드럼 정류자.
  13. - 예비 제조된 금속 도체 세그먼트(3)를 공구 내부에 삽입하는 단계로서, 외부 공구(13)의 간격 유지 비이드(16)가 나중에는 공기 차단 갭을 규정하며;
    - 상대적으로 누전에 더욱 강한 제 1 주형 재료를 2개의 서로 이웃하는 도체 세그먼트(3) 사이에 각각 존재하는 중간 공간(18) 내부에 채우는 단계로서, 상기 중간 공간은 각각 방사형 외부에서는 간격 유지 비이드(16)에 의해서 그리고 방사형 내부에서는 제 1 내부 공구(14)의 리브(17)에 의해서 제한되며;
    - 상기 제 1 내부 공구(14)를 제거하는 단계;
    - 형성될 캐리어 바디(1)의 외부 윤곽을 규정하는 제 2 내부 공구를 사용하는 단계;
    - 상대적으로 열에 대한 내성 및 형상 안정성이 우수한 제 2 주형 재료를 상기 공구 내부에 프레스 하는 단계로서, 2가지 주형 재료가 상기 제 2 주형 재료의 압력 및 열에 의해서 교차 결합되는, 제 1 항에 따른 드럼 정류자를 제조하기 위한 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 주형 재료가 듀로 플라스틱을 기재로 하고, 상기 제 2 주형 재료의 프레스 시점에서는 아직까지 경화되지 않음으로써, 상기 제 2 주형 재료의 프레스 동안에는 상기 제 1 주형 재료가 변형되는 것을 특징으로 하는 드럼 정류자의 제조 방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 주형 재료가 폴리에스테르, 멜라민-포름알데히드, 에폭시드, 알릴에스테르 또는 누전에 강한 다른 수지들 또는 상기 수지들의 조합 형태를 기재로 하는 것을 특징으로 하는 드럼 정류자의 제조 방법.
  16. - 예비 제조된 금속 도체 세그먼트(3)를 제 1 공구 내부에 삽입하는 단계;
    - 상기 2가지 주형 재료들 중에서 한 가지 주형 재료를 상기 제 1 공구의 해당 공동부 내부에 프레스 하는 단계;
    - 이전에 프레스 된 주형 재료를 경화시키는 단계;
    - 상기 도체 세그먼트(3) 및 상기 경화된 주형 재료를 포괄하는 중간 제품을 상기 제 1 공구로부터 빼내고, 상기 중간 제품을 제 2 공구 내부에 삽입하는 단계;
    - 다른 주형 재료를 상기 제 2 공구의 해당 공동부 내부에 프레스 하는 단계;
    - 상기 제 2 프레스 단계에서 프레스 된 주형 재료를 경화시키는 단계를 포함하는, 제 1 항에 따른 드럼 정류자를 제조하기 위한 방법.
  17. - 예비 제조된 금속 도체 세그먼트(3) 및 상기 도체 세그먼트 사이에 각각 배치되고 마찬가지로 예비 제조된 제 1 주형 재료 바디(20)를 공구 내부에 삽입하는 단계로서, 상기 제 1 주형 재료 바디(20)는 상대적으로 누전에 강한 제 1 주형 재료로 이루어지며;
    - 상대적으로 열에 대해서 안정적이고 치수 안정적인 제 2 주형 재료를 상기 제 2 주형 재료 구역을 형성하기 위한 공구 내부에 프레스 하는 단계,
    - 프레스 된 상기 제 2 주형 재료를 경화시키는 단계;
    - 정류자를 공구로부터 빼내는 단계를 포함하는, 제 1 항에 따른 드럼 정류자를 제조하기 위한 방법.
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