KR20120120146A

KR20120120146A - 평탄 정류자를 제조하기 위한 방법, 및 평탄 정류자

Info

Publication number: KR20120120146A
Application number: KR1020127014126A
Authority: KR
Inventors: 마르얌 드르모타; 담얀 쿠메르; 실베스테르 예센코
Original assignee: 콜레크터 그룹 보덴예 인 우프라블랸예 드룬츠브 디.오.오.
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2012-11-01
Also published as: US20120242188A1; BR112012013499A2; US8887378B2; EP2507876B1; CN102859811A; CN102859811B; WO2011066966A1; EP2507876A1; DE102009057063A1

Abstract

본 발명은 지지체 (1), 탄소 세그먼트 (2) 들 및 도체 세그먼트 (5) 들을 가진 평탄 정류자를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 평탄 정류자를 제조하기 위해 상기 지지체는, 상기 지지체가 방사상으로 바깥쪽으로, 방사상으로 안쪽으로, 또한 브러시 작동면 (4) 과 마주 보고 있는 탄소 링 디스크의 단부면 (13) 에서 상기 탄소 링 디스크에 밀착하도록 상기 탄소 링 디스크에 성형된다 (상기 탄소 링 디스크는 추후에 서로 절연된 탄소 세그먼트 (2) 들로 개별화된다). 그 후, 상기 도체 세그먼트들은, 각각 상기 도체 세그먼트들의 접촉핀 (26) 이 공동 (23) (상기 공동은 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 지지체의 표면 (24) 으로부터 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 탄소 세그먼트 (2) 들 또는 상기 탄소 링 디스크의 표면 (19) 까지 뻗어 있다) 을 관통하고, 그리고 그의 자유 단부에서, 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 탄소 세그먼트 (2) 들 또는 상기 탄소 링 디스크의 표면 (19) 과 접촉하도록 개별적으로 상기 지지체에 부착된다.

Description

평탄 정류자를 제조하기 위한 방법, 및 평탄 정류자 {METHOD FOR PRODUCING A FLAT COMMUTATOR, AND FLAT COMMUTATOR}

본 발명은 절연 (insulating) 지지체, 다수의 탄소 세그먼트, 및 이것들과 전기 전도적으로 연결된 다수의 도체 세그먼트를 포함한, 다이나모일렉트릭 머신 (dynamoelectric machine) 용 평탄 정류자를 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 이때 상기 탄소 세그먼트들은 본질적으로 평탄한 브러시 작동면을 정의하고, 그리고 상기 도체 세그먼트들은 각각 회전자 권선 연결부를 구비한다. 또한, 본 발명은 이러한 방법에 따라 제조된 평탄 정류자에 관한 것이며, 상기 평탄 정류자는 절연 지지체, 서로 절연된 다수의 탄소 세그먼트, 및 이것들과 전기 전도적으로 연결된 다수의 도체 세그먼트를 포함하고, 이때 상기 탄소 세그먼트들은 본질적으로 평탄한 브러시 작동면을 정의하며, 상기 도체 세그먼트들은 각각 회전자 권선 연결부를 구비하고, 그리고 상기 지지체는 방사상으로 바깥쪽으로, 방사상으로 안쪽으로, 또한 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 탄소 세그먼트들의 단부면에서 형상 결합 및 재료 결합으로 상기 탄소 세그먼트들에 밀착한다.

탄소 작동면을 가진 평탄 정류자들이 여러 가지 설계로 공지되어 있다. 이 점에 있어서, 특히 US 5,760,518 A, WO 92/01321 A1, JP 2000208225 A, US 5,637,944 A, EP 667 657 A1, US 5, 442, 849 A, JP 08065967 A, US 6,667,565 B2, EP 1 524 736 B1, DE 10 2005 028 789 A1, JP 11055904 A 및 DE 10 2006 021 696 A1 이 해당 선행기술에 속한다. 이때, 탄소 작동면을 가진 공지된 평탄 정류자들, 및 상기 평탄 정류자들을 제조하기 위해 이용된 방법은 다음과 같이 본질적으로 다섯 개의 그룹으로 나뉘어질 수 있다.

설계들의 제 1 그룹에 따르면, 단일한 금속 부품 (도체 블랭크) 둘레에, 지지체를 형성하는 플라스틱이 사출된다. 그 후, 상기 도체 블랭크는 그의 단부면에서 선반으로 깎아내지며, 그리고 탄소 링 디스크는 상기 도체 블랭크에, 즉 그의 단부면에 부착되거나 또는 납땜된다. 그 후, 상기 탄소 링 디스크는 세그먼트들이 되도록 톱으로 잘라지며, 이때 상기 도체 블랭크도 서로 절연된 개별적인 도체 세그먼트들로 분리된다. 이 제조방법, 및 이 제조방법에 따라 제조된 평탄 정류자들에서는, 특히 상기 지지체 안에서의 상기 탄소 세그먼트들의 기계적인 앵커링이 없다는 것이 단점이며, 이는 - 적어도 여러 가지 적용에 대해 - 해당 정류자의 만족스럽지 못한 수명으로 표출된다. 이 이외에, 쏘우 컷들 (saw cuts) 의 영역에서 노출된 금속 표면들의 보호가 필요하며, 제조방법이 비용이 많이 들고, 그리고 도체 세그먼트들을 위한 금속 재료의 소비가 매우 크며, 이는 특히 구리에 대해 바로 최근에 현저히 상승한 원료값과 관련하여 상응하는 평탄 정류자들의 값을 상당히 올린다.

제조방법의 제 2 그룹에 따르면, 도체 블랭크를 형성하는 완전한 금속체 (상기 금속체는 특히 브리지부들을 이용해 서로 연결된 도체 세그먼트들을 포함할 수 있다) 는 사전 처리된 탄소 링 디스크 상에 납땜되거나 또는 부착되고, 따라서 상기 두 부품은 전기 전도적인 세트를 형성한다. 그 후, 이 세트 둘레에, 지지체를 형성하기 위해 플라스틱이 사출된다. 상기 금속체의 돌출 부분들 (브리지부들) 및 회전자 권선을 위한 연결훅의 기계적 가공, 금속 표면들의 표면 보호 (주석 도금), 정면 탄소 표면의 기계적 가공, 탄소 링 디스크를 탄소 세그먼트들이 되도록 톱질하기, 훅 (hook) 들의 굽힘, 및 천공 가공이 뒤따른다. 제조방법의 상기 제 1 그룹과 관련하여 (위 참조), 여기에서는 금속 재료의 보다 적은 소비가 초래된다; 하지만 가공 공정들의 개수가 비슷하게 많다. 하지만, 지지체 안에서의 상기 탄소 세그먼트들의 앵커링은 개선되어 있다.

제조방법의 제 3 그룹에서는 (예컨대 DE 10 2005 028 789 A1 참조), 우선 플라스틱으로 만들어진 완전한 기본체가 사출성형되거나 또는 그 밖의 방식으로 성형된다; 그리고 그 후 개별적인 금속 세그먼트들 (상기 금속 세그먼트들은 이미 훅의 최종 형태를 가지며, 그리고 이미 표면이 보호되어 있다) 이 상기 지지체 안에 삽입된다. 그 후, 상기 삽입된 도체 세그먼트들과, 일체로 사전 처리된 탄소 링 디스크와의 결합은 전기 전도성 바인더를 추가하여 수행된다. 그 후, 탄소 링 디스크의 단부면은 터닝 가공되고, 그리고 상기 디스크는 탄소 세그먼트들이 되도록 톱으로 잘라지며, 그리고 보어가 가공된다. 이 방식에서는, 상기 제 1 및 제 2 위치에서 언급된 두 그룹에 비해 가공 공정들의 개수가 줄어들 수 있기는 하다; 그리고 도체 세그먼트들의 제조를 위한 금속들의 비교적 적은 소비도 바람직하다. 하지만, 이 방식으로 제조된 평탄 정류자들은, 탄소 세그먼트들이 안좋게 앵커링되어 있기 때문에 신뢰성이 충분치 않다고 증명된다.

제조방법의 제 4 그룹에서는, 탄소 세그먼트들을 형성하기 위해 분상 흑연 재료가 도체 블랭크 둘레에서 압축성형된다 (예컨대 JP 08065967 A 참조). 이러한 방법은 실제로 지금까지, 탄소 작동면을 가진 신뢰성 있는, 수명이 긴 평탄 정류자들의 제조에 부적합하다고 증명되었다.

제조방법 (예컨대 JP 200208225 A 및 DE 10 2006 021 696 A1 참조) 및, 상응하는 평탄 정류자들의 제 5 그룹에서는, 금속성 도체 세그먼트들이 전혀 사용되지 않는 것이 전형적이다. 이 경우에는, 전형적으로, 단일한 탄소 링 디스크 둘레에, 지지체의 플라스틱이 사출된다. 그 후, 탄소 링 디스크는 쏘우 컷들을 통해 서로 절연된 탄소 세그먼트들로 나뉘어진다. 이러한 설계들에 있어서는, 전형적으로 도체 세그먼트들에 배치된 훅들 둘레로 회전자 권선의 일반적인 감기 및 훅들의 용접이 가능하지 않기 때문에, 이 점에 있어서 회전자 권선을 정류자와 연결시키는 정착된 방법들이 적용될 수 없다. 그 대신 다른 해결책들 (예컨대 별개의 절연 인서트의 사용) 을 찾아야 하며, 상기 인서트는 바로 탄소 세그먼트들에서의 회전자 권선의 단부들의 접촉을 경우에 따라서는 전기 전도성 바인더의 사용하에 보장한다.

마지막으로, JP 11055904 A 는 특수 지위를 차지하며, 이에 따르면 개별적으로 사전 제조된 탄소 세그먼트들은 세라믹으로 구성된, 바닥 및 가장자리를 포함한 지지체 안으로 삽입되며, 이때 방사상으로 안쪽으로 탄소 세그먼트들 사이에는, 마찬가지로 세라믹으로 구성된 코어가 삽입된다. 이때, 금속성 연결훅들은 단부 섹션과 함께, 탄소 세그먼트의 각각 방사상 외면과 상기 지지체의 가장자리의 방사상 내면 사이로 돌출한다. 그 후, 이렇게 하여 사전 제조된, 세라믹 지지체, 세라믹 코어, 탄소 세그먼트들 및 연결훅들을 가진 유닛에는, 플라스틱 덩어리를 갖고 지지체 바디가 성형되며, 상기 지지체 바디는 방사상으로 바깥쪽에서는 상기 세라믹 지지체의 가장자리를 덮고 방사상으로 안쪽에서는 상기 세라믹 코어를 덮는다. 탄소 세그먼트들을 통해 형성된 브러시 작동면을 구비한 평탄 정류자들을 제조하기 위한 상기 설명된 그 밖의 많은 방법에서처럼, 여기에서도 실용적인 요구들을 충족시키지 않고 탄소 세그먼트들의 수명을 손상시키는 불충분한 앵커링이 존재한다.

상기 설명된 선행기술을 고려하여, 본 발명의 목적은 간단하고 신뢰성 있는 방법 실시 및 비싼 출발재료들에 대한 적은 요구에 의해 탁월함을 나타내는, 평탄 정류자를 제조하기 위한 도입부에 제시된 방법을 제공하는 것이며, 이렇게 하여 제조된 평탄 정류자는 특히 적은 제조비용, 높은 신뢰성 및 긴 수명에 의해 탁월함을 나타내야 한다.

이 목적은, 본 발명에 따르면, 절연 지지체, 다수의 탄소 세그먼트, 및 이것들과 전기 전도적으로 연결된 다수의 도체 세그먼트를 포함하는, 다이나모일렉트릭 머신용 평탄 정류자를 제조하기 위한 방법으로서, 이때 상기 탄소 세그먼트들은 본질적으로 평탄한 브러시 작동면을 정의하고, 그리고 상기 도체 세그먼트들은 각각 회전자 권선 연결부를 구비하며:

탄소 링 디스크를 준비하는 단계;

상기 지지체가 방사상으로 바깥쪽으로, 방사상으로 안쪽으로, 또한 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 탄소 링 디스크의 단부면에서 형상 결합 및 재료 결합으로 상기 탄소 링 디스크에 밀착하도록, 상기 탄소 링 디스크에 상기 지지체를 성형하는 단계;

상기 지지체 안으로 공동 (cavity) 들을 도입시키는 단계 (상기 공동들은 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 지지체의 표면으로부터 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 탄소 세그먼트들 또는 상기 탄소 링 디스크의 표면까지 뻗어 있다);

각각 상기 도체 세그먼트들의 접촉핀이 상기 공동들 중 하나를 관통하고, 그리고 그의 자유 단부에서, 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 탄소 세그먼트들 또는 상기 탄소 링 디스크의 표면과 접촉하도록, 상기 도체 세그먼트들을 상기 지지체에 부착시키는 단계;

상기 탄소 링 디스크를, 서로 절연된 탄소 세그먼트들로 개별화시키는 단계를 포함한 평탄 정류자를 제조하기 위한 방법을 통해 달성된다.

본 발명의 그 밖의 양상에 따르면, 상기 언급된 목적은 상기 제시된 방법에 따라 제조된 평탄 정류자를 통해 달성되며, 상기 평탄 정류자는 절연 지지체, 서로 절연된 다수의 탄소 세그먼트, 및 이것들과 전기 전도적으로 연결된 다수의 도체 세그먼트를 포함하고, 이때 상기 탄소 세그먼트들은 본질적으로 평탄한 브러시 작동면을 정의하며, 상기 도체 세그먼트들은 각각 회전자 권선 연결부를 구비하고, 그리고 상기 지지체는 방사상으로 바깥쪽으로, 방사상으로 안쪽으로, 또한 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 탄소 세그먼트들의 단부면에서 형상 결합 및 재료 결합으로 상기 탄소 세그먼트들에 밀착하며, 그리고 공동들을 구비하고, 상기 공동들은 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 지지체의 표면으로부터 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 탄소 세그먼트들의 표면까지 뻗어 있으며, 이때 이 이외에 각각 상기 도체 세그먼트들의 접촉핀은 상기 공동들 중 하나를 관통하고, 그리고 그의 자유 단부에서, 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 탄소 세그먼트들의 표면과 접촉한다.

서로 조합되어, 절연 지지체, 다수의 탄소 세그먼트, 및 이것들과 전기 전도적으로 연결된 다수의 도체 세그먼트를 포함한 평탄 정류자를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법에 있어서는, 기능적으로 서로 관련된 다음의 단계들 또는 관점들이 특색이 있다. 탄소 링 디스크가 탄소 세그먼트들의 출발점을 형성한다; 이러한 탄소 링 디스크는 비교적 적은 비용으로 매우 좋은 품질 및 균질성을 갖고 제조 가능하다. 이 탄소 링 디스크에는 - 플라스틱 재료를 사출시킴으로써 - 지지체가 성형되며, 보다 정확히 말하면 상기 지지체는 방사상으로 바깥쪽으로, 방사상으로 안쪽으로, 또한 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 탄소 링 디스크의 단부면에서 형상 결합 및 재료 결합으로 상기 탄소 링 디스크에 밀착하도록 성형된다. 상기 지지체 안으로 공동들이 도입되며, 상기 공동들은 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 지지체의 표면으로부터 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 탄소 링 디스크 또는 - 그 시점에서 상기 탄소 링 디스크가 이미 개별적인 탄소 세그먼트들로 개별화되어 있는 한 (아래 참조) - 상기 개별적인 탄소 세그먼트들의 표면까지 뻗어 있다. 상기 공동들 (그들의 개수는 (추후의) 탄소 세그먼트들 및 도체 세그먼트들의 개수와 일치한다) 은 이미 상기 지지체의 성형시 형성될 수 있으며, 특히 성형 공구의 상응하는 코어들을 통해, 상기 공동들에 상응하는 중공 공간들이 상기 지지체 안에 형성됨으로써 형성된다. 이러한 방식은 본 발명에 따른 평탄 정류자의 비용 절감적인 제조와 관련하여 매우 바람직하다. 하지만 상기 방식은 강제적이지 않다. 오히려 상기 공동들은 나중에 상기 지지체 안에 도입될 수도 있다 (예컨대 천공을 통해). 그리고 나서, - 처음부터 개별적인, 분리되어 있는 - 도체 세그먼트들이 상기 지지체에 부착되며, 보다 정확히 말하면 각각의 도체 세그먼트의 접촉핀이 (상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 지지체의 단부면으로부터) 상기 지지체의 상기 공동들 중 하나 안에 삽입되고, 그리고 이것을 관통하도록 부착되며, 따라서 상기 접촉핀은 그의 자유 단부에서, 바람직하게는 그의 단부면과 함께, 상기 할당된 해당 탄소 세그먼트 또는 탄소 링 디스크와 접촉하고, 보다 정확히 말하면 바람직하게는 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 할당된 해당 탄소 세그먼트 또는 상기 탄소 링 디스크의 표면과 접촉한다.

평탄 정류자를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 제 1 바람직한 개선형태에 따르면, 상기 절연된 개별적인 탄소 세그먼트들로의 상기 탄소 링 디스크의 개별화는 상기 도체 세그먼트들을 상기 지지체에 부착시키기 전에 이미 수행된다. 상기 지지체 안으로의 상기 공동들의 도입이 이미 상기 지지체의 성형시 수행되면 (예컨대 사출 성형 금형 안에 삽입된 코어들을 통한 상응하는 중공 공간들의 형성을 통해) 마찬가지로 바람직하다 (위 참조). 하지만 둘 다 강제적이지 않다.

이 이외에, 본 발명의 다른 바람직한 개선형태에 따르면, 접촉 수단이 상기 공동들 안에 도입되면, 보다 정확히 말하면 특히 바람직하게는 상기 도체 세그먼트들을 상기 지지체에 부착시키기 전에 도입되면 바람직하다. 적합한 접촉 수단으로서는 특히 납땜 수단 및 전기 전도성 접착제가 고려되며, 이때 접촉 수단으로서의 납땜의 사용시에는 상기 탄소 링 디스크는 목적에 부합하여 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 표면에서 전부 또는 적어도 부분적으로 금속화되어 있고, 반면 전기 전도성 접착제는 납땜 가능하지 않은 탄소 링 디스크에 있어서 목적에 부합하는 것으로 증명된다.

본 발명의 다른 바람직한 개선형태는, 상기 탄소 링 디스크와 상기 지지체를 포함하는 반제품이 상기 도체 세그먼트를 부착시키기 전에 기술적인 시효 (technical aging), 특히 열시효 (thermal aging) 를 겪는다는 점에 의해 탁월함을 나타낸다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 탄소 링 디스크 또는 이미 개별화된 상기 탄소 세그먼트들, 상기 지지체, 상기 도체 세그먼트들, 및 경우에 따라서는 접촉 수단을 포함하는 반제품은, 석탄과 상기 도체 세그먼트들 간의 변함없는, 안정적인 전기적 연결을 안전하게 하기 위해 열처리될 수 있다. 두 방법변형은 본 발명에 따른 방법에 따라 제조된 평탄 정류자의 수명 및 지속적인 신뢰성에 유리하게 작용한다.

마찬가지로 상기 평탄 정류자의 높은 신뢰성과 관련하여, 상기 탄소 링 디스크가 그의 외부 및/또는 그의 내부 둘레 가장자리의 영역에서 계단형으로 윤곽 가공되어 있으며 (profiled) 및/또는 톱니 모양으로 되어 있으면 특히 바람직하다. 이때, 상기 지지체와 상기 탄소 세그먼트들이 언더컷되어 서로 맞물리는 윤곽 가공 (profiling) 이 특히 유리하다. 특히 상기 접촉핀들이 그들의 단부면들과 함께, 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 탄소 세그먼트들의 단부면과 접촉하면, 상기 탄소 링 디스크는 바람직하게는 환상 그루브 (annular groove) 를 구비한다. 모든 이 조치는 상기 탄소 링 디스크와, 이것에 성형된 상기 지지체와의 개선된 형상 결합식 맞물림을 초래하며, 그 결과 축방향에서, 원주방향에서 또는 방사상 방향에서 상기 지지체 안에서의 상기 탄소 세그먼트들의 고정이 개선된다.

상기 접촉핀들과 상기 탄소 세그먼트들과의 특히 신뢰성 있는, 지속적인 접촉은, 상기 탄소 링 디스크는 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 그의 단부면에 접합관 모양의 돌출부들을 구비하고, 상기 돌출부들 안으로, 상기 지지체에 부착된 도체 세그먼트들의 접촉핀들이 그들의 자유 단부들과 함께 들어감으로써 달성된다. 이를 위해, 상기 접촉핀들은 특히 테이퍼된 (tapered) 접촉 첨단부들을 구비할 수 있다. 이는 본 발명의 그 밖의 바람직한 개선형태에 따르면 상기 도체 세그먼트들을 상기 지지체에 부착시킨 후 상기 공동들이 적어도 부분적으로 보호 및/또는 밀봉 수단 (예컨대 합성 수지) 으로 채워지면 특히 유리하고, 상기 보호 및/또는 밀봉 수단은 상기 탄소 세그먼트들과 상기 각각 할당된 접촉핀 사이의 접촉 구역들을 신뢰성 있게 매체 (상기 매체 안에서 해당 정류자가 작동된다) 로부터 보호한다.

본 발명의 그 밖의 특히 바람직한 개선형태들은 도체 세그먼트들의 설계, 및 상기 도체 세그먼트들과 상기 지지체와의 기능적인 상호 작용에 관한 것이다. 상기 도체 세그먼트들은 상기 접촉핀 이외에 바람직하게는 베이스 (base) 및 브리지부 (bridge part) (상기 브리지부는 상기 접촉핀을 상기 베이스와 연결시킨다) 를 구비하며, 이때 상기 베이스와 상기 브리지부와 상기 접촉핀의 배열을 통해 축방향 단면에서 본질적으로 U형 형태가 발생한다. 이때, 상기 브리지부들은 바람직하게는 상기 지지체의 오목부들 (상기 오목부들은 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 지지체의 단부면에서, 각각 할당된 공동으로 뻗어 있다) 안에 수용되어 있다.

이때, 각각의 도체 세그먼트의 상기 베이스는 바람직하게는 상기 지지체의 할당된 포켓 (pocket) 안에 수용되어 있고, 이때 상기 도체 세그먼트들의 상기 베이스와 상기 각각 할당된 포켓은 특히 바람직하게는 형상 결합으로 서로 맞물린다. 상기 브리지부들이 각각 평평한, 특히 방사상으로 정렬된 연결 웨브 (connecting web) 의 형태로 설계되어 있고, 상기 연결 웨브가 원주방향으로 상기 베이스 및 상기 접촉핀보다 가늘게 설계되어 있으면 특히 바람직하다. 이 이외에, 상기 도체 세그먼트들의 좋은 정지를 위해, 상기 베이스와 상기 접촉핀이 상기 연결 웨브의 양쪽에서 밀착면들과 함께, 상기 지지체의 상기 할당된 포켓 또는 수용부의 부합하는 지지면들에 밀착하면 유리하다. 이 이외에, 상기 도체 세그먼트 내부에서의 좋은 힘흐름, 상기 도체 세그먼트들의 셀프 센터링 및 상기 도체 세그먼트들의 간단한 조립을 위해, 상기 언급된 서로 부합하는 지지면들과 밀착면들이 한쌍씩 상기 연결 웨브 방향으로 쐐기 모양으로 수렴하면 유리하다.

다른 특히 바람직한 개선형태는, 방사상으로 안쪽에 상기 베이스에는 리브 (rib) 가 성형되어 있음으로써 탁월함을 나타내며, 상기 리브는 축방향에 있어서 상기 베이스 맞은 편의 상기 브러시 작동면으로 돌출하고, 이때 상응하는, 상기 리브를 통해 형성된 축방향 돌기는, 상기 돌기가 방사상으로 바깥쪽에서 상기 지지체에 의해 덮혀 있도록 상기 지지체의 할당된 공동과 맞물린다. 이러한 방식으로, 상기 각각의 도체 세그먼트는 상기 정류자를 갖추고 있는 회전자의 높은 회전속도 및 상응하는 높은 원심력에서도 그의 베이스에 안전하게 방사상 방향에서 고정된다. 이때, 상기 리브는 특히 상기 축방향 돌기와 마주 보고 있는 그의 단부 섹션에서, 연결 웨브로서 설계된 상기 브리지부 안으로 병합될 수 있으며, 그리고 이 점에 있어서 보강에 기여한다.

상기 도체 세그먼트들을 각각 그들의 베이스의 영역에서 신뢰성 있게 상기 지지체 안에 고정시키는 다른 바람직한 가능성은, 예컨대 도브테일형 (dovetail-shaped) 횡단면 윤곽 가공을 통한, 상기 베이스와 상기 할당된 수용부 간의 형상 결합의 언더컷된 설계에 있다.

본 발명의 또다시 다른 바람직한 개선형태에 따르면, 방사상으로 바깥쪽에 상기 접촉핀에는 리브가 성형되어 있으며, 상기 리브는 상기 지지체의 부합하는 공동과 맞물린다. 이 리브는 특히 바람직하게는 본질적으로 상기 접촉핀의 전체 축방향 높이에 걸쳐 뻗어 있으며, 따라서 상기 리브는 연결 웨브로서 설계된 상기 브리지부 안으로 병합되고, 그리고 이 점에 있어서 상기 도체 세그먼트를 보강하는데 기여할 수 있다.

상기 베이스에서의 또는 상기 접촉핀에서의 상기 리브들을 이용한 상기 도체 세그먼트의 상기 여러 번 언급된 보강을 통해, 상기 브리지부는 비교적 작은 횡단면을 구비할 수 있다. 이는 상기 베이스로부터 상기 접촉핀으로의 너무 큰 열흐름을 저지하며, 따라서 회전자 권선이 상기 연결훅에 용접될지라도 상기 접촉핀들과 상기 탄소 세그먼트들과의 납땜 결합은 손상을 입지 않는다.

상기 도체 세그먼트들의 상기 베이스를 수용하는 상기 언급된 포켓들은 바람직하게는 그들의 바닥의 영역에서, 방사상으로 안쪽에 배치된 1개의 접선 (tangential) 섹션 및 2개의 방사상 섹션을 가진 리세스 (recess) 를 구비한다. 이는 상기 각각의 베이스가 매우 꼭 끼게 상기 포켓 안에 안착하고, 상기 포켓 안으로의 상기 베이스의 삽입시 상기 지지체 재료가 약간 닳아 해어진다 할지라도, 상기 할당된 포켓들 안에서의 상기 도체 세그먼트들의 정확한 포지셔닝을 허용한다; 왜냐하면 이 재료는 상기 공동 안에서 자리를 발견하고, 그리고 미리 정해져 있는 스톱까지의 상기 베이스의 삽입을 저지하지 않기 때문이다. 상기 회전자 권선 연결부 (예컨대 훅) 는 바람직하게는 상기 도체 세그먼트들의 상기 설명된 베이스에 배치되어 있으며, 보다 정확히 말하면 특히 바람직하게는 상기 베이스에 대해 편심적으로 (eccentrically) 배치되어 있다. 이는 상기 접촉핀과 상기 탄소 세그먼트들과의 연결에 손상을 끼치지 않으면서, 훅들의 굽힘 및 용접을 통한, 상기 회전자 권선과 상기 각각 할당된 회전자 권선 연결부와의 최적의 연결을 위해 유리하다. 이 점에 있어서, 상기 회전자 권선의 용접시 열분배의 관점에서, 정류자축에 대해 수직인 평면에서의 상기 베이스의 횡단면적 (cross-sectional area) 이 상기 접촉핀의 횡단면적보다 크면 또한 유리하다.

위에서 이미 상세히 설명된 상기 브리지부들은 축방향에 있어서 어느 정도 탄력 있게 잘 휘어지게 설계되어 있을 수 있으며, 그리고 본질적으로 정류자축에 대해 수직인 평면에서 뻗어 있을 수 있다. 게다가, 상기 브리지부들은 상기 지지체의 오목부들 (상기 오목부들은 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 지지체의 단부면에서, 각각 할당된 공동으로 뻗어 있다) 안에 유극 (play) 을 갖고 수용되어 있을 수 있다. 상기 조치들을 통해 허용오차 보상이 도움을 받으며, 상기 허용오차 보상은 상기 접촉핀들과 상기 탄소 세그먼트들과의 신뢰성 있는 단부면측 접촉에 도움을 준다. 이 이외에, 상기 브리지부들은 방사상 정렬에서 벗어나는 방위 (orientation) 를 구비할 수 있다. 이 또한 상기 지지체와 상기 도체 세그먼트 사이의 허용오차 보상을 위해 유리하며, 그리고 이러한 방식으로 상기 지지체 안에서의 상기 도체 세그먼트들의 좋은 정지에 도움을 준다.

여러 가지 그 밖의 보충적인 조치들은 본 발명에 따른 평탄 정류자의 수명에 마찬가지로 유리하게 작용한다. 예컨대 개별적으로 또는 서로 연결되어 적용 가능한 다음의 조치들이 이에 속한다: 상기 도체 세그먼트들의 상기 접촉핀들은 상기 할당된 공동들의 횡단면을 각각 단지 부분적으로 채우며, 특히 최대 60% 만, 특히 바람직하게는 최대 40% 만 채운다; 이는 상기 도체 세그먼트들을 무리하게 밀어 넣지 않는 조립을 위해 유리하며, 상기 접촉핀들과 상기 탄소 세그먼트들과의 연결의 최적의 컨트롤을 허용하고, 그리고 상기 도체 세그먼트들을 부착시킨 후 상기 공동들을 보호 및/또는 밀봉 수단으로 채우는 것에 도움을 준다 (위 참조). 이때, 상기 지지체의 상기 할당된 공동들 안에서의 상기 접촉핀들의 정밀한, 하지만 무리 없는 포지셔닝을 위해, 각각의 접촉핀이 각각 방사상으로 안쪽에, 본질적으로 축방향에서 뻗어 있는 리브를 구비하면 특히 유리하며, 상기 리브는 상기 접촉핀을 수용하는 상기 공동의 마주 보고 있는 표면에 밀착하고, 또는 대안적인 구현형태에서는 상기 접촉핀을 수용하는 상기 공동의 표면은 방사상으로 안쪽에, 본질적으로 축방향에서 뻗어 있는 리브를 구비하며, 상기 리브에는, 상기 접촉핀이 그의 마주 보고 있는 표면과 함께 밀착한다.

위에서 이미 설명된 상기 접촉핀들의 형태에 대한 대안으로서, 상기 접촉핀들은 다각형 횡단면을 구비할 수 있으며, 그리고 모서리들을 따라서, 상기 각각 할당된 공동의 내부 표면에 밀착할 수 있다; 이는 개별 경우에서 상기 지지체에서의 상기 도체 세그먼트들의 기계적인 정착에 도움을 줄 수 있다. 하지만 상기 접촉핀들의 이러한 다각형 횡단면은 - 도시되어 있는 바와 같이 - 전혀 강제적이지 않다; 좋은 결과들은 오히려 상기 접촉핀들의 둥근 또는 라운딩 처리된 횡단면 형태들을 갖고도 달성될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 아래에서 설명되는 도면들을 근거로 설명한다.

도 1 은 본 발명을 적용하여 제조된 평탄 정류자를 위에서 내려다본 투시도,
도 2 는 도 1 에 따른 평탄 정류자를 아래에서 바라본 투시도,
도 3 은 도 1 및 도 2 에 따른 평탄 정류자의 평면도,
도 4 는 도 3 안의 선 (IV-IV) 을 따른, 도 1 내지 도 3 에 따른 평탄 정류자의 축방향 단면,
도 5 는 도 4 의 부분을 확대시킨 도면,
도 6 은 도 4 의 선 (VI-VI) 을 따른, 도 1 내지 도 5 에 따른 평탄 정류자의, 정류자축에 대해 수직인 단면을 확대시킨 도면,
도 7 은 도 1 내지 도 6 에 따른 평탄 정류자의 제조시 사용된 탄소 링 디스크의 투시도이다.
이 이외에, 도 8 은 도 9 및 도 10 에 도시되어 있는 그 밖의 실시예들의 본 발명에 따른 평탄 정류자들의 제조시 사용된 탄소 링 디스크의 투시도,
도 9 는 본 발명에 따른 평탄 정류자의 제 2 실시예의 부분적인 축방향 단면,
도 10 은 본 발명에 따른 평탄 정류자의 제 3 실시예의 부분적인 축방향 단면이다.
그리고 마지막으로, 도 11 은 본 발명을 적용하여 제조된 다른 평탄 정류자를 위에서 내려다본 투시도,
도 12 는 도 11 에 따른 평탄 정류자의 평면도,
도 13 은 도 12 안의 선 (X-X) 을 따른, 도 11 및 도 12 에 따른 평탄 정류자의 축방향 단면,
도 14 는 도 13 의 선 (Y-Y) 을 따른, 도 11 내지 도 13 에 따른 평탄 정류자의, 정류자축에 대해 수직인 단면,
도 14a 는 도 14 의 부분을 확대시킨 도면,
도 15 는 도 13 의 선 (Z-Z) 을 따른, 도 11 내지 도 13 에 따른 평탄 정류자의, 정류자축에 대해 수직인 단면,
도 15a 는 도 15 의 부분을 확대시킨 도면,
도 16 은 도 11 내지 도 15 에 따른 평탄 정류자의 지지체 및 탄소 세그먼트들 (탄소 링 디스크를 개별적인 탄소 세그먼트들로 개별화시킨 후) 을 포함하는 유닛을 위에서 내려다본 투시도,
도 17 은 2개의 서로 다른 시선 방향으로부터의, 도 11 내지 도 15 에 따른 평탄 정류자의 도체 세그먼트,
도 18 은 도 11 내지 도 17 에 따른 평탄 정류자에 대해 변경된 실시형태의 지지체 및 탄소 세그먼트들 (탄소 링 디스크를 개별적인 탄소 세그먼트들로 개별화시킨 후) 을 포함하는 유닛,
도 19 는 도 18 에 따른 유닛을 구비하는 평탄 정류자의 도체 세그먼트이다.

도면에 도시되어 있는 평탄 정류자는 절연 지지체 (1), 서로 절연된 8개의 탄소 세그먼트 (2) (상기 탄소 세그먼트들은 본질적으로 평탄한, 정류자축 (3) 상에 수직으로 있는 브러시 작동면 (4) 을 정의한다), 및 상기 탄소 세그먼트 (2) 들과 전기 전도적으로 연결된 8개의 도체 세그먼트 (5) 를 포함한다. 각각의 도체 세그먼트 (5) 는 훅 (7) 형태의 회전자 권선 연결부 (6) 를 구비한다.

공지의 방식으로 상기 평탄 정류자를 다이나모일렉트릭 머신의 회전자 샤프트 상에 조립하기 위한 중앙 보어 (bore, 8) 를 구비한 지지체 (1) 는 형상 결합 및 재료 결합으로 외부 칼라 (collar, 9) 와 함께 탄소 세그먼트 (2) 들의 방사상 외부 둘레면 (10) 에 밀착하고, 내부 칼라 (11) 와 함께 방사상 내부 둘레면 (12) 에 밀착한다. 이 이외에, 지지체 (1) 는, 브러시 작동면 (4) 과 마주 보고 있는 탄소 세그먼트 (2) 들의 단부면 (13) 에도 형상 결합 및 재료 결합으로 밀착한다. 이는 지지체 (1) 가 탄소 링 디스크 (14) (도 7) (상기 탄소 링 디스크로부터, 탄소 세그먼트 (2) 들은 방사상 쏘우 컷 (saw cut, 15) 들을 이용한 추후의 분할 (개별화) 를 통해 유래한다) 에 사출됨으로써 달성된다. 탄소 링 디스크 (14) 의 특수한 윤곽 가공, 즉 브러시 작동면 (4) 으로부터 먼 방향에 있어서 상기 탄소 링 디스크의 방사상 연장부의 계단형 증가와 함께 외부 둘레면 (10) 및 내부 둘레면 (12) 의 영역에서의 탄소 링 디스크 (14) 의 계단형으로 윤곽 가공된 설계는, 지지체 (1) 의 부합하는 언더컷을 근거로, 지지체 (1) 안에서의 탄소 세그먼트 (2) 들의 신뢰성 있는 축방향 고정을 초래한다. 지지체 (1) 안에서의 탄소 세그먼트 (2) 들의 신뢰성 있는 접선 (tangential) 고정은, 탄소 링 디스크 (14) 에 성형된 지지체 (1) 의 부합하는 돌출부들이 톱니부 (16) 들을 형성하는 탄소 링 디스크 (14) 의 공동 (17 또는 18) 과 맞물림으로써, 탄소 링 디스크 (14) 의, 또는 그로부터 유래하는 탄소 세그먼트 (2) 들의 외부 둘레면 (10) 및 내부 둘레면 (12) 의 톱니 모양 설계를 통해 달성된다. 브러시 작동면 (4) 과 마주 보고 있는 탄소 링 디스크 (14) 의 표면 (19) 에 있어서 원주방향으로 뻗어 있는 환상 그루브 (annular groove, 20) 는 (탄소 링 디스크 (14) 에 사출된 상기 지지체는 부합하는 링형 돌출부 (22) 를 갖고 상기 환상 그루브와 맞물린다) 지지체 (1) 안에서의 탄소 세그먼트 (2) 들의 방사상 고정에 도움을 준다.

지지체 (1) 는, 서로 그리고 정류자축 (3) 에 대해 평행하는, 본질적으로 원형 원통형인 8개의 공동 (23) 을 구비하며, 상기 공동들은 브러시 작동면 (4) 과 마주 보고 있는 지지체 (1) 의 표면 (24) 으로부터 브러시 작동면 (4) 과 마주 보고 있는 탄소 세그먼트 (2) 들의 표면 (19) 까지 뻗어 있다. 공동 (23) 들의 밑바닥에서 탄소 세그먼트 (2) 들의 표면 (19) 은 노출되어 있고, 그리고 도체 세그먼트 (5) 들과의 접촉을 위해 제공되어 있다.

각각의 도체 세그먼트 (5) 는 본질적인 섹션들로서 베이스 (25), 접촉핀 (26), 및 상기 접촉핀 (26) 을 상기 베이스 (25) 와 연결시키는 브리지부 (27) 를 포함한다. 도체 세그먼트 (5) 들의 접촉핀 (26) 들은 각각 할당된 공동 (23) 을 관통하며, 그리고 그들의 단부면 (28) 과 함께, 브러시 작동면 (4) 과 마주 보고 있는 탄소 세그먼트 (2) 들의 표면 (19) 과 접촉한다. 각각의 도체 세그먼트 (5) 의 베이스 (25) 는 각각 지지체 (1) 의 부합하는 포켓 (29) 안에 수용되어 있으며, 이때 베이스 (25) 와 상기 각각 할당된 포켓 (29) 은 도브테일형 횡단면 윤곽 가공을 통해 (도 6 참조) 형상 결합으로 서로 맞물린다. 바닥 (30) 에서, 포켓 (29) 들은, 방사상으로 안쪽으로 또한 상기 지지체의 외면 쪽으로 뻗어 있는 리세스 (31) 를 구비한다.

접촉핀 (26) 들은 할당된 공동 (23) 들 안에 꼭 끼게 안착하지 않는다; 오히려 그들은 공동 (23) 들의 횡단면들을 각각 단지 부분적으로, 즉 50% 보다 적게 채운다 (도 6 참조). 상기 접촉핀들은 게다가 공동 (23) 들의 횡단면 형태와 다른 횡단면 형태를 가진다; 왜냐하면 공동 (23) 들은 둥근 횡단면을 가진 반면, 접촉핀 (26) 들의 횡단면은 다각형이기 때문이다. 결과적으로, 접촉핀 (26) 들은 모서리 (32) 들을 따라서, 각각 할당된 공동 (23) 의 내부 표면에 밀착한다. 정류자축 (3) 에 대해 수직인 평면에서의 접촉핀 (26) 들의 횡단면적은, 도체 세그먼트 (5) 의 각각 할당된 베이스 (25) 의 횡단면적보다 훨씬 작다.

훅 (7) 은 베이스 (25) 에 성형되어 있으며, 보다 정확히 말하면 편심적으로 성형되어 있다. 마찬가지로 베이스 (25) 에 대해 편심적으로, 브리지부 (27) 가 상기 베이스와 연결되어 있다. 브리지부 (27) 들은 본질적으로 정류자축 (3) 에 대해 수직인 평면에서 뻗어 있으며, 보다 정확히 말하면 방사상 정렬에서 약간 벗어나는 방위를 갖고 뻗어 있다. 상기 브리지부들은 오목부 (33) 들 안에 수용되어 있으며, 상기 오목부들은 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 지지체 (1) 의 단부면 (24) 에서, 각각 포켓 (29) 으로부터 할당된 공동 (23) 으로 뻗어 있다. 상기 브리지부들은 탄력 있게 잘 휘어지게 설계되어 있고, 그리고 게다가 각각 할당된 오목부 (33) 안에서의 일종의 유극 (play, 34) 을 가지며, 따라서 허용오차 보상이 발생하고, 상기 허용오차 보상은 접촉핀 (26) 들과 탄소 세그먼트 (2) 들과의 신뢰성 있는 단부면측 접촉에 도움을 준다.

공동 (23) 들의 밑바닥에는, 전기 전도성 접착제 (35) 가 탄소 세그먼트 (2) 들의 표면에 도포되어 있으며, 상기 접착제는 접촉핀 (26) 들과 탄소 세그먼트 (2) 들과의 지속적으로 신뢰성 있는 접촉을 보장한다.

도 1 내지 도 7 에 따른 평탄 정류자의 제조는 본질적으로 이미 본 발명의 상기 설명들로부터 밝혀진다. 이 점에 있어서, 공동 (23) 들이 지지체 (1) 의 사출시 이미 상기 지지체 안에 형성될 수 있을 뿐만 아니라 상기 공동들의 추후 제조도 (예컨대 천공을 통해) 가능하다는 점이 언급할 가치가 있는 것으로 보인다. 이 이외에, 탄소 링 디스크 (14) 를 개별적인, 서로 절연된 탄소 세그먼트 (2) 들로 개별화시키는 데 사용되는 쏘우 컷 (15) 들은 지지체 (1) 에 도체 세그먼트 (5) 들을 부착시키기 전에 이미 또는 그 후에 도입될 수 있다.

도 8 에 도시되어 있는 탄소 링 디스크 (14) 는 - 도 7 에 따른 탄소 링 디스크 (14) 와는 달리 - 브러시 작동면 (4) 과 마주 보고 있는 그의 표면 (19) 에 하나의 환상 그루브를 구비하는 것이 아니라, 오히려 8개의 접합관 모양의 돌출부 (36) 를 구비한다. 상기 돌출부들은 각각, 그들과 맞물리는, 테이퍼된 접촉 첨단부 (38) 들로서 설계된 도체 세그먼트 (5) 들의 접촉핀 (26) 들의 단부 섹션들을 위한 수용 중공 공간 (37) 을 형성한다 (도 9 및 도 10 참조). 이때, 수용 중공 공간 (37) 들은, 접촉핀 (26) 들이 단부면 (28) 을 한정하는 그들의 모서리 (39) 의 영역에서 상기 탄소 재료의 지속적인 변형하에 약간 상기 탄소 재료 안으로 들어가고, 따라서 지속적인, 신뢰성 있는 링형 접촉 구역 (40) 들이 발생하도록 치수화되어 있다.

도 10 에는, 지지체 (1) 에 도체 세그먼트 (5) 들을 부착시킨 후, 공동 (23) 들이 적어도 부분적으로 보호 및/또는 밀봉 수단 (41) 으로 채워져 있으며, 상기 보호 및/또는 밀봉 수단은 접촉 구역 (40) 들을 신뢰성 있게 매체 (상기 매체 안에서 해당 정류자가 작동된다) 로부터 보호하는 것이 도시되어 있다. 상기 밀봉 및 보호 작용은, 상기 접촉핀들이 - 도 9 및 도 10 에 도시되어 있는 바와 같이 - 단부쪽에서 접촉 첨단부 (38) 들이 되도록 테이퍼되어 있으면 특히 뚜렷하다. 하지만 이는 강제적이지 않으며, 따라서 보호 및/또는 밀봉 수단으로 공동 (23) 들을 적어도 부분적으로 채우는 것은 도 1 내지 도 7 에 따른 실시형태에서도 바람직하다.

그 밖에, 도 1 내지 도 7 에 관한 상기 설명들은 도 8 내지 도 10 에 따른 실시형태들에도 적용되며, 따라서 반복을 피하기 위해 상기 설명들을 참조하도록 한다.

도 11 내지 도 19 에 도시되어 있는 실시예들은 하기에서 설명되는 양상들에 있어서, 상기 설명된 실시형태들과 다르며, 하지만 그 밖에는 적어도 본질적으로 상기 실시형태들과 일치하고, 따라서 - 이번에도 반복을 피하기 위해 - 이 점에서는 도 1 내지 도 10 에 따른 상기 실시예들의 상기 설명들을 참조하도록 한다.

위에서 설명된 실시형태들에 대해 한편으로는 도 11 내지 도 17 에 따른, 그리고 다른 한편으로는 도 18 및 도 19 에 따른 평탄 정류자들의 본질적인 차이는, 여기에서는 도체 세그먼트 (5) 들의 브리지부 (27) 들이 각각 연결 웨브 (42) 의 형태로 설계되어 있으며, 상기 연결 웨브는 원주방향으로 베이스 (25) 및 접촉핀 (26) 보다 가늘게 설계되어 있다는 것이다. 또는 다른 말로 하자면, 이 실시형태에 있어서 베이스 (25) 뿐만 아니라 오히려 접촉핀 (26) 도 원주방향으로 브리지부 (27) 보다 큰 연장부를 갖고 있다. 이 이외에, 상기 접촉핀은 모서리가 뾰족하게 다각형으로 형성되어, 둥근 횡단면을 가진 공동 안에 수용되어 있는 것이 아니라, 오히려 라운딩 처리된 모서리들을 가진 불규칙적인 횡단면을 가진다. 이때, 접촉핀 (26) 들의 횡단면은, 상기 접촉핀이 연결 웨브 (42) 의 양쪽에서 밀착면 (43) 들과 함께 지지체 (1) 의 할당된 공동 (23) 의 부합하는 지지면 (44) 들에 밀착하도록 공동 (23) 들의 횡단면 형태에 맞춰져 있다. 이때, 두 지지면 (44) 은 연결 웨브 (42) 방향으로 쐐기 모양으로 수렴한다. 접촉핀 (26) 은 - 알아볼 수 있는 바와 같이 - 공동 (23) 을 완전히 채우는 것이 아니다; 오히려 빈 공간 (45) 이 존재하며, 상기 빈 공간을 관통하여, 예컨대 접촉핀 (26) 과 각각 할당된 탄소 세그먼트 (2) 의 표면과의 연결 부위가 검사될 수 있다. 이 이외에, 방사상으로 안쪽에 접촉핀 (26) 에 배치된, 축방향에서 뻗어 있는 융기한 불룩부 (46) 를 알아볼 수 있으며, 상기 불룩부는 접촉핀 (26) 을 수용하는 공동 (23) 의 마주 보고 있는 표면 (47) 에 밀착한다. 이 실시형태에서, 불룩부 (46) 는, 방사상으로 안쪽에 배치된 공동 (23) 의 표면 (47) 과 접촉핀 (26) 과의 유일한 접촉을 형성한다.

베이스 (25) 도 연결 웨브 (42) 의 양쪽에서 밀착면 (48) 들과 함께 지지체 (1) 의 할당된 포켓 (29) 의 부합하는 지지면 (49) 들에 밀착한다. 지지체 (1) 의 지지면 (49) 들과 도체 세그먼트 (5) 의 베이스 (25) 의 밀착면 (48) 들도 연결 웨브 (42) 방향으로 쐐기 모양으로 수렴한다 (하지만 접촉핀 (26) 의 영역에서보다 큰 쐐기 각도를 갖고).

이 이외에, 방사상으로 안쪽에 도체 세그먼트 (5) 의 베이스 (25) 에는 리브 (50) 가 성형되어 있다. 상기 리브는 연결 웨브 (42) 로부터 시작하여 베이스 (25) 의 전체 축방향 길이에 걸쳐 뻗어 있으며, 지지체 (1) 의 부합하는 스로트 (throat, 51) 와 맞물리고, 그리고 축방향에 있어서 베이스 (25) 맞은 편의 브러시 작동면 (4) 으로 돌출한다. 이때, 상응하는 축방향 돌기 (52) 는, 상기 돌기가 특히 방사상으로 바깥쪽에서도 상기 지지체에 의해 덮혀 있도록 지지체 (1) 의 할당된 공동 (53) 과 맞물린다 (덮음부 (54) 참조).

방사상으로 바깥쪽에 접촉핀 (26) 에는 리브 (55) 가 성형되어 있으며, 상기 리브는 연결 웨브 (42) 로부터 시작하여 접촉핀 (26) 의 전체 축방향 길이에 걸쳐 뻗어 있고, 그리고 공동 (26) 안에 만들어진 부합하는 스로트 (56) 와 맞물린다. 지지체 (1) 안에는, 두 스로트 (51 과 56) 사이에 웨브 (57) 가 형성되어 있으며, 상기 웨브는 도체 세그먼트 (5) 의 리브들 (50 과 55) 사이에 형성된 노치 (notch, 58) 와 맞물린다. 도면에서 알아볼 수 있는, 하지만 강제적으로 제공되어 있는 것은 아닌 웨브 (57) 의 경사진 위치는, 연결훅 (7) 이 도체 세그먼트 (5) 의 베이스 (25) 에 편심적으로 배치되어 있다는 것과 실제로 관계가 있다.

도 11 내지 도 17 에 따른 상기 설명된 실시형태에 대한 도 18 및 도 19 에 따른 실시예의 유일하게 관련된 변경은, 여기에서는 - 접촉핀 (26) 의 방사상 내면 (59) 과, 접촉핀 (26) 을 수용하는 공동 (23) 의 마주 보고 있는 표면 (47) 사이의 간격을 보장하기 위해 - 방사상으로 안쪽에 접촉핀 (26) 에 불룩부가 배치되어 있는 것이 아니라, 오히려 공동 (23) 의 방사상 내부 표면 (47) 에서, 융기한 불룩부 (60) 가 축방향에서 뻗어 있다는 데에 있다. 상기 불룩부는 - 도 18 에 도시되어 있는 바와 같이 - 공동 (23) 의 방사상 내부 표면 (47) 에 본질적으로 가운데에 (원주방향으로 볼 때) 제공되어 있을 수 있다; 하지만 이는 전혀 강제적이지 않은데, 왜냐하면 오히려 해당 불룩부의 편심 배치도 유사한 장점들을 초래하기 때문이다. 또한, 도 19 에서는 접촉핀 (26) 의 두 하부 내부 모퉁이 중 하나에서의 챔퍼 (chamfer, 61) 를 알아볼 수 있으며 (또한 도 17 참조), 상기 챔퍼는 공동 (23) 안으로의 상기 접촉핀의 삽입, 그리고 이로써 해당 도체 세그먼트 (5) 의 조립을 쉽게 하도록 한다. 목적에 부합하는 변경에 있어서, 이러한 유형의 챔퍼 (61) 는 접촉핀 (26) 의 두 내부 하부 모퉁이의 영역에도 제공되어 있을 수 있다. 접촉핀 (26) 의 외부 하부 모퉁이들의 영역에도, 도체 세그먼트 (5) 들의 조립을 쉽게 하도록 하는 이러한 챔퍼 (61) 가 있을 수 있다.

Claims

절연 지지체 (1), 다수의 탄소 세그먼트 (2), 및 이것들과 전기 전도적으로 연결된 다수의 도체 세그먼트 (5) 를 포함하는, 다이나모일렉트릭 머신용 평탄 정류자를 제조하기 위한 방법으로서, 이때 상기 탄소 세그먼트들은 본질적으로 평탄한 브러시 작동면 (4) 을 정의하며, 그리고 상기 도체 세그먼트들은 각각 회전자 권선 연결부 (6) 를 구비하고:
탄소 링 디스크 (14) 를 준비하는 단계;
상기 지지체가 방사상으로 바깥쪽으로, 방사상으로 안쪽으로, 또한 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 탄소 링 디스크의 단부면 (13) 에서 형상 결합 및 재료 결합으로 상기 탄소 링 디스크에 밀착하도록, 상기 탄소 링 디스크에 상기 지지체 (1) 를 성형하는 단계;
상기 지지체 안으로 공동 (23) 들을 도입시키는 단계 (상기 공동들은 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 지지체의 표면 (24) 으로부터 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 탄소 세그먼트 (2) 들 또는 상기 탄소 링 디스크 (14) 의 표면 (19) 까지 뻗어 있다);
각각 상기 도체 세그먼트들의 접촉핀 (26) 이 상기 공동들 중 하나를 관통하고, 그리고 그의 자유 단부에서, 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 탄소 세그먼트 (2) 들 또는 상기 탄소 링 디스크 (14) 의 표면 (19) 과 접촉하도록, 상기 도체 세그먼트 (5) 들을 상기 지지체에 부착시키는 단계;
상기 탄소 링 디스크 (14) 를, 서로 절연된 탄소 세그먼트 (2) 들로 개별화시키는 단계를 포함하는 평탄 정류자를 제조하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 절연된 탄소 세그먼트 (2) 들로의 상기 탄소 링 디스크 (14) 의 개별화는 상기 도체 세그먼트 (5) 들을 상기 지지체 (1) 에 부착시키기 전에 이미 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 지지체 (1) 안으로의 상기 공동 (23) 들의 도입은 이미 상기 지지체의 성형시 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄소 링 디스크 (14) 및 이것에 성형된 지지체 (1) 를 포함하는 반제품은 상기 도체 세그먼트 (5) 들을 부착시키기 전에 기술적인 시효, 특히 열시효를 겪는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄소 링 디스크 (14), 상기 지지체 (1), 상기 도체 세그먼트 (5) 들, 및 경우에 따라서는 접촉 수단 (35) 을 포함하는 반제품은, 석탄과 상기 도체 세그먼트들 간의 변함없는, 안정적인 전기적 연결을 안전하게 하기 위해 열처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄소 링 디스크 (14) 는 그의 외부 및/또는 그의 내부 둘레 가장자리 (10, 12) 의 영역에서 계단형으로 윤곽 가공되어 있으며 및/또는 톱니 모양으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 수단 (35), 특히 납땜 또는 전기 전도성 접착제는 상기 공동 (23) 들 안으로 도입되며, 보다 정확히 말하면 바람직하게는 상기 도체 세그먼트 (5) 들을 상기 지지체 (1) 에 부착시키기 전에 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도체 세그먼트 (5) 들을 상기 지지체 (1) 에 부착시킨 후, 상기 공동 (23) 들은 적어도 부분적으로 보호 및/또는 밀봉 수단 (41) 으로 채워지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도체 세그먼트 (5) 들의 접촉핀 (26) 들은 그들의 단부면 (28) 들과 함께, 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 탄소 세그먼트 (2) 들 또는 상기 탄소 링 디스크 (14) 의 표면 (19) 과 접촉하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 탄소 링 디스크 (14) 는 상기 브러시 작동면 (4) 과 마주 보고 있는 그의 단부면 (13) 에 환상 그루브 (20) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄소 링 디스크 (14) 는 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 그의 단부면 (13) 에 접합관 모양의 돌출부 (36) 들을 구비하며, 상기 돌출부들 안으로, 상기 접촉핀 (26) 들이 그들의 자유 단부들과 함께 들어가는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항까지의 청구항들 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라 제조된 평탄 정류자로서, 상기 평탄 정류자는 절연 지지체 (1), 서로 절연된 다수의 탄소 세그먼트 (2), 및 이것들과 전기 전도적으로 연결된 다수의 도체 세그먼트 (5) 를 포함하며, 이때 상기 탄소 세그먼트들은 본질적으로 평탄한 브러시 작동면 (4) 을 정의하고, 상기 도체 세그먼트들은 각각 회전자 권선 연결부 (6) 를 구비하며, 그리고 상기 지지체는 방사상으로 바깥쪽으로, 방사상으로 안쪽으로, 또한 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 탄소 세그먼트들의 단부면 (13) 에서 형상 결합 및 재료 결합으로 상기 탄소 세그먼트들에 밀착하고, 그리고 공동 (23) 들을 구비하며, 상기 공동들은 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 지지체의 표면 (24) 으로부터 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 탄소 세그먼트들의 표면 (19) 까지 뻗어 있고, 이때 이 이외에 각각 상기 도체 세그먼트들의 접촉핀 (26) 은 상기 공동들 중 하나를 관통하며, 그리고 그의 자유 단부에서, 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 탄소 세그먼트들의 표면과 접촉하는 평탄 정류자.
제 12 항에 있어서, 상기 접촉핀 (26) 들은 상기 할당된 공동 (23) 들의 횡단면들을 각각 단지 부분적으로 채우는 것을 특징으로 하는 평탄 정류자.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 접촉핀 (26) 들은 다각형 횡단면을 구비하며, 그리고 바람직하게는 모서리 (32) 들을 따라서, 상기 각각 할당된 공동 (23) 의 내부 표면에 밀착하는 것을 특징으로 하는 평탄 정류자.
제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도체 세그먼트 (5) 들은 각각, 상기 회전자 권선 연결부 (6) 에 인접하여, 상기 지지체 (1) 의 포켓 (29) 안에 수용된 베이스 (25) 를 구비하며, 이때 상기 도체 세그먼트 (5) 들의 상기 베이스 (25) 와 상기 각각 할당된 포켓 (29) 은, 특히 상기 포켓 (29) 들이 도브테일형 횡단면을 구비함으로써 바람직하게는 형상 결합으로 서로 맞물리는 것을 특징으로 하는 평탄 정류자.
제 15 항에 있어서, 정류자축 (3) 에 대해 수직인 평면에서의 상기 베이스 (25) 의 횡단면적은 상기 접촉핀 (26) 의 횡단면적보다 큰 것을 특징으로 하는 평탄 정류자.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 포켓 (29) 들은, 방사상으로 안쪽에 배치된 1개의 접선 섹션 및 2개의 방사상 섹션을 가진 리세스 (31) 들을 구비하는 것을 특징으로 하는 평탄 정류자.
제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각 상기 도체 세그먼트 (5) 의 상기 접촉핀 (26) 은 브리지부 (27) 를 통해 그의 베이스 (25) 와 연결되어 있으며, 이때 상기 브리지부 (27) 들은 바람직하게는 본질적으로 정류자축 (3) 에 대해 수직인 평면에서 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 평탄 정류자.
제 18 항에 있어서, 상기 브리지부 (27) 들은 오목부 (33) 들 안에 수용되어 있으며, 상기 오목부들은 상기 브러시 작동면 (4) 과 마주 보고 있는 지지체 (1) 의 단부면 (24) 에서, 각각 포켓 (29) 으로부터 할당된 공동 (23) 으로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 평탄 정류자.
제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 상기 브리지부 (27) 들은 각각 연결 웨브 (42) 의 형태로 설계되어 있으며, 상기 연결 웨브는 원주방향으로 상기 베이스 (25) 및 상기 접촉핀 (26) 보다 가늘게 설계되어 있고, 이때 상기 베이스와 상기 접촉핀은 상기 연결 웨브의 양쪽에서 밀착면들 (48; 43) 과 함께, 상기 지지체 (1) 의 상기 할당된 포켓 (29) 또는 공동 (23) 의 부합하는 지지면들 (49; 44) 에 밀착하는 것을 특징으로 하는 평탄 정류자.
제 20 항에 있어서, 상기 부합하는 지지면들과 밀착면들 (49, 44; 48, 43) 은 한쌍씩 상기 연결 웨브 (42) 방향으로 쐐기 모양으로 수렴하는 것을 특징으로 하는 평탄 정류자.
제 15 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 방사상으로 안쪽에 상기 베이스 (25) 에는 리브 (50) 가 성형되어 있으며, 상기 리브는 축방향에 있어서 상기 베이스 맞은 편의 브러시 작동면 (4) 으로 돌출하고, 이때 상응하는 축방향 돌기 (52) 는, 상기 돌기가 방사상으로 바깥쪽에서 상기 지지체에 의해 덮혀 있도록 상기 지지체 (1) 의 할당된 공동 (53) 과 맞물리는 것을 특징으로 하는 평탄 정류자.
제 15 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 방사상으로 바깥쪽에 상기 접촉핀 (26) 에는 리브 (55) 가 성형되어 있으며, 상기 리브는 상기 지지체 (1) 의 부합하는 스로트 (56) 와 맞물리고 그리고 바람직하게는 본질적으로 상기 접촉핀의 전체 축방향 높이에 걸쳐 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 평탄 정류자.
제 15 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전자 권선 연결부 (6) 는 상기 베이스 (25) 에 원주방향으로 편심적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 평탄 정류자.
제 12 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉핀들은 그들의 단부면 (28) 들과 함께, 상기 브러시 작동면과 마주 보고 있는 상기 탄소 세그먼트들의 표면 (13) 과 접촉하는 것을 특징으로 하는 평탄 정류자.
제 12 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉핀 (26) 들은 단부쪽에 배치된, 테이퍼된 접촉 첨단부 (38) 들을 구비하며, 상기 접촉 첨단부들은, 상기 탄소 세그먼트 (2) 들에서 상기 브러시 작동면 (4) 과 마주 보고 있는 상기 탄소 세그먼트들의 단부면 (19) 들에 배치된 접합관 모양의 돌출부 (26) 들 안으로 들어가는 것을 특징으로 하는 평탄 정류자.
제 12 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉핀 (26) 은 방사상으로 안쪽에, 본질적으로 축방향에서 뻗어 있는 융기한 불룩부 (46) 를 구비하며, 상기 불룩부는 상기 접촉핀을 수용하는 공동 (23) 의 마주 보고 있는 표면 (47) 에 밀착하는 것을 특징으로 하는 평탄 정류자.
제 12 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉핀 (26) 을 수용하는 공동 (23) 의 표면 (47) 은 방사상으로 안쪽에, 본질적으로 축방향에서 뻗어 있는 융기한 불룩부 (60) 를 구비하며, 상기 불룩부에는, 상기 접촉핀이 그의 마주 보고 있는 표면 (59) 과 함께 밀착하는 것을 특징으로 하는 평탄 정류자.