KR20210124893A - 절연체가 있는 베어링용 결합 절연체 및 전도체 조립체 - Google Patents

절연체가 있는 베어링용 결합 절연체 및 전도체 조립체 Download PDF

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니콜라 베루에
폴 펠리시아노
마티외 휴베르
토미 쥘리엥
진 에이 코박스
토마스 퍼로텡
데이비드 크리스토퍼 리브스키
앤서니 시모넹
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아크티에볼라게트 에스케이에프
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Abstract

축과 하우징 사이에 배치될 수 있는 베어링을 위한 결합된 절연체 및 전도체 조립체는 베어링 외부 링 주위에 배치될 수 있는 환형 절연체를 포함하고 내부 및 외부 원주 표면을 가지며 전기 절연 재료로 형성되거나 외부 링과 하우징 사이의 전류 흐름을 방지하기 위한 하나 이상의 절연 층을 가진다. 전도성 캐리어는 절연체 외부 표면 주위에 배치된 내부 표면 및 하우징 내부 표면에 대해 배치될 수 있는 외부 표면을 갖는 원통형 부분 및 샤프트로부터 외측으로 이격된 내부 반경 방향 단부를 갖는 원통형 부분으로부터 반경 방향 내향으로 연장되는 디스크 부분을 포함한다. 환형 전도성 브러시 서브 조립체는 캐리어 디스크 부분과 결합되고 샤프트와 캐리어 사이에 그리고 그 후에 하우징에 전도성 경로를 제공하기 위해 샤프트 외부 표면과 접촉할 수 있는 복수의 전기 전도성 섬유를 포함한다.

Description

절연체가 있는 베어링용 결합 절연체 및 전도체 조립체{Combined Insulator and Conductor Assembly for Bearings with Encased Insulator}
본 발명은 베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베어링을 통한 전류 또는 전하를 방지하기 위한 접지 장치에 관한 것이다.
모터, 발전기 및 유사 장치와 같은 전기 기계에 사용되는 베어링은 전류 또는 전하가 베어링을 통과하면 손상될 수 있으며, 이는 특히 베어링 궤도에 해 롭다. 접지 브러시와 같은 장치는 전류에 대한 대체 경로를 제공하여 이러한 전류가 베어링을 통과하는 것을 방지하기 위해 개발되었다.
이러한 장치는 종종 샤프트와 하우징 사이의 섬유를 통과하도록 비교적 견고한 섬유 링을 형성하기 위해 샤프트의 전체 외부 표면에 대해 원주 방향으로 이격된 복수의 전도성 섬유를 포함한다. 전류가 베어링을 통과하는 것을 방지하기 위해 베어링을 전기적으로 절연하는 다른 장치 또는 메커니즘이 제공되며 절연 코팅 또는 커버링을 포함할 수 있다.
일 양태에서, 본 발명은 샤프트와 하우징 사이에 일회용 베어링을 위한 결합된 전기 절연체 및 전도성 조립체이다. 베어링은 내부 링, 대향하는 제 1 및 제 2 축 방향 단부를 갖는 외부 링, 및 링 사이에 복수의 롤링 요소를 가지며, 샤프트는 외부 원주 표면을 가지며 하우징은 내부 원주 표면을 갖는다. 조립체는 베어링 외부 링 주위에 일회용이고 내부 원주 표면 및 외부 원주 표면을 갖는 환형 절연체를 포함한다. 절연체는 전기 절연 재료로 형성되거나 내부 및 외부 표면 중 적어도 하나에 절연 층이 제공되어 내부 및 외부 링 사이의 전류 흐름을 실질적으로 방지한다. 환형 전도체는 절연체 주위에 적어도 부분적으로 배치되고 하우징 내부 표면과 결합할 수 있는 외부 반경 방향 단부 및, 전도체 내부와 외부 방사형 단부를 통해 샤프트와 하우징 사이에 전도성 경로를 제공하기 위해 샤프트 외부 표면과 결합 가능한 내부 반경 방향 단부를 갖는다.
바람직하게는, 전도체는 원통형 부분을 포함하는 전기 전도성 캐리어를 포함하고, 원통형 부분은 절연체 외부 표면 주위에 배치된 내부 원주 표면 및 하우징 내부 표면에 대해 일회용 외부 원주 표면, 및 디스크 부분을 포함한다. 디스크 부분은 베어링 내측 및 외측 링에 축 방향으로 인접하도록 원통형 부분으로부터 반경 방향 내측으로 연장되고, 디스크 부분은 샤프트로부터 반경 방향 외측으로 이격되고 중앙 개구를 정의하는 내측 반경 방향 단부를 갖는다. 또한, 환상 전도성 브러시 서브 조립체는 캐리어 디스크 부분과 결합되고, 중심선을 가지며 복수의 전기 전도성 섬유를 포함한다.
전도성 섬유는 중심선에 대해 원주 방향으로 이격되고 캐리어 디스크 부분의 내부 단부로부터 반경 방향 내부로 연장된다. 각각의 전도성 섬유는 샤프트와 캐리어 사이의 전도성 경로를 제공하기 위해 샤프트 외부 표면과 접촉할 수 있는 내부 단부를 가지며, 경로는 캐리어를 통해 하우징으로 연장된다.
전술한 요약 및 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면과 함께 읽을 때 더 잘 이해될 것이다. 본 발명을 예시할 목적으로, 현재 바람직한 실시예인 도면이 도시된다. 그러나, 본 발명은 도시된 정확한 배열 및 수단에 제한되지 않음을 이해해야 한다.
도 1은 베어링에 설치된, 본 발명에 따른 결합된 절연체 및 전도체 조립체의 사시도;
도 2는 축 및 하우징 내에 설치된 것으로 도시된 결합된 절연체 및 전도체 조립체의 축 방향 횡단면도;
도 3은 결합된 절연체 및 전도체 조립체의 축 방향 횡단면도;
도 4는 도 3의 상부 부분의 확대 확대도;
도 5는 절연체의 절개된 축 방향 단면도;
도 6은 전도성 캐리어 및 브러시 서브 조립체의 분해된 축 방향 단면도;
도 7은 절연체의 선택적인 구성을 보여주는 결합된 절연체 및 전도체 조립체의 확대도;
도 8은 비교적 짧은 전도성 섬유 세트를 통해 취한 브러시 서브 조립체의 확대도; 및
도 9는 비교적 큰 전도성 섬유 세트를 통해 취해진 브러시 서브 조립체의 또 다른 분해 확대도.
다음 설명에서는 편의상 특정 용어가 사용되며 제한되지 않는다. "내부", "내측" 및 "외부", "외측"이라는 단어는 각각 설명되는 요소의 지정된 중심선 또는 기하학적 중심을 향한 방향과 멀어지는 방향을 나타내며, 특정 의미는 명세서의 문맥에서 쉽게 분명해진다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "연결된"및 "결합된"이라는 단어는 각각 다른 부재가 사이에 개재되지 않은 두 부재 사이의 직접 연결 및 하나 이상의 다른 부재가 그 사이에 개재된 부재 사이의 간접 연결을 포함하도록 의도된다. 용어는 위에서 구체적으로 언급한 단어, 그 파생어 및 유사한 의미의 단어를 포함한다.
이제 상세하게 도면을 참조하면, 유사한 번호가 전체에 걸쳐 유사한 요소를 나타내는 데 사용되며, 도 1 및 도 8에 도시된다. 도 1-9는 도 2에 도시된 바와 같이 축(2)과 하우징(3) 사이에 일회용 베어링(1)을 위한 결합된 전기 절연체 및 전도체 조립체(10)이다. 베어링(1)은 내부 링(4), 대향하는 제 1 및 제 2 축 방향 단부(5a, 5b)를 가진 외부 링(5) 및 링(4 및 5) 사이의 복수의 롤링 요소(6)를 가진다. 샤프트(2)는 중심 축 AC를 중심으로 회전 가능하고 외주면(2a)을 가지며 하우징(3)은 보어를 정의하는 내주면(3a)을 갖는다. 바람직하게는, 베어링(1), 샤프트(2) 및 하우징(3)은 모터 또는 다른 전기 기계(예를 들어, 발전기) 또는 전하를 축적하거나 전류를 전달할 가능성이 있는 회전 구성 요소를 갖는 임의의 다른 기계의 구성 요소이다. 결합된 절연체 및 전도체 조립체(10)는 기본적으로 베어링 외부 링(5) 주위에 일회용 환형 절연체(12)를 포함하고, 외부 링(5)과 하우징(3) 사이의 전류 흐름을 방지하도록 구성되고, 절연체(12) 주위에 적어도 부분적으로 배치된 환형 전도체(11)를 포함한다. 샤프트(2)와 하우징(3) 사이에 전도성 경로를 제공하도록 구성된다.
보다 구체적으로, 절연체(12)는 내주면(13A) 및 외주면(13B)을 가지며 전기 절연 재료(예: 폴리머, 세라믹 등)로 형성되거나 내부 및 외부 표면(13A, 13B) 중 적어도 하나에 절연 층(예: 양극 산화된 층(들)을 가진 알루미늄)이 제공된다. 이와 같이, 절연체(12)는 외부 링(5)과 하우징(3) 사이의 전류 흐름을 실질적으로 방지하여, 베어링 궤도(미도시)에 특히 해로운 베어링 내륜(4, 5)을 통한 전류 흐름을 방지한다. 절연체(11)는 각각 전도체 내부 및 외부 반경 방향 단부(11b, 11a)를 통하여 샤프트(2)와 하우징(3) 사이에 전도성 경로를 제공하도록 절연체(12) 주위에 적어도 부분적으로 배치되고 하우징 내부 표면(3a)과 결합할 수 있는 외부 반경 방향 단부(11a) 및 샤프트 외부 표면(2a)과 결합 가능한 내부 반경 방향 단부(11b)를 갖는다. 추가적으로 또는 선택적으로, 하나 이상의 전도성 경로는 각각 외부 및 내부 반경 방향 단부(11a, 11b) 사이에 위치한 전도체(11)의 일부를 하우징(3)의 일부 또는 기계 구성 요소(예를 들어, 스프링, 핀 등)은 후술하는 바와 같이 하우징(3) 내에 배치된다.
바람직하게는, 전도체(11)는 절연체(12)와 결합된 전기 전도성 캐리어(14) 및 캐리어(14)와 결합되고 샤프트(2), 캐리어(14) 및 전도체(11)를 형성하는 브러시 서브 조립체와 접촉 가능한 복수의 전도성 섬유(18)를 갖는 브러시 서브 조립체(16)를 포함한다. 전도성 캐리어(14)는 중심선(14a)을 가지며 베어링 외부 링(5) 주위에 배치된 원통형 부분(20) 및 베어링 내부 및 외부 링(4, 5)에 축 방향으로 인접하도록 원통형 부분(20)으로부터 반경 방향 내측으로 연장되는 디스크 부분(22)을 포함한다. 캐리어 원통형 부분(20)은 절연체(12)가 전도체(11)에 의해 둘러싸 이도록 절연체 외부 표면(13B) 주위에 배치된 내부 원주 표면(21A) 및 하우징 내부 표면(3a)에 대해 일회용, 바람직하게는 마찰식으로 일회용 외부 원주 표면(21B)을 갖는다. 하우징(3)에 대해 베어링(1)을 축 방향으로 고정하도록 맞물릴 수 있다. 캐리어 외주면(21B)은 또한 "전도적으로 맞물릴 수 있고", 즉 전류 흐름을 허용하도록 맞물릴 수 있으며, 하우징 내부 표면(3a)은 샤프트(2)로부터 하우징(3)으로의 전도성 경로의 일부를 제공한다. 또한, 디스크 부분(22)은 원통형 부분(20)과 일체로 형성된 외측 반경 방향 단부(22a) 및 샤프트(2)로부터 반경 방향 외측으로 이격되고 샤프트(2)의 일부를 수용하기 위한 중앙 개구(23)(도 2)를 형성하는 내부 반경 방향 단부(22b)를 갖는다.
또한, 환형 전도성 브러시 서브 조립체(16)는 캐리어 디스크 부분(22)과 결합되고 중심선(16a)을 포함하고 복수의 전기 전도성 섬유(18)는 중심선(16a)에 대해 원주 방향으로 이격된다. 전도성 섬유(18)는 바람직하게는 탄소로 형성되고 캐리어 디스크 부분(22)의 내측 단부(22b)로부터 반경 방향 내측으로 연장된다. 각 전도성 섬유(18)는 샤프트 외부 표면(2a)과 접촉할 수 있는 내측 단부(18a)를 갖는다. 샤프트(2)와 캐리어(14). 캐리어(14)가 브러시 서브 조립체(16)와 하우징(3) 사이에 전도성 경로를 제공하도록 구성되기 때문에 샤프트(2)의 전류 또는 전하는 베어링을 통하지 않고 조립체(10)를 통해 흐르도록 유도된다. 따라서, 결합된 절연체 및 전도체 조립체(10)는 베어링(1)을 통한 직류 흐름을 방지하고(즉, 절연체(12)로 인해) 베어링(1)에 인접한 전류에 대한 대체 경로를 제공함으로써 베어링(10)을 보호하는 기능을 한다. 상기 기본 구조 및 기능에서 설명된 바와 같이, 조립체의 이들 및 다른 구성 요소는 하기에 상세히 설명된다.
이제 도 4, 5 및 7을 참조하면, 절연체(12)는 바람직하게는 원통형 본체(26) 및 원통형 본체(26)와 연결된 단부 링(28)을 포함한다. 원통형 본체(26)는 절연체 내부 및 외부 표면(13A, 13B)을 제공하고 대향하는 제 1 및 제 2 축 방향 단부(26a, 26b)를 갖는다. 플랜지(27)는 몸체의 제 1 축 방향 단부(26a)로부터 반경 방향 내측으로 연장되고, 베어링 외부 링(5)의 제 1 축 방향 단부(5a)와 캐리어(14)의 디스크 부분(22) 사이에 배치되어 캐리어(14)를 통과하는 전류가 단부 링(28)은 하우징(3) 또는 하우징(3) 내에 배치된 다른 기계 요소(도시되지 않음)와의 전도성 접촉으로부터 단부(5b)를 절연시키기 위해 베어링 외부 링(5)의 제 2 축 방향 단부(5b)에 대해 배치될 수 있다.
바람직하게는, 주 원통형 본체(26)는 제 2 축 방향 단부(26a)에 인접한 환형 그루브(29)을 갖고, 단부 링(28)은 도 4 및 5에 가장 잘 도시된 바와 같이 단부 링(28)을 원통형 본체(26)와 결합하기 위해 환형 그루브(29) 내에 배치된 환형 돌출부(30)를 갖는다. 선택적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 절연체(12)는 그루브과 돌출부없이 형성될 수 있으며, 캐리어 원통형 부분(20)은 특히 절연체 원통형 몸체(26)와 결합된 절연체 단부 링(28)을 유지하도록 구성된다. 또한, 절연체 원통형 몸체(26)는 바람직하게는 적어도 하나의 양극 산화층을 갖는 알루미늄으로 형성되고 단부 링(28)은 바람직하게는 단단한 중합체 재료(예: 나일론, PVC 등)로 형성된다. 그러나, 원통형 몸체(26) 또는 단부 링(28)은 전류 흐름을 방지할 수 있는 임의의 다른 적절한 재료로 형성될 수 있다.
이제 도 1, 4, 6 및 7을 참조하면, 전도성 캐리어(14)의 원통형 부분(20)은 바람직하게는 대향하는 제 1 및 제 2 축 방향 단부(32a, 32b)를 갖는 비교적 얇은 원형 쉘(32)로 형성되고, 제 1 축 방향 단부(32a)는 플레이트 부분과 일체로 형성된다. 전술한 바와 같이 외측 단부(22a), 및 제 2 단부(32b)는 단부 링(28) 주위에 배치된다. 캐리어 디스크 부분(22)은 바람직하게는 비교적 얇은 원형 플레이트(34)로 형성되고, 두 부분(20, 22)은 바람직하게는 일체형 스탬핑으로 형성된다. 또한, 디스크 부분(22)은 내측 및 외측 반경 방향 단부(22a, 22b) 사이에서 반경 방향으로 연장되는 대향하는 제 1 및 제 2 단부 표면(35A, 35B)을 가지며, 브러시 서브 조립체(16)는 제 1 단부 표면(35A)과 연결되고 제 2 단부 표면(35B)에 대해 배치된다. 또한, 캐리어 디스크 부분(22)은 바람직하게는 캐리어 중심선(14a)에 대해 원주 방향으로 이격된 복수의 장착 탭(36)을 포함하고, 각 장착 탭(36)은 서브 조립체(16)를 캐리어(14)와 결합시키기 위해 브러시 서브 조립체(16)와 결합된다.
바람직하게는, 각각의 장착 탭(36)은 직사각형 탭(36) 및 간극 개구(38)를 형성하기 위해 디스크 부분(22)을 통해 절단(예를 들어, 다이 펀칭에 의해) 형성되고, 탭(36)은 브러시 서브 조립체(16)의 리테이너(40)에 대해 구부러진다. 이하 설명되는 바와 같이, 각각의 장착 탭(36)은 일반적으로 C 자형이다. 간극 개구(38)는 유체(예를 들어, 윤활유, 공기 등)가 베어링(1)을 통과하도록 캐리어(14)를 통해 유동하는 통로를 제공한다. 또한, 캐리어(14)는 바람직하게는 금속 재료로 형성되고, 가장 바람직하게는 알루미늄이지만 다른 금속 재료(예: 강철), 전도성 폴리머 등으로 형성될 수 있다.
이제 도 1, 4 및 6-9를 참조하면, 전도성 브러시 서브 조립체(16)는 바람직하게는 전술한 바와 같이 캐리어(14)와 연결되고 환형 그루브(42) 및 폐쇄된 외측 단부(40b)를 갖는 개방된 내부 반경 방향 단부(40a)를 갖는 환형 리테이너(40)를 포함한다. 복수의 전도성 섬유(18) 각각은 그루브(42) 내에 배치된 외측 반경 방향 단부(18b)를 가지며, 리테이너(40)로부터 샤프트(2)를 향해 반경 방향 내측으로 연장된다.보다 구체적으로, 리테이너(40)는 외측 축 방향베이스(44) 및 2 개의 대향 반경 방향을 갖는다. 리테이너(40)는 일반적으로 C 자형 축 방향 단면을 갖도록 레그(46)를 포함한다. 리테이너 레그(46)는 바람직하게는 그루브(42) 내에 섬유(18)를 유지하기 위해 전도성 섬유(18)의 외측 단부(18b)에 대해 클램핑된다.
또한, 브러시 서브 조립체(16)는 바람직하게는 리테이너 그루브(42) 내에 배치된 원형 후프(48)를 포함하고, 복수의 전도성 섬유(18) 각각은 후프(44) 주위로 구부러진다. 따라서, 각각의 전도성 섬유(18)는 바람직하게는 일반적으로 U 자형 또는 V 형이다. 축 외면(2a)과 접촉할 수 있는 2 개의 내부 단부(18a)를 갖는다. 그러나, 전도성 섬유(18)의 각각은 외부 반경 방향 단부(18b)로부터 내부 반경 방향 단부(18a)까지 일반적으로 직선 스트랜드(도시되지 않음)로서 연장되도록 배열될 수 있다.
더욱이, 브러시 서브 조립체(16)의 복수의 전도성 섬유(18)는 일반적으로 연속적인 섬유 링(도시되지 않음)으로 배열되거나 바람직하게는 도 1 및 도 9에 나타낸 바와 같이 섬유(18)의 원주 방향으로 이격된 복수의 개별 세트(19)로서 배열된다. 후자의 바람직한 경우에, 상기 섬유(18)의 세트(19)는 바람직하게는 샤프트(2)와 접촉할 수 있는 섬유 세트(19)가 더 짧은 길이의 섬유(18)의 세트(21)에 의해 이격되도록 섬유의 연속 링(18)을 포함하는 브러시 조립체(16)를 다이 커팅함으로써 바람직하게 형성된다. 또한, 각 전도성 섬유(18)는 바람직하게는 5 마이크로 미터 또는 마이크로 미터(5 마이크로 미터) 내지 100 마이크로 미터(100 마이크로 미터) 범위 내의 직경을 갖는 크기를 갖는다. 각각의 전도성 섬유(18)는 바람직하게는 전술한 바와 같이 탄소로 형성되지만, 섬유(18)는 선택적으로 금속 재료, 전도성 폴리머 등과 같은 임의의 적절한 전기 전도성 재료로 제조될 수 있다.
도체(11)는 바람직하게는 위에서 설명되고 도시된 바와 같이 캐리어(14) 및 브러시 서브 조립체(16)를 포함하지만, 전도체(11)는 절연체(12)와 결합 가능하고 하나를 제공할 수 있는 임의의 다른 적절한 방식으로 선택적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 전도체(11)는 브러시 서브 조립체(16) 대신에 캐리어(14)에 부착되고 전도체와 전도 적으로 맞물릴 수 있는 전도성 재료(미도시)의 솔리드 링을 포함할 수 있다. 샤프트(2)에서, 링은 연속적인 내부 원주 접촉 표면 또는 반경 방향 내향 연장 돌출부에 의해 제공된 복수의 아치형 접촉 표면 섹션을 갖는다. 추가 대안으로서, 전도성 캐리어(14)의 디스크 부분(22)은 샤프트(2)와 디스크 부분(22) 사이에 직접적인 전도성 경로를 제공하기 위해 샤프트 외부 표면(2a)과 접촉할 수 있는 내부 단부(22b)를 갖도록 형성될 수 있다. 본 발명은 본 명세서에 설명된 바와 같이 일반적으로 기능할 수 있는 전도체(11)의 이들 및 모든 다른 적절한 구성을 포함한다.
베어링(1)을 하우징(3)에 조립하기 전에, 절연체 및 전도체 조립체(10)는 다음과 같이 베어링(1)에 설치된다. 절연체(12)는 베어링 외부 링(5)에 설치되어 링 제 1 축방향 단부(5a)을 원통형 몸체(26)의 제 2 축방향 단부(26b)에 삽입하고 플랜지(27)가 될 때까지 몸체(26)의 내부 표면(13A)을 링 외부 표면(5c) 위로 슬라이딩시킨다. 링 제 1 축 방향 단부(5a)에 대해 배치된다. 그 다음, 단부 링(28)은 베어링 외부 링(5)의 제 2 축 방향 단부(5b)에 위치되고, 특정 실시예에서 링 돌출부(30)는 링(28)을 본체(26)와 결합시키기 위해 원통형 본체(26)의 그루브(29)에 삽입된다. 다음으로, 브러시 서브 조립체(16)가 미리 설치된 전도체(11)의 전도성 캐리어(14)는 절연체(26a)의 제 1 축 방향 단부를 제 2 축 방향 단부(32b)에 삽입함으로써 절연체(12)와 결합된다. 캐리어 원통 부(20)와 캐리어 디스크 부(22)가 절연체 플랜지(27)에 대해 배치될 때까지 캐리어 원통 부(20)의 내부 표면(21A)을 절연체 외부 표면(13B) 위로 슬라이딩시킨다. 상기 지점에서, 절연체 및 전도체 조립체(10)를 갖는 베어링(1)이 샤프트(2)상에 및 하우징(3) 내에 설치될 수 있다.
본 발명의 절연체/전도체 조립체(10)는 이전에 공지된 장치보다 전류에 의한 손상으로부터 베어링(1)을 보호하는 데 더 효과적이다. 절연체(12)는 베어링(1)을 통해 샤프트(2)와 하우징(3) 사이에 전압 차가 형성되는 것을 효과적으로 방지하여 전류가 내외부 링(4, 5) 및 롤링 요소(6)를 통해 흐르는 것을 방지한다. 전류가 베어링(1)을 통과하지 않도록 하기 위해, 전도성 캐리어(14) 및 브러시 서브 조립체(16)는 샤프트(2)상의 임의의 전하 또는 전류가 전도성 섬유(18)를 통해 리테이너(40)로, 리테이너(40)를 통해 캐리어 디스크 부분(22)으로 통과한 다음, 캐리어 원통형 부분(20) 및 하우징(3)에 삽입된다. 하우징(3)에 대한 추가적 또는 선택적 전도성 경로는 하우징(3)의 일부(예를 들어, 반경 방향 숄더) 또는 스프링, 핀 등, 캐리어 디스크 부분(22)(예를 들어, 반경 방향 단 부면(35A), 탭(36) 등)의 표면 또는/및 환형 리테이너(40)의 표면과 같은 하우징(3) 내에 배치된 기계의 구성 요소 사이의 축 방향 접촉에 의해 제공될 수 있다. 따라서, 베어링(1)의 영역에서 샤프트 (2)의 전하 또는 전류는 모두 절연체(12)에 의해 베어링(1)을 통과하는 것이 방지되고, 브러시 서브 조립체(16) 및 전도체(11)의 전도성 캐리어(14)를 통과하도록 션트된다. 또한, 조립체(10)는 제조업체 또는 유통 업체에 의해 베어링(1)에 설치될 수 있으며, 이에 따라 조립체(10)는 절연체와 전도체 조립체(10)가 결합된 베어링(1)이 될 수 있다. 샤프트(2) 및 하우징(3) 내에 설치될 준비가 된 전체 조립체로 고객 또는 최종 사용자에게 제공된다.
본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 광범위한 발명 개념을 벗어나지 않고 전술한 실시예에 변경이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정 실시예에 제한되지 않고 첨부된 청구 범위에서 일반적으로 정의된 본 발명의 사상 및 범위 내에서 수정을 포함하도록 의도된 것으로 이해된다.

Claims (10)

  1. 축과 하우징 사이에 배치되는 베어링을 위한 결합된 절연체 및 전도체 조립체에 있어서,
    상기 베어링은 내부 링, 대향하는 제 1 및 제 2 축 단부가 있는 외부 링, 및 링 사이에 복수의 롤링 요소를 가지며, 샤프트는 외부 원주 표면 및 내부 원주 표면을 갖는 하우징을 포함하고, 상기 조립체는:
    베어링 외부 링 주위에 배치될 수 있고 외부 링과 하우징 사이의 전류 흐름을 방지하도록 구성된 환형 절연체; 및
    외부 반경 방향 단부를 가지며, 외부 단부는 적어도 부분적으로 절연체 주위에 배치되고 하우징 내부 표면과 결합할 수 있고, 전도체 내부 및 외부 방사형 단부를 통해 샤프트와 하우징 사이에 전도성 경로를 제공하기 위해 샤프트 외부 표면과 결합 가능한 내부 반경 방향 단부를 갖는 환형 전도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 절연체는 내주면 및 외주면을 가지며, 상기 절연체는 전기 절연 재료로 형성되거나 내면 및 외면 중 적어도 하나에 절연 층이 제공되는 것을 특징으로 하는 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 절연체는:
    대향하는 제 1 및 제 2 축 방향 단부와 베어링 외부 링의 제 1 축 방향 단부와 캐리어의 디스크 부분 사이에 배치되도록 제 1 축 방향 단부로부터 반경 방향 내향으로 연장되는 플랜지를 갖는 주 원통형 본체; 및
    원통형 몸체의 제 2 축 방향 단부와 연결되고 베어링 외부 링의 제 2 축 방향 단부에 대해 배치가능한 단부 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
  4. 제 3 항에 있어서, 주 원통형 본체는 제 2 축 방향 단부에 인접한 환형 그루브를 갖고, 단부 링은 단부 링을 원통형 본체와 결합시키기 위해 환형 그루브 내에 배치된 환형 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서, 전도체는:
    도체 외부 반경 방향 단부를 제공하는 원통형 부분을 갖는 전도성 캐리어, 상기 원통형 부분은 절연체 외부 표면 주위에 배치된 내부 원주 표면 및 하우징 내부 표면에 대해 배치될 수 있고 전도성으로 맞물릴 수 있는 외부 원주 표면을 가지고, 및 베어링 내부 및 외부 링에 축 방향으로 인접하도록 원통형 부분으로부터 반경 방향 내부로 연장되는 디스크 부분을 가지며, 상기 디스크 부분은 샤프트로부터 반경 방향 외부로 이격되고 샤프트의 일부를 수용하기 위한 중앙 개구를 형성하는 내부 반경 방향 단부를 가지며; 및
    캐리어 디스크 부분과 결합되고 중심선 및 복수의 전기 전도성 섬유를 포함하는 환형 전도성 브러시 서브 조립체, 상기 전도성 섬유는 중심선에 대해 원주 방향으로 이격되고 캐리어 디스크 부분의 내부 단부로부터 반경 방향 내측으로 연장되며, 각각의 전도성 섬유는 샤프트와 캐리어 사이에 전도성 경로를 제공하도록 샤프트 외부 표면과 접촉할 수 있는 내부 단부를 가지는 것을 특징으로 하는 조립체.
  6. 제 5 항에 있어서, 캐리어는 중심선을 갖고, 캐리어 디스크 부분은 중심선에 대해 원주 방향으로 이격된 복수의 장착 탭을 포함하고, 각각의 장착 탭은 서브 조립체를 캐리어와 결합시키기 위해 브러시 서브 조립체와 맞물리는 것을 특징으로 하는 조립체.
  7. 제 5 항에 있어서, 캐리어 원통형 부분은 하우징 내부에 베어링을 축 방향으로 유지하기 위해 하우징 내부 표면과 마찰 결합될 수 있는 외부 원주 표면을 갖는 비교적 얇은 쉘로 형성되는 것을 특징으로 하는 조립체.
  8. 제 5 항에 있어서, 캐리어 원통형 부분은 절연체 원통형 본체와 결합된 절연체 단부 링을 유지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조립체.
  9. 제 5 항에 있어서, 전도성 브러시 서브 조립체는 캐리어와 연결되고 환형 그루브가 있는 내부 반경 방향 단부를 갖는 환형 리테이너를 포함하고, 상기 복수의 전도성 섬유 각각은 그루브 내에 배치된 외측 반경 방향 단부를 가지고 리테이너로부터 샤프트를 향해 반경 방향 내측으로 연장하는 것을 특징으로 하는 조립체.
  10. 제 5 항에 있어서, 브러시 서브 조립체는 리테이너 내에 배치된 원형 후프를 더 포함하고, 복수의 전도성 섬유 각각은 후프 주위로 구부러져 각 섬유가 샤프트 외부 표면과 접촉할 수 있는 두 개의 단부를 가지며; 및
    브러시 서브 조립체의 복수의 전도성 섬유는 원주 방향으로 이격된 복수의 개별 섬유 세트로 배열되는 것 중 적어도 하나를 특징으로 하는 조립체.
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