CN113748590A - 用于制造用于电机的电磁部件，特别是叠片铁芯，例如定子铁芯或者转子铁芯的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造电磁部件的方法。特别地，待制造的电磁部件可以是叠片铁芯，例如定子铁芯或者转子铁芯，并且被预设用于与诸如电动机等电机一同使用。该方法包括以下步骤：A)提供板材作为原材料；B)从板材中冲裁出多个薄片；C)对薄片进行热处理；D)将热处理后的薄片接合成部件或者接合成部件的部段。除此之外，本发明还涉及一种电机。

Description

用于制造用于电机的电磁部件，特别是叠片铁芯，例如定子铁 芯或者转子铁芯的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造用于诸如电动机或者发电机等电机的电磁部件，特别是叠片铁芯的方法，其中叠片铁芯例如被设计为定子铁芯或者转子铁芯。

背景技术

长期以来，已知了例如电动机等电机的作用方式。不仅鉴于在个性化私人交通中越来越多地使用电动机的背景，还有关于关键词“电动汽车”常常会提起的，电动机越来越重要。每个电动机的重要组成部分都是定子和转子，其中术语“定子”指的是马达的固定部分，而术语“转子”指的是马达的移动部分。

提供电动机时的挑战是：在经济上合理的花费下，提高电动机的效能，例如所提供的单位容积功率和/或效率。

用于提供高效电动机的构思是将定子和/或转子或者定子和/或转子的零件制造成所谓的定子铁芯或者说转子铁芯。在此，所述构件作为叠片铁芯(也被称为薄片组)由单个所谓的薄片组成。术语“薄片”指的是从电工钢片或者电工钢带中取出的模制件。对此，通用方法是冲裁薄片。之后，通过相互堆叠薄片并且局部地或者优选地完全地使其相对于彼此电绝缘，由多个薄薄的薄片组成薄片组。

这种部件(特别是这种叠片铁芯)的制造始终包括制造薄片和使薄片相互连接的步骤。在此，优选地以某种方式进行连接，使得在连接后，薄片逐段地(优选地完全地)彼此电绝缘，即优选地，两个相邻的薄片相互间没有电流连接。

通常借助于冲压，实现单个薄片的制造。可以通过多种已知的方法，将冲压出的薄片连接成叠片铁芯，例如通过螺接、通过安放夹具、通过焊接或者通过冲压叠装。但是，由于在建立连接的过程中产生的机械作用，所提及的这些本领域技术人员熟悉的制造方法中的每一种都伴随对于完工的叠片铁芯的在连接后普遍的电磁特性的不利影响。特别地，在机械连接过程中，机械应力必然至少一定程度上是不可避免的，这些机械应力会对磁特性和叠片铁芯内的磁力线走向产生不利影响，由此直接对于包括叠片铁芯的电动机的效能产生不利影响。在冲压叠装过程中通常出现的、两个和更多个薄片之间的电连接导致额外的损耗。

一种降低机械作用对于薄片的不利影响并且同时实现薄片间的良好绝缘的绝妙可能性是使用粘合剂作为连接手段。这些粘合剂系统也具有类似于电绝缘漆的绝缘特性。

对此，对于本领域技术人员而言已知的处理方法是使用所谓的烤漆。例如，在DE38 29 068 C1中描述了使用烤漆来粘合冲压出的电工钢片。一种使用烤漆的处理方法是：涂装板材，特别是板材带；随后从板材中冲裁出单个薄片；相对于彼此定向地相对于彼此定位单个薄片；并且随后在定义的时段内且在定义的温度下，对产生的板材堆叠体进行热处理。在许多情况下，在热处理过程中，将薄片压向彼此，例如通过优选地以均匀的表面力，朝向指向叠片铁芯内部的叠片铁芯轴向方向的端面侧上施力。典型的反应温度是150℃到250℃，典型的烤漆反应时长是30到150分钟，随后是冷却阶段，其中精确的参数自然取决于具体使用的烤漆、构件的几何形状和粘合设备。一般而言，通过这一处理方法，可以实现定子铁芯和/或转子铁芯的优异的电磁特性。

发明内容

在期望进一步提高的效能的背景下，本发明的目的在于，提供电磁能到机械能的转化得以改善的电磁部件和电机。

该目的通过一种包括权利要求1的特征及其改进方案的方法得以实现。

根据本发明的方法包括以下步骤：

A)作为原材料，提供板材，特别是未涂装粘合剂的板材，

B)从板材中冲裁出多个薄片，

C)对薄片进行热处理，

D)将热处理后的薄片接合成叠片铁芯或者接合成叠片铁芯的部段。

例如，可以在所谓的线上方法中实现所述步骤，但也有可能在顺序进行的站中实现。

术语“板材”一般指的是由金属材料制成的滚轧制品，并且除了薄金属板或者厚金属板外，特别地还可以指的是例如由软磁原料制成的金属带、钢带或者电工钢带。

从板材中冲压出薄片。优选地，通过冲压工具，实现步骤B)的冲裁。这种冲压工具是从板材中冲裁出薄片，优选地同时冲裁出多于一个(例如四个)薄片的工具。优选地，实现用冲压工具进行的薄片冲压，使得在分别冲裁的薄片与原本要运输到冲压工具的板材之间仍存在多个连接接片，例如三个连接接片，冲裁出的薄片从而仍是板材的一件式组成部分。这用于使得将薄片连同板材(特别是板材带)一同进一步运输通过线上设施成为可能。

然而，还可以预设，随着冲压，立即实现薄片从板材中的分离。

重要的发明构思在于，在冲裁薄片之后并且在接合薄片之前，预设了薄片的热处理。作为热处理，特别地指的是：将薄片加热至预先确定的温度或者预先确定的温度走廊，在预先确定的时段内保持该温度，并且在烘炉中优选地缓慢地冷却薄片。

可以在作为线上方法的组成部分的烘炉区段中或者替代地在于封闭烘炉中发生的中间步骤中进行热处理。

已经证实，当使用了由根据本发明制造的叠片铁芯构成的定子和/或转子时，能够显著地降低在电机中出现的损耗，即在其制造过程中，在冲压薄片之后并且在接合薄片之前，进行了薄片的热处理。发明人将其归因于，由于冲压，将内应力和塑性变形引入到薄片中，其对于已完工的叠片铁芯中的磁力线走向有不利影响。特别是在使用了其中一种下文中提及的材料作为原材料并且使用了其中一种下文中提及的优选粘合剂的实施方案中，获得了突出的协同效果，其有益于制造优异的电磁部件，因为伴随非常好的磁性材料特性，出现粘合剂的高反应性和储存稳定性。

在该方法的第一替代改进方案中，为多个薄片中的每个薄片实现的薄片接合顺序包括以下步骤：

D1)在薄片的表面上涂覆可热活化的粘合剂，以形成粘合剂涂层，

D2)可选地，借助于光学检验方法，检验粘合剂涂层，

D3)活化粘合剂涂层的粘合剂，其中之后包含被活化的粘合剂的薄片被位置定向地和/或角定向地相互重叠定位，并且在端面侧上施加在轴向方向上指向的压力。

在步骤C)之后并且不言而喻地以D1)、D2)、D3)的顺序执行所有步骤D1)至D3)，因此，用于接合薄片的原材料是已经热处理过的薄片。

粘合剂的涂覆可以特别地实施为完全地或者基本上完全地在薄片的表面上涂覆粘合剂。在该改进方案的意义上，术语“基本上”意味着，薄片的至少一侧的面积的至少50％、55％、60％、65％、70％、72％、74％、76％、78％，优选80％、82％、84％、86％、88％，特别优选90％、91％、92％、93％、94％、95％，特别是96％、97％、98％、99％或者100％被粘合剂覆盖。

可以预设，在例如被设计为单独的干燥单元或者被设计为线上设施的干燥部段的干燥区域中对涂覆到薄片上的粘合剂进行热处理，以干燥粘合剂。

优选地，在线上设施中，在所谓的线上过程中执行该方法变体。但是，顺序进行的变体也是可能的，只要考虑到在热处理后进行接合这一重要方面。

术语“线上设施”指的是，以预先确定的顺序布置多个加工站，即至少上文中提及的那些加工站，并且自动化地在预先确定的站中加工引入到内联设施中的板材，例如电工钢带。

优选地，通过借助用于发出红外线辐射的器具实现的红外线辐射照射粘合剂涂层，引起活化。

用于发出红外线辐射的器具可以特别地被设计为NIR发射器，即被设计用于发出NIR波长频谱中的电磁辐射，即波长处于780nm到3μm之间的电磁辐射的发光器具。

在一种优选的方法导向中，在NIR波长范围内实现模制件的照射，其中优选地，使用0.8微米到1.2微米之间的波长，并且特别优选地，在波长处于0.85微米到0.9微米之间的NIR辐射下达到发光功率的最大值。

当在线上设施中实现该方法时，内联设施优选地包括挤出冲头。该挤出冲头是一种在活化粘合剂后，顺序地通过分离一个或者说更多个接片而通过垂直于板材表面的作用力将尚通过一个或更多个接片与板材(特别是板材带)相连的薄片与板材分离的冲头。

必须在活化后的短时段内聚集薄片，并且之后必须等待粘合剂干燥并硬化。

在使用适合的粘合剂组合物的情况下，板材具有其短活化时间为例如0.5到1秒的表面和仅若干秒的短固化时间。

可以预设，(以加工顺序表述)用于发出红外线辐射的器具被布置在冲压工具之后，优选地被布置在冲压工具与挤出冲头之间，并且包括：

-至少一个上部发光器具，其在冲压方向上指向第一薄片表面，或者

-至少一个下部发光器具，其逆着冲压方向，指向存在于冲压工具对面一侧的第二薄片表面，或者

-既包括至少一个上部发光器具，也包括至少一个下部发光器具。

发光器具不必非得直角地对准薄片表面，以另外的角度对准也是可以的。

是否用发光器具照亮第一和/或第二薄片表面自然取决于使用单面还是双面涂装的薄片。在第一种情况下以及在第二种情况下，可以使用包括单面粘合剂涂层的薄片，特别地，在第三种情况下，可以使用包括双面粘合剂涂层的薄片，其优点在于，彼此重叠布置的薄片非常好地相互粘附。

在该方法的第二替代改进方案中，以另一方式，即为了多个薄片中的每个薄片顺序地通过以下步骤实现薄片接合：

D1)在薄片的表面上涂覆可热活化的粘合剂，以形成粘合剂涂层，可选地，后续进行热处理，以干燥粘合剂涂层，

D2)可选地，借助于光学检验方法，检验粘合剂涂层，

D3)位置定向和/或角定向地相互重叠定位薄片，

D4)在端面侧上，为相互重叠定位的薄片施加在轴向方向上指向的压力，

D5)在预先确定的温度下，在预先确定的时段内，加热相互重叠定位的且至少暂时施加有压力的薄片，以活化粘合剂涂层的粘合剂。

必要时，可以在步骤D1)之后并且在步骤D2)之前或者之后，在干燥站中实现粘合剂涂层的热干燥。

该方法的第二替代改进方案与第一替代改进方案的不同之处特别地在于，所涂覆的粘合剂并非借助于单个薄片的热活化，例如通过红外线辐射，在聚集单个薄片之前实现，而是在聚集薄片之后实现热活化，即通过在烘炉中进行加热。

在两种替代改进方案中，优选地，通过提供粘合剂作为涂覆到薄片上的水性分散体，实现可热活化的胶粘剂的涂覆。优选地，借助于喷雾实现涂覆，但是，也有可能借助于辊对辊式工艺，特别地通过彼此对向的辊轮实现涂布。

粘合剂的涂覆可以特别地实施为完全地或者基本上完全地在薄片的表面上涂覆粘合剂。在该改进方案的意义上，术语“基本上”意味着，薄片的至少一侧的面积的至少50％、55％、60％、65％、70％、72％、74％、76％、78％，优选80％、82％、84％、86％、88％，特别优选90％、91％、92％、93％、94％、95％，尤其是96％、97％、98％、99％或者100％被粘合剂覆盖。

可以预设，在例如被设计为单独的干燥单元或者被设计为线上设施的干燥部段的干燥区域中对涂覆到薄片上的粘合剂进行热处理，以干燥粘合剂。

这里指的是类似于已知的烤漆工艺并且在用于活化粘合剂的处理方法上区别于第一替代方案的处理方法。

步骤D5中的预先确定的时段优选地处于5分钟到60分钟之间，特别优选地处于10到40分钟之间。

作为预先确定的温度，在步骤D5中预设了100℃到250℃之间，优选地100℃到200℃之间，特别优选地100℃到150℃之间的温度。

在上文中阐述的两种替代改进方案中，通过相互粘合在冲裁后且在粘合前经受热处理的薄片，制得一种电气部件、一种定子铁芯或者定子铁芯的一部分。由此，根据发明人的研究，由于特别是薄片边缘区域内的应力消除和/或再结晶或者说晶粒长大，已经在开头阐述过的单个薄片的磁性能的改善由于热处理而与用于接合薄片的方法相结合，而在没有永久的形状变化、薄片之间的电连接或者电气部件或者定子铁芯的一个或更多个薄片上的施力的情况下，无法实现该方法。其结果是提供了电气部件(特别是定子铁芯或者叠片铁芯)，所述电气部件特别适合于用在电机中，特别是高效能电动机中，特别是具有高效率的电动机中。

在该方法的一种改进方案中，按照一种前文中描述的方法，制造至少一个电磁部件，并且通过传统的方法，制造至少一个电磁部件。这使得根据需要设定电磁部件的特性来制造电机成为可能。举例而言，为了快速转动且高效的电动机，对转子进行冲压叠装，并且其因此至少具有原材料的原始机械特性，并且由此在此相对于塑性变形或者爆裂，具有相关的高(运行)强度。相反，借助于上文中描述的方法，对定子进行退火和粘合，其因此在此具有相关的最低损耗。

换言之：可以预设，提供一种电机，其包括：通过根据本发明的方法或者其改进方案制得的第一电磁部件，以及通过传统方法制得的第二电磁部件，这特别地意味着：其由板材中冲裁并且接合(特别地粘合，例如借助于烤漆粘合)的薄片制得，但并没有在冲裁之后和接合之前进行类似于根据本发明的方法或者其改进方案的步骤C的薄片热处理。这意味着，第一电磁部件包括在步骤C)中热处理过的薄片，而第二电磁部件包括在冲裁后未热处理过的薄片。特别地，第一电磁部件可以是电机的定子，而第二电磁部件可以是电机的转子。这种处理方法的优点是，定子具有根据本发明可实现的优异的电磁特性，相反，对于转子，由于放弃了退火，避免了降低对于作为旋转构件的转子而言重要的机械特性，特别是强度。

下文中提及的事实既适用于第一替代改进方案、第二替代改进方案，也适用于其所有变体和改进方案。

优选地，进行步骤D2中的粘合剂涂层的检验，其中使用光学检验方法。特别地，该方法可以是自动化的，使得只有在光学检验方法识别到粘合剂涂层的厚度分布足够均匀时，才在接合时使用薄片，否则，薄片作为废品从方法中移除。

作为光学检验方法，特别优选地，借助于热像仪，进行粘合剂涂层的热成像的采集，优选尚未干燥的粘合剂涂层的热成像的采集。因此，可以可靠地识别仅不充分地涂有粘合剂的样品，并且可以确保叠片铁芯的充足的机械稳定性。由受委托执行本发明的本领域技术人员决定何时将样品视为不充分涂装的，而这对于根据本发明的方法的所描述的改进方案的原则性作用方式而言是无足轻重的。

为了位置定向和/或角定向地相互重叠定位薄片，优选地，将薄片引入到容纳装置中，而定位区域位于该容纳装置中。定位区域有利于相对于已经位于定位区域中的薄片，位置定向和/或角定向地定位分别被引入到此处的薄片，从而最终获得彼此定向且配备有已活化的粘合剂的薄片的堆叠体。

定位区域例如可以是圆柱形管，其例如被设计为具有外罩式横截面的圆柱形空心管，该外罩式横截面基本上相当于模制件的横截面并且以其在预设的定位中进行定向。为了施加所需的压力，预设了压模，其在端面侧上对薄片堆叠体施加轴向力。

对相互重叠定位的薄片施加在轴向方向上指向的压力指的是施加一种压力，其优选地以均匀的表面压力，以垂直于薄片表面指向的方向，施加于所接合的薄片的铁芯的端面侧上，以相对于彼此挤压单个薄片。

优选地，板材是由电工钢带制成的板坯或者电工钢带，其中特别优选地，板材由非晶粒取向的电工钢带构成。

优选地，使用除了Fe和不可避免的杂质外还包含以下元素的原料(所有数据均以wt.％为单位)：

0.1到3.50的Si，

0.01到1.60的Al，

0.07到0.65的Mn，

可选地，最高0.25的P。

在本申请的上下文中，在说明金属合金时，应当理解，包括不可避免的杂质的所有成分的重量份数据总计100wt.％。

优选地，原料是非晶粒取向的钢，其除了Fe和不可避免的杂质外，还包含以下元素(所有数据均以wt.％为单位)：

0.1到3.50的Si，

0.01到1.60的Al，

0.07到0.65的Mn，

可选地，最高0.25的P。

特别优选地，除了前述条件中的任一条件外，还遵守下文中的条件(所有数据均以wt.％为单位)：

2.3到3.40的Si，

0.3到1.1的Al，

0.07到0.250的Mn，

可选地，最高0.030的P，其余为Fe和不可避免的杂质。

优选地，根据DIN EN 60404-2测定，非晶粒取向的电工钢带或者非晶粒取向的板材在P1.0/50Hz下具有0.7到7W/kg的范围内的特定磁滞损耗，并且在P1.5/50Hz下具有1.8到15W/kg的范围内的特定磁滞损耗，和/或在J2500下具有1.45T到1.71T的范围内的极化强度，并且在J5000下具有1.6T到1.8T的范围内的极化强度。

在一种优选实施方案中，根据DIN EN 60404-2测定，非晶粒取向的电工钢带或者非晶粒取向的板材在P1.0/50Hz下具有0.8到3.5W/kg的范围内的特定磁滞损耗，并且在P1.5/50Hz下具有1.9到8.0W/kg的范围内的特定磁滞损耗，和/或在J2500下具有1.47到1.71T的范围内的极化强度，并且在J5000下具有1.58到1.80T的范围内的极化强度。

在另一优选实施方案中，根据DIN EN 60404-2测定，非晶粒取向的电工钢带或者非晶粒取向的板材在P1.0/50Hz下具有1.0到1.5W/kg的范围内的特定磁滞损耗，并且在P1.5/50Hz下具有2.2到3.3W/kg的范围内的特定磁滞损耗，和/或在J2500下具有1.47到1.57T的范围内的极化强度，并且在J5000下具有1.58到1.65T的范围内的极化强度。

优选地，根据DIN EN 60404-2测定，非晶粒取向的电工钢带或者非晶粒取向的板材在P1.0/400Hz下具有8到120W/kg的范围内的特定磁滞损耗；在P1.5/400Hz下具有18到360W/kg的范围内的特定磁滞损耗；和/或在J2500下具有1.45T到1.75T的范围内的极化强度，在J5000下具有1.45T到1.85T的范围内的极化强度，并且在J10000下具有1.50到1.95T的范围内的极化强度。

在另一优选实施方案中，根据DIN EN 60404-2测定，原料在P1.0/400Hz下具有10到25W/kg的范围内的特定磁滞损耗；在P1.5/400Hz下具有25到49W/kg的范围内的特定磁滞损耗；和/或在J2500下具有1.45T到1.75T的范围内的极化强度，在J5000下具有1.45T到1.85T的范围内的极化强度，并且在J10000下具有1.50到1.95T的范围内的极化强度。

优选地，非晶粒取向的电工钢带或者非晶粒取向的板材根据DIN EN ISO 6892-1测量，标况下在纵向方向上具有190到610MPa的屈服强度、310到740MPa的最大抗拉强度和6到48％的A80最低断裂延伸率，以及100-250的Hv5硬度。

在一种特别优选的实施方案中，原料根据DIN EN ISO 6892-1测量，室温下在纵向方向上具有310到600MPa的屈服强度、400到640MPa的最大抗拉强度和7到32％的A80断裂延伸率，以及130-250的Hv5硬度。

优选地，材料在P1.0/400Hz下具有5到17％的范围内的各向异性。

但是，原材料也可以是软磁原料，除了Fe和不可避免的杂质外，其由以下构成(所有数据均以wt.％为单位)：

0.1到4.0的Si，

0.01到2.60的Al，

0.07到3.0的Mn，

可选地，最高0.5的P，

可选地，最高0.015的B，

可选地，最高0.2的Sb，

可选地，最高0.01的Zn，

可选地，最高5的Cr，

可选地，最高5的Ni，

可选地，最高0.25的V，

可选地，最高0.5的Sn，

可选地，最高0.01的As，

可选地，最高0.3的Nb，

可选地，最高0.5的W，

可选地，最高0.85的Zr，

可选地，最高0.2的Mo，

可选地，最高1.0的Cu，

可选地，最高0.5的Ti，

可选地，最高0.5的C，

可选地，最高0.01的Ce。

适合地且优选地，使用厚度处于0.05到2.5mm之间的板材，特别是电工钢带，其中优选0.1到1.0mm之间的厚度。根据电机的应用，特别优选地使用0.5到1.0mm之间的厚度。

根据一种实施方案，进行去应力退火形式的热处理。这特别地意味着，薄片被加热至低于分别使用的材料的Ac1温度的温度或者温度走廊内的温度。作为温度，例如可以预设200℃到650℃之间的温度。缓慢地实现加热，例如以低于10k/min的均匀预热实现加热。此后，在缓慢冷却之前，例如在保护气体气氛中和/或于空气中冷却之前，通常在更长的时间内，例如至少30分钟，优选至少1小时，保持温度。因此，当作为原材料存在的板材已经具有期望的粒度时，去应力退火是适合的方法。

替代地，可以进行软化退火形式的热处理。缓慢地实现加热，例如以低于10k/min的均匀预热实现加热。此后，在缓慢冷却之前，例如在保护气体气氛中和/或于空气中冷却之前，在更长的时间内，例如至少1分钟，优选1小时到7小时之间并且更优选地1.4小时到4小时之间，保持温度。替代地，可以进行再结晶退火形式的热处理。缓慢地实现加热，例如以低于10k/min的均匀预热实现加热。此后，在缓慢冷却之前，例如在保护气体气氛中或者根据温度于空气中冷却之前，在更长的时间内，例如至少30分钟，优选1小时到7小时之间并且更优选地1.5小时到4小时之间，保持温度。优选地，根据是否期望晶粒生长以及何种原材料(合金、种类、粒度、几何形状等)下期望哪一目标粒度，选择温度以及取决于温度的保持时间。

上文中为退火步骤定义的温度和时间数据涉及的是作为顺序的热处理步骤在退火炉中进行的热处理。如果在连续法中进行退火，则自然地要调整退火条件，这对于本领域技术人员而言毫无疑问是可能的。

特别优选地，薄片的两个表面都涂装有可热活化的粘合剂，使得在接合薄片时，粘合剂表面邻接粘合剂表面，这样做的优点是相互间非常好的粘附性。

作为粘合剂，优选地使用包含以下物质的粘合剂：

-关于其固态树脂形式的60重量份的环氧树脂，

-0.5到15重量份的潜伏性固化剂，

-1到15重量份的潜伏性加速剂。

优选地，粘合剂包含1到10重量份的潜伏性固化剂，特别优选地2到5重量份的潜伏性固化剂。

术语“潜伏性固化剂”指的是用于环氧树脂的固化，但是为了固化而必须特别地通过供应化学能和/或热能活化的物质。潜伏性固化剂例如作为粉末状存在的固态物质添加到粘合剂中。

术语“潜伏性加速剂”指的是将通过潜伏性固化剂实现的环氧树脂的固化加速的物质。关于加速剂，定语“潜伏性”也指加速剂为了实现其功能该加速剂也必须事先被化学能和/或热能活化。潜伏性加速剂例如作为粉末状存在的固态物质添加到粘合剂中。

上文中给出的组合物是指作为固体存在的组分以给定的重量份混入粘合剂混合物的混合物，其在分散体和/或溶液中，通过适合的液体变成可以形成粘合剂涂层的粘合剂。包括给定组分的粘合剂在可用状态下，即以适合于涂装的形式，优选地作为上文中给出的组合物在分散介质中的分散体，特别地作为水性分散体存在。

由于薄片涂有可热活化的粘合剂，因此，能够以灵活的方式，制造极高质量的电磁部件，特别是定子铁芯或者转子铁芯。由于必须首先对粘合剂进行热活化，因此，可以在将薄片从板材中移出后并且在用粘合剂进行涂装之后，例如通过冲压，在期望的时间点或者说在期望的方法步骤中进行粘合功能。必须在活化后的短时段内聚集薄片，并且之后必须等待粘合剂干燥并硬化。只有这样，才能产生无缺陷的、不脱层的并且几何上精确的、机械上稳定的铁芯。

通过如上文中的说明实施的粘合剂组合物，薄片分别具有其短活化时间为例如0.5到1秒的表面和仅若干秒的短固化时间。这些特性伴随相对较高的耐热性和相对较高的绝缘性和时效性。

存在于优选地使用的粘合剂中的环氧树脂包含一种或更多种环氧树脂组分，其包括多于一种环氧基团，其中优选地，至少一种环氧树脂具有高于50℃的软化点。

环氧树脂例如可以是脂族、脂环族或者芳香族环氧树脂。脂族环氧树脂含有携带脂族基和至少两个环氧树脂基的组分。在本发明的一种优选设计方案中，环氧树脂是双酚A环氧树脂。

作为潜伏性固化剂，使用一种优选地在80℃到200℃的范围内的温度下与粘合剂的环氧树脂进行固化反应的物质或者多种这样的物质的混合物。

固化剂可以包含双氰胺、氮丙啶衍生物、三嗪衍生物、咪唑啉、咪唑、邻甲苯双胍、环状脒、有机六氟锑酸盐化合物或者六氟磷酸盐化合物或者BF3-胺络合物。可以单独地或者组合地使用这些化合物。

在一种设计方案中，粘合剂可以包含1到10重量份的潜伏性加速剂，优选1到5重量份的潜伏性加速剂，特别优选2到5重量份的潜伏性加速剂，格外优选2到4重量份的潜伏性加速剂。

在另一优选实施方案中，预设了，粘合剂还包括0.2到8重量份，优选0.2到4重量份的吸收添加剂。根据该延伸构思可以预设的吸收添加剂选自灯黑(焰黑)的组和/或水溶性颜料的组。

术语“吸收添加剂”指的是一种吸收热辐射的物质。吸收热辐射的物质特别地具有以下优点，即实现更高效地运用方法，其中借助于电磁辐射，特别地借助于用IR波长范围内(优选地在NIR波长范围内)的光线进行照射，实现粘合剂的热活化。

优选地，粘合剂包含一种或更多种本领域技术人员已知的绝缘添加剂，其中术语“绝缘添加剂”指的是为了提高粘合剂的电阻而专门提供的添加剂。绝缘添加剂能够以1到10重量份，优选1到5重量份的用量包含在胶粘剂中。

优选地，潜伏性加速剂包含脲衍生物。

特别优选地，脲衍生物是N,N-二甲基脲或者N,N‘-二甲基脲或者优选地包括两个脲基团作为官能团的双官能团脲衍生物，具体地，特别优选地是4,4’-亚甲基双(苯基二甲基脲)，或者上文中所述的多个的混合物。

包含在粘合剂中的潜伏性加速剂优选地由至少50wt.％，更优选地至少90wt.％，更优选地至少98wt.％的4,4’-亚甲基双(苯基二甲基脲)构成，格外优选地完全由其构成。

可以预设，粘合剂涂层单面地或者双面地涂覆到薄片上。如果双面涂覆粘合剂涂层，则涂层的厚度可以相同，但是也可以预设不同的厚度。

作为优选的粘合剂涂层厚度，即在单面粘合剂时一侧上的涂层厚度或者说双面粘合剂涂层时两侧上的粘合剂涂层相加的总厚度处于1微米到20微米之间，优选地处于2到10微米之间，特别优选地处于4微米到8微米之间。

所提及的使用起来有利的所有粘合剂都还具有以下优点，即这些粘合剂可以作为水性分散体来提供，其由此适合于例如借助于喷射而涂覆到薄片上。

除此之外，特别有利的是，由于粘合剂的高反应性，只需要相对短且低的对粘合剂涂层的热量输入来接合薄片，从而对于薄片的机械特性而言，特别地，重要且一直重要的是根据本发明实施的步骤C)，使得借助于优化唯一的步骤，很大程度上能最终设定完工的部件的机械特性。

例如对于电磁、机械和热学的电机设计，另一种板材选择的可能性，薄片设计中的更高的结构自由度，产生可能的优点，以及关于可能的构件公差和介质导向和/或热量导向产生优点。其它优点产生于部件制造和电机制造(例如在操作紧凑型且坚固的构件时)以及机械加工中。对于包括其中一种根据本发明的板材或者其改进方案其中一种的电机而言，其它优点是：更高的功率和效能、更低的必要结构空间、更好的几何特性(例如可特别地以恒定的表面压力，借助于朝向止挡部的再压缩实现，优点是更好的电磁部件尺寸精密性)以及根据设计的声学优点。

可以预设，直接在涂装站之后布置有表面检验系统，例如热像仪，其可选地是层厚测量系统，该层厚测量系统监控涂装过程并且作为副产品，使得针对电工钢带中的更大缺陷和孔的额外质量控制成为可能。为了识别孔，还可以将光源集成到薄片支架中，从而在有孔时，传感器识别这些孔并且自动地将薄片剔除出过程。

在定位站中，可以包含用于核验铁芯的电磁特性的测量线圈，以便通过传感器检测影响和测量尺寸并且将其保存在数据库中，替代地或者额外地，通过接口将其转发至另一系统。进一步地，例如可以预设，借助于激光器，将薄片或者电气部件的识别号例如写入到粘合剂涂层中。

可以预设，在用于制造叠片铁芯的方法结束后，清洁其边缘，以便清除叠片铁芯边缘或者叠片铁芯侧面上可能的胶粘剂残余。可以化学地和/或机械地实现清洁。

附图说明

本发明的主题的其它细节、特征和优点得自下文中参考附图做出的说明，在附图中示例性地显示了本发明的实施方案。

应该理解，上文中提及的和下文中阐述的特征不仅能够以分别给出的组合使用，还可以在其它组合中使用或单独使用。

在附图中：

作为一种实施方案，图1示出了本发明的第一改进方案的示意图，

作为一种实施方案，图2示出了本发明的一种替代改进方案的示意图。

具体实施方式

在图1中示意性地显示了，作为原材料，提供了被设计为非晶粒取向的电工钢带的板材1。通过冲压工具4，从板材中冲裁出多个薄片2，在所示的实施方案中，这些薄片被收集到堆叠体3中。在冲压后，在烘炉5中对薄片进行热处理。本领域技术人员负责确切的热处理方式且确切的热处理方式特别地取决于原材料；对于不再期望晶粒生长的情况而言，热处理可以特别地是本领域技术人员已知的去应力退火，即缓慢地加热至低于Ac1的温度走廊，长时间(例如60分钟)保持在该温度走廊内，并且由于室温而缓慢地冷却。通过进行热处理，所获得的薄片中清除了或者至少很大程度上清除了由于冲裁而特别地在边缘区域内仍然存在的内应力。能够以这样获得的薄片开始将热处理过的薄片接合成叠片铁芯或者接合成叠片铁芯的部段。为了接合薄片，多个薄片中的每个薄片都顺序地用传送带运送到不同的加工站。在第一工作站6中，借助于喷射装置6‘，全表面地涂布作为水性分散体存在的粘合剂。因此，薄片还具有可热活化的粘合剂涂层。直接在涂覆之后，在检查站7中，借助于热成像相机7‘和连接的评估设备，检查所涂布的涂层的充分无缺陷性，并且必要时分拣出废品。可选地，还可以预设有干燥站，以干燥粘合剂涂层。

此后，在活化站中，配备了充分无缺陷的涂层的薄片在NIR照明设备8‘下，被NIR辐射照射，优选地以5kW到20kW之间的发射功率被照射，以活化粘合剂涂层的粘合剂。

在活化粘合剂后，包含被活化的粘合剂的薄片被位置定向地和/或角定向地相互重叠定位3‘。此后，压模9在端面侧上对薄片的堆叠体3‘施加压力，该压力被指向为轴向地压缩叠片铁芯。优选地，在此施加均匀的表面压力，使得轴向方向上施加的力在端面上任意部位处都一样。

在图2中示出了另一实施方案。其与图1中所示的实施方案的不同之处在于，没有预设活化站8。取而代之，在站6处涂覆并且在站7处检验过的多个薄片被位置定向和/或角定向地相互重叠定位，并且薄片在烘炉9中被加热至并且保持在100℃到250℃之间的温度足够长的时间，例如至少30分钟，以便活化粘合剂。与此同时，借助于用冲头9实现的施压来压缩叠片铁芯。

在线上工艺或者说连续工艺中执行整个方法的实施方案与图1中和图2中显示的方法执行具有同等价值，特别地，没有在堆叠体3中收集薄片，而是薄片保持固定在板材上的一个或更多个接片上，特别是三个接片上，以便通过运输板材而将其运输通过整个过程。此外，代替烘炉5，例如可以使用连续式加热炉，并且在步骤站8(图1)后或者说在站7(图2)后，借助于通过本领域技术人员已知的所谓的挤出冲头分离接片，将接片从板材上移除。只要本领域技术人员贯彻了根据本发明所需的或者对于改进方案所需的边界条件，这些过程在功能上就具有同等价值。

Claims (20)

1.一种用于制造用于诸如电动机等电机的电磁部件，特别是叠片铁芯，特别是定子铁芯或者转子铁芯的方法，其中所述方法包括以下步骤：

A)提供板材作为原材料，

B)从所述板材中冲裁出多个薄片，

C)对所述薄片进行热处理，

D)将热处理的所述薄片接合成所述部件或者接合成所述部件的部段。

2.根据权利要求1所述的方法，其中为多个所述薄片中的每个薄片实现的所述薄片的接合顺序地包括以下步骤：

D1)基本上全表面地在所述薄片的表面上涂覆能热活化的粘合剂，以形成粘合剂涂层，

D1b)可选地，在干燥区域内，热学地干燥所述粘合剂涂层，

D2)可选地，借助于光学检验方法，检验所述粘合剂涂层，

D3)活化所述粘合剂涂层的粘合剂，其中包含被活化的所述粘合剂的所述薄片被位置定向地且角定向地相互重叠定位，并且在端面侧上被施加在轴向方向上指向的压力。

3.根据权利要求2所述的方法，其中通过借助用于发出红外线辐射的器具实现的红外线辐射照射所述粘合剂涂层，引起所述活化。

4.根据权利要求3所述的方法，其中用NIR波长范围内的电磁辐射，优选地以0.8微米到1.2微米之间的波长，特别优选地以波长处于0.85微米到0.9微米之间时的发光功率的最大值，进行所述粘合剂涂层的照射。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中按照加工的顺序，用于发出红外线辐射的所述器具被布置在冲压工具之后，优选地被布置在所述冲压工具与挤出冲头之间，并且包括：

-至少一个上部发光器具，所述上部发光器具在冲压方向上指向第一薄片表面，或者

-至少一个下部发光器具，所述下部发光器具逆着冲压方向，指向存在于所述冲压工具对面一侧的第二薄片表面，或者

-既包括至少一个上部发光器具，也包括至少一个下部发光器具。

6.根据权利要求1所述的方法，其中为多个所述薄片中的每个薄片实现的所述薄片的接合顺序地包括以下步骤：

D1)基本上全表面地在所述薄片的表面上涂覆能热活化的粘合剂，以形成粘合剂涂层，

D1b)可选地，在干燥区域内，热学地干燥所述粘合剂涂层，

D2)可选地，借助于光学检验方法，检验所述粘合剂涂层，

D3)位置定向且角定向地相互重叠定位所述薄片，

D4)在端面侧上，向相互重叠定位的所述薄片施加在轴向方向上指向的压力，

D5)在预先确定的温度下，在预先确定的时段内，加热相互重叠定位的且至少暂时施加有压力的所述薄片，以活化所述粘合剂涂层的粘合剂。

7.根据权利要求6所述的方法，其中步骤D5中预先确定的所述时段处于5分钟到60分钟之间，优选地处于10到40分钟之间。

8.根据权利要求6或者权利要求7所述的方法，其中步骤D5中预先确定的所述温度处于100℃到250℃之间，优选地处于100℃到200℃之间，特别优选地处于100℃到150℃之间。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤D2中，借助于光学检验方法，实现所述粘合剂涂层的检验，并且只有在所述光学检验方法识别到所述粘合剂涂层的足够均匀的厚度分布时，才在接合时使用薄片，否则，所述薄片作为废品从所述方法中移除。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤D2中，借助于光学检验方法，实现所述粘合剂涂层的检验，其中作为光学检验方法，借助于热像仪检测所述粘合剂涂层的热成像，优选尚未干燥的所述粘合剂涂层的热成像。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述板材是

-由电工钢带制成的板坯或者电工钢带，或者

-由软磁原料制成的板坯或者钢带。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述板材由非晶粒取向的电工钢带制成。

13.根据权利要求11或者权利要求12所述的方法，其中除了Fe和不能避免的杂质外，所述板材还由以下构成(所有数据均以wt.％为单位)：

0.1到3.50的Si，

0.01到1.60的Al，

0.07到0.65的Mn，

可选地，最高0.25的P，

其中包括不能避免的杂质的所有成分的总量为100wt.％。

14.根据权利要求12或者权利要求13所述的方法，其中

C-Alt1)进行去应力退火形式的热处理，或者

C-Alt2)在Ac1到Ac3之间进行热处理。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述薄片的两个表面上实现能热活化的粘合剂的涂覆。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中能热活化的所述粘合剂包含：

60重量份的环氧树脂，

0.5到15重量份的潜伏性固化剂，

1到15重量份的潜伏性加速剂。

17.一种电机，包括：

第一电磁部件和第二电磁部件，其中所述第一电磁部件由根据权利要求1至16中任一项所述的方法制得，并且其中所述第二电磁部件作为叠片铁芯，由薄片接合而成，优选地由其粘合而成，其中在冲裁作为原材料而提供的板材，例如根据权利要求12或权利要求13的定义的电工钢带之后并且在接合成所述第二部件之前，所述第二电磁部件的薄片不经受任何热处理，其中优选地，所述第一电磁部件是电机的定子，而所述第二电磁部件是电机的转子。

18.一种电气部件或者叠片铁芯，其通过根据权利要求1至16中任一项所述的方法制得，被设计为定子或者转子。

19.一种电机，包括根据权利要求18所述的电气部件。

20.根据权利要求19所述的电机，所述电机被设计为用于载客汽车、载货汽车、机动双轮车、小型电动汽车、飞机或者无人机的电动机。

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