DE3503019C2 - Electrical sheet for the production of iron cores for electrical devices consisting of a large number of sheet layers - Google Patents
Electrical sheet for the production of iron cores for electrical devices consisting of a large number of sheet layersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Elektrobleche zur Herstellung von aus einer Vielzahl von Blechlagen bestehenden Eisenkernen für elektrische Geräte wie Spannungswandler, Stromwandler, Elektromotoren oder dergleichen, wobei das Blech mindestens eine aushärtbare Klebstoffschicht sowie mindestens eine Isolierschicht aufweist.The invention relates to electrical sheets for the production of a variety of sheet metal layers existing iron cores for electrical devices such as voltage transformers, current transformers, Electric motors or the like, the sheet at least a curable adhesive layer and at least one Has insulating layer.
Derartige Elektrobleche sind aus der DE-OS 32 44 823 bekannt, wobei zur Isolierung zwischen den einzelnen aufeinandergestapelten Blechen Partikel aus einem relativ druckfesten und isolierenden Material, die in einer Klebstoffschicht gebunden sind, vorgesehen werden. Die Aufbringung derartiger Isolierschichten ist jedoch verhältnismäßig kostspielig, denn es muß mittels Mischgeräten stets gewährleistet werden, daß die Partikel in dem auf zutragenden flüssigen Klebstoff bzw. in der flüssigen Bindemasse eine gleichmäßige Verteilung aufweisen. Man kann zwar auch die Partikel auf die auf ein Blechband aufgebrachte und noch nicht getrocknete Bindeschicht aufstreuen, jedoch sind auch hierfür zusätzliche Apparaturen bzw. Geräte erforderlich. Such electrical sheets are from DE-OS 32 44 823 known for isolation between each stacked sheets of particles from a relative pressure-resistant and insulating material in one Adhesive layer are bound to be provided. The Application of such insulating layers is, however relatively expensive, because it must be by means of Mixers are always guaranteed that the particles in the liquid adhesive to be applied or in the liquid Binder have an even distribution. One can even the particles on a sheet metal strip applied and not yet dried binding layer sprinkle, but there are additional devices for this or devices required.
Weiterhin muß die die Partikel aufweisende flüssige Masse und die die aushärtbare Klebstoffschicht bildende flüssige Masse getrennt voneinander gehalten werden, wodurch zusätzliche Kosten entstehen.Furthermore, the liquid mass containing the particles must and the liquid forming the curable adhesive layer Mass to be kept separate, which additional costs arise.
Weiterhin ist es bekannt, die Kernbleche aus beidseitig mit einer nicht ausgehärteten Klebstoffschicht versehenem Elektroblech herauszustanzen und nach dem Stapeln durch Zusammendrücken und Erhitzen miteinander zu verkleben. Bei diesem Verfahren muß die verwendete Klebstoffschicht zugleich die Aufgabe der Isolation zwischen den einzelnen Kernblechen übernehmen. Durch das unter Druck durchgeführte Verkleben werden jedoch die Klebstoff schichten insbesondere in den Bereichen, in denen Vorsprünge durch Blechwölbungen, Stanz- und Schneidverformungen vorhanden sind, verdrängt, so daß in diesen Bereichen die benachbarten Kernbleche unmittelbar zur Anlage kommen und Eisenschlüsse entstehen, die Wirbelstromverluste im Eisenkern verursachen und daher nachteilige Auswirkungen auf Leerlaufstrom und Ummagnetisierungsverluste haben.Furthermore, it is known to use the core sheets from both sides an uncured adhesive layer Punch out electrical sheet and after stacking through Squeeze and heat to stick together. At the adhesive layer used at the same time the task of isolation between the individual Take over core sheets. By the however, the adhesive is made under pressure stratify especially in areas where ledges through Sheet metal curvatures, punching and cutting deformations are present, displaced, so that the adjacent core sheets in these areas come directly to the plant and iron faults occur that Eddy current losses in the iron core cause and therefore disadvantageous Effects on no-load current and magnetic losses.
Um diese Nachteile bei Eisenkernen für elektrische Maschinen mit höheren Anforderungen bezüglich der elektromagnetischen beziehungs weise elektrischen Eigenschaften zu beseitigen, ist es bekannt, Kernbleche zu verwenden, welche aus einem beidseits mit einer spe ziellen Isolationsschicht versehenen Elektroblech herausgestanzt werden und diese nach dem Stapeln zu einem Eisenkern durch z. Bsp. Tränken mit einem Gießharz als Klebstoff untereinander zu verbinden. Die so hergestellten Eisenkerne haben jedoch den Nachteil, daß deren mechanische Festigkeit bei dynamischen Beanspruchungen, wie zum Beispiel durch Vibrationen für viele Anwendungsfälle nicht ausreich end ist, weshalb zusätzliche Verbindungsmittel wie z. Bsp. um die Eisenkerne gewickelte Bandagen oder Schrauben, beziehungsweise Niete erforderlich sind. Zudem ist eine derartige Verfahrensweise aufwen dig und teuer.To address these disadvantages with iron cores for electrical machines higher requirements regarding the electromagnetic relation wise to eliminate electrical properties, it is known To use core sheets, which consist of a bilateral with a spe the electrical sheet provided for the insulation layer are and this after stacking to an iron core by z. E.g. To bond watering with a casting resin as an adhesive. However, the iron cores thus produced have the disadvantage that their mechanical strength under dynamic loads, such as For example, vibrations are not sufficient for many applications is end, which is why additional connecting means such. Ex. For the Iron cores wound bandages or screws, or rivets required are. Such a procedure is also expensive dig and expensive.
Weiterhin sind Kernbleche bekannt, die beidseits mit einer Isolier schicht und darauf ebenfalls beidseits mit einer Klebstoffschicht versehen sind. Aus solchen Blechen hergestellte Kerne weisen die notwendige Isolation zwischen den einzelnen Blechlagen auf. Dies ist wie bereits erwähnt, bei nur mit Klebstoff, wie zum Beispiel Back lack beschichteten Blechen nicht der Fall, da bei der zum Aktivieren des Klebers erforderlichen Erhitzung die Klebeschichten erweichen und an den erhabenen Stellen weggedrückt werden, wodurch zwischen den Blechlagen leitende Verbindungen entstehen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die mechanische Festigkeit von Kernen aus Elektroblech mit einer aufgebrachten speziellen Isolierschicht im Vergleich zu nur mit Klebstoff, wie Backlack, beschichtetem Blech geringer ist und für viele Anwendungsfälle sogar unzureichend. Untersuchungen haben ergeben, daß die auf Elektrobleche aufgebrachten Isolier schichten, wie insbesondere Isolationslacke, zwar gute Isolations werte garantieren, hierfür wurden sie entwickelt, andererseits aber keine hohen mechanischen Beanspruchungen zulassen. Es wurde festge stellt, daß die Isolierschichten im Schadensfall sich großflächig vom Untergrund, das heißt also vom Blech selbst lösen, während die ausgehärteten Klebstoffschichten insbesondere Backlackschichten in der Regel eine sehr gute Haftung auf dem Blech aufweisen.Core sheets are also known, which are insulated on both sides layer and also on both sides with an adhesive layer are provided. Cores made from such sheets have the necessary insulation between the individual sheet layers. This is as already mentioned, only with glue, such as baking Lacquer-coated metal sheets are not the case, since they are activated of the adhesive required heating soften the adhesive layers and pushed away in the raised places, whereby between Connections to the sheet metal layers are created. However, it has shown that the mechanical strength of cores made of electrical sheet with an applied special insulating layer compared to only with adhesive, such as baking varnish, coated sheet is lower and inadequate for many applications. Investigations have shown that the insulation applied to electrical sheets layers, like insulation varnishes in particular, have good insulation Guarantee values, they were developed for this, but on the other hand do not allow high mechanical loads. It was fixed provides that the insulating layers are large in the event of damage detach from the surface, that is, from the sheet itself, while the cured adhesive layers in particular baking lacquer layers in usually have very good adhesion to the sheet.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Elektrobleche der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die den bisher be kannten Elektroblechen anhaftenden Nachteile nicht aufweisen, wei terhin sich in besonders einfacher und preiswerter Weise herstellen und zu Eisenkernen verbinden lassen. Darüberhinaus sollen die elek trischen Eigenschaften von mit aus solchen Blechen hergestellten Eisenkernen aufgebauten elektrischen Geräten verbessert werden.The present invention was based on the object of electrical sheets to create the type mentioned above, which the so far be did not have known disadvantages inherent disadvantages, white manufacture themselves in a particularly simple and inexpensive manner and let it connect to iron cores. In addition, the elec trical properties of with made from such sheets Iron cores built electrical devices can be improved.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, daß das Blech mindes tens eine aushärtbare Klebstoffschicht, sowie mindestens eine be reits ausgehärtete Klebstoffschicht aufweist. Die ausgehärtete und die aushärtbare Klebstoffschicht sind dabei derart auf das Elektro blech aufgebracht, daß beim Stapeln beziehungsweise Schichten von aus solchem Elektroblech hergestellten Kernblechen jeweils eine ausgehärtete als Isolierschicht fungierende Klebstoffschicht mit einer aushärtbaren, also noch nicht ausgehärteten Klebstoffschicht, welche den endgültigen Zusammenhalt zwischen den einzelnen Kern blechen sicherstellen soll, in Kontakt kommt. Aufgrund dieses Auf baus wird sowohl eine einwandfreie Verbindung zwischen den einzelnen Kernblechen sichergestellt, wodurch eine hohe mechanische Festigkeit des fertigen Kerns bei dynamischen Beanspruchungen, wie zum Beispiel Erschütterungen oder Vibrationen erzielt wird, als auch eine ein wandfreie Isolation zwischen den einzelnen Kernblechen gewähr leistet. Dies ist darauf zurückzuführen, daß einerseits sowohl die im voraus ausgehärtete Klebstoffschicht als auch die erst bei der Herstellung des Eisenkerns zur Aushärtung gelangende Klebstoff schicht eine sehr gute Haftung auf dem Kernblech als auch unterei nander aufweisen, und andererseits die im voraus ausgehärtete Kleb stoffschicht während des Aushärtvorganges der noch nicht ausgehärte ten Klebstoffschicht nicht erweicht und somit eine verhältnismäßig hohe Druckfestigkeit aufweist. Diese Druckfestigkeit verhindert, daß bei der zur Herstellung des Eisenkerns unter Druck durchgeführten Verklebung der Kernbleche untereinander Eisenschlüsse entstehen können. According to the invention, this is achieved in that the sheet metal at least one curable adhesive layer, and at least one be has already cured adhesive layer. The hardened and the curable adhesive layer are so on the electrical sheet metal applied that when stacking or layers of core sheets made from such electrical sheet each have one cured adhesive layer acting as an insulating layer a hardenable, i.e. not yet hardened adhesive layer, which is the ultimate cohesion between each core to ensure sheet metal comes into contact. Because of this up baus will both establish a flawless connection between the individual Core sheets ensured, which ensures high mechanical strength of the finished core under dynamic loads, such as Shocks or vibrations are achieved as well as one Wall-free insulation between the individual core sheets guaranteed accomplishes. This is due to the fact that on the one hand both the pre-cured adhesive layer as well as the one at the Production of the iron core for curing adhesive layer very good adhesion on the core sheet as well as under egg nander, and on the other hand the pre-cured adhesive layer of material during the curing process the not yet cured th layer of adhesive does not soften and is therefore relatively has high compressive strength. This compressive strength prevents in that carried out under pressure to manufacture the iron core Bonding of the core sheets to each other creates iron bonds can.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann es zweckmäßig sein, wenn das Blech auf einer seiner Seiten eine ausgehärtete Klebstoff schicht aufweist und zumindest auf der anderen Seite eine aushärt bare Klebstoffschicht aufgebracht ist, wobei es besonders vorteil haft sein kann, wenn auf dem Blech auf einer Seite lediglich eine ausgehärtete und auf der anderen Seite lediglich eine aushärtbare Klebstoffschicht vorgesehen ist.According to one embodiment of the invention, it can be useful if the sheet on one of its sides has a hardened adhesive has layer and at least on the other side hardens bare adhesive layer is applied, it being particularly advantageous can be sticky if there is only one on the sheet on one side cured and on the other hand only a curable Adhesive layer is provided.
Gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung kann es für manche Anwendungsfälle angebracht sein, wenn auf mindestens einer seiner Seiten das Blech sowohl eine ausgehärtete Klebstoffschicht als auch eine aushärtbare Klebstoffschicht aufweist, wobei die ausgehärtete Klebstoffschicht zwischen dem Blech und der aushärtba ren Klebstoffschicht vorgesehen ist. Besonders zweckmäßig kann es dabei sein, wenn lediglich auf einer Seite des Bleches sowohl eine ausgehärtete als auch eine aushärtbare Klebstoffschicht vorgesehen sind, wobei die ausgehärtete Schicht dem Blech zugewandt ist. Bei der zuletzt beschriebenen Variante kann die andere Seite des Bleches blank sein, so daß beim Schichten des Eisenkerns aus derartigen Blechen jeweils eine nicht ausgehärtete Klebstoffschicht eines Bleches mit einer blanken Seite des benachbarten Bleches in Berüh rung kommt.According to another embodiment variant of the invention, it can be used for some use cases may be appropriate if on at least one on its sides the sheet both a hardened layer of adhesive and also has a curable adhesive layer, the cured adhesive layer between the sheet and the curable Ren adhesive layer is provided. It can be particularly useful be there if only one on one side of the sheet cured as well as a curable adhesive layer provided are, the cured layer facing the sheet. At The last variant described can be the other side of the sheet be bare, so that when layering the iron core from such Sheet each of an uncured adhesive layer Sheets with a bare side of the neighboring sheet in touch tion is coming.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Blech beidseits eine ausgehärtete Klebstoffschicht, sowie mindestens auf einer seiner Seiten eine aushärtbare Klebstoffschicht aufweisen. According to a further embodiment of the invention, the sheet a hardened adhesive layer on both sides, and at least on have a curable adhesive layer on one of its sides.
Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn auf einer Seite des Bleches lediglich eine ausgehärtete Klebstoffschicht vorgesehen ist, und auf der anderen Seite hingegen eine ausgehärtete und eine nicht ausge härtete Klebstoffschicht, wobei die ausgehärtete dem Blech zugekehrt ist. Die zuletzt beschriebene Variante kann dabei derart zu einem Eisenkern geschichtet werden, daß die auf der einen Seite eines Bleches vorhandene, ausgehärtete Klebstoffschicht an der auf der anderen Seite des benachbarten Bleches vorhandenen, nicht ausgehärteten Klebstoffschicht zur Anlage kommt. Weiterhin können solche Bleche mit einer anderen Art von Blechen, die lediglich auf einer Seite mit einer nicht ausgehärteten Klebstoffschicht versehen sind und auf der anderen Seite blank sind, in abwechselnder Reihenfolge derart geschichtet werden, daß die blanke Seite der anderen Art von Blechen mit einer nicht ausgehärteten Klebstoffschicht des ihr benachbarten Bleches in Berührung kommt, und die nicht ausgehärtete Klebstoffschicht der anderen Art von Blechen mit einer ausgehärteten Klebstoffschicht des ihr benachbarten Bleches in Berührung kommt.It can be advantageous if on one side of the sheet only a cured adhesive layer is provided, and on on the other hand, a hardened and not fully hardened hardened adhesive layer, with the hardened facing the sheet is. The variant described last can be one Iron core that are layered on one side of a Sheet of existing, hardened adhesive layer on the on the other side of the adjacent sheet, not cured adhesive layer comes to rest. Can continue such sheets with a different type of sheet that is only on Apply an uncured adhesive layer on one side are and on the other hand are bare, in alternating Order be layered so that the bare side of the another type of sheet with an uncured Adhesive layer of the plate next to it comes into contact, and the uncured adhesive layer of the other kind of Sheet metal with a hardened adhesive layer of yours adjacent sheet comes into contact.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die ausgehärtete und /oder die aushärtbaren Klebeschichten durch einen Isolierbacklack gebildet sind.It can be particularly advantageous if the cured and / or the curable adhesive layers are formed by an insulating baking lacquer are.
Um ein richtiges Stapeln der Blechlagen für die Eisenkerne sicherzu stellen, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die ausgehärtete und die nicht ausgehärtete Klebstoffschicht optisch unterschiedlich sind. Dies kann in vorteilhafter Weise dadurch erzielt werden, daß die ausgehärtete und die nicht ausgehärtete Klebstoffschicht farb lich unterschiedlich ausgelegt werden. Dabei kann sich dieser op tische Unterschied dadurch ergeben, daß sowohl für die ausgehärtete als auch für die nicht ausgehärtete Schicht gleiches Ausgangsmaterial verwendet wird, beispielsweise auf der Basis von Phenolharz, wobei sich bereits dadurch farbliche Unterscheidungen ergeben, daß die ausgehärtete Schicht ein anderes Aussehen bezie hungsweise eine andere Färbung besitzt als die nicht ausgehärtete Schicht.To ensure a correct stacking of the sheet layers for the iron cores make, it can be particularly advantageous if the cured and the uncured adhesive layer is optically different are. This can be achieved in an advantageous manner that the cured and the uncured adhesive layer color be interpreted differently. This op table difference result from the fact that both for the cured as well as for the uncured layer Starting material is used, for example based on Phenolic resin, whereby there are already color differences indicate that the cured layer has a different appearance approximately has a different color than the uncured one Layer.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann es zweckmäßig sein, wenn die ausgehärtete und/oder die nicht ausgehärtete Klebstoffschicht durch einen mittels UV- Bestrahlung aushärtbaren Klebstoff gebildet ist.According to a further feature of the invention, it can be expedient if the cured and / or the uncured Adhesive layer through a curable by means of UV radiation Adhesive is formed.
Es kann jedoch auch für manche Anwendungsfälle vorteilhaft sein, wenn die ausgehärtete und/oder nicht ausgehärtete Klebstoffschicht durch einen mittels Erhitzung aushärtbaren Klebstoff gebildet ist.However, it can also be advantageous for some applications if the cured and / or uncured adhesive layer is formed by an adhesive curable by heating.
Für die Herstellung von Elektroblechen gemäß der Erfindung kann es jedoch besonders vorteilhaft sein, wenn die ausgehärtete Klebstoff schicht durch einen mittels UV- Bestrahlung aushärtbaren Klebstoff gebildet ist und die nicht ausgehärtete Klebstoffschicht durch einen mittels Erhitzung aushärtbaren Klebstoff. Diese Kombination von Klebstoffen hat den Vorteil, daß beide Klebstoffe jeweils auf einer Seite des Bleches gleichzeitig aufgetragen werden können und die ausgehärtete Klebstoffschicht durch UV- Bestrahlung hergestellt werden kann ohne daß die andere Klebstoffschicht, welche den spä teren Zusammenhalt des Eisenkern sicherstellen soll, aktiviert wird.For the production of electrical sheets according to the invention it can however, be particularly beneficial if the cured adhesive layer by means of an adhesive that can be hardened by means of UV radiation is formed and the uncured adhesive layer by a adhesive curable by heating. This combination of Adhesives has the advantage that both adhesives each on one Side of the sheet can be applied simultaneously and the cured adhesive layer produced by UV radiation can be without the other layer of adhesive, which the late ensure the cohesion of the iron core is activated.
Zur Herstellung von erfindungsgemäßen Elektroblechen kann ein Ver fahren vorteilhaft sein, bei dem auf das Elektroblech auf mindestens einer der Seiten eine erste Klebschicht aufgebracht wird, die dann ausgehärtet wird und danach ebenfalls auf mindestens eine der Seiten eine weitere Klebstoffschicht aufgebracht wird. Vorteilhaft kann es dabei sein, wenn die weitere, zweite Klebschicht vorgetrocknet wird, so daß zumindest deren Oberfläche nicht mehr klebrig ist, wodurch das Handling verbessert wird.A Ver drive be advantageous in which on the electrical sheet on at least one of the sides a first adhesive layer is applied, which then is cured and then also on at least one of the sides another layer of adhesive is applied. It can be advantageous be there when the further, second adhesive layer is pre-dried, so that at least their surface is no longer sticky, which means handling is improved.
Zur Herstellung von erfindungsgemäßen Elektroblechen kann jedoch auch ein Verfahren besonders zweckmäßig sein, bei dem die Elektro bleche beidseits mit einer Klebeschicht beschichtet werden und lediglich eine der beiden Klebeschichten ausgehärtet wird. Die Aushärtung kann dabei in besonders vorteilhafter Weise mittels UV- Bestrahlung durchgeführt werden. Auch kann es bei diesem Verfahren zweckmäßig sein, wenn die andere Klebschicht, welche den späteren Zusammenhalt des Eisenkerns sicherstellt, vorgetrocknet wird.However, for the production of electrical sheets according to the invention also be a method particularly useful in which the electro sheets are coated on both sides with an adhesive layer and only one of the two adhesive layers is cured. The Curing can be carried out in a particularly advantageous manner by means of UV Irradiation can be performed. It can also be done with this procedure be useful if the other adhesive layer, which the later Ensures cohesion of the iron core, is pre-dried.
Der Auftrag der ausgehärteten Klebstoffschicht als auch der vorge trockneten Klebstoffschicht kann in vorteilhafter Weise auf ein Blechcoil erfolgen und zwar in einem Vorgang im Bereich zwischen einer Ab- und Abwickelstation. The application of the hardened adhesive layer as well as the pre dried adhesive layer can advantageously on a Sheet coil are done in one process in the area between an unwinding and unwinding station.
Gemäß einer anderen Verfahrensweise kann es jedoch auch angebracht sein, wenn der Auftrag der vorgetrockneten Klebeschicht auf einen Blechstreifen erfolgt und zwar zwischen einer Abwickelstation und einer Stanzstation für die einzelnen Blechlagen, die zur Herstellung von Eisenkernen dienen.However, according to a different procedure, it may also be appropriate be when the application of the pre-dried adhesive layer on a Sheet metal strip takes place between an unwind station and a punching station for the individual sheet layers that are used for the production serve from iron cores.
Die Erfindung betrifft ebenfalls Eisenkerne für elektrische Geräte wie Spannungswandler, Stromwandler, Elektromotoren oder dergleichen die eine Vielzahl von aufeinander gestapelten Blechlagen aufweisen, welche gemäß der Erfindung derart beschichtet sind, daß vor dem Verbinden der Blechlagen des Eisenkernes zwischen zwei benachbarten Blechlagen jeweils eine aushärtbare Klebstoffschicht sowie eine bereits ausgehärtete Klebstoffschicht zu liegen kommt. Dabei kann der Eisenkern in vorteilhafter Weise derart aufgebaut sein, daß auf eine beiderseits eine ausgehärtete Klebstoffschicht aufweisende Blechlage eine Blechlage folgt, die beidseits eine nicht ausgehärte te Klebstoffschicht aufweist.The invention also relates to iron cores for electrical devices such as voltage converters, current converters, electric motors or the like which have a large number of sheet metal layers stacked on top of one another, which are coated according to the invention such that before Connect the sheet metal layers of the iron core between two neighboring ones Sheet layers each have a curable adhesive layer and a already hardened adhesive layer comes to rest. It can the iron core can advantageously be constructed such that on a cured adhesive layer on both sides Sheet metal layer is followed by a sheet metal layer that is not hardened on both sides te adhesive layer.
Der Eisenkern kann jedoch in vorteilhafter Weise auch derart aufge baut sein, daß die Blechlagen jeweils auf einer Seite eine ausgehär tete und auf der anderen Seite eine nicht ausgehärtete Klebstoff schicht aufweisen und derart geschichtet sind, daß jeweils eine ausgehärtete und eine nicht ausgehärtete Klebstoffschicht aneinander zu liegen kommen. However, the iron core can advantageously be opened in this way builds that the sheet layers each one on one side tied and on the other hand an uncured adhesive Have layer and are layered such that one cured and an uncured adhesive layer together come to rest.
Für die einerseits gleichzeitig als Klebemittel fungierende Lack isolation (also die zunächst noch nicht ausgehärtete Klebstoff schicht) beziehungsweise die gleichzeitig als Isolation fungierende Klebelackschicht (also die bereits ausgehärtete beziehungsweise vernetzte Schicht) können insbesondere solche verwendet werden, wie sie unter den Bezeichnungen "Backlack- Isolation", "Backlack- Iso lation Stabolit 15"1 (EBG Elektroblech GmbH, 4630 Bochum), "Voltatex-Backlack E 175"2 (Helmstedter Lack- und Chemische Fabrik, 3330 Helmstedt), "EB 540"3 (Dr. Loley, Rembrandtim Lack GmbH, A-Wien), "EB 540 H"1, "A 15"4 bzw. "A 70"4 (Stoll-Lack, A-2359 Gundramsdorf) bekannt geworden sind. For the lacquer insulation that acts as an adhesive at the same time (that is, the adhesive layer that has not yet hardened) or the adhesive lacquer layer that is also acting as insulation (that is, the already hardened or crosslinked layer), it is possible in particular to use those as described under the designations "back lacquer insulation "," Baking varnish insulation Stabolit 15 " 1 (EBG Elektroblech GmbH, 4630 Bochum)," Voltatex baking varnish E 175 " 2 (Helmstedter Lack- und Chemische Fabrik, 3330 Helmstedt)," EB 540 " 3 (Dr. Loley, Rembrandtim Lack GmbH, A-Vienna), "EB 540 H" 1 , "A 15" 4 or "A 70" 4 (Stoll-Lack, A-2359 Gundramsdorf) have become known.
Anhand der Fig. 1 bis 6 sei die Erfindung näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 6.
Dabei zeigt:It shows:
Fig. 1 einen im vergrößerten Maßstab dargestellten Schnitt sen krecht zu den Blechlagen eines erfindungsgemäßen Eisenkerns, Fig. 1 is a section shown on an enlarged scale sen Krecht to the foil layers of an iron core according to the invention,
die Fig. 2 bis 5 weitere Ausführungsformen erfindungsgemäßer Eisenkerne in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung, wobei die einzelnen Blechlagen anders beschichtet sind, Figs. 2 to 5, further embodiments according to the invention the iron cores in one of the Fig. 1 representation corresponding with the individual sheet metal layers are coated differently,
Fig. 6 eine schematisch dargestellte Vorrichtung zur Herstellung von erfindungsgemäßen Elektroblechen für die Herstellung von Eisen kernen gemäß den Fig. 1 bis 5. Fig. 6 is a schematically illustrated device for the production of electrical sheets according to the invention for the production of iron cores according to FIGS . 1 to 5.
Die Fig. 1 zeigt aus einem Eisenkern 1 zwei aufeinander gestapelte Blechlagen 2, 3 aus elektromagnetische Eigenschaften aufweisendem Material. Die Blechlagen 2, 3 besitzen auf der einen Seite, im darge stellten Beispiel auf der oberen, eine Backlack- Isolationskleb schicht 4, die vor dem Stapeln der Bleche 2, 3 ausgehärtet bezie hungsweise vernetzt wurde und auf der anderen, unteren Seite eine nicht ausgehärtete, jedoch aushärtbare Backlack-Isolationsklebstoff schicht 5. Die aushärtbare Klebstoffschicht 5 wird nach dem Stapeln des Eisenkerns zum Beispiel durch Hitzeeinwirkung aktiviert und unter Druck werden die einzelnen Blechlagen 2, 3 miteinander verba cken. Durch die bereits vor dem Stapeln des Eisenkerns 1 ausge härteten Klebstoffschichten 4, welche beim Erhitzen des Eisen kernes 1 nicht erweichen und somit eine hohe Druckfestigkeit aufwei sen, wird sichergestellt, daß zwischen den einzelnen Blechlagen 2, 3 stets eine einwandfreie Isolierung vorhanden ist und insbesondere keine elektrisch leitenden Metallbrücken zwischen den Blechen 2, 3 entstehen können, auch wenn Unebenheiten in einzelnen Blechlagen vorhanden sein sollten. Außerdem ist eine einwandfreie Haftung der Bleche und damit optimale mechanische Eigenschaften gewährleistet. Fig. 1 shows an iron core 1, two stacked layers of sheet metal 2, 3 aufweisendem of electromagnetic properties of material. The sheet layers 2 , 3 have on the one hand, in the example presented on the top, a baking lacquer insulation adhesive layer 4 , which was cured or stacked before stacking the sheets 2 , 3 and on the other, lower side an uncured but curable baking varnish insulation adhesive layer 5 . The curable adhesive layer 5 is activated after the stacking of the iron core, for example by the action of heat, and the individual sheet metal layers 2 , 3 are pressed together under pressure. The already before the stacking of the iron core 1 hardened adhesive layers 4 , which do not soften when heating the iron core 1 and thus have a high compressive strength, ensure that there is always perfect insulation between the individual sheet layers 2 , 3 and in particular no electrically conductive metal bridges can arise between the sheets 2 , 3 , even if there are unevenness in individual sheet layers. In addition, perfect adhesion of the sheets and thus optimal mechanical properties is guaranteed.
Zweckmäßig ist es, wenn die ausgehärtete Klebstoffschicht 4, sowie die aushärtbare Klebstoffschicht 5 bereits auf das tafel- oder band förmige, elektromagnetische Eigenschaften aufweisende Blech, aus dem die Blechlagen 2 und 3 herausgeformt werden, aufgebracht werden. Die ausgehärtete Klebstoffschicht 4 sowie die aushärtbare Klebstoff schicht 5 können aus dem gleichen Klebstoff bestehen, oder aber auch aus verschiedenen. Als Klebstoffe können zum Beispiel sogenannte Polyadditionsklebstoffe, wie zum Beispiel Epoxydharze verwendet werden. Für die ausgehärteten Klebstoffschichten 4 können auch kalt aushärtende oder mittels UV- Bestrahlung aushärtende Klebstoffe verwendet werden und für die nicht ausgehärteten Klebstoffschich ten 5, Klebstoffe, die unter Hitzeeinwirkung aushärten, benutzt werden. Dadurch wird es möglich, die Klebstoffschicht 4 und die Klebstoffschicht 5 gleichzeitig auf das Elektroblech aufzutragen und die Klebstoffschicht 4 mittels UV- Bestrahlung oder aufgrund seiner Kaltaushärtbarkeit auszuhärten, ohne die Klebstoffschicht 5 zu ak tivieren. It is expedient if the hardened adhesive layer 4 , as well as the hardenable adhesive layer 5, are already applied to the sheet-like or strip-shaped sheet having electromagnetic properties, from which the sheet-metal layers 2 and 3 are formed. The cured adhesive layer 4 and the curable adhesive layer 5 can consist of the same adhesive, or of different ones. So-called polyaddition adhesives, such as epoxy resins, for example, can be used as adhesives. For the hardened adhesive layers 4 , cold-curing or UV-curing adhesives can also be used, and for the uncured adhesive layers 5 , adhesives that cure under the action of heat can be used. This makes it possible to apply the adhesive layer 4 and the adhesive layer 5 simultaneously on the electrical steel sheet and cure the adhesive layer 4 by means of UV irradiation or due to its Kaltaushärtbarkeit without the adhesive layer 5 tivieren to ak.
Um einen guten Halt der nicht ausgehärteten Klebstoffschicht 5 auf den Blechlagen 2, 3 zu sichern und die Herstellung sowie Handhabung dieser Blechlagen 2, 3 zu erleichtern, ist die nicht ausgehärtete Klebstoffschicht 5 vorgetrocknet, so daß deren freie Oberfläche nicht haftet beziehungsweise klebrig ist. Dieses Vortrocknen kann nach dem Auftragen der nicht ausgehärteten Klebstoffschicht auf das tafel- oder bandförmige Elektroblech, aus dem die Blechlagen 2, 3 hergestellt sind, erfolgen.In order to ensure a good hold of the uncured adhesive layer 5 on the sheet metal layers 2 , 3 and to facilitate the production and handling of these sheet metal layers 2 , 3 , the uncured adhesive layer 5 is predried so that its free surface does not adhere or is sticky. This predrying can be carried out after the application of the uncured adhesive layer on the sheet or strip-shaped electrical sheet from which the sheet layers 2 , 3 are made.
Die in Fig. 2 dargestellten aufeinander gestapelten Blechlagen 102, 103 eines Eisenkernes 100 sind zum Beispiel durch Stanzen aus einem Elektroblech gebildet worden. Diese Blechlagen 102, 103 weisen auf der einen ihrer Seiten - im dargestellten Beispiel auf der oberen - eine Doppelbeschichtung 102a, 103a auf, die aus einer unmittelbar auf die Blechlagen 102, 103 aufgebrachten, ausgehärteten Klebstoffschicht 104 sowie einer auf letztere aufgebrachten, nicht ausgehärteten Klebstoffschicht 105 besteht. Die aushärtbare Klebstoffschicht 10 wird nach dem Stapeln der Blechlagen zur Herstellung des Eisenkerns aktiviert, damit die einzelnen Blechlagen 102, 103 miteinander ver bunden werden. Zur Bildung der nicht ausgehärteten Klebstoffschicht 105 eignen sich sogenannte Backlacke, die durch Hitzeeinwirkung aktiviert beziehungsweise vernetzt werden. Wie in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, werden auch bei einer Ausführungsform gemäß Fig. 2 während des Verbackens die Blechlagen 102, 103 mit einem verhältnismäßig hohen Druck verspannt, um eine einwandfreie Haftung sicherzustellen. Das Verbacken kann in einem Ofen stattfinden, in dem der Eisenkern 100 auf die zum Aktivieren beziehungsweise Vernet zen der Backlackschicht 105 erforderliche Temperatur gebracht wird. Durch die bereits vor dem Stapeln des Eisenkerns 100 ausgehärteten Klebstoffschichten 104 der Blechlagen 102, 203 wird sichergestellt, daß zwischen den einzelnen Lagen keine Metallberührungen entstehen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Klebstoffschichten 104 beim Erhitzen des Eisenkernes 100 nicht erweichen und somit durch den Verspanndruck zwischen den Blechlagen nicht verdrängt werden können. Die ausgehärtete Klebstoffschicht 104 kann ebenfalls durch einen sogenannten Backlack gebildet sein, der vor dem Auftragen der nicht ausgehärteten Klebstoffschicht 105 thermisch oder durch UV- Bestrah lung ausgehärtet wird. Wie in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, wird auch die nicht ausgehärtete Klebstoffschicht 105 vorgetrocknet.The stacked sheet metal layers 102 , 103 of an iron core 100 shown in FIG. 2 have been formed, for example, by stamping from an electrical sheet. These sheet metal layers 102 , 103 have on one of their sides - in the example shown on the upper one - a double coating 102 a, 103 a, which does not consist of a hardened adhesive layer 104 applied directly to the sheet metal layers 102 , 103 and one applied to the latter cured adhesive layer 105 . The curable adhesive layer 10 is activated after the stacking of the sheet layers to produce the iron core, so that the individual sheet layers 102 , 103 are connected to one another. So-called baking lacquers, which are activated or crosslinked by the action of heat, are suitable for forming the uncured adhesive layer 105 . As described in connection with FIG. 1, even in an embodiment according to FIG. 2, the sheet metal layers 102 , 103 are clamped with a relatively high pressure during the baking in order to ensure perfect adhesion. The baking can take place in an oven in which the iron core 100 is brought to the temperature required to activate or crosslink the baking lacquer layer 105 . The adhesive layers 104 of the sheet metal layers 102 , 203 which have hardened before the iron core 100 has been stacked ensure that no metal contacts occur between the individual layers. This is due to the fact that the adhesive layers 104 do not soften when the iron core 100 is heated and therefore cannot be displaced by the tensioning pressure between the sheet metal layers. The cured adhesive layer 104 can also be formed by a so-called baking varnish, which is cured thermally or by UV radiation before the application of the uncured adhesive layer 105 . As described in connection with FIG. 1, the uncured adhesive layer 105 is also predried.
Bei dem in Fig. 3 teilweise dargestellten Eisenkern 200 werden zwei Typen von Blechlagen, die abwechselnd aufeinander gestapelt sind, verwendet. Die Blechlagen 202 sind beidseits mit einer ausgehärteten Klebstoffschicht 204 versehen und die Blechlagen 203 beidseits mit einer aushärtbaren Klebstoffschicht 205. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die Blechlagen 202, 203 derart aufeinander geschichtet, daß auf eine beidseits eine ausgehärtete Klebstoffschicht 204 aufweisen de Blechlage 202 eine beidseits eine nicht ausgehärtete Klebstoff schicht 205 aufweisende Blechlage 203 folgt und umgekehrt. Dies bedeutet, daß jeweils zwischen zwei Blechlagen des einen Typs eine Blechlage des anderen Typs vorgesehen ist. In the iron core 200 partially shown in FIG. 3, two types of sheet metal layers that are alternately stacked on one another are used. The sheet metal layers 202 are provided on both sides with a hardened adhesive layer 204 and the sheet metal layers 203 on both sides with a hardenable adhesive layer 205 . As can be seen from FIG. 3, the sheet metal layers 202 , 203 are stacked on top of one another in such a way that a sheet metal layer 202 having a cured adhesive layer 204 on both sides is followed by a sheet layer 203 having an uncured adhesive layer 205 and vice versa. This means that a sheet metal layer of the other type is provided between two sheet metal layers of one type.
Die in Fig. 4 dargestellten aufeinander gestapelten Blechla gen 302, 303 eines Eisenkernes 300 weisen auf der einen ihrer Seiten - im dargestellten Beispiel auf der oberen - eine Doppelbeschichtung 304, 305 auf, die aus einer unmittelbar auf die Blechlagen 302, 303 aufgebrachten, ausgehärteten Klebstoffschicht 304 sowie einer auf letztere aufgebrachten, nicht ausgehärteten Klebstoffschicht 305 besteht. Auf der anderen, der unteren Seite weisen die Blechlagen 302, 303 lediglich eine ausgehärtete Klebstoffschicht 304 auf. Wie ersichtlich ist, kommt beim Stapeln der einzelnen Blechlagen 302, 303 jeweils eine nicht ausgehärtete Klebstoffschicht 305 zwischen zwei ausgehärteten Klebstoffschichten 304 zu liegen. Die aushärtbaren Klebstoffschichten 305 werden nach dem Stapeln der Blechla gen 302, 303 zur Herstellung des Eisenkerns aktiviert, damit die einzelnen Blechlagen miteinander verbunden werden.The stacked sheet metal layers 302 , 303 of an iron core 300 shown in FIG. 4 have on one of their sides - in the example shown on the top - a double coating 304 , 305 which is cured from a sheet metal layer 302 , 303 applied directly to it Adhesive layer 304 as well as an uncured adhesive layer 305 applied to the latter. On the other, the lower side, the sheet metal layers 302 , 303 only have a hardened adhesive layer 304 . As can be seen, when the individual sheet layers 302 , 303 are stacked, an uncured adhesive layer 305 comes to lie between two cured adhesive layers 304 . The curable adhesive layers 305 are activated after the stacking of the sheet metal layers 302 , 303 to produce the iron core, so that the individual sheet metal layers are connected to one another.
Bei dem in Fig. 5 teilweise dargestellten Eisenkern 400 werden zwei Typen von Blechlagen 402, 403 verwendet, die abwechselnd aufeinander gestapelt sind. Die Blechlagen 402 sind lediglich auf einer Seite - im dargestellten Beispiel die obere - mit einer nicht ausgehärteten Klebstoffschicht 405 versehen, wohingegen sie auf der anderen, unteren Seite blank sind. Die Blechlagen 403 weisen auf der einen ihrer Seiten - im dargestellten Beispiel auf der oberen - eine Doppelbeschichtung 404, 405 auf, die aus einer unmittelbar auf die Blechlagen 403 aufgebrachten, ausgehärteten Klebstoffschicht 404 sowie einer auf letztere aufgebrachten, nicht ausgehärteten Kleb stoffschicht 405 besteht. Auf der anderen, unteren Seite besitzen die Blechlagen 403 lediglich eine ausgehärtete Klebstoffschicht 404 die Blechlagen 402, 403 sind derart aufeinander geschichtet, daß auf eine Blechlage 403 eine Blechlage 402 folgt, wobei die nicht ausge härtete Klebstoffschicht 405 der Blechlagen 403 jeweils auf einer blanken Seite einer Blechlage 402 zu liegen kommt und die nicht ausgehärtete Klebstoffschicht 405 der Blechlagen 402, jeweils auf einer ausgehärteten Klebstoffschicht 404 einer Blechlage 403 zu liegen kommt.In the iron core 400 partially shown in FIG. 5, two types of sheet metal layers 402 , 403 are used, which are alternately stacked on top of one another. The sheet metal layers 402 are only provided on one side - in the example shown the upper one - with an uncured adhesive layer 405 , whereas they are bare on the other, lower side. The sheet metal layers 403 have on one of their sides - in the example shown on the top - a double coating 404 , 405 , which consists of a directly applied to the sheet metal layers 403 , cured adhesive layer 404 and an applied to the latter, uncured adhesive layer 405 . On the other, lower side, the sheet metal layers 403 only have a hardened adhesive layer 404, the sheet metal layers 402 , 403 are layered on top of one another in such a way that a sheet metal layer 402 follows a sheet metal layer 403 , the uncured adhesive layer 405 of the sheet metal layers 403 in each case on a bare side a sheet metal layer 402 comes to rest and the uncured adhesive layer 405 of the sheet metal layers 402 comes to rest on a cured adhesive layer 404 of a sheet metal layer 403 .
Das Aufbringen der ausgehärteten und der nicht ausgehärteten, vorge trockneten Klebstoffschichten auf ein Blechcoil, beziehungsweise ein Blechband kann, wie in Fig. 6 schematisch dargestellt, in einem Vorgang zwischen einer Abwickelstation 500 und einer Aufwickelsta tion 501 erfolgen.The application of the cured and the uncured, pre-dried adhesive layers on a sheet coil, or a sheet metal strip, as shown schematically in Fig. 6, can be done in one operation between an unwind station 500 and a winding station 501 .
Gemäß einem Verfahren wird das Blech 502 aus dem in einem späteren Arbeitsgang die Blechlagen für zum Beispiel die Eisenkerne 1, 100, 200, 300, 400 herausgestanzt werden, durch eine Station 503 ge führt, in der zum Beispiel durch Aufspritzen oder Aufrollen sowohl die auszuhärtende als auch die nicht auszuhärtende Klebstoffschicht aufgebracht wird.According to a method, the sheet 502 from which the sheet layers for, for example, the iron cores 1 , 100 , 200 , 300 , 400 are punched out in a later operation, passes through a station 503 in which, for example, by spraying or rolling up both those to be hardened as well as the non-hardenable adhesive layer is applied.
Dabei kann bei Verwendung eines durch UV- Bestrahlung aushärtbaren Klebstoffes für die auszuhärtende Klebstoffschicht und eines ther misch aushärtbaren Klebstoffes für die nicht auszuhärtende Kleb stoffschicht und bei Aufbringung dieser beiden Klebstofftypen auf jeweils einer anderen Seite des Bleches die beiden Klebstoffschich ten gleichzeitig aufgebracht werden, da durch die UV- Bestrahlung nur eine einseitige Aushärtung stattfindet. Das Vortrocknen der nicht auszuhärtenden Klebstoffschicht kann in einer der Station 503 nachgeschalteten Station 504 erfolgen.When using an adhesive curable by UV radiation for the adhesive layer to be hardened and a thermally hardenable adhesive for the adhesive layer not to be hardened, and when these two types of adhesive are applied, the two adhesive layers can be applied simultaneously to another side of the sheet, as a result of UV radiation only cures on one side. The pre-drying of the adhesive layer which is not to be cured can be carried out in a station 504 downstream of the station 503 .
Bei Aufbringung beider Klebstoffschichten auf die gleiche Seite des Bleches, wie in Fig. 2 gezeigt, muß in der Station 503 vor der Aufbringung des nicht auszuhärtenden Klebstoffilms, der eine ein wandfreie Isolierung zwischen den Blechlagen des Kernes sicherstel lende Klebstoffilm ausgehärtet werden.When applying both adhesive layers on the same side of the sheet, as shown in Fig. 2, must be cured in station 503 before the application of the non-curing adhesive film, which ensures a perfect insulation between the sheet layers of the core adhesive film.
Gemäß einem weiteren Verfahren kann in der Station 503 lediglich die ausgehärtete Klebstoffschicht aufgebracht werden und die auszuhär tende Klebstoffschicht erst zu einem späteren Zeitpunkt zum Beispiel in einer der Station 503 ähnlichen Station, welche der Stanzmaschine mit der die Blechlagen für Eisenkerne hergestellt werden, vorge schaltet ist.According to a further method, only the hardened adhesive layer can be applied in station 503 and the adhesive layer to be hardened only at a later point in time, for example in a station similar to station 503 , which precedes the punching machine with which the sheet metal layers for iron cores are produced .
Auch ist es möglich beide Klebstoffschichten auf das Elektroblech aufzubringen und vorzutrocknen und erst zu einem späteren Zeitpunkt, jedoch vor dem Aktivieren der Klebeschicht, welche den endgültigen Zusammenhalt zwischen den Blechlagen des Eisenkerns sicherstellt, die als Isolierung gedachte Klebstoffschicht auszuhärten. Dies kann beispielsweise vor dem Stanzen der Blechlagen für Eisenkerne oder aber auch vor der Aufbringung des Druckes, welcher beim Verbinden der einzelnen Blechlagen des Kernes - zum Beispiel durch Verbacken - aufgebracht wird, erfolgen.It is also possible to apply both layers of adhesive to the electrical sheet apply and pre-dry and only at a later time, however, before activating the adhesive layer, which is the final one Ensures cohesion between the sheet metal layers of the iron core, harden the adhesive layer intended as insulation. This can for example before punching the sheet metal layers for iron cores or but also before applying the pressure that occurs when connecting of the individual sheet layers of the core - for example by baking - is applied.
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