EP3956412A1 - Blechlamellenstapel und verfahren für das klebtechnische verbinden von blechlamellen - Google Patents

Blechlamellenstapel und verfahren für das klebtechnische verbinden von blechlamellen

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Publication number
EP3956412A1
EP3956412A1 EP20722237.3A EP20722237A EP3956412A1 EP 3956412 A1 EP3956412 A1 EP 3956412A1 EP 20722237 A EP20722237 A EP 20722237A EP 3956412 A1 EP3956412 A1 EP 3956412A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
adhesive
stack
sheet metal
lamellae
lamellas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20722237.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralph Wilken
Jost Degenhardt
Matthias Popp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP3956412A1 publication Critical patent/EP3956412A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J5/00—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2400/00—Presence of inorganic and organic materials
    • C09J2400/10—Presence of inorganic materials
    • C09J2400/16—Metal
    • C09J2400/163—Metal in the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2433/00—Presence of (meth)acrylic polymer

Definitions

  • the invention relates to a stack of sheet metal lamellas, comprising a plurality of lamellas arranged one above the other, which are connected to one another by adhesive, the mass of the adhesive between the pair of lamellae, which is held together by the smallest adhesive mass, to the mass of the adhesive between the lamella pair, which held together by the largest mass of adhesive is small.
  • the invention also relates to a method for producing a stack of sheet metal lamellas, in particular one with the adhesive situation described.
  • Punch-stacking is a common method of stacking, in which a mechanical interlocking between the individual lamellae leads to the lamellae being connected to form a package.
  • the deformation of the sheets has a negative impact on the magnetic properties of the sheet and thus of the laminated core.
  • packaging using a laser weld seam is known, in which the magnetic properties are also negatively influenced and eddy current losses also occur more frequently.
  • the laminar stacking process is known, in which an electrical steel strip is coated on both sides with a thin layer of adhesive (baking varnish process).
  • the hardening of the adhesive is achieved either by heating the laminated core after punching in a subsequent hardening step or by briefly heating the individual lamellae before packaging after pre-punching and before punching with transferring the lamella into the package brake, e.g. B. via IR radiation.
  • the disadvantage here is the high energy requirement for hardening and the resulting high cycle times.
  • the adhesive is present on at least one lamella before at least two lamellae are brought into contact.
  • the adhesive or adhesive components are to be applied in the punching process, care must be taken that no adhesive escapes at the edge of the electrical steel sheets. Furthermore, the amount of adhesive must be applied depending on the surface roughness of the electrical steel sheets. The aim is to bring the smallest possible amount of adhesive into the component in order not to lower the stacking factor.
  • the problem in this context is that there can be flaws in individual metal sheets where the surface roughness is significantly increased. It can also happen that dirt particles or abrasion are in the adhesive gap between the lamellas to be bonded. As a result, the amount of adhesive applied is insufficient to fill the enlarged adhesive gap resulting from the deviation in surface roughness or soiling. This creates a weak point in the bond, which causes increased rejects in the sheet metal stack production.
  • the disadvantage here is that the impregnating resins also harden outside the stack of electrical steel sheets, so that the final contour is falsified, especially in the case of rotors and stators for electrical motors. Complex reworking of the electrical sheet stacks is the result.
  • the object of the present invention was against this background to provide a method by means of which the disadvantages described in the prior art can be mitigated or overcome.
  • a method for producing a stack of sheet metal lamellas comprising the steps: a) providing sheet metal lamellas,
  • step d) wetting the stack with adhesive from step b), so that the adhesive is drawn into the gaps between the respective lamellae to be bonded by capillary forces and e) curing of the adhesive between the lamellae to be bonded.
  • the increased efficiency of the method according to the invention means that stacks of sheet metal lamellas, which would normally have had to be sorted out at least between individual lamella pairs due to inadequate bonding, now also have an optimal amount of adhesive in these critical adhesive gaps, so that they have sufficient durability feature.
  • part of the invention is also a stack of sheet metal lamellas, comprising a plurality of lamellae arranged one above the other, which are connected to one another by adhesive, the mass of the adhesive between the pair of lamellas, which is held together by the smallest adhesive mass, to the mass of the adhesive between the see Pair of lamellas, which is held together by the largest adhesive mass, in a ratio of ⁇ 1: 1.5, preferably ⁇ 1: 2, more preferably ⁇ 1: 2.5 and particularly preferably ⁇ 1: 3.
  • An adhesive within the meaning of the present invention is an adhesive according to DIN EN 923: 2016-03 “Adhesives - terms and definitions”. Preferred adhesives are described below.
  • the adhesive masses are determined in the individual adhesive gaps (the gaps between the lamellae, i.e. the area that is covered by the two lamellae lying one above the other in a vertical view) (see measurement examples).
  • the method according to the invention makes it possible, as already indicated above, to produce stacks of sheet metal lamellas which would be completely sufficient for the usual requirements, but which would normally not meet the minimum requirements with other methods from the prior art because of insufficient bonding.
  • the method according to the invention makes it possible to adequately fill the adhesive gaps within the sheet metal stack with adhesive which, for other techniques, would deviate too much from the mean value of the adhesive gaps of the overall stack in terms of their volume. Reasons for these deviations can e.g.
  • the adjacent lamellas are not optimally aligned, that due to the preceding punching process, the adjacent lamellas cannot be optimally aligned with one another, because one or both of the lamellas themselves are not optimally plan, which can be the case in particular in the edge areas, or that Small (dirt) particles are contained in adhesive gaps, which increase the minimum size of the adhesive gap and / or prevent parallel alignment of the adjacent lamellae to one another.
  • stacks of sheet metal stacks bonded by this method are accessible with the greatest stacking factor, because the stacking factor is not reduced by the adhesive according to the prior art, but is only determined by the topography of the individual sheet metal lamellas.
  • the stacking factor is defined as follows:
  • Sheet metal thickness thickness of the metal layer + 2 x insulation layer (if present), whereby this formula preferably applies to sheet metal stacks with> 20 sheet metal lamellas.
  • a stack of sheet metal lamellae according to the invention is preferred, with a stacking factor of> 97%, preferably> 98%, more preferably> 98.5%.
  • Adhesive gap thickness preferred according to the invention are ⁇ 10 ⁇ m, preferably ⁇ 7 gm, particularly preferably ⁇ 5 pm. According to the invention, it is preferred that the sheet metal lamellae stack according to the invention has one of the preferred or further preferred adhesive gap thicknesses and / or a preferred or one of the has further preferred stacking factors and at the same time has good tensile shear strength, in particular one which is described below as preferred or further preferred.
  • a stack of sheet metal lamellas that is only held together by adhesive is preferred.
  • the stacks of sheet metal lamellas are therefore preferably not stacked by punching, alternatively they are preferably not welded, more preferably they are not laser-welded.
  • the sheet metal lamellas of the sheet metal lamella stack according to the invention have the same size. The person skilled in the art knows that, of course, small manufacturing tolerances can occur, which, however, in the context of the present invention, must not cause a surface difference of more than 1%.
  • the common cut surfaces of two adjacent sheet metal lamellas of the sheet metal lamella stack according to the invention have the same size in the projection of the surface normals.
  • the person skilled in the art knows that, of course, small manufacturing tolerances can occur, which, however, in the context of the present invention, must not cause an area difference of more than 1%.
  • the sheet metal lamellas are preferably made of electrical steel, particularly preferred is an at least partially crystalline electrical steel, that is to say an electrical steel whose X-ray diffraction pattern has discrete reflections.
  • an electrical steel sheet is preferably a material which has soft magnetic properties and is e.g. is suitable as a material for magnetic cores.
  • Electrical sheet metal is preferably a cold-rolled material made from an iron-silicon alloy, with the lamellae produced therefrom for the production of magnetic circuits for electrical machines, in particular the iron cores of dynamos, generators, electric motors, transformers, relays, contactors, inductors, ignition coils, electricity meters and controllable deflection magnets can be used.
  • an electrical sheet is particularly preferred as a cold-rolled, non-grain-oriented electrical sheet in the finally annealed state according to DIN EN 10106: 2016-03 or a grain-oriented electrical steel sheet in the final annealed condition according to DIN EN 10107: 2014-07.
  • the lamellae to be used according to the invention are preferably not amorphous with regard to the material from which they are made, in particular no metallic glasses.
  • Alloys comprising or preferably consisting of iron and silicon, particularly preferably with a silicon content between 1 and 10%, more preferably between 2 and 6% silicon, are preferably used as materials for the electrical steel sheets.
  • an electrical sheet preferably comprises an insulating layer.
  • a stack of sheet metal lamellas according to the invention is preferred, the outer edge of the gap between the lamellae being at least partially filled with adhesive.
  • the outer edge of the gap between the slats can be shaped very differently depending on the shape of the slats.
  • the gap between the lamellae is the area in which the lamellae to be joined face one another. This means that in the gap between the slats, a surface of the opposite slats is always given as a boundary on two sides.
  • the outer edge in this context is the remaining limitation of the gap volume. In the case of round or rectangular plates that represent a continuous surface, this can be the peripheral edge; however, if the sheet metal lamellas are perforated, for example, the outer edge of the gap between the lamellas is jointly the circumferential edge that is defined by the inner hole and the circumferential edge that represents the outer circumference. In this case, the outer edge of the gap between the slats is divided into two.
  • each of the gaps between the lamellae being> 10% of the running circumference, preferably> 20%, more preferably> 40%, particularly preferably 80% of each of the gaps between the
  • Lamellae adhesive is located on both sides of the lamellae facing the gap.
  • This adhesive coverage is regularly an expression of the fact that the method according to the invention has been used. Since the adhesive - without being tied to a theory - gets between the sheet metal lamellas through capillarity in the method according to the invention, a maximum of as much adhesive is drawn into the gap between the sheet metal lamellas that it completely fills the adhesive gap. In other words, there is no need to fear uncontrolled leakage of the adhesive at other locations than the locations where the adhesive was applied.
  • a stack of sheet metal lamellas according to the invention comprising at least 50 lamellas, preferably the number 50-15,000, more preferably 200-2000 and particularly preferably 300-1000 lamellas.
  • These lamella stack sizes are for typical applications such as B. transformers or generators are particularly suitable as coil cores.
  • the stacks of sheet metal lamellas are soft magnetic.
  • the method according to the invention (see below) not only has an influence on the adhesive content of the glue gaps compared to one another, but especially in the case of accuracy deviations, bending of the lamellae or dirt, the method according to the invention causes a (desired) strong fluctuation in the layer thickness of the adhesive within a glue gap. This is because it is possible in this way to avoid potential defects using the method according to the invention. Accordingly, a stack of sheet metal lamellae according to the invention is preferred, at least the layer thickness of the adhesive fluctuating in at least one gap between the lamellae by> 20%, preferably> 30% and more preferably> 40%.
  • a stack of sheet metal lamellas according to the invention is preferred, the adhesive being an adhesive that cures by polymerization, preferably an acrylate-based adhesive.
  • a UV-curing, moisture-curing (e.g. cyanoacrylate) or anaerobically curing adhesive is further preferred or alternatively preferred.
  • the adhesive being a silicone-based adhesive, preferably an MS polymer adhesive or silicone adhesive, more preferably a room temperature crosslinking silicone adhesive.
  • a stack of sheet metal lamellas according to the invention is preferred, the adhesive having a viscosity of 1 to 1000 mPas, preferably 3 to 500 mPas, particularly preferably 5 to 200 mPas, before curing.
  • the viscosity is determined according to DIN EN ISO 2884-1: 2006-09, in particular at 20 ° C. using the cone / plate method with a cone with a diameter of 75 mm at 30 rpm.
  • Adhesives of the preferred viscosity are particularly suitable for the process according to the invention. Of course, this is about the viscosity during application; after curing, such a viscosity no longer exists.
  • a stack of sheet metal lamellas is preferred, the surface of the sheets to be bonded having a roughness R z of 0.5 to 15 ⁇ m, preferably 1 to 10 ⁇ m, preferably 1 to 5 ⁇ m.
  • This surface quality is particularly suitable for the method according to the invention.
  • the method according to the invention can still achieve a good adhesive result for the (unwanted) deviations that are regularly present even with a corresponding roughness.
  • the value for the roughness R z is determined according to DIN EN ISO 4288.
  • a stack of sheet metal lamellas according to the invention is preferred, the area of the lamellae to be glued in each case being 0.5 to 2000, preferably 5 to 1000, particularly preferably 50 to 500 cm 2 .
  • the method according to the invention shows particularly good results, in particular in terms of reducing rejects.
  • the dimensions for the lamellae to be used according to the invention are suitable for chokes, generators and large motors as well as transformers and electric motors.
  • smaller and larger sheet metal lamella surfaces are also possible for a large number of applications.
  • a preferred stack of sheet metal lamellas is preferred, the entire stack having a tensile shear strength of> 0.1 MPa, preferably e 1 MPa, particularly preferably 3 MPa.
  • this tensile shear strength is measured in accordance with DIN EN 1465: 2009-07 [Adhesives - Determination of the tensile shear strength of overlap bonds, German version EN 1465: 2009].
  • a corresponding tensile shear strength can also be ensured by the method according to the invention for adhesive gaps that are created using conventional methods would not achieve these values. This actually leads to a reduction in rejects.
  • a lamellar stack according to the invention is preferred, the lamellae being an electrical steel sheet, preferably made of crystalline electrical steel, more preferably of crystalline soft magnetic electrical steel, particularly preferably of crystalline soft magnetic electrical steel with an insulation coating.
  • a stack of lamellas according to the invention is preferred, the entire stack not being destroyed when the stack is suspended; This means that the stack remains unchanged when it is attached to only the topmost lamella and when it is subsequently freely suspended.
  • the core of the invention is the method for applying or introducing the adhesive for producing the stack of laminations according to the invention as well as the production of sheet metal stacks.
  • the stacks of sheet metal lamellas described above, which are part of the invention, are in particular the sheet metal lamella stacks that would have been rejected due to the design of the lamellae in conventional processes because the adhesive gaps would not have been ideally filled with adhesive.
  • the essence of the invention is therefore a method for producing a stack of sheet metal lamellas, comprising the steps: a) providing sheet metal lamellas,
  • step b) wetting the stack with adhesive from step b), so that the adhesive is drawn into the gaps between the respective lamellae to be bonded by capillary forces and e) curing of the adhesive between the lamellae to be bonded. It is preferred that the method according to the invention also produce a stack of sheet metal lamellas according to the invention, as described above.
  • the method according to the invention can ensure that sheet metal lamellae lying close to one another, even when they are under pressure, are supplied with an ideal amount of adhesive in the area between the sheet metal lamellae.
  • the wetting of the pressed sheet metal lamellas in the adhesive gap is based on capillarity.
  • the size of the gap is in turn determined in particular by the roughness of the sheet metal lamellae lying on top of one another.
  • the stack of sheet metal lamellas is not compressed, in particular there being no vertical pressure actively during the gluing process to the mutually facing surfaces of the lamellas in the stack of lamellas.
  • This can be achieved, for example, by holding the individual slats in position using an alternative clamping device.
  • tensioning rollers can be used for this purpose, the diameter of which is increased in the tensioning process.
  • the sheet metal lamellas are suitably aligned for this purpose and threaded onto the non-tensioned roller. The sequence of alignment and threading is arbitrary.
  • the threading onto the tensioning roller can be supported by a further tensioning device which compresses the stack of sheet metal lamellas parallel to the normal to the surface of the lamellae. After threading the stack of sheet metal lamellas, the tension roller is tensioned and the sheet metal lamellae are thus held in position without the need for compression parallel to the surface normal of the lamellae facing each other.
  • the height of the stack of sheet metal lamellas can be adjusted in a targeted manner and the adhesive gaps can be enlarged in a targeted manner in order to facilitate the penetration of the adhesive at the same time.
  • the effect according to the invention depends on the wettability (the surface energy) of the lamellar surfaces to be bonded by the respective adhesive used. Accordingly, a method according to the invention can be preferred in which at least some of the surfaces of the lamellae to be bonded are subjected to a pretreatment before step c) which increases the wettability with the adhesive from step b).
  • the metal sheets can be subjected to a suitable surface treatment familiar to a person skilled in the art before or after punching (then in lamellar form).
  • a suitable surface treatment familiar to a person skilled in the art before or after punching (then in lamellar form).
  • the person skilled in the art can of course also set an ideal wetting behavior for the adhesive to be used by using appropriate wetting auxiliaries (see below).
  • low-viscosity adhesives are preferred for the method according to the invention.
  • Particularly preferred are anaerobic adhesives which, when they are introduced (between the lamellae), find anaerobic conditions and can thus cure.
  • the non-crosslinked adhesives on the edge of the stack of electrical steel sheets can be easily removed with a solvent or small residues that have no effect on the final contour of the stack of laminated sheets can be hardened, e.g. B. by means of UV radiation.
  • block copolymers with PDMS blocks to reduce the surface energy of the adhesive and thus improve the wetting properties of the adhesive.
  • the person skilled in the art can also adjust the reactivity of the adhesive within limits by means of the concentration of the catalyst, frequently the copper, on the surface.
  • the lamellar surface can also be roughened.
  • the catalyst if it is in particular in liquid form, by a spraying process or a roller application or a dipping process or a sponge or brush application.
  • the wetting properties of the substrates may be necessary to pretreat the substrates, especially if the substrates with a C5 coating are in the non-annealed state.
  • the wetting properties are limited by organic components of the C5 coating and / or punching and / or drawing oils. This pretreatment is typically done with cleaning and / or activating processes.
  • the cleaning methods are exemplary
  • a method for improving the wetting properties of adhesives is to add fluorosurfactants (e.g. 3M Novec FC-4430) in a concentration range of 0.01 to 1.00% by weight, preferably 0.05 to 0.10% by weight. -% to call.
  • fluorosurfactants e.g. 3M Novec FC-4430
  • VUV irradiation especially Xe excimer lamps and / or low-pressure Hg lamps
  • Brushes in particular brushes with bristles containing copper o
  • a transfer film or tribo-film is formed which comprises components of the brush filaments.
  • Even small amounts of copper (0.05 at% Cu measured with XPS) are sufficient to develop the catalytic effect for hardening the adhesive.
  • Preferred spacers are: inorganic fillers in a lacquer, in particular C5 lacquer
  • the following areas should preferably be wetted: at the teeth of the sheet metal cut, particularly preferably at the tooth root, i.e. at the transition from the tooth to the circle on which the teeth are located (yoke),
  • Tooth surfaces of the rotor and / or stator Tooth surfaces of the rotor and / or stator
  • the first step is to apply the adhesive from the outside. After the adhesive has hardened, the tension roller is removed and applied from the inside. This process leads to an enlarged wetting area, ideally to complete wetting and filling of the adhesive gap.
  • Different application methods can also be used in the steps, e.g. first application of the adhesive to the outer surfaces by dipping the stack of electrical steel sheets by rotating the sheet metal stack through a flat amount of adhesive and secondly application of the adhesive to the inner surfaces with a paint roller.
  • a pressing device used is preferably designed in such a way that it has no contact with cutting edges or punching edges of the sheet metal lamellas. This prevents the adhesive from getting between the gaps between the sheet metal lamella and the pressing device that are created during pressing. If this were the case, an undesired hardening of the adhesive between the sheet metal stack and the pressing device could result.
  • the pressing device is preferably designed in such a way that it has contact with cutting edges or punched edges of the sheet metal lamellas, but preferably only in areas where the adhesive is not applied during pressing and the adhesive does not get there due to the lack of a flow path. In this way, unwanted hardening of the adhesive between the sheet metal stack and the pressing device can also be avoided.
  • the length of the flow path describes the path that the adhesive can cover in the bond gap in a defined time, here possibly a pressing time. In addition to capillarity, this is also influenced by the viscosity of the adhesive and the curing speed of the adhesive.
  • Measures for reducing the viscosity are, for example, increasing the temperature
  • measures for increasing the viscosity are, for example, lowering the temperature.
  • measures to increase the reactivity are, for example, increasing the amount of catalyst or choosing a more accelerating catalyst or increasing the temperature
  • measures to lowering the reactivity are, for example, reducing the amount of catalyst or choosing a less accelerating catalyst or lowering the temperature.
  • Measures to increase the flow path can also include: - Creation of a pressure difference.
  • the side with higher pressure is the side from which the adhesive is applied and the side with lower pressure is the side to which the adhesive is to flow.
  • Measures to limit the flow path can also include (capillary barrier): Enlarging the bond gap
  • adhesives are preferred, with a surface energy of ⁇ 30 mN / m, preferably ⁇ 27 mN / m, more preferably ⁇ 24 mN / m and particularly preferably ⁇ 20 mN / m.
  • the surface energy is determined in accordance with DIN 55660-3: 201 1 -12: “Coating materials - wettability - Part 3: Determination of the surface tension of liquids using the hanging drop method”.
  • Measurement example 1 Measurement of the amount of adhesive between two lamellae A stack of sheets of metal for a rotor is manufactured according to example 3 (see below).
  • a scalpel is inserted into the adhesive layer between the top two sheets and the first layer is peeled off from the second layer, analogous to a wedge test.
  • the adhesive generally fails in a complex mixed fracture, i.e. there are adhesive residues on both sides.
  • the stack of sheets is taken apart layer by layer and the order of the sheets is noted. The person skilled in the art ensures that exactly opposite fracture surfaces can be assigned. The weights of each lamella covered with adhesive residue are measured.
  • the measurement data were determined on the basis of three measurements.
  • the laser treatment is repeated at one point until the light intensity of the optical emission is reduced by 85% of the initial value. Then the next point is stripped. This procedure is repeated until the adhesive has been completely removed from both fracture surfaces.
  • a sheet metal stack of a rotor is manufactured, for example, according to Example 3 (see below).
  • a scalpel is inserted into the adhesive layer between the top two sheets and the first layer is peeled off from the second layer, analogous to a wedge test.
  • the adhesive generally fails in a complex mixed fracture; H. there is adhesive residue on both sides.
  • LSCM laser scanning confocal microscopy
  • the measurements were carried out with a laser scanning confocal microscope of the type VK 9700 from the manufacturer Keyence. The area measured was 270 ⁇ m ⁇ 202 gm. 3 optical planes were permitted: 1. Interface metal substrate / insulation coating, 2nd interface insulation coating / adhesive, 3rd surface adhesive.
  • Both fracture surfaces are completely measured by means of a stitching process (stringing together the individual images) and the distribution of the total adhesive layer thickness is determined by adding the adhesive layer thicknesses on both opposing fracture surfaces.
  • the mean value and the standard deviation of the adhesive layer thickness within the examined adhesive layer are determined, as well as the minimum and maximum adhesive layer thickness.
  • this procedure can be used to determine the mean value and the standard deviation of the weight of the adhesive layers, and also to determine the adhesive layer with the lowest weight and the adhesive layer with the highest weight. To do this, the procedure described above must be carried out for all further adhesive layers and the adhesive layer thickness converted into the weight of the adhesive of the individual adhesive layers, taking into account the density of the adhesive.
  • an electrical sheet stack electrical sheet M310-50A from the manufacturer Arcelor Mittal with C5 insulation coating from EB 5308 from Rembrandtin
  • the substrates are brushed on both sides with a copper brush (according to PCT / EP2018 / 080059 example 4). This simultaneously sets R z to 4 pm.
  • This stack is compressed by a pressing device at a pressure of 100 kPa.
  • the cut edges of the stack are wetted by spraying with the DELO ML 5327 adhesive (viscosity 300 mPas).
  • the stack of electrical steel sheets is removed from the pressing device and the sprayed surfaces are freed from excess (in this case) non-hardened adhesive by solvent cleaning (IPA) in an ultrasonic bath.
  • IPA solvent cleaning
  • Metal sheets are aligned so that they form a cylinder and the cutouts in the sheet metal cut (in this case for the introduction of permanent magnets) are on top of each other.
  • the substrates are pretreated with the following parameters using atmospheric pressure plasma:
  • the treatment increases the surface energy of the sheets from 29 mN / m to 67 mN / m (CA measurement of the advancing angle; test liquids: water, diiodomethane, ethylene glycol; evaluation according to Owens-Wendt with values from Rabel and Kaelble)
  • the substrates are brushed on both sides with a copper brush (according to PCT / EP2018 / 080059 example 4). This simultaneously sets R z to 4 pm. This stack is compressed by a pressing device at a pressure of 100 kPa.
  • the cut edges of the stack are wetted by spraying with the DELO ML 5327 adhesive (viscosity 300 mPas).
  • the stack of electrical steel sheets is removed from the pressing device and the sprayed surfaces are freed from excess (in this case) non-hardened adhesive by solvent cleaning (IPA) in an ultrasonic bath.
  • IPA solvent cleaning
  • the result is a coherent electrical core that is easy to handle.
  • the flow front shows that the adhesive penetrated 10 +/- 2mm from the edge into the gap between the first and second sheet metal layer and hardened.
  • Embodiment 3 is a diagrammatic representation of Embodiment 3
  • a stack of electrical steel sheets made of punched lamellas (electrical steel sheet M310-50A from the manufacturer Arcelor Mittal with C5 insulation coating from EB 5308 from Rembrandtin) with a rotor sheet cut with an inner diameter of 80 mm, an outer diameter of 130 mm and recesses for 8 permanent magnets (the Sheet metal section has a 4-fold rotational symmetry), is stacked to a height of 150 mm (sheet thickness 0.3 mm, 500 sheets) and connected to an electrical sheet core as follows: To apply the catalyst particles required for hardening, the electrical sheets are - The stack was brushed on both sides with a copper brush (according to PCT / EP2018 / 080059 example 4). This simultaneously sets Rz to 4 pm.
  • These brushed electrical sheets are brought into position by a holding device in such a way that they form a cylinder and the cut-outs in the sheet metal cut (in this case for the introduction of permanent magnets) lie one above the other.
  • the rolling direction of the sheets was rotated by 90 ° in order to obtain an electrical sheet stack that was as plane-parallel as possible.
  • This stack is compressed by a pressing device at a pressure of 100 kPa.
  • the cut edges of the stack are sufficiently wetted by spraying with Cyberbond RL 65 adhesive (viscosity 10 mPas) so that there is still adhesive on the outside even after the adhesive has been drawn into the adhesive gap.
  • the stack of electrical steel sheets is removed from the pressing device and the sprayed surfaces are freed from excess (in this case) non-hardened adhesive by solvent cleaning (IPA) in an ultrasonic bath.
  • IPA solvent cleaning
  • the result is a coherent electrical core that is easy to handle.
  • the entire stack is not destroyed when the stack is suspended; This means that the stack remains unchanged when it is attached to only the topmost lamella and when it is subsequently freely suspended.
  • the flow front shows that the adhesive has completely penetrated the gap between the first and second sheet metal layer and has cured. This creates a full-surface bond.
  • the determination of the minimum and maximum weight of the 499 adhesive layer layers is carried out according to measurement example 1.
  • the maximum weight of an adhesive layer is 109.3 mg.
  • the minimum weight of an adhesive layer is 47.8 mg.
  • the determination of the minimum and maximum adhesive layer thicknesses in the uppermost adhesive layer gave, averaged over an area of 200 ⁇ m ⁇ 2770 ⁇ m, a maximum adhesive layer thickness of 10.3 ⁇ 2.6 ⁇ m and a minimum adhesive layer thickness of 5.3 ⁇ 0 , 4 pm.
  • Embodiment 4 is a diagrammatic representation of Embodiment 4:
  • These substrates are fixed with an overlap of 1 mm with two clamps so that they result in a tensile shear test specimen according to DIN 1645 and the two brushed sides are brought into contact with one another.
  • the two clamps press these two substrates together with a pressure of 100 kPa.
  • the two cut edges are wetted by brushing with the DELO ML 5327 adhesive (viscosity 300 mPas). After 30 min. Curing at room temperature, the lap shear test specimen is freed from the clamps and the painted surfaces are freed from excess (in this case) non-hardened adhesive by solvent cleaning (IPA) in an ultrasonic bath.
  • IPA solvent cleaning
  • the result is a tensile shear test specimen that is resistant to handling.
  • the brushed side of the first sheet is brought into contact with the adhesive-coated side of the second sheet and fixed with a clamp. After 1 minute the strength of the bond is sufficient to move the bond (handling strength). After 6 minutes at 40 ° C (typical temperature of the punching tool in operation), the bond already shows tensile shear values of 2.5 ⁇ 0.7 MPa. After 24 hours at room temperature, tensile shear strengths of 4.5 ⁇ 0.8 MPa are achieved. After aging in gear oil at 150 ° C for 150 hours, the tensile shear strength is still 4.2 + - 0.5 MPa. After 1000 hours of aging at 85 ° C. and 85% relative humidity, the tensile shear strength was 4.1 ⁇ 0.2 MPa.
  • Embodiment 5 is a diagrammatic representation of Embodiment 5:
  • An electrical sheet stack (electrical sheet M310-50A from the manufacturer Arcelor Mittal with C5 insulation coating from EB 5308 from Rembrandtin) of a rotor sheet cut with an inner diameter of 80 mm and an outer diameter of 130 mm and a height of 150 mm (sheet thickness 0, 3 mm, 500 sheets are brought into position by a holding device in such a way that the sheets are aligned in such a way that they form a cylinder and the cut-outs in the sheet metal cut (in this case for the introduction of permanent magnets) lie one above the other.
  • the substrates are brushed on both sides with a copper brush (according to PCT / EP2018 / 080059 example 4). This simultaneously sets Rz to 4 pm.
  • This stack is compressed by a pressing device at a pressure of 100 kPa.
  • the cut edges of the stack are wetted by spraying with the DELO ML 5327 adhesive with additive. After 30 min. Curing at room temperature, the stack of electrical steel sheets is removed from the press and the sprayed surfaces are freed from excess (in this case) non-hardened adhesive by solvent cleaning (IPA) in an ultrasonic bath.
  • IPA solvent cleaning
  • the result is a coherent electrical core that is easy to handle.
  • the entire stack is not destroyed when the stack is suspended; This means that the stack remained unchanged when it was attached to only the topmost lamella and when it was subsequently hung freely.
  • the flow front shows that, starting from the edge, the adhesive penetrated 15 + - 2 mm into the gap between the first and second sheet metal layers and cured.

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Abstract

Blechlamellenstapel, umfassend eine Vielzahl von übereinander angeordneten Lamellen, die durch Klebstoff miteinander verbunden sind, wobei die Masse des Klebstoffes zwischen dem Lamellenpaar, das durch die geringste Klebstoffmasse zusammengehalten wird, zu der Masse des Klebstoffes zwischen dem Lamellenpaar, das durch die größte Klebstoffmasse zusammengehalten wird, im Verhältnis ≤ 1 : 1,5, bevorzugt ≤ 1 : 2, weiter bevorzugt ≤ 1 : 2,5 und besonders bevorzugt ≤ 1 : 3 ist. Beansprucht wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines Blechlamellenstapels, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen von Blechlamellen, b) Bereitstellen von Klebstoff in flüssiger Form, c) Bilden eines Stapels aus den Blechlamellen, sodass die miteinander zu verklebenden Flächen einander gegenüberliegen, bevorzugt mit maximaler Überdeckung, d) Benetzen des Stapels mit Klebstoff aus Schritt b), sodass der Klebstoff durch Kapillarkräfte in die Spalte zwischen den jeweilig zu verklebenden Lamellen gezogen wird und e) Aushärten des Klebstoffes zwischen den zu verklebenden Lamellen.

Description

Blechlamellenstapel und Verfahren für das klebtechnische Verbinden von
Blechlamellen
Die Erfindung betrifft einen Blechlamellenstapel, umfassend eine Vielzahl von übereinander angeordneten Lamellen, die durch Klebstoff miteinander verbunden sind, wobei die Masse des Klebstoffes zwischen dem Lamellenpaar, das durch die geringste Klebstoffmasse zusammengehalten wird, zu der Masse des Klebstoffes zwischen dem Lamellen- paar, das durch die größte Klebstoffmasse zusammengehalten wird, klein ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Blechlamellenstapels, insbesondere eines mit der beschriebenen Klebstoffsituation.
Zur Erzeugung hocheffizienter elektrischer Maschinen ist es notwendig, Blechpakete aus Einzel-Lamellen mit geringen Blechstärken zu realisieren, um Wirbelstromverluste in den Paketen möglichst effizient zu unterdrücken.
Als Paketierverfahren ist das Stanzpaketieren gebräuchlich, bei dem eine mechanische Verklammerung zwischen den einzelnen Lamellen dazu führt, dass die Lamellen zu einem Paket verbunden werden. Durch die Verformung der Bleche werden allerdings die magnetischen Eigenschaften des Blechs und damit des Blechpakets negativ beeinflusst. Neben dem Stanzpaketieren ist das Paketieren mittels Laserschweißnaht bekannt, bei dem ebenfalls die magnetischen Eigenschaften negativ beeinflusst werden und ebenfalls vermehrt Wirbelstromverluste auftreten. Um Blechpakete mit guten Festigkeiten und guten magnetischen Eigenschaften zu erhalten, ist das Blechpaketierverfahren bekannt, bei dem ein Elektroblechband mit einer dünnen Klebstoffschicht beidseitig vollflächig beschichtet wird (Backlack-Verfahren). Die Härtung des Klebstoffes wird erreicht, indem entweder das Blechpaket nach dem Stanzen in einem nachgeschalteten Härtungsschritt erwärmt wird oder die Einzel-Lamellen vor Paketierung nach dem Vorstanzen und vor dem Ausstanzen mit Überführung der Lamelle in die Paketbremse kurzzeitig erhitzt wird, z. B. über IR-Strahlung. Nachteil ist hier der hohe Energiebedarf für die Härtung und die sich daraus ergebenden hohen Zykluszeiten.
Weiterhin gibt es Klebpaketierverfahren, bei denen der Klebstoff nach dem Vorstanzen und vor dem Ausstanzen punktuell aufgetragen wird und die Härtung des Klebstoffes in der Paketbremse stattfindet. Hierbei entsteht eine nicht vollflächige Klebung mit vergleichsweise geringen Klebfestigkeiten.
Weiterhin gibt es ein Klebpaketierverfahren, das auf der Verwendung eines anaeroben Klebstoffes beruht, dessen Härtung z. B. durch Kupfer-Ionen katalysiert wird. Anstatt eines flüssigen Aktivators (metallionenhaltige Lösung) wird das zur Härtung notwendige katalytisch wirkende Kupfer mit einem physikalischen Verfahren aufgetragen. Bereits in der Monographie„Kleben“ von G. Habenicht ist erwähnt, dass sich insbesondere kupferhaltige Legierungen wie Messing und Bronze, aber auch niedrig legierte Stähle, Aluminium mit metallisch blanker Oberfläche auch ohne Aktivator anaerob kleben lassen. In„Gebrauchs- anweisung Allgemeine Hinweise zur Produktgruppe DELO -ML“, www.delo.de, DELO_ML_GEBR_(2).pdf ist beschrieben, dass auch die Oberflächenvorbehandlung nicht katalytisch wirksamer Oberflächen mit einer kupferhaltigen Bürste vorgenommen werden kann.
In allen beschriebenen Verfahren liegt der Klebstoff auf mindestens einer Lamelle vor, be- vor mindestens zwei Lamellen in Kontakt gebracht werden.
Dieses Verfahren des Klebstoffauftrags ist sehr aufwändig, da jedes Blech separat mit Klebstoff versehen werden muss, entweder in flächiger Form durch Walzenauftrag, oder in punktueller / lokaler Form durch Druckverfahren.
Weiterhin muss, insbesondere wenn der Klebstoff oder Klebstoffkomponenten im Stanz- prozess aufgetragen werden soll, Sorge getragen werden, dass kein Klebstoff am Rand der Elektrobleche austritt. Weiterhin muss die Klebstoffmenge in Abhängigkeit von der Oberflächenrauigkeit der Elektrobleche aufgetragen werden. Ziel ist es, eine möglichst geringe Klebstoffmenge in das Bauteil zu bringen, um den Stapelfaktor nicht zu erniedrigen.
Problematisch ist in diesem Zusammenhang, dass es in einzelnen Blechen Fehlstellen ge- ben kann, bei denen die Oberflächenrauigkeit deutlich erhöht ist. Ebenfalls kann es Vorkommen, dass Schmutzpartikel oder Abrieb im Klebespalt zwischen den zu verklebenden Lamellen liegen. Dies führt dazu, dass die aufgetragene Klebstoffmenge nicht dafür ausreicht, den sich aufgrund der Oberflächenrauigkeits-Abweichung bzw. Verschmutzung ergebenden vergrößerten Klebespalt auszufüllen. Somit entsteht eine Schwachstelle in der Klebung, die erhöhten Ausschuss bei der Blechlamellenstapel-Produktion bedingt.
Ähnlich ist die Situation in Fällen, in denen die Blechlamellen eine auch nur leichte Biegung aufweisen. Auch hier verbreitert sich der Klebespalt und die standardisierte Klebstoffmenge reicht nicht dafür aus, den Klebespalt zu schließen. Besonders stark tritt dieser Effekt dann auf, wenn vor dem Aufeinanderstapeln eine folgende Blechlamelle gedreht wird. Diese Vorgehensweise wird in der Praxis häufig angewendet, um Stärkenungleichheiten im Blechband, aus dem gestanzt wird, im Stapel auszugleichen. Sofern aber eine auch nur leichte Krümmung der Blechlamellen vorliegt (die z. B. bereits im Blechband Vorgelegen haben kann, aus dem ausgestanzt wurde), führt dies dazu, dass durch die Drehung ein besonders stark verbreiterter Klebespalt entsteht. Gleichzeitig ist es möglich, dass es aber auch Stellen des Klebespaltes gibt, die durch eine solche Drehung verkleinert sind. Somit sind innerhalb des Klebespaltes an einigen Stellen faktisch zu geringe Klebstoffmengen vorhanden, was zum Austritt des Klebstoffes aus dem Klebespalt führen kann und Verschmutzung bedeutet, und zum anderen an anderen Stellen zu wenig Klebstoff, was dazu führen kann, dass Bereiche vorliegen, in denen die Lamellen, die Übereinanderliegen, nicht ausreichend durch Klebstoff verbunden sind.
Im Stand der Technik wird diesen Problemen häufig begegnet, indem die Klebstoffmenge zwischen den Blechlamellen soweit erhöht wird, dass die Klebspalte sicher gefüllt werden. Die Klebstoffmenge wird nach dem Stand der Technik nicht nach der in jedem Klebspalt individuell notwendigen Menge, sondern nach dem größten anzunehmenden Klebspalt aufgetragen, um ausreichende Festigkeit der resultierenden geklebten Blechlamellenstapels sicherzustellen. Dies führt zu einer erheblichen Verringerung des Stapelfaktors. Insbesondere bei dem Aufbau von Transformatorblechpaketen werden zur Paketierung sogenannte Tränkharze eingesetzt. Diese werden ebenfalls im Blechstapel appliziert, häufig unter Druck nach vorheriger Evakuation des Blechstapels. Eine Härtung findet bei 1 K-Sys- temen bei erhöhten Temperaturen statt. Soll bei Raumtemperatur imprägniert werden, so finden 2K-Systeme Anwendung.
Nachteil hier ist die Aushärtung der Tränkharze auch außerhalb des Elektroblechstapels, sodass die Endkontur insbesondere bei Rotoren und Statoren für Elektromotoren verfälscht wird. Eine aufwändige Nacharbeit der Elektroblechpakete ist die Folge.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es vor diesem Hintergrund, ein Verfahren anzugeben, mittels dessen die im Stand der Technik geschilderten Nachteile abgemildert oder überwunden werden können. Insbesondere ging es darum, in die einzelnen Klebespalte eine optimale Klebstoffmenge einzubringen, wobei insbesondere ein Austreten des Klebstoffes an unerwünschten Stellen vermieden werden sollte.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Blechlamellenstapels umfassend die Schritte: a) Bereitstellen von Blechlamellen,
b) Bereitstellen von Klebstoff in flüssiger Form,
c) Bilden eines Stapels aus den Blechlamellen, sodass die miteinander zu verklebenden Flächen einander gegenüberliegen, bevorzugt mit maximaler Überdeckung,
d) Benetzen des Stapels mit Klebstoff aus Schritt b), sodass der Klebstoff durch Kapillarkräfte in die Spalten zwischen den jeweilig zu verklebenden Lamellen gezogen wird und e) Aushärten des Klebstoffes zwischen den zu verklebenden Lamellen.
Mit diesem Verfahren ist es überraschenderweise möglich, dicht aufeinanderliegende Elektroblechlamellen mit einem Klebstoff nicht nur am Rand des Elektroblechstapels, sondern auch im Inneren weitestgehend vollflächig zu benetzen. Dies führt insbesondere dazu, dass der Ausschuss beim Herstellen der Blechlamellenstapel verringert wird. Auf das er- findungsgemäße Verfahren wird noch weiter unten näher eingegangen.
Die erhöhte Effizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens führt - wie zuvor bereits angedeutet - dazu, dass Blechlamellenstapel, die aufgrund normalerweise ungenügender Klebung zumindest zwischen einzelnen Lamellenpaaren hätten aussortiert werden müssen, nun auch in diesen kritischen Klebespalten über eine optimale Klebstoffmenge verfügen, sodass sie über eine ausreichende Gebrauchsfestigkeit verfügen. Dementsprechend ist Teil der Erfindung auch ein Blechlamellenstapel, umfassend eine Vielzahl von übereinander angeordneten Lamellen, die durch Klebstoff miteinander verbunden sind, wobei die Masse des Klebstoffes zwischen dem Lamellenpaar, das durch die geringste Klebstoffmasse zusammengehalten wird, zu der Masse des Klebstoffes zwi- sehen dem Lamellenpaar, das durch die größte Klebstoffmasse zusammengehalten wird, im Verhältnis < 1 : 1 ,5, bevorzugt < 1 : 2, weiter bevorzugt < 1 : 2,5 und besonders bevorzugt < 1 : 3 ist.
Ein Klebstoff im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Klebstoff nach DIN EN 923:2016- 03„Klebstoffe - Benennungen und Definitionen“. Bevorzugte Klebstoffe sind weiter unten beschrieben.
Ebenfalls weiter unten ist beschrieben, wie die Klebstoffmassen in den einzelnen Klebespalten (die Spalte zwischen den Lamellen, also der Bereich, der in senkrechter Aufsicht jeweils von beiden übereinanderliegenden Lamellen bedeckt ist) bestimmt werden (siehe Messbeispiele). Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, wie oben bereits angedeutet, Blechlamellenstapel zu erzeugen, die für die üblichen Anforderungen vollständig ausreichend wären, die aber mit anderen Verfahren aus dem Stand der Technik wegen einer unzureichenden Verklebung regelmäßig nicht den Mindestanforderungen genügen würden. Mit anderen Worten, durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, innerhalb des Blechlamel- lenstapels auch die Klebespalte mit Klebstoff angemessen zu füllen, die für andere Techniken hinsichtlich ihres Volumens zu stark vom Mittelwert der Klebspalten des Gesamtstapels abweichen würden. Gründe für diese Abweichungen können dabei z.B. sein, dass die benachbarten Lamellen nicht optimal ausgerichtet sind, dass aufgrund des vorgehenden Stanzverfahrens die benachbarten Lamellen nicht optimal Plan zueinander ausgerichtet werden können, weil eine oder beide Lamellen selbst nicht optimal Plan sind, was insbesondere in den Randbereichen der Fall sein kann, oder dass in Klebspalten kleine (Ver- schmutzungs-)Partikel enthalten sind, die die Mindestgröße des Klebspaltes erhöhen und/oder einer parallele Ausrichtung der benachbarten Lamellen zueinander behindern.
Diese und weitere Abweichungen des Klebspaltvolumens gegenüber dem Volumen der anderen Klebspalte gleicht das erfindungsgemäße Verfahren quasi automatisch aus, indem genau dort, wo es notwendig ist, mehr Klebstoff in den Spalt eingebracht wird bzw. weniger. Damit ist gewährleistet, dass der Zusammenhalt innerhalb des Blechlamellenstapels insgesamt verbessert wird, weil die Klebung der potentiell schwächsten Stelle (die des vom Volumen abweichende Klebspaltes) verbessert wird.
Weiterhin sind durch dieses Verfahren geklebte Blechlamellenstapel mit größtem Stapel- faktor zugänglich, weil der Stapelfaktor nicht nach dem Stand der Technik durch den Klebstoff herabgesetzt wird, sondern nur durch die Topographie der einzelnen Blechlamellen bestimmt wird.
Für die Zwecke dieses Textes ist der Stapelfaktor wie folgt definiert:
F - d Meta II / (dMetall + 2 X d lsolation + d<Spalt>) F: Stapelfaktor d<sPait> : über den Blechlamellenstapel gemittelter Spalt zwischen jeweils zwei benachbarten Lamellen dMetaii: Dicke der Metallschicht des Blechs
Blechdicke: Dicke der Metallschicht + 2 x Isolationsschicht (wenn vorhanden), wobei diese Formel bevorzugt für Blechlamellenstapel mit > 20 Blechlamellen gilt.
Dementsprechend bevorzugt ist ein erfindungsgemäßer Blechlamellenstapel, mit einem Stapelfaktor von > 97%, bevorzugt > 98%, weiter bevorzugt > 98,5%.
Erfindungsgemäß bevorzugte Klebspaltenstärke (d<s ait> sind < 10 pm, bevorzugt < 7 gm, besonders bevorzugt < 5pm. Erfindungsgemäß bevorzugt ist dabei, dass der erfindungsgemäße Blechlamellenstapel über eine der bevorzugten oder weiter bevorzugten Klebspaltendicken verfügt und/oder einen bevorzugten oder einen der weiter bevorzugten Stapelfaktoren besitzt und gleichzeitig über eine gute Zugscherfestigkeit verfügt, insbesondere eine solche, die weiter unten als bevorzugt oder weiter bevorzugt beschrieben ist. Nur zum Vergleich sei erwähnt, dass bspw. bei Blechlamellenstapeln, die aus Blechlamellen aus einer Blechdicke von 350 pm mit einer beidseitigen Isolierschicht von 1 ,5 gm gebildet werden im Stand der Technik üblicherweise Klebspaltenbreite von > 12 pm erforderlich sind, um eine ausreichende Zugscherfestigkeit zu erzielen, wobei dies zu einem Sta- pelfaktor von < 96% führt.
Bevorzugt ist im Sinne der vorliegenden Erfindung weiterhin ein Blechlamellenstapel, der nur durch Klebstoff zusammengehalten wird. Bevorzugt sind die Blechlamellenstapel also nicht stanzpaketiert, alternativ bevorzugt sind sie nicht geschweißt, weiter bevorzugt sind sie nicht lasergeschweißt. Ferner ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass die Blechlamellen des erfindungsgemäßen Blechlamellenstapels die gleiche Größe besitzen. Dabei weiß der Fachmann, dass selbstverständlich kleine Fertigungstoleranzen auftreten können, die aber im Sinne der vorliegenden Erfindung nicht mehr als 1 % Oberflächenunterschied bewirken dürfen. Weiterhin ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass die gemeinsamen Schnittflächen von jeweils zwei benachbarten Blechlamellen des erfindungsgemäßen Blechlamellenstapels in Projektion der Flächennormalen die gleiche Größe besitzen. Dabei weiß der Fachmann, dass selbstverständlich kleine Fertigungstoleranzen auftreten können, die aber im Sinne der vorliegenden Erfindung nicht mehr als 1 % Flächenunterschied bewirken dürfen.
Die Blechlamellen bestehen bevorzugt aus Elektroblech, besonders bevorzugt ist ein mindestens teilkristallines Elektroblech, also ein Elektroblech, dessen Röntgendiffraktogramm diskrete Reflexe aufweist. Bevorzugt ist ein Elektroblech im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Werkstoff, der über weichmagnetische Eigenschaften verfügt und z.B. als Werk- Stoff für Magnetkerne geeignet ist. Bevorzugt handelt es sich bei Elektroblech um kaltgewalztes Material aus einer Eisen-Siliziumlegierung, bei dem daraus erzeugte Lamellen zur Herstellung von magnetischen Kreisen für elektrische Maschinen, insbesondere von Eisenkernen von Dynamos, Generatoren, Elektromotoren, Transformatoren, Relais, Schaltschützen, Drosselspulen, Zündspulen, Stromzähler und steuerbare Ablenkmagneten ein- setzbar sind.
Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Elektroblech ein kaltgewalztes, nicht kornorientiertes Elektroblech im schlussgeglühten Zustand nach DIN EN 10106:2016-03 oder ein kornorientiertes Elektroblech im schlussgeglühten Zustand nach DIN EN 10107:2014-07.
Bevorzugt sind die erfindungsgemäß einzusetzenden Lamellen nicht amorph hinsichtlich des Materials, aus dem sie bestehen, insbesondere keine metallischen Gläser.
Als Materialien für die Elektrobleche werden bevorzugt Legierungen umfassend oder bevorzugt bestehend aus Eisen und Silizium, besonders bevorzugt mit einem Siliziumgehalt zwischen 1 und 10 %, weiter bevorzugt zwischen 2 und 6 % Silizium.
Bevorzugt umfasst ein Elektroblech im Sinne des vorliegenden Textes eine Isolierschicht.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßer Blechlamellenstapel, wobei der äußere Rand der Spalte zwischen den Lamellen jeweils wenigstens teilweise mit Klebstoff gefüllt ist.
Der äußere Rand der Spalte zwischen den Lamellen kann je nach Ausformung der Lamellen sehr unterschiedlich geformt sein. Wie bereits oben definiert ist der Spalt zwischen den Lamellen der Bereich, in dem sich jeweils die aneinanderzufügenden Lamellen gegenüberstehen. Das bedeutet, in dem Spalt zwischen den Lamellen ist stets auf zwei Seiten eine Oberfläche der gegenüberliegenden Lamellen als Begrenzung vorgegeben. Der äußere Rand in diesem Zusammenhang ist die verbleibende Begrenzung des Spaltvolumens. Dies kann im Falle von runden oder rechteckigen Plättchen, die eine durchgehende Fläche darstellen, der umlaufende Rand sein; falls die Blechlamellen allerdings beispielsweise gelocht sind, ist der äußere Rand der Spalte zwischen den Lamellen gemeinsam der umlaufende Rand, der durch das innere Loch definiert wird, und der umlaufende Rand, der den Außenumfang darstellt. In diesem Falle ist also der äußere Rand der Spalte zwischen den Lamellen zweigeteilt.
In vielen Klebstoffauftragsverfahren (z. B. bei punktiertem Klebstoffauftrag) wird möglichst genau darauf geachtet, dass der äußere Rand der Spalte nicht durch Klebstoff gefüllt wird, um ein potentielles Austreten des Klebstoffes aus dem Klebespalt und eine Kontamination der Fertigungsumgebung mit austretendendem Klebstoff zu vermeiden. Die erfindungsgemäßen Blechlamellenstapel, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt werden, haben stets an mindestens einer Stelle des äußeren Randes Klebstoff, nämlich an der Stelle, wo der Stapel (seitlich) benetzt wurde. Da es aber möglich ist, die optimale Menge von Klebstoff zwischen die Lamellen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren einzubringen, wird es regelmäßig so sein, dass, selbst wenn nur an einer oder wenigen Stellen das Benetzen erfolgt ist, der Klebstoff größere Teile des äußeren Randes der Klebspalte belegen wird.
Dementsprechend ist erfindungsgemäß bevorzugt ein Blechlamellenstapel, wobei sich an > 10 % des laufenden Umfanges jedes der Spalte zwischen den Lamellen, bevorzugt > 20 %, weiter bevorzugt > 40 % besonders bevorzugt 80 % jedes der Spalte zwischen den
Lamellen Klebstoff an beiden zum Spalt gerichteten Lamellenseiten befindet.
Diese Klebstoffbelegung ist regelmäßig Ausdruck davon, dass das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wurde. Da der Klebstoff ja - ohne an eine Theorie gebunden zu sein - durch Kapillarität im erfindungsgemäßen Verfahren zwischen die Blechlamellen gelangt, wird in den Spalt zwischen den Blechlamellen maximal so viel Klebstoff gezogen, dass dieser den Klebespalt vollständig ausfüllt. Mit anderen Worten, ein unkontrolliertes Austreten des Klebstoffes an anderen Stellen als an den Stellen, wo der Klebstoff eingebracht wurde, ist nicht zu befürchten.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßer Blechlamellenstapel, umfassend wenigstens 50 La- mellen, bevorzugt die Anzahl 50 - 15.000, weiter bevorzugt 200 - 2000 und besonders bevorzugt 300 - 1000 Lamellen. Diese Lamellenstapelgrößen sind für typische Anwendungen wie z. B. Transformatoren oder Generatoren als Spulenkerne besonders geeignet.
In diesem Sinne ist es natürlich bevorzugt, dass die Blechlamellenstapel weichmagnetisch sind. Das erfindungsgemäße Verfahren (siehe unten) hat nicht nur auf den Klebstoffgehalt der Klebespalte zueinander verglichen Einfluss, sondern insbesondere bei Genauigkeitsabweichungen, Biegungen der Lamellen oder Schmutz bewirkt das erfindungsgemäße Verfahren eine (gewünschte) starke Schwankung der Schichtdicke des Klebstoffes innerhalb eines Klebespaltes. Denn so ist es möglich, potentielle Fehlstellen durch das erfindungsgemäße Verfahren zu vermeiden. Dementsprechend ist ein erfindungsgemäßer Blechlamellenstapel bevorzugt, wobei wenigstens die Schichtdicke des Klebstoffes in wenigstens einem Spalt zwischen den Lamellen um > 20 %, bevorzugt > 30 % und weiter bevorzugt > 40 % schwankt.
Diese bevorzugten Blechlamellenstapel stellen einen Mehrwert des erfindungsgemäßen Verfahrens dar, denn anderenfalls wäre bei einem im Regelfall konstanten Klebstoffmen- genauftrag nach dem Stand der Technik an genau diesen Spalten (an denen es die verhältnismäßig hohe Klebstoffschichtdicken-Schwankung gibt) eine Schwachstelle des Blechlamellenstapels zu finden.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßer Blechlamellenstapel, wobei der Klebstoff ein durch Polymerisation härtender Klebstoff, bevorzugt ein acrylatbasierter Klebstoff ist. Weiter bevorzugt oder alternativ bevorzugt ist ein UV-härtender, durch Feuchtigkeit härtender (z.B. Cyanacrylate) oder ein anaerob härtender Klebstoff.
Alternativ bevorzugt ist ein erfindungsgemäßer Blechlamellenstapel, wobei der Klebstoff ein silikonbasierter Klebstoff ist, bevorzugt ein MS-Polymer-Klebstoff oder Silikon-Kleb- Stoff, weiter bevorzugt ein raumtemperaturvernetzender Silikon-Klebstoff ist.
Diese Klebstoffe eignen sich besonders gut für das erfindungsgemäße Verfahren.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßer Blechlamellenstapel, wobei der Klebstoff vor Aushärtung über eine Viskosität von 1 bis 1000 mPas, bevorzugt 3 bis 500 mPas, besonders bevorzugt 5 bis 200 mPas verfügt. Im Zweifelsfall wird die Viskosität nach der DIN EN ISO 2884-1 :2006-09 bestimmt, insbesondere bei 20 °C im Kegel/Platte- Verfahren mit einem Kegel von einem Durchmesser von 75 mm bei 30 U/min.
Klebstoffe der bevorzugten Viskosität eignen sich besonders gut für das erfindungsgemäße Verfahren. Selbstverständlich geht es hierbei um die Viskosität beim Auftrag, nach der Aushärtung ist eine solche Viskosität nicht mehr gegeben.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein Blechlamellenstapel, wobei die zu klebende Oberfläche der Bleche eine Rauheit Rz von 0,5 bis 15 pm, bevorzugt 1 bis 10 gm, bevorzugt 1 bis 5 pm besitzt.
Diese Oberflächenbeschaffenheit eignet sich besonders gut für das erfindungsgemäße Verfahren. Gleichzeitig ist durch das erfindungsgemäße Verfahren bei den auch bei einer entsprechenden Rauheit regelmäßig vorliegenden (ungewollten) Abweichungen noch ein gutes Klebergebnis zu erzielen.
Im Zweifelsfall wird der Wert für die Rauheit Rz nach DIN EN ISO 4288 bestimmt. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßer Blechlamellenstapel, wobei die zu klebende Fläche der Lamellen jeweils 0,5 bis 2000, bevorzugt 5 bis 1000, besonders bevorzugt 50 bis 500 cm2 beträgt.
Bei diesen Flächengrößen für die Klebung zeigt das erfindungsgemäße Verfahren (siehe unten) besonders gute Ergebnisse, insbesondere im Sinne einer Ausschussverminderung. Die Dimensionen für die erfindungsgemäß einzusetzenden Lamellen sind dabei geeignet für Drosseln, Generatoren und große Motoren sowie Transformatoren und Elektromotoren. Selbstverständlich sind für eine Vielzahl von Anwendungen auch kleinere und größere Blechlamellenflächen möglich. Bevorzugt ist ein bevorzugter Blechlamellenstapel, wobei der gesamte Stapel über eine Zugscherfestigkeit von > 0,1 MPa, bevorzugt e 1 MPa, besonders bevorzugt 3 MPa verfügt.
Im Zweifelsfall wird diese Zugscherfestigkeit nach der DIN EN 1465:2009-07 gemessen [Klebstoffe - Bestimmung der Zugscherfestigkeit von Überlappungsklebungen, Deutsche Fassung EN 1465:2009] Eine entsprechende Zugscherfestigkeit kann durch das erfindungsgemäße Verfahren auch für Klebespalte gewährleistet werden, die nach herkömmlichen Verfahren eben diese Werte nicht erreichen würden. Dies führt faktisch zu einer Ausschussverringerung.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßer Blechlamellenstapel, wobei die Lamellen ein Elekt- roblech, bevorzugt aus kristallinem Elektroblech, weiter bevorzugt aus kristallinem weich- magnetischen Elektroblech, besonders bevorzugt aus kristallinem weichmagnetischen Elektroblech mit einer Isolationsbeschichtung sind.
Diese Materialien eignen sich besonders für die Einsatzzwecke im Sinne der vorliegenden Erfindung.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßer Blechlamellenstapel, wobei der gesamte Stapel bei hängender Belastung des Stapels nicht zerstört wird; das bedeutet, dass der Stapel bei einer Befestigung an lediglich der obersten Lamelle und bei einem darauffolgenden freien Hängen unverändert bleibt.
Wie bereits oben angedeutet, ist der Kern der Erfindung das Verfahren zur Auftragung bzw. Einbringung des Klebstoffes zur Herstellung des erfindungsgemäßen Blechlamellenstapels sowie grundsätzlich der Herstellung von Blechlamellenstapeln. Die oben beschriebenen Blechlamellenstapel, die als Teil der Erfindung gelten, sind nämlich insbesondere die Blechlamellenstapel, die aufgrund der Ausgestaltung der Lamellen in herkömmlichen Verfahren Ausschussware geworden wären, weil die Klebespalte nicht entsprechend ideal mit Klebstoff gefüllt gewesen wären.
Der Kern der Erfindung ist also ein Verfahren zur Herstellung eines Blechlamellenstapels, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen von Blechlamellen,
b) Bereitstellen von Klebstoff in flüssiger Form,
c) Bilden eines Stapels aus den Blechlamellen, sodass die miteinander zu verklebenden Flächen einander gegenüberliegen, bevorzugt mit maximaler Überdeckung,
d) Benetzen des Stapels mit Klebstoff aus Schritt b), sodass der Klebstoff durch Kapillarkräfte in die Spalten zwischen den jeweilig zu verklebenden Lamellen gezogen wird und e) Aushärten des Klebstoffes zwischen den zu verklebenden Lamellen. Bevorzugt ist, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch einen erfindungsgemäßen Blechlamellenstapel, wie oben beschrieben, erzeugt.
Wie bereits oben angedeutet, kann durch das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet werden, dass dicht aufeinanderliegenden Blechlamellen, sogar dann, wenn sie unter Druck sind, mit einer idealen Klebstoffmenge in dem Bereich zwischen den Blechlamellen ver- sorgt werden. Wie bereits oben beschrieben, ist es dabei bevorzugt, dass dünnflüssige Klebstoffe eingesetzt werden.
We bereits oben angedeutet, wird davon ausgegangen, - ohne an die Theorie gebunden zu sein - dass die Benetzung der aufeinander gepressten Blechlamellen im Klebespalt auf Kapillarität beruht. Die Größe des Spaltes ist wiederum insbesondere durch die Rauigkeit der jeweils aufeinanderliegenden Blechlamellen bestimmt. Dabei ist es im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, unter Kompression des Blechlamellenstapels zu arbeiten, das heißt hier, insbesondere den Schritt d) durchzuführen, weil dadurch der Bereich zwischen den jeweiligen Lamellen (die Klebespalte) minimiert und der Stapelfaktor maximiert wird. Alternativ bevorzugt ist, dass beim Auftrag des Klebstoffs der Blechlamellenstapel nicht komprimiert vorliegt, insbesondere wobei während des Klebens aktiv kein Druck senkrecht zu den zueinander gerichteten Flächen der Lamellen im Lamellenstapel ausgeübt wird. Das kann beispielsweise erreicht werden, indem die einzelnen Lamellen durch eine alternative Klemmvorrichtung in Position gehalten werden. Bei Rotoren und Statoren bieten sich hierfür Spannwalzen an, deren Durchmesser im Spannprozess vergrößert wird. Die Blechlamellen werden hierfür geeignet ausgerichtet und auf die nicht gespannte Walze aufgefädelt. Die Reihenfolge des Ausrichtens und Auffädelns ist hierbei beliebig. Das Auffädeln auf die Spannwalze kann durch eine weitere Spannvorrichtung, die den Blechlamellenstapel parallel zur Oberflächennormale der Lamellen komprimiert, unterstützt werden. Nach Auffädeln des Blechlamellenstapels wird die Spannwalze gespannt und damit die Blechlamellen in Position gehalten, ohne dass eine Kompression parallel zur Oberflächennormale der zueinander gerichteten der Lamellen notwendig wäre. Durch dieses Verfahren kann die Höhe des Blechlamellenstapels gezielt eingestellt werden und die Klebspalte gezielt vergrößert werden, um so das Eindringen des Klebstoffs gleichzeitig zu erleichtern.
Der erfindungsgemäße Effekt hängt dabei von der Benetzbarkeit (der Oberflächenenergie) der zu verklebenden Lamellenoberflächen durch den jeweilig eingesetzten Klebstoff ab. Dementsprechend kann ein erfindungsgemäßes Verfahren bevorzugt sein, wo wenigstens ein Teil der zu verklebenden Flächen der Lamellen vor Schritt c) einer Vorbehandlung unterzogen wird, die die Benetzbarkeit mit dem Klebstoff aus Schritt b) erhöht.
Hierzu können die Bleche schon vor oder auch nach dem Stanzen (dann in Lamellenform) einer dem Fachmann geläufigen geeigneten Oberflächenbehandlung unterworfen werden. Grundsätzlich kann der Fachmann aber selbstverständlich auch auf Seiten des einzusetzenden Klebstoffes durch den Einsatz von entsprechenden Benetzungshilfsstoffen (siehe weiter unten) ein ideales Benetzungsverhalten einstellen.
Wie bereits oben angedeutet, sind dünnflüssige Klebstoffe für das erfindungsgemäße Ver- fahren bevorzugt. Besonders bevorzugt sind anaerobe Klebstoffe, die bei Einbringung (zwischen den Lamellen) anaerobe Bedingungen vorfinden und so aushärten können. Nach der Härtung können die nicht vernetzten Klebstoffe am Rand des Elektroblechstapels mit einem Lösungsmittel leicht entfernt werden oder geringfügige Reste, die keinen Einfluss auf die Endkontur des Blechlamellenstapels haben, zur Aushärtung gebracht werden, z. B. mittels UV-Strahlung.
Die Wahl des anaeroben Klebstoffes trifft der Fachmann anhand der
ausreichend niedrigen Viskosität des Klebstoffes zur Einstellung möglichst geringer Schichtdicken und guter Benetzungsgeschwindigkeit, ausreichend geringen Oberflächenenergie des Klebstoffes (zur Steigerung der Kapillarität),
ausreichend hohen kohäsiven Festigkeit des Klebstoffes,
ausreichenden Alterungsstabilität der resultierenden Klebung gegenüber medialer und thermischer Belastung, insbesondere bei Immersion in 150 °C heißem Getriebeöl und/oder Alterung bei 85 °C und 85 rel% Luftfeuchtigkeit,
für die Produktion und minimale Taktzeit einerseits ausreichend hohen Reaktivität des Klebstoffes und andererseits eine für die Benetzungsdauer ausreichend niedrige Reaktivität. Weiterhin hat der Fachmann z. B. die Möglichkeit, durch Benetzungshilfsstoffe wie Tenside
(z. B. Fluorosurfactants und Silane), Blockcopolymere mit PDMS-Block die Oberflächenenergie des Klebstoffes zu verringern und damit die Benetzungsfreudigkeit des Klebstoffes zu verbessern.
Die Reaktivität des Klebstoffes kann der Fachmann in Grenzen auch durch die Konzentra- tion des Katalysators, häufig des Kupfers, auf der Oberfläche einstellen.
Zum Aufbringen des Katalysators ist es bevorzugt, mit Bürsten, Strahlen oder Schleifen zu arbeiten, hier jeweils insbesondere für einen Kupferauftrag, gleichzeitig kann auch eine Aufrauhung der Lamellenoberfläche erfolgen.
Alternativ bevorzugt ist das Aufbringen des Katalysators, wenn er insbesondere in flüssiger Form vorliegt, durch einen Sprühprozess oder einen Walzenauftrag oder einen Tauchprozess oder einen Schwamm- oder Pinselauftrag.
Wie ebenfalls oben angedeutet, kann es je nach Benetzungseigenschaft der Substrate notwendig sein, die Substrate vorzubehandeln, insbesondere wenn die Substrate mit einer C5-Beschichtung im nichtgeglühten Zustand vorliegen. Hier werden die Benetzungseigen- schäften durch organische Bestandteile der C5-Beschichtung und/oder Stanz- und/oder Ziehöle begrenzt. Diese Vorbehandlung geschieht typischerweise mit reinigenden und/oder aktivierenden Verfahren.
Als reinigende Verfahren sind beispielhaft
Lösungsmittelreinigung / US-Reinigung wässrige Reinigung mit/ohne US-Unterstützung
C02-Schneestrahlen / Pelletstrahlen
Laserbehandlung zu nennen. Als Verfahren zur Verbesserung der Benetzungseigenschaften von Klebstoffen ist die Zugabe von Fluorosurfactants (z. B. 3M Novec FC-4430) in einem Konzentrationsbereich von 0,01 bis 1 ,00 Gew.-%, bevorzugt 0,05 bis 0,10 Gew.-% zu nennen.
Als aktivierende Verfahren, also Verfahren, die die Benetzungseigenschaften durch chemische Modifizierung der Oberfläche verbessern, sind folgende Verfahren zu nennen: - Plasmabehandlung im Niederdruck oder bei Atmosphärendruck, insbesondere sauerstoffhaltige Plasmen
VUV-Bestrahlung, insbesondere Xe-Excimer-Strahler und/oder Niederdruck-Hg- Strahler
(UV-) Laserbehandlung
- Beflammung
Coronabehandlung oder Behandlung mit dielektrisch behinderter Entladung
Um die Kapillarität gezielt einzustellen und eine Mindestklebstoffschichtdicke zu gewährleisten, kann es bei sehr glatten (Rz < 0,5 pm) Substraten sinnvoll sein, die Topographie der Bleche einzustellen oder Abstandhalter zwischen die einzelnen Bleche einzubauen. Zur Einstellung der Topographie sind folgende Verfahren bevorzugt:
Bürsten, insbesondere Bürsten mit kupferhaltigen Borsten o Bei der tribologischen Beanspruchung der Isolationsbeschichtung des Elektroblechs durch die Bürste kommt es zur Ausbildung eines Transferfilms oder Tribo-Films, der Bestandteile der Bürstenfilamente umfasst. o Bereits geringe Mengen des Kupfers (0,05 at% Cu gemessen mit XPS) reichen aus, um die katalytische Wirkung zur Härtung des Klebstoffs zu entfalten.
(Vakuumsaug-)Strahlen besonders bevorzugt mit Glasbruch, insbesondere Strahl- mittel mit 5 pm Körnung
Laserverfahren, insbesondere Nd-YAG
Als Abstandhalter sind bevorzugt: anorganische Füllstoffe in einem Lack, insbesondere C5-Lack
5 pm große Körner (Glas / Silikate / Bentonite / Kunststoff-Dispersionen (PS)) Bevorzugte Methoden zum Klebstoffauftrag sind im erfindungsgemäßen Verfahren:
Auftrag des Klebstoffes mit einem Schwamm oder Filz oder Pinsel oder Bürste oder Farbrolle,
Auftrag über Tauchen des Elektroblechstapels, insbesondere über eine Rotation des Blechstapels durch eine flache Klebstoffmenge,
- Auftrag über Sprühen oder Tropfen oder Fließen.
Sofern nicht alle Bereiche des Blechlamellenstapels für die Klebstoffbenetzung vorgesehen sind, sind folgende Bereiche bevorzugt zu benetzen: an den Zähnen des Blechschnittes, besonders bevorzugt an der Zahnwurzel, also am Übergang vom Zahn zu dem Kreis, auf dem die Zähne sitzen (Joch),
- in Ausschnitten des Blechschnittes für die Permanentmagnete.
Bereiche, in denen bevorzugt der Klebstoff nicht appliziert wird:
Zahnoberflächen von Rotor und/ oder Stator,
zylindrische Außenfläche des Rotors,
zylindrische Innenfläche des Stators
Kontaktbereiche der Pressvorrichtung mit dem Elektroblechstapel. Ebenfalls kann bevorzugt sein, den Klebstoff in zwei oder mehre Schritten aufzutragen, z.B. bei Verwendung einer Spannwalze. In diesem Fall wird der Klebstoff in einem ersten Schritt von außen aufgetragen. Nach Härtung des Klebstoffs wird die Spannwalze entfernt und von innen aufgetragen. Dieses Verfahren führt zu einer vergrößerten Benetzungsflä- che, idealerweise zu vollständiger Benetzung und Ausfüllen des Klebspalts. Hierbei können in den Schritten auch verschiedene Auftragsverfahren genutzt werden, z.B. erstens Auftrag des Klebstoffes auf die Außenflächen über Tauchen des Elektroblechstapels über eine Rotation des Blechstapels durch eine flache Klebstoffmenge und zweitens Auftrag des Klebstoffes auf die Innenflächen mit einer Farbrolle. Eine eingesetzte Pressvorrichtung wird bevorzugt so gestaltet, dass sie keinen Kontakt mit Schneidkanten bzw. Stanzkanten der Blechlamellen aufweist. Hierdurch wird vermieden, dass Klebstoff zwischen die beim Pressen entstehenden Spalte von Blechlamelle und Pressvorrichtung gelangt. Würde dies der Fall sein, könnte ein nicht gewolltes Aushärten des Klebstoffs zwischen Blechstapel und Pressvorrichtung die Folge sein. Alternativ bevorzugt wird die Pressvorrichtung so gestaltet, dass sie Kontakt mit Schneidkanten bzw. Stanzkanten der Blechlamellen aufweist, aber bevorzugt nur in Bereichen, in denen der Klebstoffauftrag während des Pressens nicht erfolgt und der Klebstoff aufgrund mangelnden Fließwegs nicht gelangt. So kann auch ein nicht gewolltes Aushärten des Klebstoffs zwischen Blechstapel und Pressvorrichtung vermieden werden. Die Länge des Fließwegs beschreibt den Weg, den der Klebstoff im Klebspalt in einer definierten Zeit, hier ggf. Presszeit, zurücklegen kann. Dieser wird neben der Kapillarität ebenfalls von der Viskosität des Klebstoffs und der Härtungsgeschwindigkeit des Klebstoffs beeinflusst.
Maßnahmen zur Verringerung der Viskosität sind beispielsweise Temperaturerhöhung, Maßnahmen zur Erhöhung der Viskosität beispielsweise Temperaturerniedrigung. Maßnahmen zur Erhöhung der Reaktivität sind neben der Klebstoffformulierung beispielsweise die Erhöhung der Katalysatormenge oder die Wahl eines stärker beschleunigenden Katalysators oder Temperaturerhöhung, Maßnahmen zur Erniedrigung der Reaktivität beispielsweise die Erniedrigung der Katalysatormenge oder die Wahl eines schwächer be- schleunigenden Katalysators oder Temperaturerniedrigung.
Maßnahmen zur Erhöhung des Fließwegs können außerdem sein: - Anlegen einer Druckdifferenz. Dabei ist die Seite höheren Drucks die Seite, von der der Klebstoff appliziert wird und die Seite niedrigeren Drucks die Seite, zu der der Klebstoff fließen soll.
- Versetzen des Blechlamellenstapels, mindestens aber eine Blechlamelle, in Schwingung, bevorzugt mittels einer Ultraschall-Sonotrode.
Maßnahmen zu Begrenzung des Fließweg können außerdem sein (Kapillarsperre): Vergrößerung des Klebspalts
Einbringung schlecht benetzbarer Bereiche auf den Blechlamellen, z.B. über Beschichtung mit Siliconen oder Teflon Generell von dem oben Gesagten unabhängig sind Klebstoffe bevorzugt, mit einer Oberflächenenergie von < 30 mN/m, bevorzugt < 27 mN/m, weiter bevorzugt < 24 mN/m und besonders bevorzugt < 20 mN/m. Die Oberflächenenergie wird dabei im Zweifelsfall gemäß der DIN 55660-3:201 1 -12:„Beschichtungsstoffe - Benetzbarkeit - Teil 3: Bestimmung der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten mit der Methode des hängenden Tropfens“ ermit- telt.
Nachfolgend wird die Erfindung durch Beispiele näher charakterisiert:
Beispiele
Messbeispiele:
Messbeispiel 1 : Messung der Klebstoffmenge zwischen zwei Lamellen Ein Blechstapel eines Rotors wird zum Beispiel nach Beispiel 3 (siehe unten) gefertigt.
Zwischen die obersten beiden Bleche wird ein Skalpell in die Klebstofflage eingeführt und analog einem Keilversuch die erste Lage von der zweiten Lage abgeschält. Der Klebstoff versagt im Allgemeinen in einem komplexen Mischbruch, das heißt auf beiden Seiten liegen Klebstoffreste vor. Der Blechstapel wird so Lage für Lage auseinandergenommen und die Reihenfolge der Bleche notiert. Der Fachmann trägt dafür Sorge, dass genau gegenüberliegende Bruchflächen zugeordnet werden können. Die Gewichte jeder mit Klebstoffresten belegten Lamelle werden gemessen.
Schließlich werden ein Paar gegenüberliegende Bruchflächen gezielt mit einem Laser von den Klebstoffresten wie folgt befreit:
Lasertyp: Coherent COMPexPro™2Q5F
• Laserfluenz: 170 mJ/cm2
• Wellenlänge: 248 nm
• Pulsdauer: 25 ns
• Rep. Rate: 10 Hz
• Laserprofil: 2 x 15 mm2 (FlatTop) Spektrometer: OCEAN-OPTICS USB4000
• Integrationszeit der Messung: 5 sek
• Abstand Objektiv (Fokuspunkt): 95 mm
• Winkel der Messung zur Oberfläche: 45°
• Verwendeter Filter: Cut of Filter bei 280 nm Auswertung: Oriqin
• Messung des Plasmaleuchtens mittels zeitlicher Integration über 50 Einzellaserpulse
• Integrationsbereich (Wellenlänge) für die Auswertung: 250 nm - 850 nm
• Die Messdaten wurden anhand von drei Messungen bestimmt. Die Laserbehandlung wird an einem Punkt so lange wiederholt, bis die Lichtintensität der optischen Emission um 85 % des Ausgangswertes reduziert ist. Dann wird die nächste Stelle entschichtet. Dieses Vorgehen wird solange wiederholt, bis der Klebstoff von beiden Bruchflächen flächig entfernt wurde.
Schließlich werden die beiden Blechlamellen abermals gewogen und über die Differenzbil- düng das Gewicht des Klebstoffes in der entsprechenden Klebstofflage des bestimmt.
Dieses Vorgehen wird für alle weiteren Klebstofflagen durchgeführt und so der Mittelwert und die Standardabweichung des Gewichtes der Klebstofflagen ermittelt, außerdem die Klebstofflage mit dem geringsten Gewicht und die Klebstofflage mit dem höchsten Gewicht ermittelt. Messbeispiel 2: Messung der Klebschichtdicke innerhalb einer Klebstofflage
Ein Blechstapel eines Rotors wird zum Beispiel nach Beispiel 3 (siehe unten) gefertigt.
Zwischen die obersten beiden Bleche wird ein Skalpell in die Klebstofflage eingeführt und analog einem Keilversuch die erste Lage von der zweiten Lage abgeschält. Der Klebstoff versagt im Allgemeinen in einem komplexen Mischbruch, d. h. auf beiden Seiten liegen Klebstoffreste vor.
Der Fachmann trägt dafür Sorge, dass genau gegenüberliegende Messbereiche zugeordnet werden können.
Beide Bruchflächen werden mittels Laser-Konfokalmikroskopie untersucht: Messprinzip:
Im Vergleich zur konventionellen Mikroskopie werden mit Hilfe der Laserscanning Konfo- kalmikroskopie (LSCM) kontrastreichere Bilder mit Höheninformation erzeugt. Dazu wird die Oberfläche mit einem kurzwelligen Laserstrahl (408 nm) abgerastert und das von der Oberfläche zurückgestrahlte Licht mit Hilfe einer Optik gesammelt. Durch die Verschiebung der Sammeloptik relativ zur Probenoberfläche sowie derwiederholten Messung der Fokuspunkte für verschiedene Abstände wird eine Höheninformation im nm-Bereich erreicht.
Messparameter und Vorgehen:
Die Messungen wurden mit einem Laser Scanning Konfokal Mikroskop vom Typ VK 9700 des Herstellers Keyence durchgeführt. Die vermessene Fläche betrug 270 pm x 202 gm. Es wurden 3 optische Ebenen zugelassen: 1 . Grenzfläche Metallsubstrat / Isolationsbeschichtung, 2. Grenzfläche Isolationsbeschichtung / Klebstoff, 3. Oberfläche Klebstoff.
Beide Bruchflächen werden mittels Stitching-Verfahrens (Aneinanderreihung der Einzelbilder) komplett vermessen und die Verteilung der Gesamtklebstoffschichtdicke durch Addition der Klebstoffschichtdicken auf beiden gegenüberliegenden Bruchflächen ermittelt. Der Mittelwert und die Standardabweichung der Klebstoffschichtdicke innerhalb der untersuchten Klebstofflage wird ermittelt, außerdem die minimale und maximale Klebstoffschichtdicke ermittelt. Dieses Vorgehen kann im Zweifelsfall, wenn Messbeispiel 1 bei speziellen Klebstoffen nicht durchführbar ist, angewendet werden, um auch den Mittelwert und die Standardabweichung des Gewichtes der Klebstofflagen ermittelt, außerdem die Klebstofflage mit dem geringsten Gewicht und die Klebstofflage mit dem höchsten Gewicht ermittelt. Dazu muss das oben beschriebene Vorgehen für alle weiteren Klebstofflagen durchgeführt werden und die Klebstoffschichtdicke unter Berücksichtigung der Dichte des Klebstoffes in das Gewicht des Klebstoffes der einzelnen Klebstofflagen umgerechnet werden.
Ausführunqsbeispiele:
Ausführungsbeispiel 1 : Ein Elektroblechstapel (Elektroblech M310-50A des Herstellers Arcelor Mittal mit C5 Isolationsbeschichtung der Fa. EB 5308 der Fa. Rembrandtin) eines Rotorblechschnitts mit einem Innendurchmesser von 80 mm und einem Außendurchmesser von 130 mm und einer Höhe von 150 mm (Blechdicke 0,3 mm, 500 Bleche, Rauigkeit Ra = 0,48 +- 0,05 pm / Rz = 4,80 +- 0,45 pm) werden durch eine Haltevorrichtung so in Position gebracht, dass die Bleche so ausgerichtet sind, dass sie einen Zylinder formen und die im Blechschnitt vorhandenen Ausschnitte (in diesem Fall für die Einbringung von Permanentmagneten) übereinander liegen.
Zur Aufbringung der für die Härtung notwendigen Katalysatorpartikel werden die Substrate beidseitig mit einer Kupferbürste gebürstet (nach PCT/EP2018/080059 Beispiel 4). Hiermit wird gleichzeitig Rz auf 4 pm eingestellt.
Dieser Stapel wird mit einem Druck 100 kPa durch eine Pressvorrichtung komprimiert.
Im komprimierten Zustand wird der Stapel an den Schnittkanten durch Besprühen mit dem Klebstoff DELO ML 5327 (Viskosität 300 mPas) benetzt.
Nach 30 min. Härtung bei Raumtemperatur wird der Elektroblechstapel aus der Pressvor- richtung entnommen und die besprühten Flächen von überschüssigem (in diesem Fall) nicht gehärtetem Klebstoff durch Lösungsmittelreinigung (IPA) im Ultraschallbad befreit.
Es entsteht ein zusammenhängender Elektroblechkern, der Handlingsfestigkeit aufweist. Nach Prüfung der Schälfestigkeit (Trennung des ersten Blechs vom Blechstapel) erkennt man die Bruchfläche der Klebung. Die Fließfront zeigt, dass der Klebstoff vom Rand ausgehend 6 mm +/- 2 mm in den Spalt zwischen der ersten und zweiten Blechlage eingedrungen und ausgehärtet ist. Ausführungsbeispiel 2:
Ein Elektroblechstapel (Elektroblech M310-50A des Herstellers Arcelor Mittal mit C5 Isolationsbeschichtung der Fa. EB 5308 der Fa. Rembrandtin) eines Rotorblechschnitts mit einem Innendurchmesser von 80 mm und einem Außendurchmesser von 130 mm und einer Höhe von 150 mm (Blechdicke 0,3 mm, 500 Bleche, Rauigkeit Ra = 0,48 +- 0,05 pm / Rz = 4,80 +- 0,45 pm) werden durch eine Haltevorrichtung so in Position gebracht, dass die
Bleche so ausgerichtet sind, dass sie einen Zylinder formen und die im Blechschnitt vorhandenen Ausschnitte (in diesem Fall für die Einbringung von Permanentmagneten) übereinander liegen.
Zur Verbesserung der Benetzungseigenschaften werden die Substrate mittels Atmosphä- rendruck-Plasma mit folgenden Parametern vorbehandelt:
Generator Surfx Atomflo 500
4-lin-g3
Power 100 W
Geschwindigkeit: 3,2 m/min
- Abstand Düse Substrat 2 mm
Zeilenabstand 10 mm
Zyklen 5
Prozessgas Argon 20 l/min Sauerstoff 0,1 l/min
Durch die Behandlung wird die Oberflächenenergie der Bleche von 29 mN/m auf 67 mN/m erhöht (KW-Messung des Fortschreitwinkels; Testflüssigkeiten: Wasser, Diiodmethan, Ethylenglykol; Auswertung nach Owens-Wendt mit Werten von Rabel und Kaelble)
Zur Aufbringung der für die Härtung notwendigen Katalysatorpartikel werden die Substrate beidseitig mit einer Kupferbürste gebürstet (nach PCT/EP2018/080059 Beispiel 4). Hiermit wird gleichzeitig Rz auf 4 pm eingestellt. Dieser Stapel wird mit einem Druck 100 kPa durch eine Pressvorrichtung komprimiert.
Im komprimierten Zustand wird der Stapel an den Schnittkanten durch Besprühen mit dem Klebstoff DELO ML 5327 (Viskosität 300 mPas) benetzt.
Nach 30 min. Härtung bei Raumtemperatur wird der Elektroblechstapel aus der Pressvor- richtung entnommen und die besprühten Flächen von überschüssigem (in diesem Fall) nicht gehärtetem Klebstoff durch Lösungsmittelreinigung (IPA) im Ultraschallbad befreit.
Es entsteht ein zusammenhängender Elektroblechkern, der Handlingsfestigkeit aufweist.
Nach Prüfung der Schälfestigkeit (Trennung des ersten Blechs vom Blechstapel) erkennt man die Bruchfläche der Klebung. Die Fließfront zeigt, dass der Klebstoff vom Rand aus- gehend 10 +/- 2mm in den Spalt zwischen der ersten und zweiten Blechlage eingedrungen und ausgehärtet ist.
Ausführungsbeispiel 3:
Ein Elektroblechstapel aus gestanzten Lamellen (Elektroblech M310-50A des Herstellers Arcelor Mittal mit C5 Isolationsbeschichtung der Fa. EB 5308 der Fa. Rembrandtin) mit einem Rotorblechschnitt, der einen Innendurchmesser von 80 mm, einen Außendurchmesser von 130 mm und Aussparungen für 8 Permanentmagnete (der Blechschnitt weist eine 4-fache Drehsymmetrie auf) aufweist, wird zu einer Höhe von 150 mm (Blechdicke 0,3 mm, 500 Bleche) gestapelt und wie folgt zu einem Elektroblechkern verbunden: Zur Aufbringung der für die Härtung notwendigen Katalysatorpartikel werden die Elektrobleche vor Erstel- lung des Stapels beidseitig mit einer Kupferbürste gebürstet (nach PCT/EP2018/080059 Beispiel 4). Hiermit wird gleichzeitig Rz auf 4 pm eingestellt.
Diese gebürsteten Elektrobleche werden durch eine Haltevorrichtung so in Position gebracht, dass sie einen Zylinder formen und die im Blechschnitt vorhandenen Ausschnitte (in diesem Fall für die Einbringung von Permanentmagneten) übereinander liegen. Für alle 125 Bleche wurde die Walzrichtung der Bleche jeweils um 90° gedreht, um eine möglichst planparalleles Elektroblechpaket zu erhalten.
Dieser Stapel wird mit einem Druck 100 kPa durch eine Pressvorrichtung komprimiert. Im komprimierten Zustand wird der Stapel an den Schnittkanten durch Besprühen mit dem Klebstoff Cyberbond RL 65 (Viskosität 10 mPas) ausreichend benetzt, sodass auch nach Einziehen des Klebstoffes in den Klebespalt außen noch Klebstoff vorhanden ist.
Nach 30 min. Härtung bei Raumtemperatur wird der Elektroblechstapel aus der Pressvor- richtung entnommen und die besprühten Flächen von überschüssigem (in diesem Fall) nicht gehärtetem Klebstoff durch Lösungsmittelreinigung (IPA) im Ultraschallbad befreit.
Es entsteht ein zusammenhängender Elektroblechkern, der Handlingsfestigkeit aufweist. Der gesamte Stapel wird bei hängender Belastung des Stapels nicht zerstört; das bedeutet, dass der Stapel bei einer Befestigung an lediglich der obersten Lamelle und bei einem darauffolgenden freien Hängen unverändert bleibt.
Nach Prüfung der Schälfestigkeit (Trennung des ersten Blechs vom Blechstapel) lässt sich die Bruchfläche der Klebung erkennen. Die Fließfront zeigt, dass der Klebstoff komplett in den Spalt zwischen der ersten und zweiten Blechlage eingedrungen und ausgehärtet ist. Es entsteht so eine vollflächige Klebung. Die Ermittlung des minimalen und maximalen Gewichtes der 499 Klebschichtlagen wird nach Messbeispiel 1 durchgeführt. Das maximale Gewicht einer Klebschichtlage beträgt 109,3 mg. Das minimale Gewicht einer Klebschichtlage beträgt 47,8 mg.
Die Ermittlung der minimalen und maximalen Klebschichtdicken in der obersten Klebstofflage ermittelt nach Messbeispiel 2 ergab gemittelt über eine Fläche von 200 pm x 2770 gm eine maximale Klebschichtdicke von 10,3 +- 2,6 pm und eine minimale Klebschichtdicke von 5,3 +- 0,4 pm.
Ausführungsbeispiel 4:
Zwei Elektrobleche mit Zugscher-Prüfkörper-Geometrie (25 mm x 100 mm) werden zur Aufbringung der für die Härtung notwendigen Katalysatorpartikel auf den zu klebenden Seiten mit einer Kupferbürste gebürstet (nach PCT/EP2018/080059 Beispiel 4). Hiermit wird gleichzeitig Rz auf 4 pm eingestellt.
Diese Substrate werden 1 mm überlappend mit zwei Klammern so fixiert, dass sie einen Zugscherprüfkörper nach DIN 1645 ergeben und beide gebürsteten Seiten miteinander in Kontakt gebracht werden. Durch die beiden Klammern werden diese beiden Substrate mit einem Druck 100 kPa aneinandergepresst.
Im komprimierten Zustand werden die beiden Schnittkanten durch Bepinseln mit dem Klebstoff DELO ML 5327 (Viskosität 300 mPas) benetzt. Nach 30 min. Härtung bei Raumtemperatur wird der Zugscherprüfling von den Klammern befreit und die bepinselten Flächen von überschüssigem (in diesem Fall) nicht gehärtetem Klebstoff durch Lösungsmittelreinigung (IPA) im Ultraschallbad befreit.
Es entsteht ein Zugscherprüfling, der Handlingsfestigkeit aufweist.
Die gebürstete Seite des ersten Bleches wird mit der klebstoffbeschichteten Seite des zwei- ten Bleches in Kontakt gebracht und mit einer Klammer fixiert. Nach 1 Minute ist die Festigkeit der Klebung ausreichend, um die Klebungen zu bewegen (Handling Festigkeit). Nach 6 Minuten bei 40 °C (typische Temperatur des Stanzwerkzeuges im Betrieb) weist die Klebung bereits Zugscherwerte von 2,5 +- 0,7 MPa auf. Nach 24h bei Raumtemperatur werden Zugscherfestigkeiten von 4,5 +- 0,8 MPa erreicht. Nach 150h Alterung in Getriebeöl bei 150 °C beträgt die Zugscherfestigkeit noch 4,2 +- 0,5 MPa. Nach 1000h Alterung bei 85 °C und 85 rel% Luftfeuchtigkeit betrug die Zugscherfestigkeit 4,1 +- 0,2 MPa.
Ausführungsbeispiel 5:
Ein Elektroblechstapel (Elektroblech M310-50A des Herstellers Arcelor Mittal mit C5 Isola- tionsbeschichtung der Fa. EB 5308 der Fa. Rembrandtin) eines Rotorblechschnitts mit einem Innendurchmesser von 80 mm und einem Außendurchmesser von 130 mm und einer Höhe von 150 mm (Blechdicke 0,3 mm, 500 Bleche werden durch eine Haltevorrichtung so in Position gebracht, dass die Bleche so ausgerichtet sind, dass sie einen Zylinder formen und die im Blechschnitt vorhandenen Ausschnitte (in diesem Fall für die Einbringung von Permanentmagneten) übereinander liegen.
Zur Verbesserung der Benetzungseigenschaften wurden dem Klebstoff DELO ML 5327 0,1 Gew.-% eines Fluorosurfactants (3M Novec FC-4430) zugegeben. Durch diese Additivierung wird die Oberflächenspannung des Klebstoffs signifikant erniedrigt, sodass seine vollflächige Benetzung auch ohne Plasmaaktivierung der Substrate möglich ist.
Zur Aufbringung der für die Härtung notwendigen Katalysatorpartikel werden die Substrate beidseitig mit einer Kupferbürste gebürstet (nach PCT/EP2018/080059 Beispiel 4). Hiermit wird gleichzeitig Rz auf 4 pm eingestellt.
Dieser Stapel wird mit einem Druck 100 kPa durch eine Pressvorrichtung komprimiert.
Im komprimierten Zustand wird der Stapel an den Schnittkanten durch Besprühen mit dem additiviertem Klebstoff DELO ML 5327 benetzt. Nach 30 min. Härtung bei Raumtemperatur wird der Elektroblechstapel aus der Pressvorrichtung entnommen und die besprühten Flächen von überschüssigem (in diesem Fall) nicht gehärtetem Klebstoff durch Lösungsmittelreinigung (IPA) im Ultraschallbad befreit.
Es entsteht ein zusammenhängender Elektroblechkern, der Handlingsfestigkeit aufweist. Der gesamte Stapel wird bei hängender Belastung des Stapels nicht zerstört; das bedeutet, dass der Stapel bei einer Befestigung an lediglich der obersten Lamelle und bei einem darauffolgenden freien Hängen unverändert blieb.
Nach Prüfung der Schälfestigkeit (Trennung des ersten Blechs vom Blechstapel) erkennt man die Bruchfläche der Klebung. Die Fließfront zeigt, dass der Klebstoff vom Rand ausgehend 15 +- 2 mm in den Spalt zwischen der ersten und zweiten Blechlage eingedrungen und ausgehärtet ist.

Claims

Patentansprüche
1 . Blechlamellenstapel, umfassend eine Vielzahl von übereinander angeordneten Lamellen, die durch Klebstoff miteinander verbunden sind, wobei die Masse des Klebstoffes zwischen dem Lamellenpaar, das durch die geringste Klebstoffmasse zusammengehalten wird, zu der Masse des Klebstoffes zwischen dem Lamellenpaar, das durch die größte Klebstoffmasse zusammengehalten wird, im Verhältnis < 1 : 1 ,5, bevorzugt < 1 : 2, weiter bevorzugt < 1 : 2,5 und besonders bevorzugt < 1 : 3 ist.
2. Blechlamellenstapel nach Anspruch 1 , wobei der äußere Rand der Spalte zwischen den Lamellen jeweils wenigstens teilweise mit Klebstoff gefüllt ist.
3. Blechlamellenstapel nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich an > 10 % des laufenden
Umfanges jedes der Spalte zwischen den Lamellen, bevorzugt > 20 %, weiter bevorzugt > 40 % besonders bevorzugt 80 % jedes der Spalte zwischen den Lamellen Klebstoff an beiden zum Spalt gerichteten Lamellenseiten befindet.
4. Blechlamellenstapel nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend wenigstens 50 Lamellen, bevorzugt dem die Anzahl 50 - 15.000, weiter bevorzugt 200 - 2000 und besonders bevorzugt 300 - 1000 Lamellen.
5. Blechlamellenstapel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei wenigstens die Schichtdicke des Klebstoffes in wenigstens einem Spalt zwischen den Lamellen um > 20 %, bevorzugt > 30 % und weiter bevorzugt > 40 % schwankt.
6. Blechlamellenstapel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Klebstoff ein acrylatbasierter Klebstoff, bevorzugt ein anaerob härtender Klebstoff oder ein Cyanacrylat-Klebstoff, besonders bevorzugt ein anaerob härtender Klebstoff ist.
7. Blechlamellenstapel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Klebstoff vor Aushärtung über eine Viskosität von 15 bis 1000 mPas, bevorzugt 3 bis 500 mPas, besonders bevorzugt 5 bis 200 mPas.
8. Blechlamellenstapel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zu klebende Oberfläche der Bleche eine Rauheit Rz von 0,5 bis 15 pm, bevorzugt 1 bis 10 pm, bevorzugt 1 bis 5 pm besitzt.
9. Blechlamellenstapel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zu klebende Fläche der Lamellen jeweils von 0,5 bis 2000, bevorzugt 5 bis 1000, besonders bevorzugt 50 bis 500 cm2 beträgt.
10. Blechlamellenstapel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei dergesamte Stapel über eine Zugscherfestigkeit von > 0,1 MPa, bevorzugt > 1 MPa, besonders bevorzugt 3 MPa verfügt.
1 1 . Blechlamellenstapel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Lamellen jeweils aus Elektroblech, bevorzugt aus kristallinem Elektroblech, weiter bevorzugt aus kristallinem weichmagnetischen Elektroblech, besonders bevorzugt aus kristallinem weich- magnetischen Elektroblech mit einer Isolationsbeschichtung sind.
12. Verfahren zur Herstellung eines Blechlamellenstapels, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen von Blechlamellen,
b) Bereitstellen von Klebstoff in flüssiger Form,
c) Bilden eines Stapels aus den Blechlamellen, sodass die miteinander zu verklebenden Flächen einander gegenüberliegen, bevorzugt mit maximaler Überdeckung,
d) Benetzen des Stapels mit Klebstoff aus Schritt b), sodass der Klebstoff durch Kapillarkräfte in die Spalte zwischen den jeweilig zu verklebenden Lamellen gezogen wird und e) Aushärten des Klebstoffes zwischen den zu verklebenden Lamellen.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei wenigstens ein Teil der zu verklebenden Flä- chen der Lamellen vor Schritt c) einer Vorbehandlung unterzogen wird, die die Benetzbarkeit mit dem Klebstoff aus Schritt b) erhöht.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei ein Blechlamellenstapel nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 hergestellt wird.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117713473B (zh) * 2024-02-05 2024-05-03 天蔚蓝电驱动科技(江苏)有限公司 铁芯的浸胶方法及铁芯

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004070740A2 (en) * 2003-02-03 2004-08-19 Metglas, Inc. Low core loss amorphous metal magnetic components for electric motors

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1286232B (de) * 1964-07-01 1969-01-02 Siemens Ag Verfahren zum Verkleben von geschichteten Magnetkernen
GB1582433A (en) * 1976-05-08 1981-01-07 Scott & Co Ltd Geo Method of bonding laminated assemblies
JPH0821494B2 (ja) * 1988-08-04 1996-03-04 日鉱金属株式会社 積層磁心及び積層磁心の製造方法
JP2001078399A (ja) * 1999-09-07 2001-03-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 積層体の製造方法とその装置
JP2003282330A (ja) * 2002-03-27 2003-10-03 Jfe Steel Kk 接着剤固着積層鉄心とその製造方法
JP2005340691A (ja) * 2004-05-31 2005-12-08 Jfe Steel Kk 寸法精度及びコア強度に優れた積層コアの製造方法
DE112009004598B4 (de) * 2009-03-26 2023-02-23 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Verfahren zum stoffschlüssigen fügen von paketlamellen zu einem weichmagnetischen blechpaket
JP5249897B2 (ja) * 2009-09-29 2013-07-31 本田技研工業株式会社 鉄心の製造方法
DE102012005795A1 (de) * 2012-03-14 2013-09-19 Kienle + Spiess Gmbh Lamellenpaket und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102018110951A1 (de) * 2017-11-03 2019-05-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Verfahren zum klebtechnischen Verbinden von Elektroblechen und Elektrobleche hergestellt nach einem entsprechenden Verfahren
WO2019149607A1 (en) * 2018-01-31 2019-08-08 Tata Steel Nederland Technology B.V. Method for producing a stack of electrical steel laminations and stack produced thereby

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004070740A2 (en) * 2003-02-03 2004-08-19 Metglas, Inc. Low core loss amorphous metal magnetic components for electric motors

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