WO2022008655A1 - Verbindungsmaterial, blechstapel, maschinenbauteil und elektromotor - Google Patents

Verbindungsmaterial, blechstapel, maschinenbauteil und elektromotor Download PDF

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WO2022008655A1
WO2022008655A1 PCT/EP2021/068993 EP2021068993W WO2022008655A1 WO 2022008655 A1 WO2022008655 A1 WO 2022008655A1 EP 2021068993 W EP2021068993 W EP 2021068993W WO 2022008655 A1 WO2022008655 A1 WO 2022008655A1
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connecting material
approximately
sheet metal
filler
approx
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PCT/EP2021/068993
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Florian Hassler
Michael Schaich
Björn BETZ
Magnus Reichert
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Elringklinger Ag
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    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies

Definitions

  • the present invention relates to a connecting material for connecting a plurality of laminations of a rotor core and/or stator core.
  • the invention also relates to a stack of laminations, in particular a rotor core and/or a stator core.
  • the invention further relates to a machine component, in particular a rotor and/or a stator and an electric motor.
  • the object of the present invention is to provide a connecting material that can be produced as easily as possible and by means of which a permanent connection of several elements, for example several laminations of a rotor core and/or stator core, can be formed.
  • this object is achieved by a connecting material according to claim 1 .
  • the connecting material for connecting a plurality of laminations of a rotor core and/or stator core comprises a polymeric matrix material and at least one metallic filler and/or at least one ceramic filler or is formed from them.
  • the connecting material can have optimized properties, in particular with regard to its electrical conductivity and/or thermal conductivity.
  • the connecting material is particularly suitable for connecting a plurality of laminations of a rotor core and/or a stator core.
  • the overall system made up of the multiple sheets and the connecting material can have optimized properties, for example improved magnetizability and/or increased thermal conductivity.
  • the connecting material comprises one or more metallic fillers and no ceramic fillers.
  • the one or more metallic fillers can in particular increase a proportion of magnetizable material compared to connecting materials without metallic fillers.
  • a single metallic filler or several chemically and/or physically different metallic fillers for example fillers made of metallic materials that differ from one another and/or with particle sizes or particle shapes that differ from one another, can be used.
  • the connecting material comprises one or more ceramic fillers and no metallic fillers.
  • the connecting material can in particular have increased thermal conductivity. This can, for example, improve cooling of the rotor core and/or stator core.
  • a single ceramic filler or a plurality of chemically and/or physically different ceramic fillers for example made from different ceramic materials and/or with different particle sizes or particle shapes, can be used.
  • both one or more metallic fillers and one or more ceramic fillers are contained in the connecting material, for example embedded.
  • the connecting material can thus have both increased magnetizability and increased thermal conductivity.
  • the at least one metallic filler for example all particles of the at least one metallic filler, is/are completely surrounded by the polymeric matrix material and/or is/are embedded in it. In this way, the individual particles of the at least one metallic filler are separated from one another, as a result of which, in particular, an electrical separation of the individual particles is formed.
  • the polymeric matrix material is electrically insulating.
  • the polymeric matrix material preferably forms an electrical separation between the particles of the at least one metallic filler.
  • the at least one ceramic filler for example all particles of the at least one ceramic filler, are completely surrounded by the polymeric matrix material and/or embedded therein.
  • the individual particles of the at least one ceramic filler are in particular separated from one another.
  • the proportion of the at least one metallic filler is at most about 50% by volume, based on the total volume of the connecting material.
  • the proportion of the at least one metallic filler is at least approximately 10% by volume and/or at most approximately 25% by volume, based on the total volume of the connecting material.
  • the proportion of the at least one metallic filler is preferably at most about 50% by weight, based on the total mass of the connecting material.
  • the proportion of the at least one metallic filler is at least approximately 10% by weight and/or at most approximately 25% by weight, based on the total mass of the connecting material.
  • the proportion of the at least one ceramic filler is at most about 30% by volume, based on the total volume of the connecting material.
  • the proportion of the at least one ceramic filler is at least approximately 5% by volume and/or at most approximately 20% by volume, based on the total volume of the connecting material.
  • the proportion of the at least one ceramic filler is preferably at most about 30% by weight, based on the total mass of the connecting material.
  • the proportion of the at least one ceramic filler is at least approximately 5% by weight and/or at most approximately 20% by weight, based on the total mass of the connecting material.
  • the at least one metallic filler and/or the at least one ceramic filler can still be fully dispersed in the polymeric matrix material.
  • the connecting material can be produced in a particularly economically viable manner with the proportions mentioned.
  • the at least one metallic filler and/or the at least one ceramic filler and the polymeric matrix material remain mixed with one another in the areas mentioned and/or there is no demixing. Segregation would be a disadvantage, especially in the case of metallic fillers, since the connecting material would then become electrically conductive.
  • the at least one metallic filler is a particulate filler.
  • an average particle size Dso in the raw state is at least about 2 ⁇ m and/or at most about 6 ⁇ m.
  • the average particle size Dso of the particles of at least one metallic filler in the raw state is about 4 ⁇ m.
  • the raw state preferably denotes a state before processing.
  • the mean particle size Dso is, for example, at least about 0.8 ⁇ m and/or at most 3 ⁇ m.
  • a mixture of iron particles and copper particles or exclusively iron particles or copper particles as fillers have proven to be particularly preferred.
  • iron grit and/or copper grit are used.
  • the at least one metallic filler is formed from one or more of the following materials: iron, copper, cobalt, nickel or alloys thereof. It can be favorable if the at least one ceramic filler is a particulate filler.
  • An average particle size Dso in the raw state is preferably at least about 4 ⁇ m and/or at most about 8 ⁇ m.
  • the mean particle size Dso of the particles of the at least one ceramic filler in the raw state is approximately 6 ⁇ m.
  • the mean particle size Dso of the particles of the at least one ceramic filler is, for example, at least approximately 2.8 ⁇ m and/or at most 6.4 ⁇ m.
  • a Dso value is to be understood as the particle size below which 50% of the particles of the respective substance fall, while 50% of the particles of the respective substance are larger than the Dso value.
  • the at least one ceramic filler is preferably formed from one or more of the following materials: nitrides, in particular boron nitride and/or silicon nitride, oxides, in particular zirconium oxide, carbides, in particular silicon carbide, or mixtures thereof.
  • Hexagonal boron nitride has proven to be particularly preferred as a ceramic filler. Connection materials which contain hexagonal boron nitride have, in particular, increased thermal conductivity and are electrically insulating at the same time.
  • the increased thermal conductivity can result in improved cooling of a rotor core and/or stator core in which the connecting material is used.
  • heat energy can be dissipated to a cooling system via the connection material.
  • the connection material can support a cooling system.
  • the polymeric matrix material comprises or is formed from an elastomeric material.
  • the elastomeric material comprises or is formed from a synthetic rubber material, for example an acrylonitrile-butadiene rubber.
  • the connecting material contains the elastomeric material in a proportion of approximately 1% by volume or more, in particular approximately 5% by volume or more, based on a total volume of the connecting material.
  • the proportion of elastomeric material in the connecting material is preferably about 25% by volume or less, in particular about 20% by volume or less, based on the total volume of the connecting material.
  • the connecting material contains the elastomeric material in a proportion of approximately 1% by weight or more, in particular approximately 5% by weight or more, based on the total mass of the connecting material.
  • the proportion of elastomeric material in the connecting material is preferably about 25% by weight or less, in particular about 20% by weight or less, based on the total mass of the connecting material.
  • the polymeric matrix material comprises a resin material.
  • the resin material comprises or is formed from an epoxy resin material and/or a thermosetting polymer material, in particular a phenolic resin material, for example a novolak.
  • Such phenolic resin polymer materials can preferably be obtained by acidic condensation of the starting materials.
  • the resin material includes or is formed from a novolak.
  • Novolaks are preferably thermoplastic and can be cured by the addition of formaldehyde sources such as hexamethyltetraamine.
  • the proportion of resin material in the connecting material is approximately 1% by volume or more, in particular approximately 2% by volume or more.
  • the proportion is preferably based on the total volume of the connecting material.
  • the proportion of the resin material in the connection material is preferably approximately 15% by volume or less, in particular approximately 10% by volume or less, based on the total volume of the connection material.
  • the proportion of resin material in the connecting material is approx. 1% by weight or more, in particular approx.
  • the proportion is preferably based on the total mass of the connecting material.
  • the proportion of the resin material in the connection material is preferably approximately 15% by weight or less, in particular approximately 10% by weight or less, based on the total mass of the connection material.
  • a baked lacquer material is used as the polymeric matrix material.
  • a polymeric matrix material with a specified Shore hardness is used or that a proportion of filler is adjusted to achieve a specified Shore hardness of the connecting material.
  • the Shore hardness is preferably determined according to one of the standards DIN EN ISO 868, DIN ISO 7619-1 and/or ASTM D2240-00. In particular, the Shore hardness A according to DIN 53505 is determined.
  • the Shore hardness A of the polymeric matrix material and/or of the connecting material is approximately 20 (Shore A) or more, in particular approximately 30 (Shore A) or more.
  • the Shore A hardness of the polymeric matrix material and/or of the connecting material is approximately 90 (Shore A) or less, in particular approximately 80 (Shore A) or less.
  • the connecting material is preferably selected in such a way that an E module of the connecting material is approximately 100 N/mm 2 or more, in particular approximately 300 N/mm 2 .
  • the modulus of elasticity of the connecting material is preferably approximately 1000 N/mm 2 or less, in particular approximately 800 N/mm 2 or less.
  • the specified moduli of elasticity preferably relate to a measurement at approx. 20°C.
  • the polymeric matrix material comprises one or more adhesion promoters, in which case in particular the one or more adhesion promoters comprise or are formed from a silane.
  • the silane is an organically modified silane.
  • the silane includes or is formed from one or more of the following silanes: an aminosilane, an epoxysilane, a mercaptosilane, a ureidosilane, or mixtures thereof.
  • the connecting material contains one or more additional fillers.
  • titanates are suitable as additional fillers.
  • the connecting material has a thermal conductivity of at least 0.5 W/(m-K).
  • the connecting material is electrically insulating.
  • Electrode insulating means in particular that materials and/or elements designated thereby have an electrical conductivity of less than 10 8 S/cm, in particular less than 10 8 S/m, at 25°C.
  • all the components of the polymeric matrix material are preferably mixed with one another, in particular homogeneously.
  • a solvent can be added to improve mixing.
  • the at least one metallic filler and/or the at least one ceramic filler are preferably added beforehand, during this time or afterwards.
  • the at least one metallic filler and/or the at least one ceramic filler are mixed in particular with the polymeric matrix material, in particular in such a way that a homogeneous mass is formed.
  • the resulting bonding material can then be applied to a surface area and/or applied, for example to form a coating.
  • the invention further relates to a stack of laminations, in particular a rotor core and/or a stator core.
  • the invention is based on the object of providing a sheet metal stack which can be produced easily and has optimized properties.
  • this object is achieved by a stack of laminations according to the independent claim directed to a stack of laminations.
  • the stack of laminations in particular a rotor stack and/or a stator stack, comprises a plurality of sheet laminate units, one or more sheet laminate units comprising a plurality, for example exactly three, laminations which are coated, in particular on both sides, with a connecting material according to the invention.
  • connection material according to the invention preferably applies equally to the sheet stack according to the invention.
  • the one or more stacks of laminations are preferably stacks of electrical laminations.
  • the ratio between the thickness of the one or more metal sheets and the layer thickness of the connecting material is preferably approximately 410:1 or less, in particular approximately 250:1 or less, for example approximately 220:1 or less.
  • a ratio of the thickness of the one or more sheets and the layer thickness of the connecting material of about 400:1 or more may be preferred for sheets having a thickness of about 0.35 mm.
  • the layer thickness of the connecting material is preferably approximately 1 ⁇ m or more, in particular approximately 4 ⁇ m or more, for example approximately 5 ⁇ m or more.
  • the layer thickness of the connecting material is preferably about 9 ⁇ m or less, in particular about 8 ⁇ m or less, for example about 7 ⁇ m or less.
  • the layer thickness of the connecting material is approximately 6 ⁇ m.
  • the layer thickness of the connecting material is preferably an average layer thickness perpendicular to the main plane of extension of the respective metal sheet after coating.
  • the layer thickness refers in particular to the thickness of a single layer on a single side of the sheet in question.
  • the thickness of the one or more metal sheets preferably refers to the thickness of exactly one metal sheet.
  • a thickness of the metal sheets perpendicular to their main plane of extension is preferably about 0.35 mm or less.
  • the thickness of the metal sheets perpendicular to their main extension plane is preferably about 0.3 mm or less, in particular about 0.25 mm or less, for example about 0.2 mm or less.
  • the thickness of the metal sheets perpendicular to their main plane of extent is preferably about 0.05 mm or more, in particular about 0.1 mm or more, for example about 0.15 mm or more.
  • All of the metal sheets preferably have the same thickness.
  • Thintickness preferably means an average thickness.
  • metal sheets and/or sheet metal laminates are flat and/or planar, in particular parallel and/or perpendicular to their planes of main extension.
  • the metal sheets and/or sheet metal laminate units are preferably designed without projections and/or without recesses.
  • a local thickness variation of the sheets and/or sheet laminated units is approximately 5% or less, in particular approximately 2% or less, based on an average thickness of the respective sheet and/or the respective sheet laminated unit.
  • the local thickness variation is preferably independent of openings and/or recesses in the sheets.
  • the joining of the several metal sheets to form a sheet metal laminate and the joining of the several sheet metal laminate units can preferably be carried out separately from one another in terms of time.
  • a “parameter” is preferably understood to mean a temperature or a pressure.
  • first activation and/or the second activation are provided by setting specific further reaction conditions, for example different pH values.
  • connection of the plurality of metal sheets by the first activation of the connection material is preferably an integral connection.
  • connection of the plurality of sheet metal laminate units by the second activation of the connection material is in particular a material connection.
  • the connecting material is an adhesive. It can be provided that a metal sheet is coated on both sides with the connecting material and then a further metal sheet is brought into contact with the coatings on both sides of the coated metal sheet. The three metal sheets are then preferably connected to one another by the first activation of the connecting material, in particular in a materially bonded manner.
  • the stack of laminations is a laminated core, for example.
  • the laminations are, for example, electrical laminations, in particular comprising an iron-silicon alloy.
  • the sheets are produced by cold rolling.
  • the sheets are finally annealed, for example after cold rolling.
  • the one or more metal sheets are preferably coated with the connecting material over the entire surface.
  • a thickness of the connecting material after the coating is preferably at least approximately constant perpendicularly to a main extension plane of the respective metal sheet.
  • the pre-coating preferably comprises one or more of the following substances or is formed from one or more of the following substances: polyvinyl butyral, polyamide, polyester, modified polyamide, epoxy.
  • the pre-coating serves in particular to improve the adhesion of the connecting material to a sheet metal surface.
  • the second activation of the connecting material is carried out during the cutting of the sheet metal laminate to produce the multiple sheet metal laminate units and/or the cutting out of the multiple sheet metal laminate units from the sheet metal laminate.
  • the second activation of the connecting material is carried out, in particular immediately after the sheet metal laminate has been cut up to produce the multiple sheet metal laminate units and/or the multiple sheet laminated units have been separated from the sheet metal laminate.
  • sheet metal laminate units are collected stacked in a pressing tool and/or the second activation is carried out within the pressing tool.
  • the sheet metal laminate can be divided and/or the several sheet metal laminate units can be separated out by electromagnetic forming.
  • a material weakening is preferably introduced into the sheet metal laminate, for example by shear cutting and/or wedge cutting and/or embossing.
  • the sheet metal laminate is preferably divided by generating an electromagnetic pulse, for example by a pulse generator.
  • the dividing of the sheet metal laminate and/or the separating out of the plurality of sheet metal laminate units is preferably carried out partially or completely by shear cutting and/or wedge cutting and/or embossing.
  • the local preheating is preferably carried out by a laser.
  • Preferably optimized cutting edge qualities can be obtained through the, in particular local, preheating. For example, an edge indentation of the divided and/or separated sheet metal laminate units is reduced.
  • the laminated sheet metal units form in particular the largest possible volume in the resulting stack of sheet metal.
  • the sheet metal laminate units are joined by forming.
  • the sheet metal laminate units and/or sheet metal stacks are joined by clinching, for example clinching.
  • the multiple sheet metal laminate units are preferably connected under pressure, in particular in a pressing tool, for example a press.
  • a punching tool for punching the sheet-metal laminate units is arranged within the pressing tool and/or is integrated into it.
  • the laminated sheet metal units are pressed against one another along the stacking direction, in particular over their entire surface. This is preferably carried out within the pressing tool.
  • the stack of sheets is identified.
  • the identification is carried out in particular by means of a data matrix code and/or by means of laser inscription.
  • the sheet metal laminate units are marked before they are connected.
  • the stack of laminations has, in particular, an increased stacking factor.
  • the present invention further relates to a machine component, in particular a rotor and/or a stator.
  • the object of the invention is to provide a machine component that is easy to produce and has optimized properties.
  • this object is achieved by a machine component according to the independent claim directed to a machine component.
  • the machine component in particular a rotor and/or stator, comprises one or more sheet stacks according to the invention.
  • connection material according to the invention preferably applies equally to the machine component according to the invention.
  • the present invention further relates to an electric motor.
  • the object of the invention is to provide an electric motor which has optimized properties.
  • the electric motor preferably comprises a housing, a rotor and a stator, the rotor and/or the stator being machine components according to the invention.
  • connection material according to the invention preferably applies equally to the electric motor according to the invention.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of a
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a sequence of a method for producing one or more stacks of metal sheets, in which three metal sheets wound up into rolls are materially bonded to one another with the connecting material;
  • Fig. 4 is a schematic representation of a section of the procedural procedure from Fig. 2 and 3..;
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a connecting material 110 which connects two metal sheets 112 to one another in a materially bonded and/or permanent manner.
  • the connecting material 110 preferably comprises a polymeric matrix material 111, in which at least one metallic filler 113a and/or at least one ceramic filler 113b are accommodated (fillers 113a, 113b indicated schematically).
  • the properties of the connecting material 110 and/or the properties of a resulting stack of laminations 100 can be adjusted through the selection and proportion of the fillers 113a, 113b.
  • the proportion of the at least one metallic filler 113a is preferably approximately 10% by volume or more and/or approximately 25% by volume or less, based on the total volume of the connecting material 110.
  • the proportion of the at least one metallic filler 113a is approximately 10% by weight or more and/or approximately 25% by weight or less, based on the total mass of the connecting material 110.
  • Particulate metallic fillers 113a are preferably used.
  • An average particle size Dso of the at least one metallic filler 113a in the raw state is preferably approximately 2 ⁇ m or more and/or approximately 6 ⁇ m or less.
  • the mean particle size Dso of the at least one metallic filler 113a is preferably approximately 0.8 ⁇ m or more and/or 3 ⁇ m or less.
  • a Dso value is to be understood as the particle size below which 50% of the particles of the respective substance fall, while 50% of the particles of the respective substance are larger than the Dso value.
  • Iron and/or copper are used as materials for the at least one metallic filler 113a.
  • Particularly preferred metallic fillers 113a are iron grit and/or copper grit, for example with an average particle size Dso in the raw state of about 4 ⁇ m.
  • metallic fillers 113a made of iron and/or copper
  • cobalt and/or nickel or alloys of the metallic materials mentioned it is also possible to use cobalt and/or nickel or alloys of the metallic materials mentioned.
  • a proportion of the at least one ceramic filler 113b is preferably approximately 5% by volume or more and/or approximately 20% by volume or less, based on the total volume of the connecting material 110.
  • the proportion of the at least one ceramic filler 113b is approximately 5% by weight or more and/or approximately 20% by weight or less, based on the total mass of the connecting material 110.
  • a thermal conductivity of the connecting material 110 is preferably approximately 0.5 W/(m-K) or more.
  • the connecting material 110 preferably comprises at least one particulate ceramic filler 113b.
  • An average particle size Dso of the at least one ceramic filler 113b in the raw state is preferably approximately 4 ⁇ m or more and/or approximately 8 ⁇ m or less.
  • the average particle size Dso of the at least one ceramic filler 113b is preferably approximately 2.8 ⁇ m or more and/or approximately 6.4 ⁇ m or less.
  • hexagonal boron nitride is used as the ceramic filler 113b, for example with an average particle size Dso in the raw state of approximately 6 ⁇ m.
  • nitrides for example silicon nitride, can be used as ceramic fillers 113b.
  • carbides for example silicon carbide, oxides, for example zirconium oxide, or mixtures of the ceramic materials mentioned are suitable as ceramic fillers 113b.
  • the polymeric matrix material 111 preferably comprises or is formed from a resin material and/or an elastomeric material.
  • the at least one metallic filler 113a and/or the at least one ceramic filler 113b are preferably completely surrounded by polymeric matrix material 111, in particular in such a way that an electrical conductivity through the connecting material 110 is less than 10 8 S/cm, in particular less than 10 8 S/cm. damn.
  • the polymeric matrix material 111 and/or the connecting material 110 has a Shore A hardness of approximately 20 (Shore A) or more, in particular approximately 30 (Shore A) or more.
  • the Shore A hardness of the polymeric matrix material 111 and/or the connecting material 110 is preferably about 90 (Shore A) or less, in particular about 80 (Shore A) or less. It can be favorable if the elastomeric material comprises or is formed from a synthetic rubber material.
  • the elastomeric material comprises an acrylonitrile butadiene rubber and/or a styrene butadiene rubber.
  • the elastomeric material is an acrylonitrile butadiene rubber.
  • a proportion of the elastomer material, in particular the acrylonitrile-butadiene rubber, is preferably approx. 1% by volume or more, in particular approx.
  • the proportion of the elastomer material is preferably approx. 25% by volume or less, in particular approx. 20% by volume or less, based on the total volume of the connecting material 110.
  • a proportion of the elastomer material, in particular the acrylonitrile butadiene rubber, is preferably approx. 1% by weight or more, in particular approx.
  • the proportion of the elastomer material is preferably approx. 25% by weight or less, in particular approx. 20% by weight or less, based on the total mass of the connecting material 110.
  • the proportion of the resin material in the connecting material 110 is preferably approximately 1% by volume or more, in particular approximately 2% by volume or more, based on the total volume of the connecting material 110.
  • the proportion of the resin material in the connecting material 110 is preferably approximately 15% by volume or less, in particular approximately 10% by volume or less, based on the total volume of the connecting material 110.
  • the proportion of resin material in connecting material 110 is preferably approximately 1% by weight or more, in particular approximately 2% by weight or more, based on the total mass of connecting material 110.
  • the proportion of resin material in connecting material 110 is preferably approximately 15% by weight or less, in particular approximately 10% by weight or less, based on the total mass of connecting material 110.
  • An epoxy resin material and/or a duroplastic polymer material have proven to be particularly preferred resin materials.
  • the connecting material 110 comprises or is formed from a phenolic resin polymer material, in particular a novolak, as the resin material.
  • Novolaks are phenolic resins, preferably with a formaldehyde to phenol ratio of less than 1:1.
  • the connecting material 110 includes an adhesion promoter.
  • the adhesion promoter preferably comprises one or more organically functionalized silanes, or is formed from one or more organically functionalized silanes.
  • Preferred organically functionalized silanes are aminosilanes, epoxysilanes, mercaptosilanes, ureidosilanes or mixtures thereof. It can be advantageous if the proportion of the adhesion promoter is approximately 0.5% by volume or more, in particular approximately 1% by volume or more, based on the total volume of the connecting material 110 .
  • the proportion of the adhesion promoter is preferably approx. 6% by volume or less, in particular approx. 5% by volume or less, based on the total volume of the connecting material 110.
  • the proportion of the adhesion promoter is approximately 0.5% by weight or more, in particular approximately 1% by weight or more, based on the total mass of the connecting material 110 .
  • the proportion of the adhesion promoter is preferably approx. 6% by weight or less, in particular approx. 5% by weight or less, based on the total mass of the connecting material 110.
  • an additional filler for example a titanate, is used in the connecting material 110 .
  • the properties can be further optimized.
  • all of the components of the polymeric matrix material 111 are preferably mixed with one another.
  • the at least one metallic filler 113a and/or the at least one ceramic filler 113b are then or during this mixed into the polymeric matrix material 111.
  • a modulus of elasticity of the resulting connecting material 110 is preferably approximately 100 N/mm 2 or more, in particular approximately 300 N/mm 2 or more.
  • the modulus of elasticity of the resulting connecting material 110 is preferably approximately 1000 N/mm 2 or less, in particular approximately 800 N/mm 2 or less. It can be advantageous if the connecting material 110 is mixed with a solvent before it is applied to a surface area, for example to a metal sheet 112, a mixture of connecting material and solvent being formed.
  • FIGS. 2 to 4 a sequence of a method for producing a stack of laminations 100 is shown schematically. With the method, a series production of sheet metal stacks 100 can be formed.
  • the connecting material 110 described is suitable for use in the method. Alternatively, it can also be used in other processes.
  • the lamination stacks 100 are preferably electrical lamination stacks 102, for example electrical lamination stacks 104.
  • the electrical lamination stacks 104 are preferably used as rotor stacks 106 and/or stator stacks 108 in rotors and/or stators (not shown).
  • the rotors and/or stators preferably form machine components of an electric motor.
  • a diameter of a stator is preferably larger than a diameter of a rotor, in particular so that the stator and the rotor can be correspondingly fastened relative to one another.
  • the stator surrounds the rotor in an assembled state.
  • the electric motor is preferably an electric motor of a vehicle, for example a motor vehicle.
  • the electric motor includes a gear.
  • the electric motor is a gearless electric motor.
  • the electric motor preferably forms part of a drive train of the vehicle.
  • a connecting material 110 is preferably applied and/or applied to one or more metal sheets 112 .
  • the laminations 112 form, for example, laminations in a resulting stack of laminations 100 .
  • three metal sheets 112 are each provided with a coating of the connecting material 110 on both sides.
  • a layer with an essentially homogeneous thickness is formed perpendicular to a main plane of extent of the respective metal sheet 112 .
  • the metal sheets 112 are preferably metal sheets 112 which comprise or are formed from metallic materials.
  • the sheets 112 are preferably electrical sheets 115.
  • the sheets 112 are made of iron-silicon alloy(s) and/or are processed into a flat material by cold rolling. In particular, the sheets 112 are final annealed after cold rolling.
  • metal sheets 112 are used which already have a pre-coating before being coated with the connecting material 110 .
  • the pre-coating is, in particular, designed to be electrically insulating.
  • the pre-coating preferably comprises one or more of the following substances or is formed from one or more of the following substances: polyvinyl butyral, polyamide, polyester, modified polyamide, epoxy.
  • the pre-coating serves in particular to promote adhesion of the connecting material 110 to the metal sheets 112.
  • the metal sheets 112 are provided wound up to form a roll 114 .
  • the metal sheets 112 are provided as coil material.
  • a width of the rolls 114 and/or coils for rotor production is preferably in a range from approx. 150 mm to approx. 200 mm.
  • the width of the rollers 114 and/or coils is preferably in a range from approximately 300 mm to approximately 350 mm.
  • the width is defined in particular transversely to a winding direction.
  • the metal sheets 112 are in particular unwound before the metal sheets 112 are coated with the connecting material 110 .
  • the metal sheets 112 are preferably coated with the connecting material 110 on both sides.
  • the coating with the connecting material 110 is preferably carried out in an inline process and/or continuously.
  • the connecting material 110 is preferably an adhesive 116 and/or acts like an adhesive 116.
  • the connecting material 110 is preferably used for the materially bonded connection of the metal sheets 112.
  • the connecting material 110 is applied to the sheets 112 with a solvent 118 added thereto, the solvent 118 being selected in particular in such a way that it escapes after application.
  • the solvent 118 is selected, for example, in such a way that it has a comparatively high vapor pressure, so that it already evaporates at room temperature and room pressure (approx. 1 bar) and/or at a first activation temperature 124 .
  • the solvent 118 comprises or is formed from one or more semi-volatile to highly volatile organic solvents.
  • the solvent 118 is preferably selected such that both a resin material of the bonding material 110 and an elastomeric material of the bonding material 110 are readily soluble therein.
  • the solvent 118 preferably has an evaporation number according to DIN 53170 of approximately 300 or less, in particular approximately 280 or less, for example approximately 250 or less.
  • the solvent 118 preferably has an evaporation number according to DIN 53170 of approximately 7 or more, in particular approximately 8 or more, for example approximately 10 or more.
  • the evaporation rate is preferably a ratio of a time for a substance to completely evaporate and a time for diethyl ether to completely evaporate.
  • solvent 118 includes or is formed from a mixture of methoxypropyl acetate and butyl acetate.
  • the proportion of methoxypropyl acetate is preferably about 5% by volume or more, in particular about 50% by volume or more, for example about
  • the proportion of methoxypropyl acetate in the solvent 118 is preferably about 75% by volume or less, in particular about 50% by volume or less, for example about 5% by volume or less, based on the total volume of the solvent 118 .
  • the proportion of the solvent 118 in a mixture of connecting material and solvent is approximately 65% by volume or more, in particular approximately 70% by volume or more.
  • the proportion of the solvent 118 in the mixture of connecting material and solvent is preferably approximately 95% by volume or less, in particular approximately 90% by volume or less.
  • the percentages are preferably based on a total volume of the resulting mixture of connecting material and solvent.
  • the proportion of the solvent 118 in a mixture of connecting material and solvent is approximately 65% by weight or more, in particular approximately 70% by weight or more.
  • the proportion of solvent 118 in the mixture of connecting material and solvent is preferably approximately 95% by weight or less, in particular approximately 90% by weight or less.
  • the percentages are preferably based on a total mass of the resulting mixture of connecting material and solvent.
  • the connecting material 110 is essentially completely dissolved in the solvent 118 and/or distributed homogeneously therein.
  • the connecting material 110 is mixed with the solvent 118 to form the connecting material-solvent mixture by means of a or more of the following coating methods is applied to the one or more metal sheets 112: spraying, brushing, pouring.
  • the Shore hardness A of the connecting material 110 after a first activation 122 and/or a second activation 150 and/or before the first activation in the connecting material-solvent mixture is in a range from approx. 30 (Shore A) to approx .80 (Shore A).
  • the connecting material 110 is preferably chosen in such a way that it is electrically insulating after the first activation 122 and/or after the second activation 150 .
  • the connecting material 110 comprises a resin material.
  • a particularly preferred composition of the connecting material-solvent mixture consists essentially of a mixture of acrylonitrile-butadiene rubber, novolak, aminosilane, the at least one metallic filler 113a and/or the at least one ceramic filler 113b and, as a solvent, a mixture of methoxypropyl acetate and butyl acetate.
  • the metal sheets 112 are preferably brought together and/or arranged one above the other, so that in particular main extension planes of the metal sheets 112 are arranged at least approximately parallel to one another.
  • the laminations 112 are electrical laminations 115
  • the electrical laminations 115 are preferably arranged one above the other in such a way that a main grain orientation direction of different electrical laminations 115 varies along a stacking direction.
  • main grain orientation directions of electrical steel sheets 115 arranged one above the other in the stacking direction enclose an angle of approximately 30° or more, in particular approximately 50° or more, with one another.
  • Main grain orientation directions of electrical steel sheets 115 arranged one above the other in the stacking direction enclose in particular an angle of approximately 120° or less, in particular approximately 100° or less, with one another.
  • electrical sheets 115 arranged one above the other in the stacking direction are arranged alternately longitudinally and transversely with respect to their main grain orientation directions.
  • a press room in which the electrical steel sheets are preferably pressed together and/or pressed against one another after coating, can be optimally utilized.
  • a thickness of the coating with the connecting material 110 is preferably selected such that a ratio of the thickness of the metal sheets 112 perpendicular to their main plane of extension and a layer thickness of the connecting material 110 perpendicular to the main plane of extension of the metal sheets 112 after and/or before the escape of the solvent 118 about 20:1 or more, more preferably about 25:1 or more.
  • the ratio of the thickness of the sheets 112 and the layer thickness of the connecting material 110 is preferably approximately 410:1 or less, in particular approximately 250:1 or less, for example approximately 220:1 or less.
  • a ratio of the thickness of a sheet metal 112 to the layer thickness of a layer of the bonding material 110 is in a range of about 200:1 and about 28.55:1.
  • the thickness of the metal sheets 112 is approximately 0.2 mm in each case and a layer thickness of the connecting material 110 is approximately 1 ⁇ m or approximately 7 ⁇ m in each case.
  • metal sheets 112 with a thickness perpendicular to their main extension plane of preferably 0.5 mm or less, in particular approximately 0.35 mm or less, are used.
  • the thickness of the sheets 112 is preferably approximately 0.05 mm or more, in particular approximately 0.15 mm or more.
  • the layer thickness of the connecting material 110 after the application and/or after the first activation 122 is preferably approximately 1 ⁇ m or more, in particular approximately 3 ⁇ m or more, for example approximately 5 ⁇ m or more.
  • the layer thickness of the connecting material 110 is preferably approximately 9 ⁇ m or less, in particular approximately 8 ⁇ m or less, for example approximately 7 ⁇ m or less.
  • the layer thickness of the connecting material 110 is on average approx. 6 ⁇ m on one side of the respective metal sheet 112 and/or taken together on both sides of the respective metal sheet 112.
  • the sheet metal laminate units 140 and/or sheets 112 are preferably formed without so-called “interlocks”. Otherwise, the “interlocks” are arranged in particular perpendicularly and/or parallel to a main plane of extension of a metal sheet.
  • the metal sheets 112 and/or the sheet metal laminate units 140 have no projections and/or recesses, in particular perpendicular and/or parallel to a respective main plane of extension. Exceptions to this are, in particular, openings and/or recesses in the laminations 112 for forming a rotor shape and/or stator shape.
  • a local thickness variation of the metal sheets 112 and/or sheet metal laminate units 140 is approx. 5% or less, in particular approx.
  • the local thickness variation is preferably independent of openings and/or recesses in the metal sheets 112 and/or sheet metal laminate units 140.
  • the metal sheets 112 and/or sheet metal laminates 140 are flat.
  • the metal sheets 112 coated with the connecting material 110 are preferably arranged and/or stacked one on top of the other in such a way that between the central metal sheet 112 in the stacking direction and the two outer metal sheets 112, two layers of the connecting material 110 directly adjoin and/or are connected to one another are.
  • the first activation 122 preferably takes place inline and/or while the metal sheets 112 are being guided through the reaction space 120 . It can be favorable if the first activation 122 is a thermal activation, in which the connecting material 110 and/or the metal sheets 112 are heated to a first temperature 124 .
  • the metal sheets 112 that are arranged one above the other and are coated with the connecting material 110 are passed through a heating device 126 .
  • the heating device 126 preferably heats the connecting material 110 and/or the metal sheets 112 to the first temperature 124.
  • resistance heating devices and/or induction heating devices can also be used to heat the connection material 110 and/or the metal sheets 112.
  • a convection heating device and/or a fan heater can be used as the heating device 126 or as a component of the heating device 126 .
  • the first activation 122 is preferably carried out at a temperature of 50°C or more, in particular 55°C or more.
  • the first temperature 124 during the first activation 122 is preferably approximately 90° C. or less, in particular approximately 85° C. or less.
  • an adhesion between adjoining layers of the connecting material 110 preferably takes place.
  • the bond is based in particular predominantly on adhesive forces.
  • This first activation 122 at the first temperature 124 preferably leads to a cohesive connection of the layers of the connection material 110 between the metal sheets 112.
  • the connection is made in particular as a result of a chemical and/or physical reaction of an elastomer material of the connection material 110.
  • the heated metal sheets 112 coated with the connecting material 110 are pressed and/or squeezed together.
  • the pressing together and/or pressing together can take place, for example, by guiding the metal sheets 112 between rollers (cf. FIG. 3).
  • the rollers generate an at least approximately constant contact pressure between the individual metal sheets 112.
  • the first activation 122 preferably produces a sheet metal laminate 132 which comprises the—in this case three—sheets 112 which are connected to one another in a materially bonded manner by means of the connecting material 110 .
  • the first activation 122 can also be an activation by pressure and/or a chemical activation.
  • reaction chamber 120 in which the first activation 122 is carried out, to be subjected to an overpressure or a negative pressure.
  • the metal sheets 112 to be connected can be pressed together, for example as described above.
  • the connecting material 110 is preferably brought into contact with a reaction starting material and/or a reaction starting material is added at the time of the first activation 122 .
  • a reaction starter is, for example, a crosslinking agent and/or a free-radical initiator.
  • a pre-consolidation preferably takes place as a result of the first activation 122 .
  • the sheet metal laminate 132 is preferably guided through a cooling device 134 .
  • the cooling device 134 can be designed as an active cooling channel, which is used to dry and/or cool the sheet metal laminate 132 to room temperature (approx. 20° C.).
  • any remaining solvent 118 preferably evaporates essentially completely (indicated by dashed lines in FIGS. 2 and 4).
  • the sheet metal laminate 132 is wound up, in particular after it has been passed through the cooling device 134 .
  • the sheet metal laminate 132 is preferably unwound again if it is to be wound up.
  • the sheet metal laminate 132 is preferably divided up in order to produce a plurality of sheet metal laminate units 140 and/or a plurality of sheet metal laminate units 140 are separated from the sheet metal laminate 132 .
  • the sheet metal laminate 132 is preferably fed to a tool 142 which comprises a stamping tool 144 .
  • the punching tool 144 preferably comprises two tool halves, each of which is equipped with one or more knife elements (not shown). By pressing the two tool halves of the stamping tool 144 together, a predetermined shape is separated and/or cut out of the sheet metal laminate 132, preferably with the knife elements.
  • the sheet metal laminate 132 is preheated, in particular before punching.
  • an area of the sheet metal laminate 132 in which one or more knife elements of the stamping tool 144 cut is preheated is preheated.
  • This area is a cutting edge area, for example.
  • the preheating is preferably carried out by means of a laser.
  • the punching tool 144 is integrated into a pressing tool 145, for example a press.
  • the pressing tool 145 is preferably used to press and/or press a plurality of sheet metal laminate units 140 together during a second activation 150 of the connecting material 110.
  • a fine blanking tool 146 is preferably used as the punching tool 144 .
  • a fine blanking unit from Webo horrbau Oberschwaben GmbH is integrated into a conventional press.
  • Stamping is indicated schematically in FIGS. 2 and 4 with the reference numeral 148.
  • the sheet metal laminate 132 is completely divided by the punching 148 or by the punching tool 144, a material weakening is first brought about and the sheet metal laminate 132 is then and/or during this time completely divided by an electromagnetic pulse.
  • the electromagnetic pulse is generated, for example, by an electromagnetic pulse generator.
  • the sheet metal laminate 132 is formed electromagnetically.
  • a "stack" refers in particular to a thickness of a sheet metal laminate 132 and/or a height of a stack of sheet metal laminate units 140 and/or a thickness of the sheet metal stack 100.
  • the thickness of the sheet metal laminate 132 is preferably defined perpendicular to its main plane of extension.
  • the height of the stack of sheet metal laminate units 140 is preferably defined parallel to the stacking direction.
  • the thickness of the sheet stack 100 is preferably defined perpendicular to a main plane of a sheet 112 extension.
  • the laminated sheet metal units 140 are clinched.
  • sheet metal stacks 100 are clinched.
  • a plurality of sheet metal laminate units 140 is preferably stacked immediately after the sheet metal laminate units 140 have been divided up and/or separated out.
  • the sheet metal laminate units 140 are preferably bonded to one another.
  • the sheet-metal laminate units 140 are preferably stacked one on top of the other, so that main extension planes of the sheets 112 of the sheet-metal laminate units 140 are arranged essentially parallel to one another.
  • sheet laminated units 140 comprising electrical sheets 115 are arranged in such a way that their main grain orientation directions are offset from one another and/or not parallel and/or skewed are arranged.
  • the materially bonded connection of the sheet metal laminate units 140 is preferably effected by the second activation 150 of the connection material 110.
  • the second activation 150 is preferably a thermal activation at a second temperature 152, which in particular is around 30° C. or more, for example around 50° C or more, is greater than the first temperature 124 at the first activation 122.
  • the stacks of sheet metal laminate units 140 are preferably heated by one or more heaters 126 .
  • the connecting material 110 is heated to a temperature of approximately 120° C. or more, in particular approximately 130° C. or more.
  • adhesion takes place due to cohesive forces between layers of the connecting material 110 arranged on the outsides of the laminated sheet metal units 140.
  • a crosslinking reaction of a resin-based portion of the connecting material 110 preferably takes place during the second activation 150 .
  • the second activation 150 is colloquially referred to as "baking".
  • the second activation 150 is an activation by pressure and/or a chemical activation.
  • the activation by pressure and the chemical activation reference is made to the explanations in connection with the first activation 122 .
  • the stack of sheets 100 in particular after they have been removed from the tool 142, are stacked and in containers, for example small load carriers, are stored and/or transported further.
  • the stacking of the stack of sheets 100 is indicated schematically in FIG.
  • the stack of laminations 100 is identified (denoted by reference numeral 160).
  • data matrix codes are used for identification 160 .
  • the marking 160 takes place, for example, by laser inscription.
  • laminated sheet metal units 140 are already marked.
  • a quality control 162 is preferably carried out.
  • Fig. 5 a stack of sheets 100 is shown in a plan view.
  • the sheet stack 100 preferably has a substantially round shape when viewed from above and/or comprises a centrally arranged opening 154.
  • the stack of laminations 100 has annularly arranged recesses 156 in the form of passage openings.
  • each sheet metal laminate 132 has essentially the same shape.
  • the openings 154 and/or recesses 156 of all sheet metal laminate units 140 of a sheet stack 100 are preferably arranged substantially congruently in the sheet stack 100 .
  • a housing of the electric motor is pressed onto one or more rotor cores 106 and/or one or more stator cores 108 by means of electromagnetic forming.
  • the one or more rotor cores 106 and/or the one or more stator cores 108 can be placed almost hydrostatically against the housing.
  • hydrostatic forming of the housing parts produced by means of sheet metal forming can form part of the housing, or the housing can be and/or are made entirely of sheet metal material.
  • the housing can be rolled and/or joined at butt ends, for example welded, semi-finished product.
  • Preferred semi-finished products are pipes.
  • housings can be produced with a constant material thickness progression.
  • An even contact between the housing and the one or more rotor cores 106 and/or the one or more stator cores 108 and/or improved electrical insulation can increase and/or increase the efficiency of the electric motor.
  • a layer or a layer system is preferably arranged between the housing and the one or more rotor cores 106 and/or the one or more stator cores 108, which/which comprises at least one ceramic material or is formed from it.
  • the layer and/or the layer system is preferably thermally conductive and/or electrically insulating.
  • bonding at two temperature levels is preferably achieved through the use of a connecting material which comprises an elastomer material and a resin material, so that in particular a two-stage bonding can be carried out with only one connecting material 110.
  • the at least one metallic filler 113a and/or the at least one ceramic filler 113b increases in particular the magnetizability and/or the thermal conductivity.

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Abstract

Um ein Verbindungsmaterial bereitzustellen, welches möglichst einfach herstellbar ist und mittels welchem eine dauerhafte Verbindung mehrerer Elemente, beispielsweise mehrerer Bleche eines Rotorpakets und/oder Statorpakets, ausbildbar ist, wird vorgeschlagen, dass das Verbindungsmaterial ein polymeres Matrixmaterial und mindestens einen metallischen Füllstoff und/oder mindestens einen keramischen Füllstoff umfasst oder daraus gebildet ist.

Description

Verbindungsmaterial, Blechstapel, Maschinenbauteil und Elektromotor
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungsmaterial zur Verbindung mehrerer Bleche eines Rotorpaktes und/oder Statorpakets.
Die Erfindung betrifft ferner einen Blechstapel, insbesondere ein Rotorpaket und/oder ein Statorpaket.
Weiter betrifft die Erfindung ein Maschinenbauteil, insbesondere einen Rotor und/oder einen Stator sowie einen Elektromotor.
Verbindungsmaterialien sind aus der DE 10 2018 122 047 Al bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungs material bereitzustellen, welches möglichst einfach herstellbar ist und mittels welchem eine dauerhafte Verbindung mehrerer Elemente, beispielsweise mehrerer Bleche eines Rotorpakets und/oder Statorpakets, ausbildbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verbindungsmaterial gemäß Anspruch 1 gelöst.
Das Verbindungsmaterial zur Verbindung mehrerer Bleche eines Rotorpaktes und/oder Statorpakets umfasst ein polymeres Matrixmaterial und mindestens einen metallischen Füllstoff und/oder mindestens einen keramischen Füllstoff oder ist daraus gebildet.
Durch die Verwendung mindestens eines metallischen Füllstoffs und/oder mindestens eines keramischen Füllstoffs kann das Verbindungsmaterial optimierte Eigenschaften, insbesondere im Hinblick auf seine elektrische Leit fähigkeit und/oder Wärmeleitfähigkeit, aufweisen. Das Verbindungsmaterial eignet sich insbesondere zur Verbindung mehrerer Bleche eines Rotorpakets und/oder eines Statorpakets.
Durch die Verwendung des mindestens einen metallischen Füllstoffs und/oder des mindestens einen keramischen Füllstoffs in dem Verbindungsmaterial kann das Gesamtsystem aus den mehreren Blechen und dem Verbindungsmaterial optimierte Eigenschaften, beispielsweise eine verbesserte Magnetisierbarkeit und/oder eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit, aufweisen.
Es kann vorgesehen sein, dass das Verbindungsmaterial einen oder mehrere metallische Füllstoffe und keine keramischen Füllstoffe umfasst. Durch den einen oder die mehreren metallischen Füllstoffe kann insbesondere ein Anteil an magnetisierbarem Material im Vergleich zu Verbindungsmaterialien ohne metallische Füllstoffe erhöht werden.
Dabei kann ein einziger metallischer Füllstoff oder es können mehrere chemisch und/oder physikalisch voneinander verschiedene metallische Füllstoffe, beispielsweise Füllstoffe aus voneinander verschiedenen metalli schen Materialien und/oder mit voneinander verschiedenen Partikelgrößen oder Partikelformen, verwendet werden.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Verbindungsmaterial einen oder mehrere keramische Füllstoffe und keine metallischen Füllstoffe umfasst.
Durch den einen oder die mehreren keramischen Füllstoffe kann das Verbin dungsmaterial insbesondere eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Dies kann beispielsweise eine Kühlung des Rotorpakets und/oder Statorpakets verbessern.
Dabei kann ein einziger keramischer Füllstoff oder es können mehrere chemisch und/oder physikalisch voneinander verschiedene keramische Füllstoffe, beispielsweise aus voneinander verschiedenen keramischen Materialien und/oder mit voneinander verschiedenen Partikelgrößen oder Partikelformen, verwendet werden. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind sowohl ein oder mehrere metallische Füllstoffe als auch ein oder mehrere keramische Füllstoffe in dem Verbindungsmaterial, beispielsweise eingebettet, enthalten. So kann das Verbindungsmaterial sowohl eine erhöhte Magnetisierbarkeit als auch eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit aufweisen.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der mindestens eine metallische Füllstoff, beispielsweise sämtliche Partikel des mindestens einen metallischen Füllstoffs, vollständig von dem polymeren Matrixmaterial umgeben und/oder darin eingebettet ist/sind. So sind die einzelnen Partikel des mindestens einen metallischen Füllstoffs voneinander getrennt, wodurch insbesondere eine elektrische Trennung der einzelnen Partikel ausgebildet ist.
Günstig kann es sein, wenn das polymere Matrixmaterial elektrisch isolierend ist. Das polymere Matrixmaterial bildet vorzugsweise eine elektrische Trennung der Partikel des mindestens einen metallischen Füllstoffs.
In Experimenten wurde beispielsweise mit einem Anteil des mindestens einen metallischen Füllstoffs in einem Bereich von ca. 10 Vol.-% bis ca. 25 Vol.-%, bezogen auf ein Gesamtvolumen des Verbindungsmaterials, eine elektrische Leitfähigkeit von weniger als 108 S/m in dem relevanten Lastbereich gemessen.
Günstig kann es sein, wenn der mindestens eine keramische Füllstoff, bei spielsweise sämtliche Partikel des mindestens einen keramischen Füllstoffs, vollständig von dem polymeren Matrixmaterial umgeben und/oder darin eingebettet sind. Die einzelnen Partikel des mindestens einen keramischen Füllstoffs sind insbesondere voneinander getrennt.
Vorteilhaft kann es sein, wenn ein Anteil des mindestens einen metallischen Füllstoffs höchstens ca. 50 Vol.-%, bezogen auf ein Gesamtvolumen des Verbindungsmaterials, beträgt. Beispielsweise beträgt der Anteil des mindestens einen metallischen Füllstoffs mindestens ca. 10 Vol.-% und/oder höchstens ca. 25 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen des Verbindungsmaterials.
Vorzugsweise beträgt der Anteil des mindestens einen metallischen Füllstoffs höchstens ca. 50 Gew.-%, bezogen auf eine Gesamtmasse des Verbindungs materials.
Beispielsweise beträgt der Anteil des mindestens einen metallischen Füllstoffs mindestens ca. 10 Gew.-% und/oder höchstens ca. 25 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Verbindungsmaterials.
Vorteilhaft kann es sein, wenn ein Anteil des mindestens einen keramischen Füllstoffs höchstens ca. 30 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen des Verbindungsmaterials, beträgt.
Günstig kann es sein, wenn der Anteil des mindestens eines keramischen Füllstoffs mindestens ca. 5 Vol.-% und/oder höchstens ca. 20 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen des Verbindungsmaterials, beträgt.
Vorzugsweise beträgt der Anteil des mindestens einen keramischen Füllstoffs höchstens ca. 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Verbindungs materials.
Günstig kann es sein, wenn der Anteil des mindestens einen keramischen Füllstoffs mindestens ca. 5 Gew.-% und/oder höchstens ca. 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Verbindungsmaterials, beträgt.
In den genannten Bereichen können der mindestens eine metallische Füllstoff und/oder der mindestens eine keramische Füllstoff noch vollständig in dem polymeren Matrixmaterial dispergiert werden. Das Verbindungsmaterial ist mit den genannten Anteilen insbesondere wirtschaftlich rentabel herstellbar. Insbesondere bleiben der mindestens eine metallische Füllstoff und/oder der mindestens eine keramische Füllstoff und das polymere Matrixmaterial in den genannten Bereichen miteinander vermischt und/oder es kommt nicht zu einer Entmischung. Eine Entmischung wäre insbesondere bei metallischen Füll stoffen von Nachteil, da das Verbindungsmaterial dann elektrisch leitfähig werden würde.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der mindestens eine metallische Füllstoff ein partikelförmiger Füllstoff ist. Insbesondere beträgt eine mittlere Partikelgröße Dso im Rohzustand mindestens ca. 2 pm und/oder höchstens ca. 6 pm.
Beispielsweise beträgt die mittlere Partikelgröße Dso der Partikel des mindes tens einen metallischen Füllstoffs im Rohzustand ca. 4 pm.
Der Rohzustand bezeichnet vorzugsweise einen Zustand vor einer Verarbeitung.
In einem verarbeiteten Zustand des mindestens einen metallischen Füllstoffs im Verbindungsmaterial beträgt die mittlere Partikelgröße Dso beispielsweise mindestens ca. 0,8 pm und/oder höchstens 3 pm.
Eine Mischung aus Eisenpartikeln und Kupferpartikeln oder ausschließlich Eisenpartikel oder Kupferpartikel als Füllstoffe haben sich als besonders bevorzugt erwiesen.
Beispielsweise werden Eisengries und/oder Kupfergries verwendet.
Günstig kann es sein, wenn der mindestens eine metallische Füllstoff aus einem oder mehreren der folgenden Materialien gebildet ist: Eisen, Kupfer, Cobalt, Nickel oder Legierungen daraus. Günstig kann es sein, wenn der mindestens eine keramische Füllstoff ein partikelförmiger Füllstoff ist. Vorzugsweise beträgt eine mittlere Partikelgröße Dso im Rohzustand mindestens ca. 4 pm und/oder höchstens ca. 8 pm.
Beispielsweise beträgt die mittlere Partikelgröße Dso der Partikel des mindestens einen keramischen Füllstoffs im Rohzustand ca. 6 pm.
In einem verarbeiteten Zustand im Verbindungsmaterial beträgt die mittlere Partikelgröße Dso der Partikel des mindestens einen keramischen Füllstoffs beispielsweise mindestens ca. 2,8 pm und/oder höchstens 6,4 pm.
Unter einem Dso-Wert ist dabei diejenige Partikelgröße zu verstehen, welche von 50 % der Partikel des jeweiligen Stoffes unterschritten wird, während 50 % der Partikel des jeweiligen Stoffes größer als der Dso-Wert sind.
Vorzugsweise ist der mindestens eine keramische Füllstoff aus einem oder mehreren der folgenden Materialien gebildet: Nitride, insbesondere Bornitrid und/oder Siliziumnitrid, Oxide, insbesondere Zirkoniumoxid, Carbide, insbesondere Siliziumcarbid, oder Mischungen daraus.
Als besonders bevorzugt hat sich hexagonales Bornitrid als keramischer Füll stoff erwiesen. Verbindungsmaterialien, welche hexagonales Bornitrid enthal ten, weisen insbesondere eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit auf und sind gleichzeitig elektrisch isolierend.
Durch die erhöhte Wärmeleitfähigkeit kann eine verbesserte Kühlung eines Rotorpakets und/oder Statorpakets erfolgen, in welchem das Verbindungs material verwendet wird. Insbesondere kann Wärmeenergie über das Verbin dungsmaterial an ein Kühlsystem abgeleitet werden. So kann das Verbin dungsmaterial ein Kühlsystem unterstützen.
Beispielsweise wird hexagonales Bornitrid mit einem mittleren Partikeldurch messer Dso von ca. 6 pm im Rohzustand als keramischer Füllstoff verwendet. Vorteilhaft kann es sein, wenn das polymere Matrixmaterial ein Elastomer material umfasst oder daraus gebildet ist. Insbesondere umfasst das Elas tomermaterial ein Synthesekautschukmaterial, beispielsweise einen Acrylnitril- Butadien- Kautschuk, oder ist daraus gebildet.
Günstig kann es sein, wenn das Verbindungsmaterial das Elastomermaterial in einem Anteil von ca. 1 Vol.-% oder mehr, insbesondere von ca. 5 Vol.-% oder mehr, bezogen auf ein Gesamtvolumen des Verbindungsmaterials, enthält.
Vorzugsweise beträgt der Anteil des Elastomermaterials an dem Verbindungs material ca. 25 Vol.-% oder weniger, insbesondere ca. 20 Vol.-% oder weniger, bezogen auf das Gesamtvolumen des Verbindungsmaterials.
Günstig kann es sein, wenn das Verbindungsmaterial das Elastomermaterial in einem Anteil von ca. 1 Gew.-% oder mehr, insbesondere von ca. 5 Gew.-% oder mehr, bezogen auf eine Gesamtmasse des Verbindungsmaterials, enthält.
Vorzugsweise beträgt der Anteil des Elastomermaterials an dem Verbindungs material ca. 25 Gew.-% oder weniger, insbesondere ca. 20 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des Verbindungsmaterials.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das polymere Matrixmaterial ein Harzmaterial umfasst. Insbesondere umfasst das Harzmaterial ein Epoxidharzmaterial und/oder ein duroplastisches Polymermaterial, insbesondere ein Phenol harzmaterial, beispielsweise einen Novolak, oder ist daraus gebildet.
Vorteilhaft kann es sein, wenn ein Phenolharz-Polymermaterial mit einem Formaldehyd-Phenol-Verhältnis von kleiner als 1:1 als Harzmaterial verwendet wird.
Derartige Phenolharz-Polymermaterialien können vorzugsweise durch saure Kondensation der Edukte erhalten werden. Beispielsweise umfasst das Harzmaterial einen Novolak oder ist daraus gebildet. Novolake sind vorzugsweise thermoplastisch und können durch Zusätze von Formaldehydquellen, beispielsweise Hexamethyltetraamin, gehärtet werden.
Vorteilhaft kann es sein, wenn ein Anteil des Harzmaterials an dem Verbin dungsmaterial bei ca. 1 Vol.-% oder mehr, insbesondere bei ca. 2 Vol.-% oder mehr, liegt. Der Anteil ist vorzugsweise bezogen auf das Gesamtvolumen des Verbindungsmaterials.
Vorzugsweise beträgt der Anteil des Harzmaterials an dem Verbindungsma terial ca. 15 Vol.-% oder weniger, insbesondere ca. 10 Vol.-% oder weniger, bezogen auf das Gesamtvolumen des Verbindungsmaterials.
Vorteilhaft kann es sein, wenn ein Anteil des Harzmaterials an dem Verbindungsmaterial bei ca. 1 Gew.-% oder mehr, insbesondere bei ca.
2 Gew.-% oder mehr, liegt. Der Anteil ist vorzugsweise bezogen auf die Gesamtmasse des Verbindungsmaterials.
Vorzugsweise beträgt der Anteil des Harzmaterials an dem Verbindungsmate rial ca. 15 Gew.-% oder weniger, insbesondere ca. 10 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des Verbindungsmaterials.
Beispielsweise wird ein Backlackmaterial als polymeres Matrixmaterial ver wendet.
Es kann vorgesehen sein, dass ein polymeres Matrixmaterial mit einer vorge gebenen Shore-Härte verwendet wird oder dass ein Füllstoffanteil zum Erreichen einer vorgegebenen Shore-Härte des Verbindungsmaterials eingestellt wird. Die Shore-Härte wird vorzugsweise gemäß einer der Normen DIN EN ISO 868, DIN ISO 7619-1 und/oder ASTM D2240-00 bestimmt. Insbesondere wird die Shore-Härte A nach der DIN 53505 bestimmt.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Shore-Härte A des polymeren Matrix materials und/oder des Verbindungsmaterials ca. 20 (Shore A) oder mehr, insbesondere ca. 30 (Shore A) oder mehr, beträgt.
Günstig kann es sein, wenn die Shore-Härte A des polymeren Matrixmaterials und/oder des Verbindungsmaterials ca. 90 (Shore A) oder weniger, insbesondere ca. 80 (Shore A) oder weniger, beträgt.
Das Verbindungsmaterial wird vorzugsweise derart ausgewählt, dass ein E-Modul des Verbindungsmaterials bei ca. 100 N/mm2 oder mehr, insbesondere bei ca. 300 N/mm2, liegt.
Vorzugsweise beträgt der E-Modul des Verbindungsmaterials ca. 1000 N/mm2 oder weniger, insbesondere ca. 800 N/mm2 oder weniger.
Die angegebenen E-Moduln beziehen sich vorzugsweise auf eine Messung bei ca. 20°C.
Günstig kann es sein, wenn das polymere Matrixmaterial einen oder mehrere Haftvermittler umfasst, wobei insbesondere der eine oder die mehreren Haftvermittler ein Silan umfassen oder daraus gebildet sind.
Beispielsweise ist das Silan ein organisch modifiziertes Silan. Insbesondere umfasst das Silan eines oder mehrere der folgenden Silane oder ist daraus gebildet: ein Aminosilan, ein Epoxysilan, ein Mercaptosilan, ein Ureidosilan oder Mischungen daraus. Ergänzend oder alternativ zur Verwendung eines Haftvermittlers kann vorge sehen sein, dass das Verbindungsmaterial einen oder mehrere Zusatzfüllstoffe enthält. Beispielsweise sind Titanate als Zusatzfüllstoffe geeignet.
Günstig kann es sein, wenn das Verbindungsmaterial eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 0,5 W/(m-K) aufweist.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das Verbindungsmaterial elektrisch isolierend ist.
"Elektrisch isolierend" bedeutet insbesondere, dass dadurch bezeichnete Materialien und/oder Elemente bei 25°C eine elektrische Leitfähigkeit von weniger als 108 S/cm, insbesondere von weniger als 108 S/m, aufweisen.
Zur Herstellung des Verbindungsmaterials werden vorzugsweise sämtliche Bestandteile des polymeren Matrixmaterials miteinander, insbesondere homogen, vermischt. Beispielsweise kann zur besseren Durchmischung ein Lösungsmittel hinzugegeben werden.
Davor, währenddessen oder anschließend werden vorzugsweise der mindes tens eine metallische Füllstoff und/oder der mindestens eine keramische Füllstoff hinzugegeben. Der mindestens eine metallische Füllstoff und/oder der mindestens eine keramische Füllstoff werden insbesondere mit dem polymeren Matrixmaterial vermischt, insbesondere derart, dass eine homogene Masse entsteht.
Das resultierende Verbindungsmaterial kann anschließend auf einen Ober flächenbereich aufgetragen werden und/oder appliziert werden, beispielsweise zur Ausbildung einer Beschichtung.
Die Erfindung betrifft weiter einen Blechstapel, insbesondere ein Rotorpaket und/oder ein Statorpaket. Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, einen Blechstapel bereitzustellen, welcher sich einfach hersteilen lässt und optimierte Eigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Blechstapel gemäß dem unabhängigen auf einen Blechstapel gerichteten unabhängigen Anspruch gelöst.
Der Blechstapel, insbesondere ein Rotorpaket und/oder ein Statorpaket, umfasst mehrere Blechlaminateinheiten, wobei eine oder mehrere Blechlami nateinheiten mehrere, beispielsweise exakt drei, Bleche umfassen, welche, insbesondere beidseitig, mit einem erfindungsgemäßen Verbindungsmaterial beschichtet sind.
Eines oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verbindungsmaterial beschriebenen Merkmale und/oder einer oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verbindungsmaterial beschriebenen Vorteile gelten vorzugzugsweise für den erfindungsgemäßen Blechstapel gleichermaßen.
Der eine oder die mehreren Blechstapel sind vorzugsweise Elektroblechpakete.
Günstig kann es sein, wenn ein Verhältnis zwischen einer Dicke des einen oder der mehreren Bleche und einer Schichtdicke des Verbindungsmaterials ca.
20:1 oder mehr, insbesondere 25:1 oder mehr, beträgt.
Vorzugsweise beträgt das Verhältnis zwischen der Dicke des einen oder der mehreren Bleche und der Schichtdicke des Verbindungsmaterials ca. 410:1 oder weniger, insbesondere ca. 250:1 oder weniger, beispielsweise ca. 220:1 oder weniger. Ein Verhältnis der Dicke des einen oder der mehreren Bleche und der Schichtdicke des Verbindungsmaterials von ca. 400:1 oder mehr kann bei Blechen, welche eine Dicke von ca. 0,35 mm aufweisen, bevorzugt sein.
Vorzugsweise beträgt die Schichtdicke des Verbindungsmaterials ca. 1 pm oder mehr, insbesondere ca. 4 pm oder mehr, beispielsweise ca. 5 pm oder mehr.
Die Schichtdicke des Verbindungsmaterials beträgt vorzugsweise ca. 9 pm oder weniger, insbesondere ca. 8 pm oder weniger, beispielsweise ca. 7 pm oder weniger.
Beispielsweise beträgt die Schichtdicke des Verbindungsmaterials ca. 6 pm.
Die Schichtdicke des Verbindungsmaterials ist vorzugsweise eine durchschnitt liche Schichtdicke senkrecht zu der Haupterstreckungsebene des jeweiligen Blechs nach der Beschichtung.
Die Schichtdicke bezeichnet insbesondere jeweils die Dicke einer einzigen Schicht auf einer einzelnen Seite des jeweiligen Blechs.
Die Dicke des einen oder der mehreren Bleche bezeichnet vorzugsweise die Dicke exakt eines Blechs.
Eine Dicke der Bleche senkrecht zu ihrer Haupterstreckungsebene beträgt vor zugsweise ca. 0,35 mm oder weniger.
Vorzugsweise beträgt die Dicke der Bleche senkrecht zu ihrer Haupter streckungsebene ca. 0,3 mm oder weniger, insbesondere ca. 0,25 mm oder weniger, beispielsweise ca. 0,2 mm oder weniger. Die Dicke der Bleche senkrecht zu Ihrer Haupterstreckungsebene beträgt vor zugsweise ca. 0,05 mm oder mehr, insbesondere ca. 0,1 mm oder mehr, beispielsweise ca. 0,15 mm oder mehr.
Vorzugsweise weisen sämtliche Bleche dieselbe Dicke auf.
Unter einer "Dicke" ist vorzugsweise eine durchschnittliche Dicke zu verstehen.
Günstig kann es sein, wenn die Bleche und/oder Blechlaminate eben und/oder planar, insbesondere parallel und/oder senkrecht zu ihren Haupterstreckungs ebenen, ausgebildet sind.
Die Bleche und/oder Blechlaminateinheiten sind vorzugsweise vorsprungfrei und/oder rücksprungfrei ausgebildet.
Beispielsweise sind sogenannte "Interlocks" entbehrlich.
Vorteilhaft kann es sein, wenn eine lokale Dickenvariation der Bleche und/oder Blechlaminateinheiten ca. 5 % oder weniger, insbesondere ca. 2 % oder weniger, bezogen auf eine durchschnittliche Dicke des jeweiligen Blechs und/oder der jeweiligen Blechlaminateinheit, beträgt.
Die lokale Dickenvariation ist vorzugsweise unabhängig von Öffnungen und/oder Ausnehmungen in den Blechen.
Zur Herstellung des Blechstapels werden vorzugsweise folgende Schritte durchgeführt:
Beschichten eines oder mehrerer Bleche mit dem Verbindungsmaterial; Verbinden mehrerer Bleche zu einem Blechlaminat durch eine erste Aktivierung des Verbindungsmaterials;
Zerteilen des Blechlaminats zum Herstellen mehrerer Blechlaminateinheiten und/oder Herausteilen mehrerer Blechlaminateinheiten aus dem Blechlaminat; Verbinden der mehreren Blechlaminateinheiten zu einem Blechstapel durch eine zweite Aktivierung des Verbindungsmaterials.
Vorteilhaft kann es sein, wenn sich ein oder mehrere Parameter bei der ersten Aktivierung und der zweiten Aktivierung voneinander unterscheiden.
Dadurch, dass sich der eine oder die mehreren Parameter bei der ersten und der zweiten Aktivierung voneinander unterscheiden, lässt sich vorzugsweise das Verbinden der mehreren Bleche zu einem Blechlaminat und das Verbinden der mehreren Blechlaminateinheiten zeitlich voneinander getrennt durchführen.
Es ist insbesondere ein mehrstufiges, beispielsweise zweitstufiges, Aktivieren des Verbindungsmaterials möglich.
Unter einem "Parameter" wird vorzugsweise eine Temperatur oder ein Druck verstanden.
Es kann ergänzend zu einer druckabhängigen und/oder temperaturabhängigen Aktivierung des Verbindungsmaterials vorgesehen sein, dass die erste Aktivie rung und/oder die zweite Aktivierung durch Einstellung bestimmter weiterer Reaktionsbedingungen, beispielsweise unterschiedlicher pH-Werte, durch geführt wird.
Das Verbinden der mehreren Bleche durch die erste Aktivierung des Verbin dungsmaterials ist vorzugsweise ein stoffschlüssiges Verbinden.
Das Verbinden der mehreren Blechlaminateinheiten durch die zweite Aktivie rung des Verbindungsmaterials ist insbesondere ein stoffschlüssiges Verbinden.
Günstig kann es sein, wenn das Verbindungsmaterial ein Klebstoff ist. Es kann vorgesehen sein, dass ein Blech beidseitig mit dem Verbindungs material beschichtet wird und anschließend beidseitig zu dem beschichteten Blech jeweils ein weiteres Blech in Kontakt mit den Beschichtungen gebracht wird. Die drei Bleche werden anschließend vorzugsweise durch die erste Aktivierung des Verbindungsmaterials, insbesondere stoffschlüssig, mitein ander verbunden.
Bevorzugt wird jedoch eine beidseitige Beschichtung sämtlicher Bleche vorge nommen.
Als besonders verfahrenseffizient hat es sich erwiesen, exakt drei Bleche beidseitig mit dem Verbindungsmaterial zu beschichten und diese anschlie ßend miteinander zu verbinden.
Der Blechstapel ist beispielsweise ein Blechpaket.
Die Bleche sind beispielsweise Elektrobleche, insbesondere umfassend eine Eisen-Silizium- Legierung.
Günstig kann es sein, wenn die Bleche durch Kaltwalzen hergestellt sind. Insbesondere sind die Bleche, beispielsweise nach dem Kaltwalzen, schlussgeglüht.
Das Beschichten des einen oder der mehreren Bleche mit dem Verbindungs material erfolgt vorzugsweise vollflächig. Dabei ist eine Dicke des Verbin dungsmaterials nach dem Beschichten senkrecht zu einer Haupterstreckungs ebene des jeweiligen Blechs vorzugsweise zumindest näherungsweise konstant.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die mehreren Bleche in, insbesondere beid seitig, vorbeschichteter Form bereitgestellt werden. Vorzugsweise umfasst die Vorbeschichtung einen oder mehrere der folgenden Stoffe oder ist aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe gebildet: Polyvinylbutyral, Polyamid, Polyester, modifiziertes Polyamid, Epoxid.
Die Vorbeschichtung dient insbesondere einer verbesserten Haftung des Verbindungsmaterials an einer Blechoberfläche.
Für eine zeiteffiziente Verfahrensführung kann es vorteilhaft sein, wenn die zweite Aktivierung des Verbindungsmaterials während des Zerteilens des Blechlaminats zum Herstellen der mehreren Blechlaminateinheiten und/oder dem Heraustrennen der mehreren Blechlaminateinheiten aus dem Blechlaminat durchgeführt wird.
Ergänzend oder alternativ wird die zweite Aktivierung des Verbindungsmate rials, insbesondere unmittelbar, nach dem Zerteilen des Blechlaminats zum Herstellen der mehreren Blechlaminateinheiten und/oder dem Heraustrennen der mehreren Blechlaminateinheiten aus dem Blechlaminat durchgeführt.
Hierbei werden beispielsweise Blechlaminateinheiten in einem Presswerkzeug gestapelt gesammelt und/oder innerhalb des Presswerkzeugs wird die zweite Aktivierung durchgeführt.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das Zerteilen des Blechlaminats zum Herstellen der mehreren Blechlaminateinheiten und/oder das Heraustrennen der mehre ren Blechlaminateinheiten aus dem Blechlaminat durch Stanzen erfolgt.
Ergänzend oder alternativ kann das Zerteilen des Blechlaminats und/oder Heraustrennen der mehreren Blechlaminateinheiten durch elektromagneti sches Umformen erfolgen.
Hierzu wird vorzugsweise eine Materialschwächung, beispielsweise durch Scherschneiden und/oder Keilschneiden und/oder Prägen, in das Blechlaminat eingebracht. Anschließend und/oder währenddessen wird das Blechlaminat vorzugsweise durch Erzeugen eines elektromagnetischen Impulses, beispielsweise durch einen Impulsgenerator, zerteilt.
Das Zerteilen des Blechlaminats und/oder das Heraustrennen der mehreren Blechlaminateinheiten erfolgt vorzugsweise teilweise oder vollständig durch Scherschneiden und/oder Keilschneiden und/oder Prägen.
Es kann vorgesehen sein, dass Bereiche des Blechlaminats, in welchen das Zerteilen und/oder das Heraustrennen erfolgt, vor und/oder während des Zerteilens und/oder des Heraustrennens, insbesondere lokal, vorgewärmt werden. Die lokale Vorwärmung erfolgt vorzugsweise durch einen Laser.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Feinstanzwerkzeug in ein Presswerkzeug, beispielsweise in eine konventionelle Presse, integriert wird.
Durch die Integration eines Feinstanzwerkzeugs in das Presswerkzeug sind insbesondere hohe Stanzkantenqualitäten ausbildbar und/oder es können Kosten reduziert werden, da insbesondere auf bereits vorhandene Presswerk zeuge zurückgegriffen werden kann.
Durch die, insbesondere lokale, Vorwärmung sind vorzugsweise optimierte Schnittkantenqualitäten erhältlich. Beispielsweise ist ein Kanteneinzug der zerteilten und/oder herausgetrennten Blechlaminateinheiten reduziert.
Durch den möglichst geringen Kanteneinzug bilden die Blechlaminateinheiten insbesondere ein möglichst großes Volumen in dem resultierenden Blech stapel.
Es kann vorgesehen sein, dass mehrere Blechlaminateinheiten und/oder mehrere Blechstapel durch Umformen gefügt werden. Beispielsweise werden mehrere Blechlaminateinheiten und/oder mehrere Blechstapel durch Durchsetzfügen bearbeitet und/oder geclincht.
Es kann vorgesehen sein, dass während und/oder nach dem Zerteilen des Blechlaminats zum Herstellen der mehreren Blechlaminateinheiten und/oder dem Heraustrennen mehrerer Blechlaminateinheiten aus dem Blechlaminat die Blechlaminateinheiten durch Umformen gefügt werden.
Beispielsweise werden die Blechlaminateinheiten und/oder Blechstapel durch Durchsetzfügen, beispielsweise Clinchen, gefügt.
Das Verbinden der mehreren Blechlaminateinheiten erfolgt vorzugsweise unter Druck, insbesondere in einem Presswerkzeug, beispielsweise einer Presse.
Vorteilhaft kann es sein, wenn ein Stanzwerkzeug zum Stanzen der Blech laminateinheiten innerhalb des Presswerkzeugs angeordnet und/oder in dieses integriert ist.
Günstig kann es sein, wenn die Blechlaminateinheiten längs der Stapel richtung, insbesondere vollflächig, aneinandergepresst werden. Dies wird vorzugsweise innerhalb des Presswerkzeugs durchgeführt.
Es kann vorgesehen sein, dass, insbesondere nach einem Stapeln mehrerer Blechstapel, eine Kennzeichnung der Blechstapel vorgenommen wird. Die Kennzeichnung wird insbesondere mittels eines Data Matrix Codes und/oder mittels Laserbeschriftung vorgenommen.
Ergänzend oder alternativ werden die Blechlaminateinheiten vor dem Verbin den gekennzeichnet.
Durch den mindestens einen metallischen Füllstoff weist der Blechstapel insbesondere einen erhöhten Stapelfaktor auf. Weiter betrifft die vorliegende Erfindung ein Maschinenbauteil, insbesondere einen Rotor und/oder einen Stator.
Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Maschinenbauteil bereitzustellen, welches einfach herstellbar ist und optimierte Eigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Maschinenbauteil gemäß dem auf ein Maschinenbauteil gerichteten unabhängigen Anspruch gelöst.
Das Maschinenbauteil, insbesondere ein Rotor und/oder Stator, umfasst einen oder mehrere erfindungsgemäße Blechstapel.
Eines oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verbindungsmaterial beschriebenen Merkmale und/oder einer oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verbindungsmaterial beschriebenen Vorteile gelten vorzugsweise für das erfindungsgemäße Maschinenbauteil gleichermaßen.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiter einen Elektromotor.
Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor bereitzustellen, welcher optimierte Eigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Elektromotor gemäß dem auf einen Elektromotor gerichteten unabhängigen Anspruch gelöst.
Der Elektromotor umfasst vorzugsweise ein Gehäuse, einen Rotor und einen Stator, wobei der Rotor und/oder der Stator erfindungsgemäße Maschinen bauteile sind.
Eines oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verbindungsmaterial beschriebenen Merkmale und/oder einer oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verbindungsmaterial beschriebenen Vorteile gelten vorzugsweise für den erfindungsgemäßen Elektromotor gleichermaßen.
Weitere Merkmale und/oder Vorteile sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines
Verbindungsmaterials, welches zwei Bleche miteinander verbindet;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines Verfahrens zur Herstellung eines oder mehrerer Blechstapel, bei welchem drei zu Rollen aufgewickelte Bleche mit dem Verbindungsma terial stoffschlüssig miteinander verbunden werden;
Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung des Verfahrens aus
Fig. 2;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des Verfah rens aus Fig. 2 und 3; und
Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf einen Blechstapel, welcher in einem in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Verfahren hergestellt wurde.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Verbindungsmaterials 110 gezeigt, welches zwei Bleche 112 stoffschlüssig und/oder dauerhaft miteinander verbindet.
Die Verhältnisse zwischen Dicken der Bleche 112 und des Verbindungs materials 110 sind dabei rein schematisch dargestellt.
Vorzugsweise umfasst das Verbindungsmaterial 110 ein polymeres Matrix material 111, in welchem mindestens ein metallischer Füllstoff 113a und/oder mindestens ein keramischer Füllstoff 113b aufgenommen sind (Füllstoffe 113a, 113b schematisch angedeutet).
Dabei können die Eigenschaften des Verbindungsmaterials 110 und/oder die Eigenschaften eines resultierenden Blechstapels 100 (vgl. Fig. 5) durch Auswahl und Anteil der Füllstoffe 113a, 113b eingestellt werden.
Vorzugsweise beträgt ein Anteil des mindestens einen metallischen Füllstoffs 113a ca. 10 Vol.-% oder mehr und/oder ca. 25 Vol.-% oder weniger, bezogen auf ein Gesamtvolumen des Verbindungsmaterials 110.
Insbesondere beträgt der Anteil des mindestens einen metallischen Füllstoffs 113a ca. 10 Gew.-% oder mehr und/oder ca. 25 Gew.-% oder weniger, bezogen auf eine Gesamtmasse des Verbindungsmaterials 110.
Es werden vorzugsweise partikelförmige metallische Füllstoffe 113a eingesetzt. Eine mittlere Partikelgröße Dso des mindestens einen metallischen Füllstoffs 113a im Rohzustand beträgt vorzugsweise ca. 2 pm oder mehr und/oder ca. 6 pm oder weniger.
In einem verarbeiteten Zustand im Verbindungsmaterial 110 beträgt die mittlere Partikelgröße Dso des mindestens einen metallischen Füllstoffs 113a vorzugsweise ca. 0,8 pm oder mehr und/oder 3 pm oder weniger. Unter einem Dso-Wert ist dabei diejenige Partikelgröße zu verstehen, welche von 50 % der Partikel des jeweiligen Stoffes unterschritten wird, während 50 % der Partikel des jeweiligen Stoffes größer als der Dso-Wert sind.
Als Materialien des mindestens einen metallischen Füllstoffs 113a werden beispielsweise Eisen und/oder Kupfer verwendet.
Besonders bevorzugt als metallische Füllstoffe 113a sind Eisengries und/oder Kupfergries, beispielsweise mit einer mittleren Partikelgröße Dso im Rohzustand von ca. 4 pm.
Alternativ oder zusätzlich zu metallischen Füllstoffen 113a aus Eisen und/oder Kupfer können auch Cobalt und/oder Nickel oder Legierungen aus den genannten metallischen Materialien eingesetzt werden.
Ein Anteil des mindestens einen keramischen Füllstoffs 113b beträgt vorzugsweise ca. 5 Vol.-% oder mehr und/oder ca. 20 Vol.-% oder weniger, bezogen auf das Gesamtvolumen des Verbindungsmaterials 110.
Insbesondere beträgt der Anteil des mindestens einen keramischen Füllstoffs 113b ca. 5 Gew.-% oder mehr und/oder ca. 20 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des Verbindungsmaterials 110.
Insbesondere aufgrund des mindestens einen keramischen Füllstoffs 113b beträgt eine Wärmeleitfähigkeit des Verbindungsmaterials 110 vorzugsweise ca. 0,5 W/(m-K) oder mehr.
Vorzugsweise umfasst das Verbindungsmaterial 110 mindestens einen partikelförmigen keramischen Füllstoff 113b.
Eine mittlere Partikelgröße Dso des mindestens einen keramischen Füllstoffs 113b im Rohzustand liegt vorzugsweise bei ca. 4 pm oder mehr und/oder ca. 8 pm oder weniger. In einem verarbeiteten Zustand im Verbindungsmaterial 110 beträgt die mittlere Partikelgröße Dso des mindestens einen keramischen Füllstoffs 113b vorzugsweise ca. 2,8 pm oder mehr und/oder ca. 6,4 pm oder weniger.
Als besonderes bevorzugt hat es sich erwiesen, wenn hexagonales Bornitrid als keramischer Füllstoff 113b, beispielsweise mit einer mittleren Partikelgröße Dso im Rohzustand von ca. 6 pm, verwendet wird.
Ergänzend oder alternativ zu hexagonalem Bornitrid können weitere Nitride, beispielsweise Siliziumnitrid, als keramische Füllstoffe 113b verwendet werden.
Ergänzend oder alternativ sind Carbide, beispielsweise Siliziumcarbid, Oxide, beispielsweise Zirkoniumoxid, oder Mischungen der genannten keramischen Materialien als keramische Füllstoffe 113b geeignet.
Das polymere Matrixmaterial 111 umfasst vorzugsweise ein Harzmaterial und/oder ein Elastomermaterial oder ist daraus gebildet.
Der mindestens eine metallische Füllstoff 113a und/oder der mindestens eine keramische Füllstoff 113b sind vorzugsweise vollständig von polymerem Matrixmaterial 111 umgeben, insbesondere derart, dass eine elektrische Leitfähigkeit durch das Verbindungsmaterial 110 geringer als 108 S/cm, insbesondere geringer als 108 S/m, ist.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das polymere Matrixmaterial 111 und/oder das Verbindungsmaterial 110 eine Shore-Härte A von ca. 20 (Shore A) oder mehr, insbesondere von ca. 30 (Shore A) oder mehr, aufweist.
Die Shore-Härte A des polymeren Matrixmaterials 111 und/oder des Verbin dungsmaterials 110 beträgt vorzugsweise ca. 90 (Shore A) oder weniger, insbesondere ca. 80 (Shore A) oder weniger. Günstig kann es sein, wenn das Elastomermaterial ein Synthese-Kautschuk- Material umfasst oder daraus gebildet ist. Beispielsweise umfasst das Elasto mermaterial einen Acrylnitril-Butadien-Kautschuk und/oder einen Styrol- Butadien- Kautschuk.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Elastomermaterial ein Acrylnitril-Butadien-Kautschuk.
Ein Anteil des Elastomermaterials, insbesondere des Acrylnitril-Butadien- Kautschuks, beträgt vorzugsweise ca. 1 Vol.-% oder mehr, insbesondere ca.
5 Vol.-% oder mehr, bezogen auf das Gesamtvolumen des Verbindungs materials 110.
Vorzugsweise beträgt der Anteil des Elastomermaterials, insbesondere des Acrylnitril-Butadien-Kautschuks, ca. 25 Vol.-% oder weniger, insbesondere ca. 20 Vol.-% oder weniger, bezogen auf das Gesamtvolumen des Verbindungs materials 110.
Ein Anteil des Elastomermaterials, insbesondere des Acrylnitril-Butadien-Kaut- schuks, liegt vorzugsweise bei ca. 1 Gew.-% oder mehr, insbesondere bei ca.
5 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmasse des Verbindungs materials 110.
Vorzugsweise beträgt der Anteil des Elastomermaterials, insbesondere des Acrylnitril-Butadien-Kautschuks, ca. 25 Gew.-% oder weniger, insbesondere ca. 20 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des Verbindungs materials 110.
Vorzugsweise liegt ein Anteil des Harzmaterials an dem Verbindungsmaterial 110 bei ca. 1 Vol.-% oder mehr, insbesondere bei ca. 2 Vol.-% oder mehr, be zogen auf das Gesamtvolumen des Verbindungsmaterials 110. Vorzugsweise beträgt der Anteil des Harzmaterials an dem Verbindungs material 110 ca. 15 Vol.-% oder weniger, insbesondere ca. 10 Vol.-% oder weniger, bezogen auf das Gesamtvolumen des Verbindungsmaterials 110.
Vorzugsweise beträgt ein Anteil des Harzmaterials an dem Verbindungs material 110 ca. 1 Gew.-% oder mehr, insbesondere ca. 2 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmasse des Verbindungsmaterials 110.
Vorzugsweise beträgt der Anteil des Harzmaterials an dem Verbindungs material 110 ca. 15 Gew.-% oder weniger, insbesondere ca. 10 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des Verbindungsmaterials 110.
Als besonders bevorzugte Harzmaterialien haben sich ein Epoxidharzmaterial und/oder ein duroplastisches Polymermaterial erwiesen.
Günstig kann es sein, wenn das Verbindungsmaterial 110 als Harzmaterial ein Phenolharz-Polymermaterial, insbesondere einen Novolak, umfasst oder daraus gebildet ist.
Novolake sind Phenolharze, vorzugsweise mit einem Formaldehyd-Phenolver hältnis von kleiner als 1:1.
Für eine verbesserte Haftung des Verbindungsmaterials 110 an den Blechen 112 kann es vorteilhaft sein, wenn das Verbindungsmaterial 110 einen Haft vermittler umfasst.
Der Haftvermittler umfasst vorzugsweise ein oder mehrere organisch funktio- nalisierte Silane, oder ist aus einem oder mehreren organisch funktionalisier- ten Silanen gebildet.
Bevorzugte organisch funktionalisierte Silane sind Aminosilane, Epoxysilane, Mercaptosilane, Ureidosilane oder Mischungen daraus. Vorteilhaft kann es sein, wenn ein Anteil des Haftvermittlers ca. 0,5 Vol.-% oder mehr, insbesondere ca. 1 Vol.-% oder mehr, bezogen auf das Gesamt volumen des Verbindungsmaterials 110, beträgt.
Vorzugsweise beträgt der Anteil des Haftvermittlers ca. 6 Vol.-% oder weni ger, insbesondere ca. 5 Vol.-% oder weniger, bezogen auf das Gesamt volumen des Verbindungsmaterials 110.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Anteil des Haftvermittlers ca. 0,5 Gew.-% oder mehr, insbesondere ca. 1 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamt masse des Verbindungsmaterials 110, beträgt.
Vorzugsweise beträgt der Anteil des Haftvermittlers ca. 6 Gew.-% oder weni ger, insbesondere ca. 5 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des Verbindungsmaterials 110.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Zusatzfüllstoff, beispielsweise ein Titanat, in dem Verbindungsmaterial 110 eingesetzt wird. So können die Eigenschaften weiter optimiert werden.
Zur Herstellung des Verbindungsmaterials 110 werden vorzugsweise sämtliche Komponenten des polymeren Matrixmaterials 111 miteinander vermischt. Der mindestens eine metallische Füllstoff 113a und/oder der mindestens eine kera mische Füllstoff 113b werden anschließend oder währenddessen unter das polymere Matrixmaterial 111 gemischt.
Ein E-Modul des resultierenden Verbindungsmaterials 110 liegt vorzugsweise bei ca. 100 N/mm2 oder mehr, insbesondere bei ca. 300 N/mm2 oder mehr.
Vorzugsweise beträgt der E-Modul des resultierenden Verbindungsmaterials 110 ca. 1000 N/mm2 oder weniger, insbesondere ca. 800 N/mm2 oder weniger. Vorteilhaft kann es sein, wenn das Verbindungsmaterial 110 vor einem Aufträgen auf einen Oberflächenbereich, beispielsweise auf ein Blech 112, mit einem Lösungsmittel vermischt wird, wobei ein Verbindungsmaterial- Lösungsmittel-Gemisch entsteht.
Das Aufträgen des Verbindungsmaterial-Lösungsmittel-Gemischs wird im Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 4 im Einzelnen beschrieben.
In den Fig. 2 bis 4 ist ein Ablauf eines Verfahrens zur Herstellung eines Blechstapels 100 schematisch gezeigt. Mit dem Verfahren kann eine Serien fertigung von Blechstapeln 100 ausgebildet werden.
Das beschriebene Verbindungsmaterial 110 eignet sich zur Verwendung in dem Verfahren. Alternativ kann es auch in anderen Verfahren eingesetzt werden.
Bei den Blechstapeln 100 handelt es sich vorzugsweise um Elektroblechstapel 102, beispielsweise um Elektroblechpakete 104. Die Elektroblechpakete 104 werden vorzugsweise als Rotorpakete 106 und/oder Statorpakete 108 in Roto ren und/oder Statoren verwendet (nicht gezeigt).
Die Rotoren und/oder Statoren bilden vorzugsweise Maschinenbauteile eines Elektromotors.
Ein Durchmesser eines Stators ist vorzugsweise größer als ein Durchmesser eines Rotors, insbesondere damit der Stator und der Rotor entsprechend relativ zueinander befestigt werden können. Beispielsweise umgibt der Stator den Rotor in einem montierten Zustand.
Der Elektromotor ist vorzugsweise ein Elektromotor eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs.
Insbesondere umfasst der Elektromotor ein Getriebe. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Elektromotor ein getriebefreier Elektromotor ist.
Vorzugsweise bildet der Elektromotor einen Bestandteil eines Antriebsstrangs des Fahrzeugs.
In einem ersten Verfahrensschritt wird vorzugsweise ein Verbindungsmaterial 110 auf ein oder mehrere Bleche 112 aufgetragen und/oder aufgebracht.
Die Bleche 112 bilden in einem resultierenden Blechstapel 100 beispielsweise Lamellen.
Vorliegend werden drei Bleche 112 jeweils beidseitig mit einer Beschichtung mit dem Verbindungsmaterial 110 versehen. Dabei wird insbesondere eine Schicht mit einer im Wesentlichen homogenen Dicke senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des jeweiligen Blechs 112 ausgebildet.
Bei den Blechen 112 handelt es sich vorzugsweise um Bleche 112, welche metallische Materialien umfassen oder daraus gebildet sind.
Vorzugsweise sind die Bleche 112 Elektrobleche 115. Beispielsweise sind die Bleche 112 aus Eisen-Silizium-Legierung(en) hergestellt und/oder durch Kalt walzen zu einem Flachmaterial verarbeitet. Insbesondere sind die Bleche 112 nach dem Kaltwalzen schlussgeglüht.
Günstig kann es sein, wenn Bleche 112 verwendet werden, welche bereits vor der Beschichtung mit dem Verbindungsmaterial 110 eine Vorbeschichtung auf weisen. Die Vorbeschichtung ist insbesondere elektrisch isolierend ausgebildet.
Vorzugsweise umfasst die Vorbeschichtung einen oder mehrere der folgenden Stoffe oder ist aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe gebildet: Polyvinylbutyral, Polyamid, Polyester, modifiziertes Polyamid, Epoxid. Die Vorbeschichtung dient insbesondere einer Haftvermittlung des Verbindungsmaterials 110 an den Blechen 112.
Für eine Serienfertigung kann es vorteilhaft sein, wenn die Bleche 112 zu einer Rolle 114 aufgewickelt bereitgestellt werden. Beispielsweise werden die Bleche 112 als Coilmaterial bereitgestellt.
Eine Breite der Rollen 114 und/oder Coils zur Rotorherstellung liegt vorzugs weise in einem Bereich von ca. 150 mm bis ca. 200 mm.
Zur Statorherstellung liegt die Breite der Rollen 114 und/oder Coils vorzugs weise in einem Bereich von ca. 300 mm bis ca. 350 mm.
Die Breite ist insbesondere quer zu einer Aufwicklungsrichtung definiert.
Wie insbesondere in Fig. 3 zu sehen ist, werden die Bleche 112 insbesondere abgewickelt, bevor eine Beschichtung der Bleche 112 mit dem Verbindungs material 110 vorgenommen wird. Die Bleche 112 werden vorzugsweise beidseitig mit dem Verbindungsmaterial 110 beschichtet.
Die Beschichtung mit dem Verbindungsmaterial 110 wird vorzugsweise in einem Inline-Verfahren und/oder kontinuierlich durchgeführt.
Das Verbindungsmaterial 110 ist vorzugsweise ein Klebstoff 116 und/oder wirkt wie ein Klebstoff 116. Das Verbindungsmaterial 110 dient vorzugsweise dem stoffschlüssigen Verbinden der Bleche 112.
Es kann vorgesehen sein, dass das Verbindungsmaterial 110 mit einem Lösungsmittel 118 versetzt auf die Bleche 112 aufgetragen wird, wobei das Lösungsmittel 118 insbesondere derart ausgewählt ist, dass es nach dem Aufträgen entweicht. Hierzu ist das Lösungsmittel 118 beispielsweise derart ausgewählt, dass es einen vergleichsweise hohen Dampfdruck aufweist, so dass es bereits bei Raumtemperatur und Raumdruck (ca. 1 bar) und/oder bei einer ersten Aktivierungstemperatur 124 verdampft.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Lösungsmittel 118 ein oder mehrere mittelflüchtige bis leichtflüchtige organische Lösungsmittel umfasst oder daraus gebildet ist.
Das Lösungsmittel 118 wird vorzugsweise derart ausgewählt, dass sowohl ein Harzmaterial des Verbindungsmaterials 110 als auch ein Elastomermaterial des Verbindungsmaterials 110 darin leicht löslich sind.
Vorzugsweise weist das Lösungsmittel 118 eine Verdunstungszahl nach DIN 53170 von ca. 300 oder weniger, insbesondere von ca. 280 oder weniger, beispielsweise von ca. 250 oder weniger, auf.
Vorzugsweise weist das Lösungsmittel 118 eine Verdunstungszahl nach DIN 53170 von ca. 7 oder mehr, insbesondere von ca. 8 oder mehr, beispielsweise von ca. 10 oder mehr, auf.
Die Verdunstungszahl ist vorzugsweise ein Verhältnis einer Zeit, in der ein Stoff komplett verdunstet, und einer Zeit, in der Diethylether komplett ver dunstet.
Beispielsweise umfasst das Lösungsmittel 118 eine Mischung aus Methoxy- propylacetat und Butylacetat oder ist aus dieser Mischung gebildet.
Dabei beträgt ein Anteil an Methoxypropylacetat vorzugsweise ca. 5 Vol.-% oder mehr, insbesondere ca. 50 Vol.-% oder mehr, beispielsweise ca.
75 Vol.-% oder mehr, bezogen auf ein Gesamtvolumen des Lösungsmittels 118. Alternativ beträgt der Anteil an Methoxypropylacetat an dem Lösungsmittel 118 vorzugsweise ca. 75 Vol.-% oder weniger, insbesondere ca. 50 Vol.-% oder weniger, beispielsweise ca. 5 Vol.-% oder weniger, bezogen auf das Gesamtvolumen des Lösungsmittels 118.
Vorteilhaft kann es sein, wenn ein Anteil des Lösungsmittels 118 an einem Verbindungsmaterial-Lösungsmittel-Gemisch ca. 65 Vol.-% oder mehr, insbesondere ca. 70 Vol.-% oder mehr, beträgt.
Vorzugsweise beträgt der Anteil des Lösungsmittels 118 an dem Verbindungs- material-Lösungsmittel-Gemisch ca. 95 Vol.-% oder weniger, insbesondere ca. 90 Vol.-% oder weniger.
Die Prozentangaben sind dabei vorzugsweise auf ein Gesamtvolumen des resultierenden Verbindungsmaterial-Lösungsmittel-Gemischs bezogen.
Vorteilhaft kann es sein, wenn ein Anteil des Lösungsmittels 118 an einem Verbindungsmaterial-Lösungsmittel-Gemisch ca. 65 Gew.-% oder mehr, insbesondere ca. 70 Gew.-% oder mehr, beträgt.
Vorzugsweise beträgt der Anteil des Lösungsmittels 118 an dem Verbin- dungsmaterial-Lösungsmittel-Gemisch ca. 95 Gew.-% oder weniger, insbesondere ca. 90 Gew.-% oder weniger.
Die Prozentangaben sind dabei vorzugsweise auf eine Gesamtmasse des resultierenden Verbindungsmaterial-Lösungsmittel-Gemischs bezogen.
Vorzugsweise wird das Verbindungsmaterial 110 im Wesentlichen vollständig in dem Lösungsmittel 118 gelöst und/oder homogen darin verteilt.
Je nach Viskosität des Verbindungsmaterial-Lösungsmittel-Gemischs kann es günstig sein, wenn das Verbindungsmaterial 110 mit dem Lösungsmittel 118 zu dem Verbindungsmaterial-Lösungsmittel-Gemisch vermischt mittels eines oder mehrerer der folgenden Beschichtungsverfahren auf das eine oder die mehreren Bleche 112 aufgebracht wird: Sprühen, Streichen, Gießen.
Beispielsweise liegt die Shore-Härte A des Verbindungsmaterials 110 nach einer ersten Aktivierung 122 und/oder einer zweiten Aktivierung 150 und/oder noch vor der ersten Aktivierung in dem Verbindungsmaterial-Lösungsmittel- Gemisch in einem Bereich von ca. 30 (Shore A) bis ca. 80 (Shore A).
Das Verbindungsmaterial 110 ist vorzugsweise derart gewählt, dass er nach der ersten Aktivierung 122 und/oder nach der zweiten Aktivierung 150 elektrisch isolierend ist.
Bezüglich des Verbindungsmaterials 110 wird auf die Ausführungen im Zusammenhang mit Fig. 1 verwiesen.
Für die zweite Aktivierung 150 bei einer im Vergleich zu einer ersten Tempe ratur 124 bei der ersten Aktivierung 122 erhöhten zweiten Temperatur 152 kann es vorteilhaft sein, wenn das Verbindungsmaterial 110 ein Harzmaterial umfasst.
Eine besonders bevorzugte Zusammensetzung des Verbindungsmaterial- Lösungsmittel-Gemischs besteht im Wesentlichen aus einer Mischung aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Novolak, Aminosilan, dem mindestens einen metallischen Füllstoff 113a und/oder dem mindestens einen keramischen Füllstoff 113b und als Lösungsmittel einer Mischung aus Methoxypropylacetat und Butylacetat.
Nach dem Beschichten der Bleche 112 mit dem Verbindungsmaterial 110 werden die Bleche 112 vorzugsweise zusammengeführt und/oder übereinan der angeordnet, so dass insbesondere Haupterstreckungsebenen der Bleche 112 zumindest näherungsweise parallel zueinander angeordnet sind. In Ausführungsformen, in welchen die Bleche 112 Elektrobleche 115 sind, kann es vorteilhaft sein, wenn die Elektrobleche 115 vorzugsweise derart übereinander angeordnet werden, dass eine Hauptkornorientierungsrichtung unterschiedlicher Elektrobleche 115 längs einer Stapelrichtung variiert.
Beispielsweise schließen Hauptkornorientierungsrichtungen von in Stapel richtung übereinander angeordneten Elektroblechen 115 einen Winkel von ca. 30° oder mehr, insbesondere von ca. 50° oder mehr, miteinander ein.
Hauptkornorientierungsrichtungen von in Stapelrichtung übereinander ange ordneten Elektroblechen 115 schließen insbesondere einen Winkel von ca. 120° oder weniger, insbesondere von ca. 100° oder weniger, miteinander ein.
Beispielsweise werden in Stapelrichtung übereinander angeordnete Elektro bleche 115 bezüglich ihren Hauptkornorientierungsrichtungen abwechselnd längs und quer angeordnet. So kann ein Pressenraum, in welchem die Elektro bleche vorzugsweise nach der Beschichtung zusammengepresst und/oder aneinandergedrückt werden, optimal ausgenutzt werden.
Eine Dicke der Beschichtung mit dem Verbindungsmaterial 110 wird vorzugs weise derart gewählt, dass ein Verhältnis von Dicke der Bleche 112 senkrecht zu deren Haupterstreckungsebene und einer Schichtdicke des Verbindungs materials 110 senkrecht zu der Haupterstreckungsebene der Bleche 112 nach und/oder vor dem Entweichen des Lösungsmittels 118 bei ca. 20:1 oder mehr, insbesondere bei ca. 25:1 oder mehr, liegt.
Das Verhältnis der Dicke der Bleche 112 und der Schichtdicke des Verbin dungsmaterials 110 liegt vorzugsweise bei ca. 410:1 oder weniger, insbesondere bei ca. 250:1 oder weniger, beispielsweise bei ca. 220:1 oder weniger. Beispielsweise liegt ein Verhältnis der Dicke eines Blechs 112 zu der Schichtdicke einer Schicht des Verbindungsmaterials 110 in einem Bereich von ca. 200:1 und ca. 28,55:1.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Dicke der Bleche 112 jeweils ca. 0,2 mm beträgt und eine Schichtdicke des Verbindungsmaterials 110 jeweils ca. 1 pm oder ca. 7 pm beträgt.
Beispielsweise werden Bleche 112 mit einer Dicke senkrecht zu deren Haupt erstreckungsebene von vorzugsweise 0,5 mm oder weniger, insbesondere ca. 0,35 mm oder weniger, verwendet.
Die Dicke der Bleche 112 beträgt vorzugsweise ca. 0,05 mm oder mehr, insbesondere ca. 0,15 mm oder mehr.
Vorzugsweise beträgt die Schichtdicke des Verbindungsmaterials 110 nach dem Aufträgen und/oder nach der ersten Aktivierung 122 ca. 1 pm oder mehr, insbesondere ca. 3 pm oder mehr, beispielsweise ca. 5 pm oder mehr.
Die Schichtdicke des Verbindungsmaterials 110 beträgt nach dem Aufträgen und/oder nach der ersten Aktivierung 122 vorzugsweise ca. 9 pm oder weniger, insbesondere ca. 8 pm oder weniger, beispielsweise ca. 7 pm oder weniger.
Beispielsweise beträgt die Schichtdicke des Verbindungsmaterials 110 im Durchschnitt ca. 6 pm auf einer Seite des jeweiligen Blechs 112 und/oder zusammengenommen auf beiden Seiten des jeweiligen Blechs 112.
Vorzugsweise sind die Blechlaminateinheiten 140 und/oder Bleche 112 ohne sogenannte "Interlocks" ausgebildet. Die "Interlocks" sind sonst insbesondere an senkrecht und/oder parallel zu einer Haupterstreckungsebene eines Blechs angeordnet. Insbesondere weisen die Bleche 112 und/oder die Blechlaminateinheiten 140 keine Vorsprünge und/oder Rücksprünge auf, insbesondere senkrecht und/oder parallel zu einer jeweiligen Haupterstreckungsebene. Ausgenommen hiervon sind insbesondere Öffnungen und/oder Ausnehmungen in den Blechen 112 zur Ausbildung einer Rotorform und/oder Statorform.
Günstig kann es sein, wenn eine lokale Dickenvariation der Bleche 112 und/oder Blechlaminateinheiten 140 ca. 5 % oder weniger, insbesondere ca.
2 % oder weniger, bezogen auf eine durchschnittliche Dicke des jeweiligen Blechs 112 und/oder der jeweiligen Blechlaminateinheit 140, beträgt.
Die lokale Dickenvariation ist vorzugsweise unabhängig von Öffnungen und/oder Ausnehmungen in den Blechen 112 und/oder Blechlaminateinheiten 140.
Beispielsweise sind die Bleche 112 und/oder Blechlaminate 140 eben ausgebildet.
Die mit dem Verbindungsmaterial 110, insbesondere beidseitig, beschichteten Bleche 112 werden vorzugsweise derart übereinander angeordnet und/oder gestapelt, dass zwischen dem in Stapelrichtung mittleren Blech 112 und den beiden äußeren Blechen 112 jeweils zwei Schichten des Verbindungsmaterials 110 unmittelbar aneinander angrenzen und/oder miteinander verbunden sind.
Günstig kann es sein, wenn die übereinander angeordneten und mit dem Ver bindungsmaterial 110 beschichteten Bleche 112 einem Reaktionsraum 120 zugeführt werden, in welchem die erste Aktivierung 122 des Verbindungs materials 110 durchgeführt wird.
Die erste Aktivierung 122 erfolgt vorzugsweise inline und/oder während die Bleche 112 durch den Reaktionsraum 120 hindurchgeführt werden. Günstig kann es sein, wenn die erste Aktivierung 122 eine thermische Aktivie rung ist, bei welcher das Verbindungsmaterial 110 und/oder die Bleche 112 auf eine erste Temperatur 124 erwärmt werden.
Beispielsweise werden die übereinander angeordneten mit dem Verbindungs material 110 beschichteten Bleche 112 durch eine Heizeinrichtung 126 hin durchgeführt. Durch die Heizeinrichtung 126 erfolgt vorzugsweise eine Erwär mung des Verbindungsmaterials 110 und/oder der Bleche 112 auf die erste Temperatur 124.
Als Heizeinrichtung 126 eignet sich insbesondere eine Infrarot-Heizeinrichtung 128, beispielsweise ein Infrarot-Strahler.
Alternativ oder ergänzend können auch Widerstandsheizeinrichtungen und/oder Induktionsheizeinrichtungen zum Erwärmen des Verbindungsmate rials 110 und/oder der Bleche 112 verwendet werden.
Ergänzend oder alternativ kann eine Konvektionsheizeinrichtung und/oder ein Heizgebläse als Heizeinrichtung 126 oder als Bestandteil der Heizeinrichtung 126 eingesetzt werden.
Die erste Aktivierung 122 wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 50°C oder mehr, insbesondere von 55°C oder mehr, durchgeführt.
Die erste Temperatur 124 bei der ersten Aktivierung 122 beträgt vorzugsweise ca. 90°C oder weniger, insbesondere ca. 85°C oder weniger.
Bei der ersten Aktivierung 122 findet vorzugsweise eine Verklebung zwischen aneinander angrenzenden Schichten des Verbindungsmaterials 110 statt. Die Verklebung beruht insbesondere überwiegend auf Adhäsionskräften.
Diese erste Aktivierung 122 bei der ersten Temperatur 124 führt vorzugsweise zu einem stoffschlüssigen Verbinden der Schichten des Verbindungsmaterials 110 zwischen den Blechen 112. Die Verbindung erfolgt insbesondere aufgrund einer chemischen und/oder physikalischen Reaktion eines Elastomermaterials des Verbindungsmaterials 110.
Bei der ersten Aktivierung 122 kann es vorteilhaft sein, wenn die erwärmten mit dem Verbindungsmaterial 110 beschichteten Bleche 112 zusammen gepresst und/oder zusammengedrückt werden.
Das Zusammenpressen und/oder Zusammendrücken kann beispielsweise über eine Führung der Bleche 112 zwischen Rollen erfolgen (vgl. Fig. 3). Die Rollen erzeugen hierbei insbesondere einen zumindest näherungsweise konstanten Anpressdruck zwischen den einzelnen Blechen 112.
Durch die erste Aktivierung 122 entsteht vorzugsweise ein Blechlaminat 132, welches die - vorliegend drei - Bleche 112 umfasst, die stoffschlüssig mittels des Verbindungsmaterials 110 miteinander verbunden sind.
Alternativ oder ergänzend zu einer thermischen Aktivierung kann die erste Aktivierung 122 auch eine Aktivierung durch Druck und/oder eine chemische Aktivierung sein.
Bei einer Aktivierung durch Druck kann vorgesehen sein, dass der Reaktions raum 120, in welchem die erste Aktivierung 122 durchgeführt wird, mit einem Überdruck oder einem Unterdrück beaufschlagt wird.
Ergänzend oder alternativ können die zu verbindenden Bleche 112 zusammen gepresst werden, beispielsweise wie zuvor beschrieben.
Bei einer chemischen Aktivierung wird das Verbindungsmaterial 110 vorzugs weise mit einem Reaktionsstartstoff in Kontakt gebracht und/oder es wird ein Reaktionsstartstoff zum Zeitpunkt der ersten Aktivierung 122 hinzugesetzt. Ein Reaktionsstartstoff ist beispielsweise ein Vernetzungsmittel und/oder ein Radikalstarter.
Durch die erste Aktivierung 122 findet vorzugsweise eine Vorkonsolidierung statt.
Nach dem stoffschlüssigen Verbinden der Bleche 112 zu dem Blechlaminat 132 wird das Blechlaminat 132 vorzugsweise durch eine Kühleinrichtung 134 hindurchgeführt.
Die Kühleinrichtung 134 kann als aktiver Kühlkanal ausgebildet sein, welcher einer Trocknung und/oder Abkühlung des Blechlaminats 132 auf Raumtem peratur (ca. 20°C) dient.
Bei der Trocknung verdampft verbliebenes Lösungsmittel 118 vorzugsweise im Wesentlichen vollständig (in den Fig. 2 und 4 durch gestrichelte Linien angedeutet).
Es kann vorgesehen sein, dass das Blechlaminat 132, insbesondere nach dem Durchführen durch die Kühleinrichtung 134, aufgewickelt wird.
Vor einem auf die Herstellung des Blechlaminats 132 folgenden Verfahrens schritt wird das Blechlaminat 132 im Falle einer Aufwicklung vorzugsweise wieder abgewickelt.
Nach der Herstellung des Blechlaminats 132 wird das Blechlaminat 132 vor zugsweise zum Herstellen mehrerer Blechlaminateinheiten 140 zerteilt und/oder werden mehrere Blechlaminateinheiten 140 aus dem Blechlaminat 132 herausgetrennt.
Hierzu wird das Blechlaminat 132 vorzugsweise einem Werkzeug 142 zuge führt, welches ein Stanzwerkzeug 144 umfasst. Das Stanzwerkzeug 144 umfasst vorzugsweise zwei Werkzeughälften, welche jeweils mit einem oder mehreren Messerelementen ausgestattet sind (nicht gezeigt). Durch Zusammenpressen der zwei Werkzeughälften des Stanzwerk zeugs 144 wird vorzugsweise mit den Messerelementen eine vorbestimmte Form aus dem Blechlaminat 132 herausgetrennt und/oder herausgeschnitten.
Für einen minimierten Kanteneinzug kann es vorteilhaft sein, wenn das Blechlaminat 132, insbesondere vor dem Stanzen, vorgewärmt wird.
Beispielsweise wird ein Bereich des Blechlaminats 132, in welchem ein oder mehrere Messerelemente des Stanzwerkzeugs 144 schneiden, vorgewärmt. Dieser Bereich ist beispielsweise ein Schnittkantenareal.
Das Vorwärmen erfolgt vorzugsweise mittels eines Lasers.
Für eine optimierte Verfahrensführung kann es günstig sein, wenn das Stanz werkzeug 144 in ein Presswerkzeug 145, beispielsweise eine Presse, integriert ist.
Das Presswerkzeug 145 dient vorzugsweise einem Aneinanderpressen und/oder Aneinanderdrücken mehrerer Blechlaminateinheiten 140 während einer zweiten Aktivierung 150 des Verbindungsmaterials 110.
Vorzugsweise wird ein Feinstanzwerkzeug 146 als Stanzwerkzeug 144 ver wendet. Beispielsweise wird eine Feinstanzeinheit der Firma Webo Werkzeug bau Oberschwaben GmbH in eine konventionelle Presse integriert.
Das Stanzen ist in den Fig. 2 und 4 schematisch mit dem Bezugszeichen 148 angedeutet.
Es kann vorgesehen sein, dass durch das Stanzen 148 eine vollständige Zerteilung des Blechlaminats 132 erfolgt oder dass durch das Stanzwerkzeug 144 zunächst eine Materialschwächung herbeigeführt wird und das Blechlami nat 132 anschließend und/oder währenddessen durch einen elektromag netischen Impuls vollständig zerteilt wird.
Der elektromagnetische Impuls wird beispielsweise durch einen elektromag netischen Impulsgenerator erzeugt. Gemäß dieser Variante des Verfahrens wird das Blechlaminat 132 elektromagnetisch umgeformt.
Günstig kann es sein, wenn das Stanzwerkzeug 144 einen Hub pro Stack von ca. 200 mm bis ca. 350 mm, insbesondere von ca. 250 mm bis ca. 300 mm, beispielsweise von ca. 275 mm aufweist. Ein "Stack" bezeichnet dabei insbesondere eine Dicke eines Blechlaminats 132 und/oder eine Höhe eines Stapels aus Blechlaminateinheiten 140 und/oder eine Dicke des Blechstapels 100.
Die Dicke des Blechlaminats 132 ist vorzugsweise senkrecht zu dessen Haupterstreckungsebene definiert.
Die Höhe des Stapels aus Blechlaminateinheiten 140 ist vorzugsweise parallel zu der Stapelrichtung definiert.
Die Dicke des Blechstapels 100 ist vorzugsweise senkrecht zu einer Haupt erstreckungsebene eines Blechs 112 definiert.
Es kann vorgesehen sein, dass in dem Werkzeug 142 vor, während und/oder nach der zweiten Aktivierung 150 ein Durchsetzfügen der Blechlaminatein heiten 140 vorgenommen wird. Beispielsweise werden die Blechlaminat einheiten 140 geclincht.
Ergänzend oder alternativ werden Blechstapel 100 geclincht. Vorzugsweise wird unmittelbar nach dem Zerteilen und/oder Heraustrennen der Blechlaminateinheiten 140 eine Stapelung mehrerer Blechlaminateinheiten 140 vorgenommen.
Nach dem Stapeln werden die Blechlaminateinheiten 140 vorzugsweise stoffschlüssig miteinander verbunden.
Günstig kann es sein, wenn das stoffschlüssige Verbinden mehrerer Blech laminateinheiten 140 noch in dem Werkzeug 142, insbesondere dem Press werkzeug 145, erfolgt.
Zum stoffschlüssigen Verbinden mehrerer Blechlaminateinheiten 140 werden die Blechlaminateinheiten 140 vorzugsweise übereinandergestapelt, so dass Haupterstreckungsebenen der Bleche 112 der Blechlaminateinheiten 140 im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
Wie bereits im Zusammenhang mit einem übereinander Anordnen und/oder Stapeln der Bleche 112 vor der ersten Aktivierung 122 beschrieben, kann vorgesehen sein, dass Elektrobleche 115 umfassende Blechlaminateinheiten 140 derart angeordnet werden, dass deren Hauptkornorientierungsrichtungen versetzt zueinander und/oder nicht parallel und/oder windschief angeordnet sind.
Das stoffschlüssige Verbinden der Blechlaminateinheiten 140 erfolgt vorzugs weise durch die zweite Aktivierung 150 des Verbindungsmaterials 110. Die zweite Aktivierung 150 ist vorzugsweise eine thermische Aktivierung bei einer zweiten Temperatur 152, welche insbesondere um ca. 30°C oder mehr, beispielsweise um ca. 50°C oder mehr, größer ist als die erste Temperatur 124 bei der ersten Aktivierung 122.
Bei der zweiten Aktivierung 150 werden die Stapel aus Blechlaminateinheiten 140 vorzugsweise durch eine oder mehrere Heizeinrichtungen 126 erwärmt. Beispielsweise wird das Verbindungsmaterial 110 auf eine Temperatur von ca. 120°C oder mehr, insbesondere von ca. 130°C oder mehr, erwärmt.
Bei der zweiten Aktivierung 150 erfolgt insbesondere eine Verklebung auf grund von Kohäsionskräften zwischen an Außenseiten der Blechlaminat einheiten 140 angeordneten Schichten des Verbindungsmaterials 110.
Vorzugsweise findet bei der zweiten Aktivierung 150 eine Vernetzungsreaktion eines harzbasierten Anteils des Verbindungsmaterials 110 statt. Die zweite Aktivierung 150 wird umgangssprachlich auch als "Verbacken" bezeichnet.
Ergänzend oder alternativ zu einer thermischen Aktivierung kann vorgesehen sein, dass die zweite Aktivierung 150 eine Aktivierung durch Druck und/oder eine chemische Aktivierung ist. Bezüglich der Aktivierung durch Druck und der chemischen Aktivierung wird auf die Ausführungen im Zusammenhang mit der ersten Aktivierung 122 Bezug genommen.
Durch das stoffschlüssige Verbinden mehrerer Blechlaminateinheiten 140 resultieren vorliegend Blechstapel 100.
Für eine effiziente Weiterverarbeitung kann es günstig sein, wenn die Blech stapel 100, insbesondere nachdem sie aus dem Werkzeug 142 entfernt wurden, gestapelt werden und in Behältern, beispielsweise Kleinladungs trägern, gelagert und/oder weitertransportiert werden.
Das Stapeln der Blechstapel 100 ist in Fig. 2 schematisch mit dem Bezugs zeichen 158 angedeutet.
Günstig kann es sein, wenn eine Kennzeichnung der Blechstapel 100 vorge nommen wird (mit Bezugszeichen 160 bezeichnet). Zur Kennzeichnung 160 werden beispielsweise Data Matrix Codes verwendet. Die Kennzeichnung 160 erfolgt beispielsweise durch eine Laserbeschriftung. Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass bereits Blechlaminat einheiten 140 gekennzeichnet werden.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Kennzeichnung 160 pro drei Stapel von Blechstapeln 100 vorgenommen wird.
Vor einer Auslieferung der hergestellten Blechstapel 100 erfolgt vorzugsweise eine Qualitätskontrolle 162.
In Fig. 5 ist ein Blechstapel 100 in einer Draufsicht dargestellt.
Der Blechstapel 100 weist vorzugsweise in der Draufsicht eine im Wesent lichen runde Form auf und/oder umfasst eine zentral angeordnete Öffnung 154.
Günstig kann es sein, wenn der Blechstapel 100 ringförmig angeordnete Ausnehmungen 156 in Form von Durchtrittsöffnungen aufweist.
Vorteilhaft kann es sein, wenn jedes Blechlaminat 132 im Wesentlichen dieselbe Form aufweist. Die Öffnungen 154 und/oder Ausnehmungen 156 sämtlicher Blechlaminateinheiten 140 eines Blechstapels 100 sind vorzugs weise in dem Blechstapel 100 im Wesentlichen deckungsgleich angeordnet.
Zur Herstellung eines Elektromotors kann es günstig sein, wenn ein Gehäuse des Elektromotors mittels elektromagnetischen Umformens an ein oder mehrere Rotorpakete 106 und/oder ein oder mehrere Statorpakete 108 angepresst wird.
So kann ein nahezu hydrostatisches Anlegen des einen oder der mehreren Rotorpakete 106 und/oder des einen oder der mehreren Statorpakete 108 an das Gehäuse erfolgen. Durch hydrostatische Umformung des Gehäuses können mittels Blechum- formens hergestellte Teile einen Teil des Gehäuses bilden oder das Gehäuse vollständig aus einem Blechmaterial gefertigt sein und/oder werden.
Das Gehäuse kann ein rolliertes und/oder an Stoßenden gefügtes, beispiels weise geschweißtes, Halbzeug sein. Bevorzugte Halbzeuge sind Rohre.
So können Materialkosten und/oder Werkzeugkosten gespart werden. Ferner können Gehäuse mit einem konstanten Materialdickenverlauf hergestellt werden.
Durch einen gleichmäßigen Kontakt zwischen dem Gehäuse und dem einen oder den mehreren Rotorpaketen 106 und/oder dem einen oder den mehreren Statorpaketen 108 und/oder eine verbesserte elektrische Isolation kann eine Effizienz des Elektromotors gesteigert sein und/oder werden.
Vorzugsweise ist zwischen dem Gehäuse und dem einen oder den mehreren Rotorpaketen 106 und/oder dem einen oder den mehreren Statorpaketen 108 eine Schicht oder ein Schichtsystem angeordnet, welche/welches mindestens ein keramisches Material umfasst oder daraus gebildet ist.
Die Schicht und/oder das Schichtsystem ist vorzugsweise thermisch leitend und/oder elektrisch isolierend.
In dem zuvor beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Blechstapels 100 wird vorzugsweise durch die Verwendung eines Verbindungsmaterials, welcher ein Elastomermaterial und ein Harzmaterial umfasst, eine Verklebung auf zwei Temperaturniveaus erreicht, so dass insbesondere eine zweistufige Verklebung mit nur einem Verbindungsmaterial 110 durchgeführt werden kann.
Durch den mindestens einen metallischen Füllstoff 113a und/oder den mindestens einen keramischen Füllstoff 113b werden insbesondere die Magnetisierbarkeit und/oder die Wärmeleitfähigkeit erhöht.

Claims

Patentansprüche
1. Verbindungsmaterial (110) zur Verbindung mehrerer Bleche (112) eines Rotorpakets (106) und/oder Statorpakets (108), wobei das Verbin dungsmaterial (110) ein polymeres Matrixmaterial (111) und mindes tens einen metallischen Füllstoff (113a) und/oder mindestens einen keramischen Füllstoff (113b) umfasst oder daraus gebildet ist.
2. Verbindungsmaterial (110) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil des mindestens einen metallischen Füllstoffs (113a) höchstens ca. 50 Vol.-%, bezogen auf ein Gesamtvolumen des Ver bindungsmaterials (110), beträgt und/oder dass ein Anteil des mindestens einen keramischen Füllstoffs (113b) höchs tens ca. 30 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen des Verbindungsmaterials (110), beträgt.
3. Verbindungsmaterial (110) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der mindestens eine metallische Füllstoff (113a) ein par tikelförmiger Füllstoff ist, wobei insbesondere eine mittlere Partikelgröße D50 im Rohzustand mindestens ca. 2 pm und/oder höchstens ca. 6 pm beträgt.
4. Verbindungsmaterial (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine metallische Füllstoff (113a) aus einem oder mehreren der folgenden Materialien gebildet ist: Eisen, Kupfer, Cobalt, Nickel oder Legierungen daraus.
5. Verbindungsmaterial (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine keramische Füllstoff (113b) ein partikelförmiger Füllstoff ist, wobei insbesondere eine mittlere Partikelgröße Dso im Rohzustand mindestens ca. 4 pm und/oder höchstens ca. 8 pm beträgt.
6. Verbindungsmaterial (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine keramische Füllstoff (113b) aus einem oder mehreren der folgenden Materialien gebildet ist: Nitride, insbesondere Bornitrid und/oder Siliziumnitrid, Oxide, insbesondere Zirkoniumoxid, Carbide, insbesondere Siliziumcarbid, oder Mischungen daraus.
7. Verbindungsmaterial (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Matrixmaterial (111) ein Elastomer material umfasst oder daraus gebildet ist, wobei insbesondere das Elastomermaterial ein Synthesekautschukmaterial, beispielsweise einen Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, umfasst oder daraus gebildet ist.
8. Verbindungsmaterial (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Matrixmaterial (111) ein Harz material umfasst, wobei insbesondere das Harzmaterial ein Epoxid harzmaterial und/oder ein duroplastisches Polymermaterial, insbeson dere ein Phenolharzmaterial, beispielsweise einen Novolak, umfasst oder daraus gebildet ist.
9. Verbindungsmaterial (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Matrixmaterial (111) einen oder mehrere Haftvermittler umfasst, wobei insbesondere der eine oder die mehreren Haftvermittler ein Silan umfassen oder daraus gebildet sind.
10. Verbindungsmaterial (110) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Silan ein organisch modifiziertes Silan ist und insbesondere eines oder mehrere der folgenden Silane umfasst oder daraus gebildet ist: ein Aminosilan, ein Epoxysilan, ein Mercaptosilan, ein Ureidosilan oder Mischungen daraus.
11. Verbindungsmaterial (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmaterial (110) eine Wärmeleit fähigkeit von mindestens 0,5 W/(m-K) aufweist.
12. Verbindungsmaterial (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmaterial (110) elektrisch isolierend ist.
13. Blechstapel (100), insbesondere ein Rotorpaket (106) und/oder ein Statorpaket (108), umfassend mehrere Blechlaminateinheiten (140), wobei eine oder mehrere Blechlaminateinheiten (140) exakt drei Bleche (112) umfassen, welche, insbesondere beidseitig, mit einem Verbin dungsmaterial (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 beschichtet sind.
14. Maschinenbauteil, insbesondere ein Rotor und/oder ein Stator, umfassend einen oder mehrere Blechstapel nach Anspruch 13.
15. Elektromotor, umfassend ein Gehäuse, einen Rotor und einen Stator, wobei der Rotor und/oder der Stator Maschinenbauteile nach Anspruch 14 sind.
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