DE3503019A1 - Electrical sheet steel for producing iron cores, which consist of a large number of sheet steel layers, for electrical apparatuses - Google Patents
Electrical sheet steel for producing iron cores, which consist of a large number of sheet steel layers, for electrical apparatusesInfo
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Abstract
Description
Elektroblech zur Herstellung von aus einer Vielzahl von Blechlagen Electrical steel sheet for the production of a large number of sheet metal layers
bestehenden Eisenkernen für elektrische Geräte Die Erfindung betrifft Elektrobleche zur Herstellung von aus einer Vielzahl von Blechlagen bestehenen Eisenkernen für elektrische Geräte wie Spannungswandler, Stromwandler, Elektromotoren oder dergleichen. existing iron cores for electrical equipment The invention relates to Electrical steel sheets for the production of iron cores consisting of a large number of sheet metal layers for electrical devices such as voltage converters, current converters, electric motors or the like.
Für den Aufbau solcher elektrischer Geräte ist es bekannt, die zu einem Eisenkern gestapelten beziehungsweise geschichteten Kernbleche durch eine Haftverbindung, wie Verklebung untereinander zusammenzuhalten.For the construction of such electrical devices, it is known that to an iron core stacked or layered core sheets through a Adhesive connection, like sticking together.
Hierfür sind verschiedene Verfahren beziehungsweise Methoden bekannt. So werden zum Beispiel gemäß einem Verfahren die Kernbleche aus beidseitig mit einer nicht ausgehärteten Klebstoffschicht versehenem Elektroblech herausgestanzt und nach dem Stapeln durch Zusammendrücken und Erhitzen miteinander verklebt. Bei diesem Verfahren muß die verwendete Klebstoffschicht zugleich die Aufgabe der Isolation zwischen den einzelnen Kernblechen übernehmen. Durch das unter Druck durchgeführte Verkleben werden jedoch die Klebstoffschichten insbesondere in den Bereichen, in denen Vorsprünge durch Blechwölbungen, Stanz- und Schneidverformungen vorhanden sind, verdrängt, so daß in diesen Bereichen die benachbarten Kernbleche unmittelbar zur Anlage kommen und Eisenschlüsse entstehen, die Wirbelstromverluste im Eisenkern verursachen und daher nachteilige Auswirkungen auf Leerlaufstrom und Ummagnetisierungsverluste haben.Various processes or methods are known for this. For example, according to one method, the core sheets are made from both sides with a not cured adhesive layer provided with electrical sheet punched out and glued together after stacking by pressing and heating. With this one In the process, the adhesive layer used must also perform the task of insulation take over between the individual core sheets. By the negative pressure gluing carried out, however, the adhesive layers in particular in the Areas in which protrusions from sheet metal bulges, stamping and cutting deformations are present, displaced, so that the adjacent core laminations in these areas come directly to the system and iron shortings arise, the eddy current losses cause in the iron core and therefore adverse effects on no-load current and Have magnetic reversal losses.
Um diese Nachteile bei Eisenkernen für elektrische Maschinen mit höheren Anforderungen bezüglich der elektromagnetischen beziehungsweise elektrischen Eigenschaften zu beseitigen, ist es bekannt, Kernbleche zu verwenden, welche aus einem beidseits mit einer speziellen Isolationsschicht versehenen Elektroblech herausgestanzt werden und diese nach dem Stapeln zu einem Eisenkern durch z.Bsp.To these disadvantages with iron cores for electrical machines with higher Requirements regarding the electromagnetic or electrical properties to eliminate, it is known to use core sheets, which consist of one on both sides be punched out with a special insulation layer and this after stacking to form an iron core by e.g.
Tränken mit einem Gießharz als Klebstoff untereinander zu verbinden.To connect soaking with a casting resin as an adhesive.
Die so hergestellten Eisenkerne haben jedoch den Nachteil, daß deren mechanische Festigkeit bei dynamischen Beanspruchungen, wie zum Beispiel durch Vibrationen für viele Anwendungsfälle nicht ausreichend ist , weshalb zusätzliche Verbindungsmittel wie z.Bsp. um die Eisenkerne gewickelte Bandagen oder Schrauben, beziehungsweise Niete erforderlich sind. Zudem ist eine derartige Verfahrensweise aufwendig und teuer.However, the iron cores produced in this way have the disadvantage that their mechanical strength under dynamic loads such as vibrations is not sufficient for many applications, which is why additional fasteners such as bandages or screws wrapped around the iron cores, respectively Rivets are required. In addition, such a procedure is expensive and expensive.
Weiterhin sind Kernbleche bekannt, die beidseits mit einer Isolierschicht und darauf ebenfalls beidseits mit einer Klebstoffschicht versehen sind. Aus solchen Blechen hergestellte Kerne weisen die notwendige Isolation zwischen den einzelnen Blechlagen auf. Dies ist wie bereits erwähnt, bei nur mit Klebstoff, wie zum Beispiel Backlack beschichteten Blechen nicht der Fall, da bei der zum Aktivieren des Klebers erforderlichen Erhitzung die Klebeschichten erweichen und an den erhabenen Stellen weggedrückt werden, wodurch zwischen den Blechlagen leitende Verbindungen entstehen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die mechanische Festigkeit von Kernen aus Elektroblech mit einer aufgebrachten speziellen Isolierschicht im Vergleich zu nur mit Klebstoff, wie Backlack, beschichtetem Blech geringer ist und für viele Anwendungsfälle sogar unzureichend. Untersuchungen haben ergeben, daß die auf Elektrobleche aufgebrachten Isolierschichten, wie insbesondere Isolationslacke, zwar gute Isolationswerte garantieren, hierfür wurden sie entwickelt, andererseits aber keine hohen mechanischen Beanspruchungen zulassen. Es wurde festgestellt, daß die Isolierschichten im Schadensfall sich großflächig vom Untergrund, das heißt also vom Blech selbst lösen, während die ausgehärteten Klebstoffschichten insbesondere Backlackschichten in der Regel eine sehr gute Haftung auf dem Blech aufweisen.Furthermore, core sheets are known which have an insulating layer on both sides and are also provided with an adhesive layer on both sides. From such Cores manufactured from sheet metal have the necessary isolation between the individual sheet metal layers. As already mentioned, this is only possible with glue, such as baking varnish-coated sheet metal is not the case, as it is used to activate it Heating the adhesive required to soften the adhesive layers and attach to the raised areas Places are pushed away, creating conductive connections between the sheet metal layers develop. However, it has been shown that the mechanical strength of cores made of electrical steel with a special insulating layer applied in comparison to only with glue, such as baking varnish, coated sheet metal is lower and for many Use cases even insufficient. Investigations have shown that on electrical steel applied insulation layers, such as insulation varnishes in particular, have good insulation values guarantee, they were developed for this, but on the other hand no high mechanical Allow stresses. It was found that the insulating layers in the event of damage to detach themselves from the substrate over a large area, i.e. from the sheet metal itself, while the cured adhesive layers, in particular, baked enamel layers as a rule have very good adhesion to the sheet metal.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Elektrobleche der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die den bisher bekannten Elektroblechen anhaftenden Nachteile nicht aufweisen, weiterhin sich in besonders einfacher und preiswerter Weise herstellen und zu Eisenkernen verbinden lassen. Darüberhinaus sollen die elektrischen Eigenschaften von mit aus solchen Blechen hergestellten Eisenkernen aufgebauten elektrischen Geräten verbessert werden.The present invention was based on the object of electrical steel sheets to create the type mentioned, which the previously known electrical steel do not have inherent disadvantages, continue to be particularly simple and can be produced inexpensively and bonded to form iron cores. Furthermore are said to be the electrical properties of with manufactured from such sheets Iron cores constructed electrical devices are improved.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, daß das Blech mindestens eine aushärtbare Klebstoffschicht, sowie mindestens eine bereits ausgehärtete Klebstoffschicht aufweist. Die ausgehärtete und die aushärtbare Klebstoffschicht sind dabei derart auf das Elektroblech aufgebracht, daß beim Stapeln beziehungsweise Schichten von aus solchem Elektroblech hergestellten Kernblechen jeweils eine ausgehärtete als Isolierschicht fungierende Klebstoffschicht mit einer aushärtbaren, also noch nicht ausgehärteten Klebstoffschicht, welche den endgültigen Zusammenhalt zwischen den einzelnen Kernblechen sicherstellen soll, in Kontakt kommt. Aufgrund dieses Aufbaus wird sowohl eine einwandreie Verbindung zwischen den einzelnen Kernblechen sichergestellt, wodurch eine hohe mechanische Festigkeit des fertigen Kerns bei dynamischen Beanspruchungen, wie zum Beispiel Erschütterungen oder Vibrationen erzielt wird, als auch eine einwandfreie Isolation zwischen den einzelnen Kernblechen gewährleistet. Dies ist darauf zurückzuführen, daß einerseits sowohl die im voraus ausgehärtete Klebstoffschicht als auch die erst bei der Herstellung des Eisenkerns zur Aushärtung gelangende Klebstoffschicht eine sehr gute Haftung auf dem Kernblech als auch untereinander aufweisen, und andererseits die im voraus ausgehärtete Klebstoffschicht während des Aushärtvorganges der noch nicht ausgehärteten Klebstoffschicht nicht.erweicht und somit eine verhältnismäßig hohe Druckfestigkeit aufweist. Diese Druckfestigkeit verhindert, daß bei der zur Herstellung des Eisenkerns unter Druck durchgeführten Verklebung der Kernbleche untereinander Eisenschlüsse entstehen können.According to the invention this is achieved in that the sheet metal at least a hardenable adhesive layer and at least one already hardened adhesive layer having. The hardened and hardenable adhesive layers are of this type applied to the electrical sheet that when stacking or layers of Core laminations produced from such electrical steel are each cured as An adhesive layer that functions as an insulating layer and has a curable, i.e. not yet cured adhesive layer, which is the final cohesion between the to ensure individual core laminations comes into contact. Because of this structure a perfect connection between the individual core sheets is ensured, whereby a high mechanical strength of the finished core under dynamic loads, such as shocks or vibrations is achieved, as well as a flawless one Isolation between the individual core sheets guaranteed. This is due to, that on the one hand both the previously cured adhesive layer and the first an adhesive layer that is used to harden during the manufacture of the iron core have very good adhesion to the core sheet as well as to each other, and on the other hand the previously cured adhesive layer during the curing process of the still non-hardened adhesive layer nicht.er Soften and thus a relatively has high compressive strength. This compressive strength prevents the to Manufacture of the iron core under pressure gluing of the core sheets iron connections can arise among each other.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann es zweckmäßig sein, wenn das Blech auf einer seiner Seiten eine ausgehärtete Klebstoffschicht aufweist und zumindest auf der anderen Seite eine aushärtbare Klebstoffschicht aufgebracht ist, wobei es besonders vorteilhaft sein kann, wenn auf dem Blech auf einer Seite lediglich eine ausgehärtete und auf der anderen Seite lediglich eine aushärtbare Klebstoffschicht vorgesehen ist.According to one embodiment of the invention, it can be useful when the sheet metal has a hardened adhesive layer on one of its sides and at least on the other side a hardenable adhesive layer is applied is, it can be particularly advantageous if on the sheet metal on one side only one hardened and on the other side only one hardenable Adhesive layer is provided.
Gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung kann es für manche Anwendungsfälle angebracht sein, wenn auf mindestens einer seiner Seiten das Blech sowohl eine ausgehärtete Klebstoffschicht als auch eine aushärtbare Klebstoffschicht aufweist, wobei die ausgehärtete Klebstoffschicht zwischem dem Blech und der aushärtbaren Klebstoffschicht vorgesehen ist. Besonders zweckmäßig kann es dabei sein, wenn lediglich auf einer Seite des Bleches sowohl eine ausgehärtete als auch eine aushärtbare Klebstoffschicht vorgesehen sind, wobei die ausgehärtete Schicht dem Blech zugewandt ist. Bei der zuletzt beschriebenen Variante kann die andere Seite des Bleches blank sein, so daß beim Schichten des Eisenkerns aus derartigen Blechen jeweils eine nicht ausgehärtete Klebstoffschicht eines Bleches mit einer blanken Seite des benachbarten Bleches in Berührung kommt.According to another embodiment of the invention, it can be used for some use cases may be appropriate if on at least one of its pages the sheet metal has both a hardened adhesive layer and a hardenable adhesive layer having, wherein the cured adhesive layer between the sheet metal and the curable Adhesive layer is provided. It can be particularly useful if only on one side of the sheet both a hardened and a hardenable adhesive layer are provided, the cured layer facing the sheet metal. In the last described variant, the other side of the sheet can be blank, so that when the iron core is layered from such metal sheets, one is not hardened Adhesive layer of a sheet with a bare side of the adjacent sheet comes into contact.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Blech beidseits eine ausgehärtete Klebstoffschicht, sowie mindestens auf einer seiner Seiten eine aushärtbare Klebstoffschicht aufweisen.According to a further embodiment of the invention, the sheet metal a cured adhesive layer on both sides, as well as on at least one of its Sides have a curable adhesive layer.
Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn auf einer Seite des Bleches lediglich eine ausgehärtete Klebstoffschicht vorgesehen ist, und auf der anderen Seite hingegen eine ausgehärtete und eine nicht ausgehärtete Klebstoffschicht, wobei die ausgehärtete dem Blech zugekehrt ist. Die zuletzt beschriebene Variante kann dabei derart zu einem Eisenkern geschichtet werden, daß die auf der einen Seite eines Bleches vorhandene, ausgehärtete Klebstoffschicht an der auf der anderen Seite des benachbarten Bleches vorhandenen, nicht ausgehärteten Klebstoffschicht zur Anlage kommt. Weiterhin können solche Bleche mit einer anderen Art von Blechen, die lediglich auf einer Seite mit einer nicht ausgehärteten Klebstoffschicht versehen sind und auf der anderen Seite blank sind, in abwechselnder Reihenfolge derart geschichtet werden, daß die blanke Seite der anderen Art von Blechen mit einer nicht ausgehärteten Klebstoffschicht des ihr benachbarten Bleches in Berührung kommt, und die nicht ausgehärtete Klebstoffschicht der anderen Art von Blechen mit einer ausgehärteten Klebstoffschicht des ihr benachbarten Bleches in Berührung kommt.It can be advantageous if only on one side of the sheet a cured adhesive layer is provided, and on the other hand, however a cured and an uncured adhesive layer, the cured facing the sheet. The last-described variant can be used in this way an iron core are layered so that the existing on one side of a sheet, cured adhesive layer on the other side of the adjacent sheet existing, uncured adhesive layer comes to rest. Furthermore you can such sheets with a different type of sheet that is only on one side with an uncured adhesive layer and on the other side are bare, are layered in alternating order so that the bare Side of the other type of sheet metal with an uncured adhesive layer of the sheet metal adjacent to it comes into contact, and the uncured adhesive layer the other type of sheet metal with a hardened adhesive layer of the neighboring one Sheet comes into contact.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die ausgehärtete und /oder die aushärtbaren Klebeschichten durch einen Isolierbacklack gebildet sind.It can be particularly advantageous if the cured and / or the curable adhesive layers are formed by an insulating back varnish.
Um ein richtiges Stapeln der Blechlagen für die Eisenkerne sicherzustellen, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die ausgehärtete und die nicht ausgehärtete Klebstoffschicht optisch unterschiedlich sind. Dies kann in vorteilhafter Weise dadurch erzielt werden, daß die ausgehärtete und die nicht ausgehärtete Klebstoffschicht farblich unterschiedlich ausgelegt werden. Dabei kann sich dieser optische Unterschied dadurch ergeben, daß sowohl für die ausgehärtete als auch für die nicht ausgehärtete Schicht gleiches Ausgangsmaterial verwendet wird, beispielsweise auf der Basis von Phenolharz, wobei sich bereits dadurch farbliche Unterscheidungen ergeben, daß die ausgehärtete Schicht ein anderes Aussehen beziehungsweise eine andere Färbung besitzt als die nicht ausgehärtete Schicht.To ensure correct stacking of the sheet metal layers for the iron cores, it can be particularly advantageous if the cured and the uncured Adhesive layer are visually different. This can be done in an advantageous manner can be achieved in that the cured and the uncured Adhesive layer can be designed differently in color. This can be optical difference result in that both for the cured as well as for the uncured layer is the same starting material used, for example on the basis of phenolic resin, whereby this already gives rise to color differences show that the cured layer has a different appearance or a has a different color than the uncured layer.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann es zweckmäßig sein, wenn die ausgehärtete und/oder die nicht ausgehärtete Klebstoffschicht durch einen mittels UV- Bestrahlung aushärtbaren Klebstoff gebildet ist.According to a further feature of the invention, it can be useful when the cured and / or the uncured adhesive layer by a is formed by means of UV radiation curable adhesive.
Es kann jedoch auch für manche Anwendungsfälle vorteilhaft sein, wenn die ausgehärtete und/oder nicht ausgehärtete Klebstoffschicht durch einen mittels Erhitzung aushärtbaren Klebstoff gebildet ist.However, it can also be advantageous for some applications if the cured and / or uncured adhesive layer by a means Heating curable adhesive is formed.
Für die Herstellung von Elektroblechen gemäß der Erfindung kann es jedoch besonders vorteilhaft sein, wennn die ausgehärtete Klebstoffschicht durch einen mittels UV- Bestrahlung aushärtbaren Klebstoff gebildet ist und die nicht ausgehärtete Klebstoffschicht durch einen mittels Erhitzung aushärtbaren Klebstoff. Diese Kombination von Klebstoffen hat den Vorteil, daß beide Klebstoffe jeweils auf einer Seite des Bleches gleichzeitig aufgetragen werden können und die ausgehärtete Klebstoffschicht durch UV- Bestrahlung hergestellt werden kann ohne daß die andere Klebstoffschicht, welche den späteren Zusammenhalt des Eisenkern sicherstellen soll, aktiviert wird.For the production of electrical steel sheets according to the invention it can however, be particularly advantageous ifn the cured adhesive layer through an adhesive curable by means of UV radiation is formed and which is not hardened adhesive layer by means of an adhesive which can be hardened by means of heating. This combination of adhesives has the advantage that both adhesives each can be applied simultaneously on one side of the sheet and the cured Adhesive layer can be produced by UV irradiation without the other Adhesive layer, which should ensure the subsequent cohesion of the iron core, is activated.
Zur Herstellung von erfindungsgemäßen Elektroblechen kann ein Verfahren vorteilhaft sein, bei dem auf das Elektroblech auf mindestens einer der Seiten eine erste Klebschicht aufgebracht wird, die dann ausgehärtet wird und danach ebenfalls auf mindestens eine der Seiten eine weitere Klebstoffschicht aufgebracht wird. Vorteilhaft kannn es dabei sein, wenn die weitere, zweite Klebschicht vorgetrocknet wird, so daß zumindest deren Oberfläche nicht mehr klebrig ist, wodurch das Handling verbessert wird.A method can be used to produce electrical steel sheets according to the invention be advantageous in which on the electrical steel sheet on at least one of the sides first adhesive layer is applied, which is then cured and then likewise a further layer of adhesive is applied to at least one of the sides. Advantageous it can be the case when the further, second adhesive layer is predried, so that at least their surface is no longer sticky, which improves handling will.
Zur Herstellung von erfindungsgemäßen Elektroblechen kann jedoch auch ein Verfahren besonders zweckmäßig sein, bei dem die Elektrobleche beidseits mit einer Klebeschicht beschichtet werden und lediglich eine der beiden Klebeschichten ausgehärtet wird. Die Aushärtung kann dabei in besonders vorteilhafter Weise mittels UV-Bestrahlung durchgeführt werden. Auch kann es bei diesem Verfahren zweckmäßig sein, wenn die andere Klebschicht, welche den späteren Zusammenhalt des Eisenkerns sicherstellt, vorgetrocknet wird.For the production of electrical steel sheets according to the invention, however, can also a method can be particularly useful in which the electrical steel sheets on both sides with be coated with an adhesive layer and only one of the two adhesive layers is cured. The curing can be carried out in a particularly advantageous manner by means of UV irradiation can be carried out. It can also be useful in this process be when the other adhesive layer, which will later hold the iron core together ensures that it is pre-dried.
Der Auftrag der ausgehärteten Klebstoffschicht als auch der vorgetrockneten Klebstoffschicht kann in vorteilhafter Weise auf ein Blechcoil erfolgen und zwar in einem Vorgang im Bereich zwischen einer Ab- und Abwickelstation.The application of the cured adhesive layer as well as the predried one The adhesive layer can advantageously be applied to a sheet metal coil in one process in the area between an unwinding and an unwinding station.
Gemäß einer anderen Verfahrensweise kann es jedoch auch angebracht sein, wenn der Auftrag der vorgetrockneten Klebeschicht auf einen Blechstreifen erfolgt und zwar zwischen einer Abwickelstation und einer Stanzstation für die einzelnen Blechlagen, die zur Herstellung von Eisenkernen dienen.However, according to another procedure, it can also be appropriate be when the application of the pre-dried adhesive layer on a metal strip takes place between an unwinding station and a punching station for the individual Sheet metal layers that are used to manufacture iron cores.
Die Erfindung betrifft ebenfalls Eisenkerne für elektrische Geräte wie Spannungswandler, Stromwandler, Elektromotoren oder dergleichen die eine Vielzahl von aufeinander gestapelten Blechlagen aufweisen, welche gemäß der Erfindung derart beschichtet sind, daß vor dem Verbinden der Blechlagen des Eisenkernes zwischen zwei benachbarten Blechlagen jeweils eine aushärtbare Klebstoffschicht sowie eine bereits ausgehärtete Klebstoffschicht zu liegen kommt. Dabei kann der Eisenkern in vorteilhafter Weise derart aufgebaut sein, daß auf eine beiderseits eine ausgehärtete Klebstoffschicht aufweisende Blechlage eine Blechlage folgt, die beidseits eine nicht ausgehärtete Klebstoffschicht aufweist.The invention also relates to iron cores for electrical equipment such as voltage converters, current converters, electric motors or the like which are a multitude have of stacked sheet metal layers, which according to the invention such are coated that before connecting the sheet metal layers of the iron core between two adjacent sheet metal layers each have a curable adhesive layer and one already hardened adhesive layer comes to rest. The iron core can advantageously be constructed in such a way that on both sides a cured one Sheet metal layer having an adhesive layer is followed by a sheet metal layer, one on both sides Has uncured adhesive layer.
Der Eisenkern kann jedoch in vorteilhafter Weise auch derart aufgebaut sein, daß die Blechlagen jeweils auf einer Seite eine ausgehärtete und auf der anderen Seite eine nicht ausgehärtete Klebstoffschicht aufweisen und derart geschichtet sind, daß jeweils eine ausgehärtete und eine nicht ausgehärtete Klebstoffschicht aneinander zu liegen kommen.However, the iron core can also be constructed in this way in an advantageous manner be that the sheet metal layers are cured on one side and one on the other Side have an uncured adhesive layer and so layered are that in each case a cured and a non-cured adhesive layer come to rest against each other.
Für die einerseits gleichzeitig als Klebemittel fungierende Lackisolation (also die zunächst noch nicht ausgehärtete Klebstoffschicht) beziehungsweise die gleichzeitig als Isolation fungierende Klebelackschicht (also die bereits ausgehärtete beziehungsweise vernetzte Schicht) können insbesondere solche verwendet werden, wie sie unter den Bezeichnungen "Backlack- Isolation", "Backlack- Isolation Stabolit 15"¹, "Voltatex- Backlack E 175"², "EB 540"³, "EB 540 H" 1> "A 15"4 bzw. "A 70"4 bekannt geworden sind.For the lacquer insulation, which also functions as an adhesive (i.e. the adhesive layer that has not yet hardened) or the at the same time acting as an insulation layer of adhesive varnish (i.e. the already hardened or cross-linked layer), in particular, those can be used as they go under the names "Baked Varnish Isolation", "Baked Varnish Isolation Stabolite 15 "¹," Voltatex-Backlack E 175 "²," EB 540 "³," EB 540 H "1>" A 15 "4 or" A 70 "4 have become known.
1 EBG Elektroblech GmbH, 4630 Bochum 2 Helmstedter Lack- und Chemische Fabrik, 3330 Helmstedt 3 Dr. Loley, Rembrandtim Lack GmbH, A- Wien 4 Stoll- Lack, A- 2359 Gundramsdorf Anhand der Figuren 1 bis 6 sei die Erfindung näher erläutert.1 EBG Elektroblech GmbH, 4630 Bochum 2 Helmstedter Lack- und Chemische Factory, 3330 Helmstedt 3 Dr. Loley, Rembrandtim Lack GmbH, A- Vienna 4 Stoll- Lack, A- 2359 Gundramsdorf The invention is based on FIGS explained in more detail.
Dabei zeigt: Figur 1 einen im vergrößerten Maßstab dargestellten Schnitt senkrecht zu den Blechlagen eines erfindungsgemäßen Eisenkerns, die Figuren 2 bis 5 weitere Ausführungsformen erfindungsgemäßer Eisenkerne in einer der Figur 1 entsprechenden Darstellung, wobei die einzelnen Blechlagen anders beschichtet sind, Figur 6 eine schematisch dargestellte Vorrichtung zur Herstellung von erfindungsgemäßen Elektroblechen für die Herstellung von Eisenkernen gemäß den Figuren 1 bis 5.It shows: FIG. 1 a section shown on an enlarged scale perpendicular to the sheet metal layers of an iron core according to the invention, FIGS 5 further embodiments of iron cores according to the invention in one corresponding to FIG Representation, the individual sheet metal layers being coated differently, FIG. 6 a schematically shown device for the production of electrical steel sheets according to the invention for the production of iron cores according to Figures 1 to 5.
Die Figur 1 zeigt aus einem Eisenkern 1 zwei aufeinander gestapelte Blechlagen 2,3 aus elektromagnetische Eigenschaften aufweisendem Material. Die Blechlagen 2,3 besitzen auf der einen Seite, im dargestellten Beispiel auf der oberen, eine Backlack- Isolationskiebschicht 4, die vor dem Stapeln der Bleche 2,3 ausgehärtet beziehungsweise vernetzt wurde und auf der anderen, unteren Seite eine nicht ausgehärtete, jedoch aushärtbare Backlack-Isolationsklebstoffschicht 5. Die aushärtbare Klebstoffschicht 5 wird nach dem Stapeln des Eisenkerns zum Beispiel durch Hitzeeinwirkung aktiviert und unter Druck werden die einzelnen Blechlagen 2,3 miteinader verbacken. Durch die bereits vor dem Stapeln des Eisenkerns 1 ausge- härteten Klebstoffschichten 4, welche beim Erhitzen des Eisenkernes 1 nicht erweichen und somit eine hohe Druckfestigkeit aufweisen, wird sichergestellt, daß zwischen den einzelnen Blechlagen 2,3 stets eine einwandfreie Isolierung vorhanden ist und insbesondere keine elektrisch leitenden Metallbrücken zwischen den Blechen 2,3 entstehen können, auch wenn Unebenheiten in einzelnen Belchlagen vorhanden sein sollten. Außerdem ist eine einwandfreie Haftung der Bleche und damit optimale mechanische Eigenschaften gewährleistet.FIG. 1 shows two iron core 1 stacked one on top of the other Sheet metal layers 2,3 made of material exhibiting electromagnetic properties. The sheet metal layers 2,3 have on one side, in the example shown on the top, a Baked varnish Isolationskiebschicht 4, which cured before stacking the sheets 2,3 or has been crosslinked and on the other, lower side an uncured, but curable baked enamel insulation adhesive layer 5. The curable adhesive layer 5 is activated after the iron core has been stacked, for example by exposure to heat and the individual sheet metal layers 2, 3 are baked together under pressure. By which were already selected before the iron core 1 was stacked cured adhesive layers 4, which do not soften when the iron core 1 is heated and thus have a high compressive strength have, it is ensured that between the individual sheet metal layers 2.3 always There is perfect insulation and, in particular, no electrically conductive one Metal bridges can arise between the sheets 2, 3, even if there are bumps should be present in individual Belchlagen. In addition, there is impeccable liability of the sheets and thus optimal mechanical properties.
Zweckmäßig ist es, wenn die ausgehärtete Klebstoffschicht 4, sowie die aushärtbare Klebstoffschicht 5 bereits auf das tafel- oder bandförmige, elektromagnetische Eigenschaften aufweisende Blech, aus dem die Blechlagen 2 und 3 herausgeformt werden, aufgebracht werden. Die ausgehärtete Klebstoffschicht 4 sowie die aushärtbare Klebstoffschicht 5 können aus dem gleichen Klebstoff bestehen, oder aber auch aus verschiedenen. Als Klebstoffe können zum Beispiel sogenannte Polyadditionsklebstoffe, wie zum Beispiel Epoxydharze verwendet werden . Für die ausgehärteten Klebstoffschichten 4 können auch kalt aushärtende oder mittels UV- Bestrahlung aushärtende Klebstoffe verwendet werden und für die nicht ausgehärteten Klebstoffschichten 5, Klebstoffe, die unter Hitzeeinwirkung aushärten, benutzt werden. Dadurch wird es möglich, die Klebstoffschicht 4 und die Klebstoffschicht 5 gleichzeitig auf das Elektroblech aufzutragen und die Klebstoffschicht 4 mittels UV- Bestrahlung oder aufgrund seiner Kaltaushärtbarkeit auszuhärten, ohne die Klebstoffschicht 5 zu aktivieren.It is useful if the cured adhesive layer 4 and the curable adhesive layer 5 already on the sheet-like or band-shaped, electromagnetic Sheet metal with properties from which sheet metal layers 2 and 3 are formed, be applied. The hardened adhesive layer 4 and the hardenable adhesive layer 5 can consist of the same adhesive, or different ones. So-called polyaddition adhesives, such as, for example, can be used as adhesives Epoxy resins are used. For the cured adhesive layers 4 can cold-curing or UV-curing adhesives are also used and for the uncured adhesive layers 5, adhesives that are below Cure heat exposure, can be used. This will make it possible to apply the adhesive layer 4 and the adhesive layer 5 to apply simultaneously to the electrical steel sheet and the Adhesive layer 4 by means of UV radiation or due to its cold curability cure without activating the adhesive layer 5.
Um einen guten Halt der nicht ausgehärteten Klebstoffschicht 5 auf den Blechlagen 2,3 zu sichern und die Herstellung sowie Handhabung dieser Blechlagen 2,3 zu erleichtern, ist die nicht ausgehärtete Klebstoffschicht 5 vorgetrocknet, so daß deren freie Oberfläche nicht haftet beziehungsweise klebrig ist. Dieses Vortrocknen kann nach dem Auftragen der nicht ausgehärteten Klebstoffschicht auf das tafel- oder bandförmige Elektroblech, aus dem die Blechlagen 2,3 hergestellt sind, erfolgen.To ensure a good hold of the uncured adhesive layer 5 to secure the sheet metal layers 2,3 and the production and handling of these sheet metal layers 2.3, the uncured adhesive layer 5 is predried, so that their free surface does not adhere or is sticky. This pre-drying after the uncured adhesive layer has been applied to the board or strip-shaped electrical sheet from which the sheet metal layers 2, 3 are made.
Die in Figur 2 dargestellten aufeinander gestapelten Blechlagen 102, 103 eines Eisenkernes 100 sind zum Beispiel durch Stanzen aus einem Elektroblech gebildet worden. Diese Blechlagen 102,103 weisen auf der einen ihrer Seiten - im dargestellten Beispiel auf der oberen -eine Doppel beschichtung 102a,103a auf, die aus einer unmittelbar auf die Blechlagen 102,103 aufgebrachten, ausgehärteten Klebstoffschicht 104 sowie einer auf letztere aufgebrachten, nicht ausgehärteten Klebstoffschicht 105 besteht. Die aushärtbare Klebstoffschicht 10 wird nach dem Stapeln der Blechlagen zur Herstellung des Eisenkerns aktiviert, damit die einzelnen Blechlagen 102,103 miteinander verbunden werden. Zur Bildung der nicht ausgehärteten Klebstoffschicht 105 eignen sich sogenannte Backlacke, die durch Hitzeeinwirkung aktiviert beziehungsweise vernetzt werden. Wie in Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben, werden auch bei einer Ausführungsform gemäß Figur 2 während des Verbackens die Blechlagen 102,103 mit einem verhältnismäßig hohen Druck verspannt, um eine einwandreie Haftung sicherzustellen. Das Verbacken kann in einem Ofen stattfinden, in dem der Eisenkern 100 auf die zum Aktivieren beziehungsweise Vernetzen der Backlackschicht 105 erforderliche Temperatur gebracht wird.The stacked sheet metal layers 102 shown in FIG. 103 of an iron core 100 are made, for example, by punching from an electrical sheet been formed. These sheet metal layers 102,103 point on one of their sides - in Example shown on the upper -a double coating 102a, 103a on the from a cured adhesive layer applied directly to the sheet metal layers 102, 103 104 as well as an uncured adhesive layer applied to the latter 105 exists. The hardenable adhesive layer 10 is after the stacking of the sheet metal layers activated for the production of the iron core, so that the individual sheet metal layers 102,103 be connected to each other. To form the uncured adhesive layer 105 are so-called baking varnishes that are activated or activated by the action of heat be networked. As described in connection with Figure 1, are also in a Embodiment according to Figure 2, the sheet metal layers 102,103 during the baking braced under a relatively high pressure to ensure proper adhesion. The baking can take place in an oven, in that of the iron core 100 to that required for activating or crosslinking the baked lacquer layer 105 Temperature is brought.
Durch die bereits vor dem Stapeln des Eisenkerns 100 ausgehärteten Klebstoffschichten 104 der Blechlagen 102,203 wird sichergestellt, daß zwischen den einzelnen Lagen keine Metallberührungen entstehen.By the already hardened before the stacking of the iron core 100 Adhesive layers 104 of the sheet metal layers 102, 203 ensure that between the individual layers do not come into contact with metal.
Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Klebstoffschichten 104 beim Erhitzen des Eisenkernes 100 nicht erweichen und somit durch den Verspanndruck zwischen den Blechlagen nicht verdrängt werden können.This is due to the fact that the adhesive layers 104 when Heating the iron core 100 does not soften and thus through the clamping pressure between the sheet metal layers cannot be displaced.
Die ausgehärtete Klebstoffschicht 104 kann ebenfalls durch einen sogenannten Backlack gebildet sein, der vor dem Auftragen der nicht ausgehärteten Klebstoffschicht 105 thermisch oder durch UV- Bestrahlung ausgehärtet wird. Wie in Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben, wird auch die nicht ausgehärtete Klebstoffschicht 105 vorgetrocknet, Bei dem in Figur 3 teilweise dargestellten Eisenkern 200 werden zwei Typen von Blechlagen, die abwechselnd aufeinander gestapelt sind, verwendet. Die Blechlagen 202 sind beidseits mit einer ausgehärteten Klebstoffschicht 204 versehen und die Blechlagen 203 beidseits mit einer aushärtbaren Klebstoffschicht 205. Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, sind die Blechlagen 202,203 derart aufeinander geschichtet, daß auf eine beidseits eine ausgehärtete Klebstoffschicht 204 aufweisende Blechlage 202 eine beidseits eine nicht ausgehärtete Klebstoffschicht 205 aufweisende Blechlage 203 folgt und umgekehrt. Dies bedeutet, daß jeweils zwischen zwei Blechlagen des einen Typs eine Blechlage des anderen Typs vorgesehen ist.The cured adhesive layer 104 can also by a so-called Baking varnish be formed before the application of the uncured adhesive layer 105 is cured thermally or by UV radiation. As in connection with As described in FIG. 1, the uncured adhesive layer 105 is also predried, In the iron core 200 partially shown in Figure 3, two types of sheet metal layers, which are alternately stacked on top of each other, are used. The sheet metal layers 202 are on both sides provided with a cured adhesive layer 204 and the sheet metal layers 203 on both sides with a curable adhesive layer 205. As can be seen from Figure 3, are the sheet metal layers 202, 203 are stacked on top of one another in such a way that one on both sides has one Sheet metal layer 202 having cured adhesive layer 204 one on both sides Sheet metal layer 203 having uncured adhesive layer 205 follows and vice versa. This means that there is a sheet metal layer between two sheet metal layers of one type of the other type is provided.
Die in Figur 4 dargestellten aufeinander gestapelten Blechlagen 302,303 eines Eisenkernes 300 weisen auf der einen ihrer Seiten - im dargestellten Beispiel auf der oberen - eine Doppel beschichtung 304,305 auf, die aus einer unmittelbar auf die Blechlagen 302,303 aufgebrachten, ausgehärteten Klebstoffschicht 304 sowie einer auf letztere aufgebrachten, nicht ausgehärteten Klebstoffschicht 305 besteht. Auf der anderen, der unteren Seite weisen die Blechlagen 302,303 lediglich eine ausgehärtete Klebstoffschicht 304 auf. Wie ersichtlich ist, kommt beim Stapeln der einzelnen Blechlagen 302,303 jeweils eine nicht ausgehärtete Klebstoffschicht 305 zwischen zwei ausgehärteten Klebstoffschichten 304 zu liegen . Die aushärtbaren Klebstoffschichten 305 werden nach dem Stapeln der Blechlagen 302,303 zur Herstellung des Eisenkerns aktiviert, damit die einzelnen Blechlagen miteinander verbunden werden.The stacked sheet metal layers 302, 303 shown in FIG. 4 an iron core 300 point on one of its sides - in the example shown on the top - a double coating 304,305, which comes from a direct cured adhesive layer 304 applied to the sheet metal layers 302,303 and an uncured adhesive layer 305 applied to the latter. On the other, the lower side, the sheet metal layers 302, 303 have only one cured adhesive layer 304 on. As can be seen, when stacking the individual sheet metal layers 302,303 each have an uncured adhesive layer 305 to lie between two cured adhesive layers 304. The curable Adhesive layers 305 are used for production after the sheet metal layers 302,303 have been stacked of the iron core activated so that the individual sheet metal layers are connected to one another.
Bei dem in Figur 5 teilweise dargestellten Eisenkern 400 werden zwei Typen von Blechlagen 402,403 verwendet, die abwechselnd aufeinander gestapelt sind. Die Blechlagen 402 sind lediglich auf einer Seite -im dargestellten Beispiel die obere - mit einer nicht ausgehärteten Klebstoffschicht 405 versehen, wohingegen sie auf der anderen, unteren Seite blank sind. Die Blechlagen 403 weisen auf der einen Ihrer Seiten - im dargestellten Beispiel auf der oberen - eine Doppel beschichtung 404, 405 auf, die aus einer unmittelbar auf die Blechlagen 403 aufgebrachten, ausgehärteten Klebstoffschicht 404 sowie einer auf letztere aufgebrachten, nicht ausgehärteten Klebstoffschicht 405 besteht. Auf der anderen, unteren Seite besitzen die Blechlagen 403 lediglich eine ausgehärtete Klebstoffschicht 404 die Blechlagen 402,403 sind derart aufeinander geschichtet, daß auf eine Blechlage 403 eine Blechlage 402 folgt, wobei die nicht ausgehärtete Klebstoffschicht 405 der Blechlagen 403 jeweils auf einer blanken Seite einer Blechlage 402 zu liegen kommt und die nicht ausgehärtete Klebstoffschicht 405 der Blechlagen 402, jeweils auf einer ausgehärteten Klebstoffschicht 404 einer Blechlage 403 zu liegen kommt.In the case of the iron core 400 partially shown in FIG. 5, there are two Types of sheet metal layers 402, 403 used, which are alternately stacked on top of one another. The sheet metal layers 402 are only on one side - in the example shown, the upper one - provided with an uncured adhesive layer 405, whereas they are bare on the other, lower side. The sheet metal layers 403 point to the one of your sides - in the example shown on the top - a double coating 404, 405, which are cured from a layer applied directly to the sheet metal layers 403 Adhesive layer 404 as well as an uncured one applied to the latter Adhesive layer 405 consists. Own on the other, lower side the Sheet metal layers 403 just a cured adhesive layer 404 the sheet metal layers 402, 403 are layered on top of one another in such a way that a sheet metal layer 402 follows, the uncured adhesive layer 405 of the sheet metal layers 403 in each case comes to rest on a bare side of a sheet metal layer 402 and the uncured side Adhesive layer 405 of the sheet metal layers 402, each on a cured adhesive layer 404 of a sheet metal layer 403 comes to rest.
Das Aufbringen der ausgehärteten und der nicht ausgehärteten, vorgetrockneten Klebstoffschichten auf ein Blechcoil, beziehungsweise ein Blechband kann, wie in Figur 6 schematisch dargestellt, in einem Vorgang zwischen einer Abwickelstation 500 und einer Aufwickelstation 501 erfolgen.The application of the cured and the uncured, predried Adhesive layers on a sheet metal coil or a sheet metal strip can, as in Figure 6 is shown schematically, in a process between an unwinding station 500 and a winding station 501 take place.
Gemäß einem Verfahren wird das Blech 502 aus dem in einem späteren Arbeitsgang die Blechlagen für zum Beispiel die Eisenkerne 1, 100,200,300,400 herausgestanzt werden, durch eine Station 503 geführt, in der zum Beispiel durch Aufspritzen oder Aufrollen sowohl die auszuhärtende als auch die nicht auszuhärtende Klebstoffschicht aufgebracht wird.In one method, sheet metal 502 is made from that in a later Operation punched out the sheet metal layers for, for example, the iron cores 1, 100,200,300,400 are passed through a station 503, in which, for example, by spraying or Roll up both the hardening and the non-hardening adhesive layer is applied.
Dabei kann bei Verwendung eines durch UV- Bestrahlung aushärtbaren Klebstoffes für die auszuhärtende Klebstoffschicht und eines thermisch aushärtbaren Klebstoffes für die nicht auszuhärtende Klebstoffschicht und bei Aufbringung dieser beiden Klebstofftypen auf jeweils einer anderen Seite des Bleches die beiden Klebstoffschichten gleichzeitig aufgebracht werden, da durch die UV- Bestrahlung nur eine einseitige Aushärtung stattfindet. Das Vortrocknen der nicht auszuhärtenden Klebstoffschicht kann in einer der Station 503 nachgeschalteten Station 504 erfolgen.In this case, when using a curable by UV radiation Adhesive for the adhesive layer to be cured and a thermally curable one Adhesive for the non-hardening adhesive layer and when it is applied both types of adhesive each on a different side of the sheet the two layers of adhesive are applied at the same time, as the UV Irradiation only one-sided curing takes place. The pre-drying of the not The adhesive layer to be hardened can be located in a station downstream of station 503 504.
Bei Aufbringung beider Klebstoffschichten auf die gleiche Seite des Bleches, wie in Figur 2 gezeigt, muß in der Station 503 vor der Aufbringung des nicht auszuhärtenden Klebstoffilms, der eine einwandfreie Isolierung zwischen den Blechlagen des Kernes sicherstellende Klebstoffilm ausgehärtet werden.When applying both layers of adhesive to the same side of the Sheet metal, as shown in Figure 2, must be in the station 503 before the application of the non-hardening adhesive film that provides perfect insulation between the Sheet metal layers of the core ensuring adhesive film are cured.
Gemäß einem weiteren Verfahren kann in der Station 503 lediglich die ausgehärtete Klebstoffschicht aufgebracht werden und die auszuhärtende Klebstoffschicht erst zu einem späteren Zeitpunkt zum Beispiel in einer der Station 503 ähnlichen Station, welche der Stanzmaschine mit der die Blechlagen für Eisenkerne hergestellt werden, vorgeschaltet ist.According to a further method, only the cured adhesive layer are applied and the adhesive layer to be cured only at a later point in time, for example in one similar to station 503 Station, which the punching machine with which the sheet metal layers for iron cores are produced is connected upstream.
Auch ist es möglich beide Klebstoffschichten auf das Elektroblech aufzubringen und vorzutrocknen und erst zu einem späteren Zeitpunkt, jedoch vor dem Aktivieren der Klebeschicht, welche den endgültigen Zusammenhalt zwischen den Blechlagen des Eisenkerns sicherstellt, die als Isolierung gedachte Klebstoffschicht auszuhärten. Dies kann beispielsweise vor dem Stanzen der Blechlagen für Eisenkerne oder aber auch vor der Aufbringung des Druckes, welcher beim Verbinden der einzelnen Blechlagen des Kernes - zum Beispiel durch Verbacken -aufgebracht wird, erfolgen.It is also possible to have both adhesive layers on the electrical steel sheet to apply and pre-dry and only at a later point in time, but before the activation of the adhesive layer, which is the final cohesion between the Sheet metal layers of the iron core ensure the adhesive layer, which is intended as insulation to harden. This can be done, for example, before punching the sheet metal layers for iron cores or but also before the application of the pressure, which occurs when connecting of the individual sheet metal layers of the core - for example by baking will take place.
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