用于制造叠片铁芯的方法、叠片铁芯和电机技术

本发明专利技术涉及一种用于制造叠片铁芯，例如定子铁芯或者转子铁芯的方法。该方法包括以下步骤：A)提供具有粘合剂涂层的板材(1)；B)将板材运输到线内设施中，该线内设施包括：切割设备(4)、分离设备(6)和活化设备(5、5a、5b)；C)用切割设备(4)切割模制件(2)；D)活化粘合剂涂层；E)分离模制件(2)；F)放置模制件(2)；G)重复步骤C)至F)，其中借助于处理装置(9)，为一些模制件(8)的粘合剂涂层配备处理流体，以便允许用于分离模制件堆叠体(3、3

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造叠片铁芯的方法、叠片铁芯和电机
[0001]本专利技术涉及一种用于制造叠片铁芯的方法。本专利技术还涉及一种叠片铁芯的堆叠体部段和一种电机。
[0002]不同方式的电机以及尤其是电动机的工作原理早已为人所知。电动机越来越重要，不单是在个性化私人交通中电动机使用愈发增加的背景下，还经常随着电动汽车的口号被提起。每个电动机的重要组成部分都是定子和转子，其中术语“定子”指的是马达的固定部分，而术语“转子”指的是马达的移动部分。
[0003]提供电动机时的挑战是：在经济上合理的花费下，提高电动机的效能，例如所提供的单位体积功率和/或效率。
[0004]用于提供高效电动机的构思是将定子和/或转子或者定子和/或转子的零件制造成所谓的定子铁芯或者说转子铁芯。其它待制造的构件是极芯或换向器片(Segment)。在此，所述构件作为叠片铁芯(也被称为薄片组)由单个所谓的薄片组成。术语“薄片”指的是例如借助于冲压，例如从电工钢片或者电工钢带中取出的模制件。薄片组由多个薄薄的薄片构成，这些薄片相互堆叠并且局部地或者优选地完全地相对于彼此电绝缘。为了这样的目的，根据实践已知了例如所谓的电绝缘漆的使用，而这些电绝缘漆被归入所谓的绝缘等级。
[0005]这种叠片铁芯的制造始终包括制造薄片的步骤和使薄片相互连接的步骤。在此，优选地以某种方式进行连接，使得在连接后，薄片部分段地(优选地完全地)彼此电绝缘，即优选地，两个相邻的薄片相互间没有电流连接。
[0006]单个薄片的制造可以例如通过冲压实现。可以通过多种已知的方法，将冲压出的薄片连接成叠片铁芯，例如通过螺接、通过安放夹具、通过焊接或者通过冲压叠装。但是，由于在建立连接的过程中产生的机械作用，所提及的这些本领域技术人员熟悉的制造方法中的每一种都伴随对于完工的叠片铁芯的在连接后占主导地位的电磁特性的不利影响。在根据现有技术建立连接的过程中，机械应力必然至少一定程度上是不可避免的，这些机械应力特别地会对磁特性和叠片铁芯内的磁力线走向产生不利影响，由此例如直接对于由此制造出的电动机的效能产生不利影响。在若干连接方法(例如冲压叠装或者焊接)中出现的、两个或更多个薄片之间的电连接导致额外的损耗。
[0007]一种降低机械作用对于薄片的不利影响并且同时实现薄片间的良好绝缘的巧妙方案是使用粘合剂作为连接手段。合适的粘合剂系统往往也具有类似于电绝缘漆的绝缘特性。
[0008]对此，对于本领域技术人员而言已知的处理方法是使用所谓的烤漆。例如，在DE 38 29 068C1中描述了使用烤漆来粘合冲压出的电工钢片。一种使用烤漆的处理方法是：涂装板材，特别是涂装板材带；随后从板材中冲裁出单个薄片；相对于彼此对齐地将单个薄片相对于彼此定位；并且随后在限定的时段内且在限定的温度下，对产生的板材堆叠体进行热处理。在许多情况下，在热处理过程中，薄片被相对于彼此压缩，例如通过优选地以均匀的表面压力，朝向指向叠片铁芯内部的叠片铁芯轴向方向在端面侧上施力。典型的反应温度是150℃到250℃，典型的烤漆反应时长是30到150分钟，随后是冷却阶段，其中精确的参
数自然是取决于具体所使用的烤漆和具体存在的几何形状，因为例如在构件中出现的核心温度会影响烤漆法的进程。一般而言，通过这一处理方法，可以实现定子铁芯和/或转子铁芯的优异电磁特性。然而，由于耗时的工序，直接可以看出，烤漆的使用对于连续的大批量生产而言并不合适或者至少并不是最适合的。
[0009]在所阐述的情况的背景下，本专利技术的目的是，为在生产环境中高效地制造叠片铁芯(即特别是定子铁芯或者转子铁芯)创造前提条件。
[0010]额外地，在期望进一步提高效能的背景下，本专利技术的目的还在于，提供电磁能到机械能的转化或者相反方向的转化得以改善的电磁部件和电机。
[0011]该目的通过一种根据权利要求1所述的方法、一种根据权利要求16所述的叠片铁芯的堆叠体部段和一种根据权利要求17所述的电机得以实现。
[0012]根据本专利技术的用于制造电机用叠片铁芯的方法至少包括以下步骤：
[0013]A)提供配备有可至少部分地硬化的粘合剂涂层的板材。这意味着，板材具有粘合剂涂层，该粘合剂涂层在例如热触发的活化后硬化并且由此发挥其粘合特性。粘合剂涂层是聚合物基粘合剂涂层。优选地，板材全表面地(单面地或者特别优选地双面地)涂装有粘合剂涂层。板材例如可以是电工钢带或者是从板材带中分离出来的板坯。
[0014]B)将板材运输到线内设施中。线内设施至少包括：切割设备、分离设备和用于使粘合剂涂层活化的活化设备。活化设备优选地被布置在切割设备与分离设备之间。
[0015]术语“线内设施”指的是，以预先确定的顺序布置多个加工站，即至少上文中提及的那些加工站，并且在预先确定的站中自动化地且顺序地对引入到线内设施中的板材，例如电工钢带进行加工。
[0016]切割设备用于形成待制造的薄片的结构。这可以例如由一个切割设备多步地实现，或者由不同的切割设备多步地实现，其中在两种情况下，都优选地，从内向外地在薄片中实现多步的结构形成，即：优选地预设一定数量的多个必需的切割过程，使得切割过程首先形成薄片中最内侧的结构并且此之后逐步地朝向薄片外侧实现切割过程。
[0017]切割设备可以例如被设计为冲模。在这种情况下，步骤C)的切割是冲压。
[0018]切割设备还可以被设计为激光器。那么，步骤C)的切割就是激光束切割。
[0019]线内设施还可以包括一系列的多个切割设备，例如被设计为包括多个顺序布置的冲压级的冲压工具或者被设计为冲压工具和激光器的序列。至少一个切割设备可以被设计为连续复合工具，通过该连续复合工具，将薄片的预定几何形状冲压到电工钢带中，优选地从薄片内部向薄片外部。
[0020]在上文的语境中，术语“薄片”指的是通过从板材中分离而获得的模制件，特别是通过冲裁获得的模制件。
[0021]用于使粘合剂涂层活化的活化设备能够将热量输入引入到粘合剂涂层中，其中原则上，能够以任意方式进行热量输入的产生。特别地，活化设备可以包括用于输出红外辐射的设备，例如NIR发射器，即被设计用于输出NIR波长光谱中的电磁辐射，即波长处于400nm到10μm之间，优选地处于780nm到3μm之间的电磁辐射的照射设备。
[0022]替代地或者额外地，活化设备可以包括用于加热粘合剂涂层的感应加热装置，特别是感应线圈。
[0023]此外，如所提到的，线内设施包括分离设备。该分离设备优选地被设计为冲模，该
冲模通过垂直于板材表面的力效应，顺序地通过分离，将薄片与限定薄片外部的板材分离，并且优选地，在同一过程步骤中，将薄片输送到布置在板材下方的容纳装置中，在容纳装置中收集薄片。优选地，冲模将薄片在其外部边界上从板材上冲裁出来。特别优选地，切割设备和分离设备是同一压床的组成部分，其优点是存在冲压过程与挤出过程的高同步性。
[0024]C)用切割设备，从步骤A中提供的板材中裁切(例如在一步或多步中冲裁)出模制件，例如转子薄片或定子薄片。在线内设施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造电机用叠片铁芯的方法，其中所述叠片铁芯优选地要么是定子铁芯，要么是转子铁芯，所述方法包括以下步骤：A)提供一个或更多个配备有能至少部分地硬化的聚合物基粘合剂涂层的板材；B)将所述板材运输到线内设施中，所述线内设施包括：至少一个切割设备、分离设备和用于使所述粘合剂涂层活化的活化设备，所述活化设备优选地被布置在至少一个所述切割设备与所述分离设备之间；C)用至少一个所述切割设备，从步骤A)中提供的所述板材中，切割优选地被设计为定子薄片或者被设计为转子薄片的模制件；D)借助于用于使所述模制件的粘合剂涂层活化的所述活化设备，使所述模制件的粘合剂涂层，优选在步骤C)中形成的所述模制件的粘合剂涂层活化；E)用所述分离设备，从所述板材上分离所述模制件；F)将所述模制件放置到定位区域内，以形成模制件堆叠体；G)重复步骤C)至步骤F)，以持续地用模制件装填所述定位区域，其中在达到预定的模制件数量后，对于后续的所述模制件，在执行步骤F)之前，借助于处理装置，至少部分区域地为后续的所述模制件配备处理流体，以降低后续的所述模制件的粘合剂涂层的效果，使得由于所述粘合剂涂层效果降低，在所述定位区域内，后续的所述模制件的粘合剂涂层引起位于效果降低的所述粘合剂涂层下方的堆叠体部段能更好地从位于效果降低的所述粘合剂涂层上方的堆叠体部段上分离。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述活化设备包括第一红外照射设备，并且用红外辐射照射所述粘合剂涂层并且由此使其活化。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述活化设备包括第二红外照射设备，其中所述第一红外照射设备和所述第二红外照射设备发出不同波长的红外辐射，以便以不同的活化深度使所述粘合剂涂层活化。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一红外照射设备发射780nm到1200nm之间的波长，并且所述第二红外照射设备发射1200nm到3000nm之间的波长。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述活化设备包括感应加热器。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中
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所述处理流体是分离液体并且所述处理装置是涂装单元，作为对所述粘合剂涂层的处理，通过所述涂装单元，将所述分离液体涂覆到所述粘合剂涂层上；或者
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所述处理流体是冷却流体并且所述处理装置是增湿单元，作为对所述粘合剂涂层的处理，通过所述增湿单元，将优选地被设计为冷却液的冷却流体施加至所述粘合剂涂层。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述处理流体是被设计为冲压油的分离液体。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在分离了堆叠体部段后，在压床中对所述堆叠体部段进行再压，其中端面侧的压力，即垂直于薄片表面、优选地在端面上均匀分布的压力为10000N/(14000mm2)到200000N/(10000mm2)，优选地处于50000N/(14000mm2)到150000N/(10000mm2)之间，特别优选地，温度处于30摄氏度到180摄氏度之间，尤其优选地处于40摄氏度到120摄氏度之间，更优选地处于50摄氏度到100摄氏度之间。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述粘合剂涂层作为水性分散体被涂
覆到所述板材上；和/或所述粘合剂涂层具有复数黏度，在即将开始化学交联之前，所述黏度为至少8Pa x s，优选地为10Pa x s。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述粘合剂涂层包含：60重量份的固态树脂形式的环氧树脂，0.5到15重量份的潜伏性固化剂，1到15重量份的潜伏性加速剂。11.根据前述权利要求中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：托比亚斯，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司，
类型：发明
国别省市：